多功能IGBT逆变式弧焊机控制电路的研究

介绍了多功能ＩＧＢＴ逆变式弧焊机控制电路的设计思想和硬件结构,重点分析了ＴＩＧ焊恒流内拐式外特性,手弧焊恒流阶梯外拖式外特性,脉冲焊接电流及程序控制电路的工作原理。     

斜特性式脉冲CO2焊电源自适应控制方法

在脉冲CO2焊设备采用恒流控制电流波形时,其外特性也就变为恒流特性,这样就需要在恒流闭环控制CO2焊脉冲电流波形的基础上采用相应措施,来保证CO2焊电源具有足够的电弧电压自动调节性能.从电弧能量控制的角度,研究了通过控制CO2焊燃弧过程峰值电流时间的途径来闭环自动调节脉冲CO2焊电弧电压的斜特性式控制方法;提出了以脉冲式CO2焊逆变电源外特性斜率为判据的控制算法,使脉冲CO2焊电源输出外特性斜率可调.结果表明,斜特性脉冲CO2焊电源能在焊接过程中自适应调节电弧电压,并可通过改变电源外特性斜率来定量调节电源对弧长的自动调节强度.     

单片机实现逆变式CO2气保焊电源保焊电源双阶梯恒流外特性系统的研究

提出了采用双阶梯恒流外特性配合等速送丝,实现ＣＯ２气保焊双阶梯恒流外特性的８０９８单片机等硬件结构和软件组成。表明采用８０９８单片机很好地实现了所需的外特性     

单片机实现逆变式CO2气保焊电源双阶梯恒流外特性系统的研究

提出了采用双阶梯恒流外特性配合等速送丝,实现ＣＯ２气保焊双队梯恒流外特性的８０９８单片机等硬件结构和软件组成。表明采用８０９８单片机很好地实现了所需的外特性。     

熔焊设备

20093177斜特性式脉冲CO2焊电源自适应控制方法/蒋力培…//焊接学报.-2009,30(2):1~4在脉冲CO2焊设备采用恒流控制电流波形时,其外特性也就变为恒流特性,这样就需要在恒流闭环控制CO2焊脉冲电流波形的基础上采用相应措施,来保证CO2焊电源具有足够的电弧电压自动调节性能。从电弧能量控制的角度,研究了通过控制CO2焊燃弧过程峰值电流时间的途径来闭环自动调节脉冲CO2焊电弧电压的斜特性式控制方法;提出了以脉冲式CO2焊逆变电源外特性斜率为判据的控制算法,使脉冲CO2焊电源输出外特性斜率可调。结果表明,斜特性脉冲CO2焊电源能在焊接过程中自适应调节电弧电压,并可通过改变电源外特性斜率来定量调节电源对弧长的自动调节强度。图6参520093178新型变极性焊接电源二次逆变电路及其控制技术/陈杰…//焊接学报.-2009,30(2):29~33提出了一种用于变极性焊接电源的新型半桥式二次逆变电路拓扑,它由续流耦合电感、IGBT半桥电路及其RC缓冲电路组成。该电路既能确保在极性切换过程中获得快速的焊接电流换向速度,又能够通过硬件电路本身提供足够高的再燃弧电压,用以在焊接电流过零瞬间重新引燃电弧。针对新型...     

熔焊设备

20093177斜特性式脉冲CO2焊电源自适应控制方法/蒋力培…//焊接学报.-2009,30(2):1~4在脉冲CO2焊设备采用恒流控制电流波形时,其外特性也就变为恒流特性,这样就需要在恒流闭环控制CO2焊脉冲电流波形的基础上采用相应措施,来保证CO2焊电源具有足够的电弧电压自动调节性能。从电弧能量控制的角度,研究了通过控制CO2焊燃弧过程峰值电流时间的途径来闭环自动调节脉冲CO2焊电弧电压的斜特性式控制方法;提出了以脉冲式CO2焊逆变电源外特性斜率为判据的控制算法,使脉冲CO2焊电源输出外特性斜率可调。结果表明,斜特性脉冲CO2焊电源能在焊接过程中自适应调节电弧电压,并可通过改变电源外特性斜率来定量调节电源对弧长的自动调节强度。图6参520093178新型变极性焊接电源二次逆变电路及其控制技术/陈杰…//焊接学报.-2009,30(2):29~33提出了一种用于变极性焊接电源的新型半桥式二次逆变电路拓扑,它由续流耦合电感、IGBT半桥电路及其RC缓冲电路组成。该电路既能确保在极性切换过程中获得快速的焊接电流换向速度,又能够通过硬件电路本身提供足够高的再燃弧电压,用以在焊接电流过零瞬间重新引燃电弧。针对新型...     

采用模糊控制获取SCR弧焊整流器的多外特性

通过对晶闸管式弧焊整流器的控制原理和特点进行分析，得出应该采用模糊方法对晶闸管式弧焊整流器外特性进行控制。重点讨论了各种外特性的模糊方法实现，最后，对恒压，恒流外特性进行了模拟调试，得到了较为理想的结果。     

交流平台百家争鸣焊机产品中的几个电气技术问题(一)

目前晶闸管式、逆变式直流药皮焊条手工电弧焊电源(简称逆变式手弧焊电源)、直流TIC焊电源以及下降特性埋弧焊电源在约定的调节范围内,其外特性多数具有恒电流特性。无网压补偿(输入电源电压)的电源外特性曲线如图1所示。     

单片机控制多外特性的焊接电源

本文介绍一种由单片计算机构成的晶闸管整流弧焊控制系统以及用ＰＩ算法实现恒流、恒流外拖、斜外特性的控制软件。设计中充分利用单片机的软硬件资源，使控制系统简单、、、用。研制的ＺＸ５－８００Ｄ电源在进行钨极氩弧焊、手工电弧焊、碳弧气刨及埋弧焊时均获得满意的性能。     

逆变焊接／刷镀,充电多功能电源的外特性研究

对我校研制开发的便携式逆变焊镀充电用多机的外特性进行了研究。该机与其它同类逆变焊机相比,是一种同时具有陡降的恒流特性和平直的恒压特性的外特性多用机,不仅用于手工电弧焊、ＴＩＧ焊,而且可用于刷镀,充电等,具有高效,节能,体积小,重量轻和性能优良的特性。该机电路设计简单,可靠性高,在实际生产应用中取得了较好经济效益。     

CO2焊机智能波形控制器的研究

研制了智能型的ＣＯ２焊波控器,其波控电路是与焊接电弧并联的ＩＧＢＴ分流开关电路。此电路在微机系统实时控制下,能对ＣＯ２焊短路电流进行局部削波,起到定量控制短路电流波形的作用。本文对智能波控器的工作过程、波控规律及主要控制参数进行了深入分析,并提出了ＣＯ２焊熔滴短路过渡末期和重新燃弧初期进行组合波控的智能波控模式。     

基于BP神经网络的DP600点焊熔核参数建模

以焊接电压、焊接电流构造输入向量,熔核直径、热影响区外径和焊接区焊后厚度为输出量,建立DP600高强钢电阻点焊的熔核参数模型。推导了梯度下降法、动量梯度法和共轭梯度法三种权值算法,并用实际试验数据对模型进行训练和预测。结果表明,共轭梯度法训练后的预测结果误差率最低,所有参数的误差在8%内,平均误差在4%内,可用于在线检测来提高产品质量。     

软开关弧焊逆变电源动特性分析

随着高性能薄板合金的广泛应用,基于实时能量控制波形弧焊技术的发展,对弧焊电源动特性提出了更高的要求．通过对移相全桥弧焊逆变电源的分析,可知移相全桥主电路本质上可等效为Buck模型,利用电路理论推导出小信号模型等效电路的电流传递函数,结合弧焊电源具体特点并进行简化,运用自动控制原理知识分析了弧焊逆变电源的动特性影响因素,并对基于峰值电流反馈的斜坡补偿方法进行具体设计分析,得出了基于峰值电流反馈弧焊逆变电源的动特性与输出回路电抗大小无关的结论．结果表明,仿真和实际电路试验结果均表明分析过程的正确性．     

Simulation of droplet transfer process and current waveform control of CO_2 arc welding

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣＯ2 ｓｈｉｅｌｄｅｄａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ,ｌｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ,ｌｅｓｓｈｙｄｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｈｉｇｈａｎｔｉ ｏｘ ｉｄａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙ .Ｔｈｅｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｓａｍａｉｎｆｏｒｍｉｎＣＯ2 ａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ ,ｂｕｔｉｔｈａｓｔｏｏｍｕｃｈｓｐａｔｔｅｒｉｎｇ ,ａｎｄｕｎｓａｔｉｓｆ…     

基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源研制

SiC功率器件具备开关速度快、开关损耗低、导通损耗小等优点,有利于进一步提升焊接电源的逆变频率、响应速度,实现电弧能量的精密化控制. 设计了一套脉冲变极性逆变焊接电源,主电路采用双逆变结构,前级高频逆变电路采用SiC模块,后级低频调制逆变电路采用绝缘栅双极型晶体管 IGBT模块;设计了SiC模块驱动电路,实现了快速短路保护及米勒钳位;设计了基于ARM的全数字化控制系统,实现了PWM (pulse width modulation)以及输出电流波形的数字化控制.研制的脉冲变极性焊接电源逆变频率达到100 kHz,额定输出电流为500 A,可实现规整的脉冲变极性波形输出.结果表明,研制的基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源能够实现稳定的焊接流程,可通过波形参数的调整有效控制焊接热输入量,获得良好的镁合金焊缝成形.     

精密逆变缝焊电源的研制

电阻缝焊在器件封装等应用中要求电源具有较高的精密性.针对精密电阻缝焊的要求,研制了逆变电阻缝焊电源,文中简要介绍了电源主电路、控制电路的构成和系统控制软件结构,介绍了适应于精密焊接的波形设计,给出了实际波形测试结果.结果表明,电源的波形设定灵活,电流、时间等参数控制准确,能够满足精密焊接的需要.实际用于晶振等器件的平行缝焊封装,表明该电源能满足高质量的焊接要求,是一种理想的精密缝焊电源.

Abstract：

A new type of inverter of resistance seam welding power supply was developed for precision welding in device packaging. The main power circuit, control circuit and control software are briefly introduced, and the special current waveform designed for precision welding is introduced in detail. Experiments show that the current waveform can be set flexibly and the parameters such as currem and time can be controlled accurately. The actual use for parallel seam welding of crystal oscillator shows that the power source can meet the requirements of high-quality welding, which is an ideal precision seam welding power source for fine scale parts.     

焊接与切割设备的使用和维修(三十一)--逆变式弧焊机的安装、使用与维修

介绍了IGBT逆变手弧焊电源的主电路、程控电路和焊接电流增衰电路的结构和工作原理。     

CO2弧焊电流波形的多参数自寻优智能控制

研究并提出了一种CO2气体保护焊电流波形的多参数自寻优智能控制法,电流波形的模糊寻优计及弧焊过程特征参数的综合影响,并在表征短路过渡综合性能的特征综合值作为弧焊过程定量评价和目标实时寻优的函数。在波控参数基值的基础上,基于综合性能寻优过程采用三级模糊调节算法,对电流波形参数分步调节寻优。该法实际上将双输入三输出式的波控参数模糊控制系统化为多路,开关性的双输入单输出式的模糊控制,通过短路及燃弧初始阶段的电流波形控制参数的模糊自寻优,逐步使波控参数和焊接规范参数达到和谐匹配,以实现焊接过程熔滴的稳定可控过渡,改善焊接过程的综合性能。     

一种新型电容储能焊机的电路设计

介绍了一种新型电容储能焊机的电路系统设计.储能电容采用超级电容,由其组成低压的大容量电容器组结构代替传统的高压电容器组;充电电路采用直流斩波充电方式,其中斩波电路采用Buck降压变换器,IGBT为主功率开关器件,SG3525为PWM控制芯片,SKHI22AH4为驱动电路,引入电流负反馈实现恒电流充电;放电电路利用大功率晶闸管的浪涌特性,采取通过晶闸管放电开关直接大电流放电的方法;以80C552单片机为主控芯片的控制系统控制焊机的工作流程,实现焊接自动化.所研制的焊机已经成功应用于生产,焊接效果良好.     

CO2气体保护焊的新型全数字化波形控制技术

对于逆变弧焊电源,采用基于 DSP 的全数字控制策略.针对短路过渡 CO2 气体保护焊特点,提出了准恒压全数字化新型波形控制策略,不再根据输出电压区分短路和燃弧过程,使得短路和燃弧过程过渡自然,适应于所有的焊接工艺,提高了系统的适应性.同时在短路初期采用瞬态电流抑制技术减少了飞溅,建立了包含实时燃弧能量补充机制的全数字化电压电流瞬时反馈的全数字三闭环控制模型.结果表明,所提出的全数字化软开关控制策略灵活、可靠;所采用的数字波形控制技术适应性好、灵活、焊接过程稳定、焊缝成形优良.

Abstract：

According to the characteristics of short circuit transfer of CO2 gas metal arc welding, a novel full digital waveform control scheme called quasi-constant voltage control is presented for inverter type arc welding power based on DSP. Short circuit and arc ignition process are not judged according to the output voltage and transfer process between them is smooth. The strategy is also applied to all welding conditions. Initial current at the instant of short-circuit is suppressed to reduce spatter generation. A triple closed loop control model including real time energy compensation for the arc state based on instantaneous voltage and current feedback control is estabhshed. Flexibility and reliability of the proposed fully digitalized softswitching control strategy is validated by experimental results of 400 A welding machine. The experimental results show that proposed digital waveform control scheme is applicable for different wire feeding speed conditions, and the welding process is stable and the welding bead appearance is good.