输入/输出并联直流变换器在逆变焊机中的应用

输入/输出并联型直流变换器能降低开关管的开关应力,适用于高输入电压、低输出电压、大电流、大功率的焊接系统.分析了逆变电路拓扑结构开关管发展,输入/精出并联直流变换器的工作原理,重点分析了并联变换器均流控制的方法.针对其工作时存在不均流现象,通过对各变换器的输出电流采样并比较后去控制IGBT的导通时间(占空比)来达到均流...     

电源变换器中电流模式和电压模式相互转化

介绍了电流模式和电压模式的工作原理,电压模式为单环的自动调节系统,电流模式为双环的自动调节系统,描述了两种工作模式它们各自的优缺点;探讨了理想的电压模式利用输出电容ESR取样加入平均电流模式的工作过程,论证了电压模式输出使用电解电容系统更容易稳定的原因;探讨了通过输入电压前馈加入电流模式的工作过程,并推导了电流取样信号...     

基于DSP和FPGA实现三相整流焊机数字控制和触发

针对大功率直流电焊机的工艺结构和工作特点,分别对电焊机输出电压和电流进行取样,通过DSP进行PI运算,并由FPGA实现SCR的实时触发.其实现方法是采用DSP处理器控制整个电焊机的性能和功能并与FPGA通信,FPGA适时控制晶闸管SCR的触发导通,并确保6个SCR按顺序导通,同时通过对负载电压和电流的采样值确定SCR的导通角,从而控制输出电压和电流的大小,通过实验表明该数字控制使三相桥式整流出来的直流电压纹波小,谐波含量成分低、系统运行稳定可靠、设备体积小、成本低、便于携带并能精确控制电焊机的电压和电流.     

使用ESBT设计逆变电焊机的辅助电源

设计了一个基于射极开关双极型晶体管ESBT和UC3845的电焊杌三相辅助电源.详细说明了基于高压大电流三极管和低压大电流MOSFET管串联形成的新器件ESBT的工作原理;内部MOSFET直接用PWM驱动,内部晶体管用比例基极驱动电路驱动,比例基极驱动电路电流变压器的磁心选取原理和变压器一、二次绕组的设计流程,并给出了相关周边元件参数的选择公式.同时分析了380 V输入和6路输出的反激式电焊机三相辅助电源的设计过程,并探讨了在输出轻负载时次谐波振荡的形成原因以及相关的波形.通过PWM的振荡波形由外部所加的电容引入斜坡补偿,可以有效地抑正电源在高输入电压轻载或空载时产生的次谐波振荡,并给出了加入斜坡补偿后反馈脚的对比波形.     

基于Boost变换器的ZVT软开关三相APFC仿真研究

随着对电网电能质量的要求日益严格,提高输入功率因数、减少谐波电流污染已成为逆变式开关电源的重要性能指标。首先从理论上分析了将单相有源功率因数校正(APFC)技术应用于逆变式等离子弧切割电源三相整流、电容滤波电路的可行性和优势;然后针对APFC电路的功率器件开关损耗,研究了零压过渡(ZVT)软开关APFC电路的负载适应性。对基于升压变换器(Boost Converter)的ZVT软开关三相APFC电路的应用环境和工作模态进行了详细分析,指出采用非连续导通模式的合理性。采用PSpice软件对APFC电路进行了仿真研究,给出了不同输出功率下的电源输入和功率器件的电压电流仿真波形。研究结果表明,采用非连续导通模式的APFC电路可实现全负载范围的功率器件ZVT软开关,电源系统的输入功率因数可提高至0.94以上,有效改善了输入电流波形,谐波电流污染大幅降低。     

晶闸管弧焊整流数字控制设计

针对大功率弧焊电源的工作环境和工作特点,对电焊机输出电压和电流进行取样,并进行数字控制的PI运算,适时控制电焊机输出的电压和电流。其实现方法是采用DSP芯片实现整个控制系统的功能,由FPGA实现晶闸管的触发导通,同时通过采样负载电压和电流进行双闭环PI控制,从而控制输出电压和电流的大小。通过理论分析,最后实验验证了该控制系统能根据焊接工件的不同输出不同的电压、电流值,同时系统运行稳定、可靠。     

基于电阻焊机恒流控制的研究

针对焊接系统有些焊接工艺要求负载电流恒定的特性,分析了一种基于恒流控制的全数字控制方法,其实现方法是对焊接工件的负载电流通过电流传感器采样,然后通过DSP来闭环运算控制SCR导通角的大小,从而改变负载电压的输出去控制焊接电流。该数字控制主要针对电网电压的波动以及负载特性的变化时,通过改变输出电压来确保负载电流的恒定。理论分析和实验结果表明,该方法能有效的控制焊接电流恒定,达到满意的效果。     

基于三相整流焊机的数字控制研究

针对大功率直流电焊机的工作环境和工作特点,对电焊机输出的电压和电流取样,并进行数字控制的PI运算,适时控制电焊机输出的电压和电流。实现方法是采用DSP芯片处理器控制整个电焊机的性能和功能,同时通过对负载电压和电流的采样进行双闭环的PI控制,由DSP计算并确定SCR导通角的大小,从而控制输出电压和电流的大小,通过理论分析,实验验证该控制系统运行稳定、可靠。     

逆变弧焊电源的三相功率因数校正器

对于三相输入的大功率逆变弧焊电源,采用三相升压拓扑进行功率因数校正,以矢量变换的思想研究其调制过程.总体系统的控制采用了双环思想,内环为电流环,用以实现输入电流对电压的相位跟踪,外环为电压环,负责控制输出电压的恒定,并为电流内环提供调制指令,系统采用双环控制,为使系统实现单个开关周期校正控制误差的无差拍控制,整个系统通过TMS320LF2407A DSP芯片控制,采用saber软件进行了仿真辅助分析,给出了电路系统的结构框图和控制方案以及软件流程,实现了电源系统的数字化.试验结果实现了功率因数为1,三相输入电流与输入电压均同相,且为较为标准的正弦波,电流谐波畸变远小于10%的目的,满足了国际上关于谐波限制的标准.     

镀锌板点焊的PLC控制系统

当电网波动时,电压会高低起伏,影响焊接电流,进而影响焊接质量.为了保证镀锌板焊接质量稳定,即焊接电流稳定,分析了镀锌板焊接过程,设计了带电压补偿的PLC控制系统,根据二分法计算出特定电压下的导通角,对特定的数据采用三次样条差值法得到电源电压和导通角的关系式.在每次焊接前,控制系统测量电源电压,根据电源电压得出合适的导通角,并传给晶闸管触板,从而保证焊接电流不受电源电压波动的影响,保证焊接质量.用0.5 mm厚的镀锌板进行焊接试验,结果表明,电源电压在380 V±15％范围内波动时,焊接电流较为稳定,可以保证焊接质量.     

高能脉冲电源及其在铸造中的应用研究

介绍自行研制的一款电压在1～3 kV、最大峰值电流可达1.7MA的脉冲发生装置--XJDMC型高能脉冲电源。电源的电压、输出能量可以调节,能够对充电电压、储能电容、充放电时间进行设置。研究了电压在1、2 kV,电流脉冲峰值为1.7MA时对Al-4wt%Cu合金铸造组织的影响。分析了Al-4wt%Cu合金组织的晶粒尺寸和脉冲电流、电压、冲击频率以及电路自振荡频率之间的相关性。结果表明：脉冲电压2kV、电容的冲击频率为0.5 Hz、电路的振荡频率为50 Hz时,脉冲电流对Al-4wt%Cu合金作用后,晶粒尺寸由1.5mm减小到0.2 mm。在合金凝固过程中施加脉冲电流能够有效细化晶粒尺寸,提高合金的力学性能。     

晶闸管弧焊整流数字控制

针对大功率弧焊整流焊机的工作环境及特点,详细分析弧焊整流电源的拓扑电路和数字控制.在焊接过程中,根据焊接需要,焊接电流应实时变化,当通过改变SCR触发角不能满足焊接功率时,可通过改变三相变压器输出的电压值来自适应焊接电流的大小,因此采用多输出变压器来满足宽范围的焊接电流;在数字控制中采用DSP和FPGA共同实现焊接电压、电流和温度采样以及用FPGA对SCR可靠稳定的触发.采用DSP芯片处理器控制整个电焊机的性能和功能以及开关量信号的采样,由FPGA运算SCR触发导通角的大小,并发出触发信号使SCR可靠稳定的导通和关断.通过理论分析,验证了该控制系统拓扑电路的正确性以及控制方法的可行性,从而保证系统能稳定和可靠的运行.     

Tandem双丝气保焊相位控制方法研究

研究分析了Tandem双丝脉冲气保焊主从机不同相位匹配对电弧的影响.主从机双丝协调焊接时,相位匹配有四大阶段,模式1是主机与从机同时输出脉冲,此时主从机脉冲为同相位匹配;模式2是主机到达脉冲峰值阶段,从机开始输出脉冲;模式3是主机在脉冲下降阶段,从机输出脉冲;模式4是主机在基值阶段,从机开始输出脉冲.采用松下全新开发的第二代双丝焊接系统进行焊接试验,结果表明,当采用模式1时,由于主从机两电弧同时处于峰值阶段且完全重合,干扰较大,造成较大的飞溅;模式2时,主从机峰值阶段有部分重合,也存在电弧干扰,比模式1干扰小,也会有较大的飞溅;模式3时,主机脉冲熔滴开始脱落,如果在主机脉冲下降沿的初期,从机刚开始输出脉冲,会对主机的熔滴过渡产生电弧冲击,产生飞溅,飞溅比模式1和模式2小,在主机下降沿接近基值阶段从机再输出脉冲,飞溅小,电弧稳定;模式4时,主机进入基值阶段处于维弧时期,电流较小,此时从机输出脉冲,主机电弧可能被拉断,如果主机电弧正常,此时焊接效果良好,飞溅小,成形美观.综合4种模式,当主机下降阶段,熔滴脱落完成后,从机输出脉冲,此时相位匹配最合适,焊接效果最好.当主机设定电压或干伸长发生变化时,相位匹配时刻自动调整.     

焊接系统中DC/DC拓扑电路的设计

针对焊接系统直流电压的工作特点,详细分析了输出端电压型Boost DC/DC变换器的拓扑电路结构及其相应的控制方法。采用双频率BF(Bi-Frequency)控制方法,采用两组导通时间相同但频率不同的控制脉冲实现对开关管控制;分析了电压型双频率调制DCM Boost变换器的工作原理以及工作过程分析了纹波特性和脉冲组合特性,用PSIM仿真软件对其进行仿真分析,仿真验证了该拓扑结构具有快速的瞬态响应特性。在降低EMI噪声以及快速瞬态响应速度方面,比传统的脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)更具优越性。搭建了电压型Boost变换器样机实验平台,通过实验验证了其可行性。     

晶闸管弧焊机的修理与调试

一、ZX5系列焊机工作原理输入电源电压经三相电源变压器降压,通过晶闸管元件整流,再经滤波电感滤波后输出。利用改变晶闸管的导通角来控制输出电流的大小,并通过电流负反馈的方式获得陡降外特性。 ZX5系列焊机主要由主电源变压器B_1、平衡电抗器L_1、滤波电抗器L_2、晶闸管整流器组、控制变压器B_2、风扇BF,以及控制电路印刷板等组成。其原理框图见图1,电气原理图如图2所示。     

稳压式变极性焊接电源二次逆变拓扑及控制策略

文中提出了一种新型稳压式变极性焊接电源二次逆变电路拓扑. 通过合理地控制二次逆变电路中功率器件的开通和关断，其中的反向稳压电路可以在焊接电流的极性变换过程中产生稳定的反向电压，促使焊接电流快速过零. 对二次逆变的换流过程进行了深入分析，导出了换流时间和关键节点电流的理论计算公式，研究了耦合电感值和功率器件共同导通时间对换流过程的影响规律. 对电源输出电流和电缆两端电压波形进行了实际测试. 结果表明，利用所提出的二次逆变电路拓扑及其控制策略可以实现电流极性的快速转换，波形无畸变.     

输入整形技术优化直线摆由加速到稳速运动阶段振荡时间

为抑制小摩擦系统由加速到稳速运动时残留振动、优化振荡时间,以小车驱动一级直线摆为实验研究对象, 引入输入整形技术,在系统由加速到稳速运动动态过程中,将零振动(ZV)、零振动和微分(ZVD)和极不灵敏(EI)整形技术应用到该运动控制系统,以抑制小车进入稳速阶段时直线摆残留振动,减少直线摆振荡时间.通过运动控制系统引入整形技术前后的直线摆摆角、摆动时间分析对比,不同条件下实验结果分析表明:一级直线摆运动系统在ZV、ZVD和EI整形技术作用下,运动系统由加速进入稳速运行时,直线摆摆角输出幅值变小,可明显减少摆杆摆动的振荡时间.     

提高电渣锭表面质量的控制措施

通过合理调整工艺参数,如金属电极进入后的电流大小(6.5 kA)和保持时间(40 m in),冶炼时的电压和换电极时电流输入值等,使电渣重熔钢锭表面质量得到有效的提高。     

晶闸管弧焊整流数字控制的研究

针对大功率弧焊整流焊机的工作环境及工作特点,本文详细分析了弧焊整流电源的拓扑电路以及数字控制的分析。在焊接过程中,根据焊接的需要其焊接电流值大小应实时变化,当通过改变SCR的触发角不能满足焊接功率时,可通过改变三相变压器输出的电压值来自适应焊接电流的大小,因此,本文采用了多输出变压器来满足宽范围的焊接电流值；在数字控制中采用DSP和FPGA共同实现焊接的电压、电流和温度采样以及用FPGA对SCR可靠稳定的触发。数字控制实现时是对焊接输出出的电压和电流进行采样,通过闭环进行PI控制运算,实现方法是采用DSP芯片处理器控制整个电焊机的性能和功能以及开关量信号的采样,由FPGA运算SCR触发导通角的大小,并发出触发信号让SCR可靠稳定的导通和关断。通过理论分析,实验验证了该控制系统拓扑电路的正确性以及控制方法的可行性,从而保证系统能稳定和可靠的运行。     

双丝焊协同模式电弧特性研究

利用高速摄像、电信号采集系统记录了Fornius CMT TWIN设备四种协同模式下焊接5083铝合金时双丝焊接电流电压波形和熔滴过渡过程,并分析了电流电压波形的特征、弧长变化规律和熔滴过渡方式。结果表明,双脉冲模式时,前后丝脉冲段时间一致,脉冲频率主要由维弧段时间决定,熔滴过渡以射滴过渡为主;双CMT模式时,前丝由较长时间的类脉冲波段和较短时间的类CMT波段组成,熔滴过渡分别为射流过渡和短路过渡,后丝完全以CMT方式过渡,熔滴过渡以短路过渡为主;前丝脉冲+后丝CMT或前丝CMT+后丝脉冲混合模式中,CMT波形未发生变化,而脉冲波形的电流和电压产生波动。电流电压变化和熔滴过渡是造成弧长变化的重要影响因素。前丝脉冲模式时焊缝熔深和熔宽大,而后丝CMT模式时焊缝余高大。