21世纪的焊接之星——数字化弧焊逆变电源

随着20世纪90年代中后期奥地利Fronius全数字化焊机进入中国市场,国人第一次将焊接电源与数字化联系在了一起。虽然我们经历了足够的“数字”:数字式计算机、数字通信、数字化电视机、数码相机等等,但是数字化焊机毕竟是个新生事物,我们中的大多数人对它还缺乏足够的了解。北京工业大学材料学院焊接教研室从关注数字化焊机的发展到起动自己的数字化焊机研究计划已经有两年多的时间了,但在数字化弧焊逆变电源的研究上尚未取得突破性的进展。希望能以这篇文章为开始,有更多的焊接工作者为我国的数字化弧焊逆变电源研究献力、献策,使我国的焊接电源早日达到国际先进水平。     

中国焊接产业论坛——08’逆变电源与数字化电源的发展趋势论坛

中国焊接产业论坛自创办以来,已经成功举办了多届。2008年5月12—14日,由中国焊接协会主办、中国焊接协会焊接设备专业委员会承办的“中国焊接产业——08’逆变电源与数字化电源的发展趋势论坛”在北京方舟永安宾馆隆重召开。     

高稳定精度逆变焊接电源的研究

本文提出了一种大功率IGBT逆变式弧焊电源高稳定精度输出控制方法，试验表明此控制模式可有效地改善电源系统的静、动特性及稳定性，并可明显减小焊接过程中的飞溅。此电源尤其适用于机器人自动焊接生产线，是未来机器人用焊接电源的发展方向。     

基于FPGA的焊接电源控制系统设计

针对单片机和DSP作为逆变焊接电源控制器的不足,设计了基于FPGA的逆变焊接电源控制系统。介绍了FPGA控制MOSFET逆变电源系统的总体构成,控制系统硬件的驱动电路、核心控制器和相关外围电路,系统软件的人机界面、软核处理器的嵌入和FPGA中核心模块的构建,并对控制系统的功能进行了测试。     

自组织模糊控制CO2弧焊逆变电源

本文介绍了一种新型CO2弧焊逆变电源。本电源从电弧物理过程出发,运用表面张力过渡理论控制焊接电流波形以减少CO2焊接时的飞溅。根据自组织模糊控制的基本原理设计了一种模糊控制器,用于实现表面张力过渡焊的电压电流波形。在进行短路过渡CO2焊接时能明显减少飞溅,同时改善焊缝成型。     

基于DSP逆变电源的设计

针对5 kVA电力专用UPS中逆变电源的使用情况,设计了基于DSP的逆变电源系统。该系统直接利用SPWM变频控制技术由DSP控制芯片生成SPWM波,并采用重复控制与PI双闭环控制相结合的方法,将190～286V的直流电转换成50 Hz的220V的稳定交流电。结果表明,该设计能够达到系统稳、动态性能良好,且控制电路简化,结构紧凑,成本降低的目的。     

基于FPGA的逆变电源的设计

随着电力电子变流技术的不断发展,用电设备对高品质的电源需求日益增多,近几年来高性能的SPWM逆变器的研究越来越受到关注,控制器从过去的模拟电路时代逐渐进入到全数字控制时代。FPGA应用于逆变电源大大提高电源的质量和控制效率。     

120W实用逆变电源

120W实用逆变电源是以VMOS场效应管作功率输出级的逆变器,与其它逆变电源相比,具有电路简单、调试方便、维修容易、价格低廉、实用可靠、充电和逆变自动切换、蓄电池充放电自动保护等特点,可广泛应用于家庭、学校、机房和工厂等。电路如图1所示。     

针对逆变电源的重复控制器设计

重复控制器是改善非线性负载下输出电压波形的一种有效技术。本文论述了重复控制的基本原理和相应的证明。详细介绍了基于逆变电源的重复控制器设计方法步骤 ,并给出了相应的仿真验证结果     

逆变电源的非线性综合控制法

设计了一种非线性综合控制法，当系统的输出与给定值之差超过某阈值时，采用非线性控制，迅速改变逆变器工作脉冲宽度，提高系统的响应速度。由于采用了对称脉冲控制方式，在工作脉冲剧烈变化时，仍能保证中频变压器的正负伏秒数平衡，避免了变压器的偏磁现象，系统工作可靠。试验表明，非线性综合控制法有效地提高了逆变电源的动态响应性能，这对波形控制的逆变ＣＯ２电弧焊机、逆变脉冲ＭＩＧ焊机等具有重要意义。     

基于DSP的闪光焊机电源的数字化设计及电路仿真

介绍了基于数字信号处理器(DSP)的闪光焊机电源的数字控制系统的设计,具体讨论了控制焊机电源的硬件结构和仿真电路设计,重点介绍了闪光焊机电源的主回路、数字同步和触发电路、控制电路的键盘、显示电路和采样电路等。利用Pspice和Multisim对主电路和同步扑捉电路进行了仿真和分析。仿真结果表明,该焊机电源的电路结构性能高,能够满足闪光焊机电源的工艺要求。     

基于STC系列单片机的车载逆变电源

针对传统逆变电源启动困难的问题,对控制策略进行了改进,设计了一款以单片机STC12C5A60S2为主控芯片的两级式级联车载逆变电源。该电源以12 V直流电压为输入,通过升压与逆变两个功率变换环节得到了220 V,50 Hz的正弦交流电。在升压环节,采用直流母线电压负反馈,确保了直流母线电压的稳定性;在逆变环节,采用正弦脉宽调制(SPWM)技术,将输出电压的谐波畸变率(THD)降低到了5%以内。此外还对电池电压检测电路、输出电压检测电路、输出电流检测电路、桥臂短路保护电路进行了设计,并研制了实验样机。研究结果表明,采用逆变电路先触发升压电路后触发、根据输出电压实时更新占空比的控制策略,该逆变电源能够顺利启动,稳压特性良好,为以后逆变电源的优化设计提供了参考。     

一种用于电机铁芯磁性能测试的恒流源

针对电机铁芯磁性能测试中保持磁场强度H的波形为正弦形的问题,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)全数字实时控制的逆变恒流源。分析了正弦波逆变电源斩波和逆变控制的一般方法和特点,控制系统前级采用同步Buck电路对母线电压斩波,斩波输出电压经过PI闭环控制实现了其在突加、突减负载时的稳定性。控制系统后级通过对电感电流的PID闭环控制和单极性正弦脉宽调制(SPWM)方式,实现瞬时跟踪给定的交流恒流源控制。实验结果表明逆变恒流源具有很好的静、动态性能和稳定性,输出信号谐波含量少,负载适应能力强,很好地实现了系统设计的要求。     

单相光伏并网系统中级联多电平逆变器的研究

针对光伏并网系统的改善输出电压和输出电流波形、降低谐波含量以及提高直流电压的利用率等问题,将级联多电平逆变器应用在光伏并网系统中.在分析级联式多电平逆变器工作原理和其载波移相控制方法的基础上,建立了多DC-DC变换器和多电平逆变器相结合的光伏并网模型,并用Matlab对模型进行了仿真.同时提出了TMS320C2812数...     

IGBT逆变弧焊电源CO2气体保护焊飞溅的波形控制

随着逆变焊机的发展和数字技术的应用,逆变CO2气体保护焊电源可通过调节焊接电源输出的电流与电压来控制熔滴过渡,改善焊缝成形,降低飞溅.根据熔滴过渡不同阶段的要求产生电流与电压控制信号,进行波形控制可实现调节短路电流上升速度,以减小短路峰值电流,降低短路爆炸能量;减少瞬时短路的次数;通过短路后期液桥颈缩电压上升率切断短路电流,消除电爆炸能量.以此有效减少CO2气体保护焊短路过渡产生的飞溅量,为低飞溅CO2气体保护焊的设计与实现提供有力保证.     

风力发电三相可控整流数字控制的研究

针对风力发电系统风速变化的特点,提出了风力发电机输出的交流电压进行可控整流的控制策略,该控制策略使其输出直流电压根据风能的最大功率和逆变部分所需要直流电压来调节可控硅的导通角度,从而稳定控制整流输出的直流电压.而传统的不控整流其输出的直流电压随风能的大小不断的变化,不宜对逆变部分提供稳定的直流电压.本文提出的可控整流控制的实现方法是采用DSP芯片处理器控制整流部分性能并与FPGA通信,FPGA适时控制晶闸管SCR的触发导通.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,能稳定、可靠的为后端逆变部分提供直流电压,从而保证了风力发电系统输出高质量的交流电压.     

A type of inverter power supply based on harmonic elimination PWM control

In order to output sine wave with small degree of distortion and improve stability,a type of inverter power supply is designed based on harmonic elimination pulse-width modulation(PWM)control.The rectifier and filter are added to input circuit of the inverter.Single-phrase full-bridge inverter performs the function of converting direct current into alternating current(DC/AC).In the control circuit,single chip micyoco(SCM)AT89C2051 is used for main control chip to accomplish the hardware design of the control system.A given value of output frequency of the inverter is input in the way of coding.According to the output frequency code which is read,SCM AT89C2051 defined harmonic elimination PWM control data which will be selected.Through internal timing control,the switches are switched under this provision of PWM control data.Then the driving signals of the switches in the inverter are output from I/O of SCM AT89C2051 to realize harmonic elimination PWM control.The results show that adding Newton homotopic algorithm of harmonic elimination PWM control to corresponding software of the control system can make the quality of output voltage of the inverter higher and it will have broad application prospects.     

逆变电源的数字控制技术概述

详细介绍了逆变电源数字化控制的几种控制策略，指出了逆变电源数字控制技术发展的趋势。     

基于DSP控制的高频逆变器换流问题的研究

以DSP为处理器,应用高频链技术的逆变器,与传统逆变器相比具有体积小、效率高、可实现网络功能扩展等优点,同时也存在着高频换流引起的开关损耗问题.本文以工程应用为目的,通过软件控制策略的改进减少开关损耗.以TMS320/2812为处理器的3kV·A高频逆变器样机的研制,验证了方案的有效性和经济性.     

基于DSP和双极性SPWM控制技术的单相电机变频调速

根据单相电机运行时两相绕组的磁势和电压分析,提出了一种利用TMS320LF2407ADSP实现的双极性SPWM控制算法。通过理论分析和样机试验,结果表明该方法是可行性的。