基于DSC的數(shù)字化逆變式多功能脈沖TIG焊機(jī)研制.pdf

1、隨著電力電子和智能控制技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化控制日益成為焊接電源發(fā)展的主流趨勢(shì)。為了提高電源效率，數(shù)字化控制的柔性化特點(diǎn)給焊接電源的多功能性設(shè)計(jì)提供了極大便利，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。數(shù)字化多功能焊機(jī)(Digital Multifunction Welding Machine)利用數(shù)字信號(hào)處理器/控制器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和高速響應(yīng)能力，使焊機(jī)集多種焊接方式于一體并通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制。在此背景之下，本文設(shè)計(jì)一種以數(shù)字信號(hào)控制器dsPI

2、C30F4011(DSC)為核心的數(shù)字化逆變式多功能脈沖TIG焊機(jī)，具有直流/脈沖TIG和MMA連續(xù)/斷續(xù)焊四種功能。
　　 首先，本文敘述了數(shù)字化逆變式多功能脈沖TIG焊機(jī)的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理。主電路主要由以下組成:LC共模/差模干擾濾波電路、輸入整流濾波電路、IGBT逆變電路、中頻變壓器、輸出整流濾波電路等。逆變回路采用軟開(kāi)關(guān)全橋逆變形式，逆變器選用韓國(guó)DAWIN公司生產(chǎn)的IGBT專(zhuān)用模塊作為開(kāi)關(guān)器件，逆變頻率設(shè)定為2

3、0kHz。
　　 其次，本文設(shè)計(jì)了數(shù)字化逆變式多功能脈沖TIG焊機(jī)的控制系統(tǒng)，主要包括控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件控制流程。硬件電路主要包括主控電路、驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路和電源電路等。主控電路以dsPIC30F4011為核心實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置及顯示、焊接過(guò)程控制、數(shù)字化PWM脈寬調(diào)制、全數(shù)字化PWM/PFM無(wú)縫切換、電壓/電流信號(hào)采樣及A/D轉(zhuǎn)換和故障保護(hù)等功能。驅(qū)動(dòng)電路采用脈沖變壓器隔離電路結(jié)構(gòu)。顯示電路以智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片HD7279A為核

4、心完成參數(shù)顯示和按鍵操作。電源電路設(shè)計(jì)采用三端單片TOP227Y的雙路輸出開(kāi)關(guān)電源。軟件部分采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序，主要包括初始化程序、焊接主程序、PWM控制程序、全數(shù)字化PWM/PFM聯(lián)合調(diào)制小電流接觸引弧控制程序、PI算法、參數(shù)預(yù)置及顯示、軟件抗干擾程序等。
　　 最后，對(duì)焊機(jī)進(jìn)行調(diào)試，測(cè)試了IGBT控制時(shí)序及驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在實(shí)際焊接過(guò)程中利用示波器高壓探頭和互感器測(cè)得了逆變回路中電壓/電流波形。在焊條電弧焊方式下，用鑄鐵電阻作為