基于DSP的逆變式空氣等離子切割機控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著逆變技術的發(fā)展和金屬切割的廣泛應用，新型的逆變式空氣等離子切割機越來越受人們的關注。常規(guī)的切割技術如火焰切割、激光切割等有著切割質量差、速度慢、損耗大、成本高或是切割能力弱等的劣勢，影響著金屬加工業(yè)的迅速發(fā)展。因此，新型的等離子切割機也成了當今人們研究的熱點。
　　隨著電力電子技術、微機應用和自動控制理論的進展，開關電源向著高頻化、綠色化、數(shù)字化的方向迅速發(fā)展。切割行業(yè)也由模擬控制走向了全數(shù)字化、整流式走向高頻逆變式。電源的集

2、成度、能量密度，智能性等都得到了很大的提高。全數(shù)字化控制使系統(tǒng)實現(xiàn)方便、功能易擴展、更加靈活、成本也大幅減小。逆變式的結構使系統(tǒng)體積變小，效率提高。本文所研制的17KW的等離子切割電源主電路采用前級Boost，后級半橋逆變的拓撲結構。控制電路以數(shù)字信號處理器TMS320LF2812為核心結構，充分利用DSP2812運算速度快、處理數(shù)據(jù)能力強、片上資源豐富等優(yōu)勢，實現(xiàn)等離子弧切割過程實時、有效的恒流控制。該切割電源有切割、切網格、氣刨三種

3、工作模式，切割電流30A-100A連續(xù)可調。
　　針對常見的高頻引弧中電磁干擾嚴重、引弧裝置體積大、成功率低等問題，本文設計中采用了接觸式的低頻引弧技術。通過對低頻引弧的機理分析和實驗測試，采用改進型的PID算法，成功解決了低頻引弧中負載突變引起的電流斷續(xù)的問題。為了進一步提高電源整體性能，設計中加入了APFC和EMI等措施。
　　最后，通過對逆變式空氣等離子切割電源的工作模式、切割能力、切割質量的實驗測試，驗證了所設計切割