基于DSP的波控CO-,2-弧焊電源數(shù)字控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著微機技術及DSP在焊接領域的應用不斷深入，采用精細控制尤其是波控技術應用于CO<,2>焊接電源是當今解決CO<,2>焊飛濺問題的一大方向。本課題以波控技術為基本指導思想，應用DSP，將CO<,2>焊短路過渡過程細分為七個階段。在短路初期以低電壓低電流促進溶池形成穩(wěn)固的短路橋；然后提高電流上升速度，促進頸縮形成；在短路過渡后期降低電流，使液橋在低能量下爆斷，依靠表面張力完成熔滴過渡，實現(xiàn)小飛濺甚至無飛濺的短路過渡。專門設計短路信號檢測

2、電路判斷焊接短路開始與結(jié)束，頸縮檢測電路檢測短路中期du/dt設定值，同時通過實時電流/電壓采樣電路，把狀態(tài)信號輸送到DSP，由DSP的EVA(事件管理器模塊)輸出占空比可變的PWM波來控制短路過渡各段的電流電壓波形。 本文精確分析CO<,2>焊飛濺產(chǎn)生機理，在此基礎上探討了短路過渡過程的控制策略。采用抗不平衡能力強的半橋逆變式主電路，精心設計的硬件電路實時、準確地檢測CO<,2>短路始末狀態(tài)、液橋頸縮爆斷時刻以及各細分階段的電

3、弧參數(shù)值，并利用DSP控制的快速性和準確性的特點，根據(jù)PWM原理輸出不同占空比的信號來驅(qū)動主回路中的兩個大功率開關器件(IGBT)處于交替開關狀態(tài)，得到符合CO<,2>焊短路過渡細分各階段的電源外特性的電壓/電流波形。 數(shù)字控制系統(tǒng)選用美國TI公司的TMS320LF2407 DSP作為控制CPU，利用DSP特有資源，如XINT1，XINT2外部中斷入口，PDPINTA及PDPINTB功率驅(qū)動保護中斷輸入引腳，A/D轉(zhuǎn)換模塊，PW

4、M輸出EVA(事件管理器模塊)等。另設有驅(qū)動電路，鍵盤和顯示接口電路，保護報警電路等，保證系統(tǒng)正常運行。軟件設計采用模塊技術，除主程序外，引入中斷向量表，各功能都編有相應子程序，中斷時直接跳到相應子程序。此外，硬件設計采用Multisim 8進行模擬仿真，減少損失，節(jié)約時間，優(yōu)化了電路功能；同時系統(tǒng)在軟硬件方面都采用了抗于擾措施，有力地保證了系統(tǒng)穩(wěn)定。 經(jīng)示波器實測的各波形結(jié)果及后續(xù)分析，證明該焊機主電路響應速度快，硬件電路簡單