文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
微机控制方波交流TIG焊接电源研究
姓名:陈晶
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:陈克选
20090401
要摘随着对铝、镁及其合金的进一步研究和其在各个领域中更加广泛的应用,开展铝、镁及其合金焊接技术的研究工作显得尤为重要和迫切,提高铝、镁合金的焊接性、获得优质焊接接头是进一步拓宽铝、镁合金应用范围的重要条件。本文针对铝,镁及其合金焊接时正半波的熔化和负半波阴极清理的要求,研制了以单片机为核心的数字化控制逆变式方波交流焊电源。重点介绍了所研制的方波交流附拥缭聪低车淖槌刹糠趾涂刂圃怼7直鹁湍电源主电路采用输出功率较大的全桥式逆变结构,由输入整流滤波电路、逆变电路、高频变压器、输出整流电路、二次逆变电路组成。文中详细介绍了主电路的设计要点及元件选型和参数计算。控制系统以位高性能单片机为核心,采通时间来实现焊机输出功率与输出特性的控制。单片机输出的控制量经疉转换后,通过脉宽调制芯片调制出两路互不重叠的触发脉冲,再经专用驱动模块泄β史糯蠛蟠シ允迪止β实氖涑觥:蠹肚龀迨抢玫テ的高速输出口输出两路互不重叠的脉冲经放大后得到的。系统实时对输出电流进行采样,将采样结果送入到单片机进行~;弧本文还详细阐述了单片机的资源分配,外围电路的功能、作用等。并针对焊接过程中可能出现的典型故障:过流、过热、过/欠压等,设计了相应的保护电路。在焊机的主电路和控制电路部分都进行了可靠性与抗干扰设计,系统分析了可能影响焊机正常工作的各种干扰及其产生原因,并在原理图设计、谱饕约俺绦虮嘀频过程中采取了相应的软硬件抗干扰措施。系统软件采用汇编语言,以模块化方法设计。文中详细介绍了主程序及中断服务程序的功能和结构。通过试验,对该电源的实现方案、组成部分进行了分析,得到了初步的试验结果,给出了在试验过程中记录的相关数据与波形;对试验过程中出现的问题进行研究分析,提出了解决方法。试验结果表明:该焊机主电路响应速度快,硬件电路简单可靠,系统最后,针对本焊机的后续研究工作提出了进一步完善的建议,为数字化焊机今后的变电源的主电路、控制电路、保护电路和驱动电路做了详细分析,并从软、硬件两方面进行了系统的阐述。用了目前比较常用的脉宽调制方式纯刂艻牡软件高效、移植性好,抗干扰能力强,基本达到了最初设计的构想和要求。深入研究奠定了良好的基础。关键词:晃⒒刂疲荒姹涞缭矗籌硕学位论文’
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插图索引数字化逆变弧焊电源系统功能框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.微机控制方波交流改姹涞缭粗鞯缏贰弧焊逆变器基本控制原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.藕挪ㄐ巍搪繁;な脚的输出波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.保护模块电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.北京工业大学研制的数字化焊机的总体框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.上海交通大学设计的数字化逆变弧焊电源系统框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.的安全工作区⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.短路耐量与栅极电压的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.栅极驱动条件改善示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯功率开关管集电极电压、电流半个周期的波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..基于单片机控制系统的数字化逆变弧焊电源整体框图..单片机闭环控制示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯控制系统硬件框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。单片机复位电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯单片机最小系统电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..数模转换电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。由构成的缏贰实测输出波形⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯诓康缏房蛲肌实测那ㄐ巍实测后级驱动脉冲波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.电流信号采集与调理电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。电弧电压信号采集与调理电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.允镜缏吩硗肌高频引弧器电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图图图内部结构框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.前级缏贰后级驱动电路原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.参数预置电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.微机摔制方波交流焊接电源研究
高频引弧控制电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。引弧子程序流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图鞒绦蛄鞒掏肌中断服务程序流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯改姹涞缭词