本文關(guān)鍵詞：一體化雙弧脈沖MIG煤接電源控制策略研究

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【摘要】：雙弧脈沖MIG焊是一種低能量輸入的焊接方法。目前,其普遍采取雙電源協(xié)同的控制方法來(lái)完成。由于雙電源控制方式存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、協(xié)同控制困難、體積過(guò)大等問(wèn)題,并且焊縫的工藝性能也制約了MIG弧焊電源控制系統(tǒng)的選擇與實(shí)現(xiàn)。針對(duì)上述問(wèn)題,本文提出了一種有效解決協(xié)同控制困難問(wèn)題的一體化雙弧脈沖MIG焊電源設(shè)計(jì)思想,并且進(jìn)一步研究了雙弧脈沖MIG焊一體化電源的控制策略。論文首先分析了雙電源控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方式,并且根據(jù)雙弧脈沖MIG焊的特點(diǎn)和控制要求,提出了一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)一個(gè)DSP控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)主弧電路和旁弧電路的控制,解決雙電源控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、協(xié)同困難的問(wèn)題�；谌噍斎胝鳛V波電路、IGBT逆變電路、輸出整流濾波電路構(gòu)建了主弧電路和旁弧電路。IGBT逆變電路是弧焊電源至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié),所以采用了可控的IGBT有限雙極性全橋式中頻軟開關(guān)逆變電路。同時(shí),對(duì)主弧(旁弧)電路中用到的元件進(jìn)行了參數(shù)的計(jì)算和型號(hào)的選擇�；谌噍斎胝鳛V波電路、IGBT逆變電路、輸出整流濾波等電路搭建了一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的主電路Simulink仿真模型,以及由PWM波形發(fā)生器、數(shù)字PID控制器、自適應(yīng)模糊PID控制器等組成的控制系統(tǒng)仿真模型。通過(guò)數(shù)字PID控制器、自適應(yīng)模糊PID控制器的仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn),后者的控制效果較好。同時(shí),采用主弧電路、旁弧電路電流反饋的方式實(shí)現(xiàn)弧焊電源輸出電流恒定,利用主弧電路的電壓反饋方式來(lái)控制送絲機(jī)的送絲速率,從而保證弧長(zhǎng)的穩(wěn)定。通過(guò)運(yùn)行Simulink模型仿真了一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的焊接過(guò)程。根據(jù)數(shù)字一體化的設(shè)計(jì)思路,進(jìn)行了一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)。首先,在硬件方面設(shè)計(jì)了以DSP F2812為核心的數(shù)字一體化控制的最小系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了主弧電路與旁弧電路電流波形占空比、相位之間的匹配。為了保證控制系統(tǒng)精確、穩(wěn)定、安全的工作,設(shè)計(jì)了電壓電流反饋控制電路、A/D保護(hù)及校正電路、過(guò)W'過(guò)流保護(hù)電路和過(guò)熱保護(hù)電路,以及IGBT驅(qū)動(dòng)等電路。并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)PWM波形程序、AD采樣程序以及模糊自適應(yīng)PID程序的設(shè)計(jì),使得一體化雙弧脈沖MIG焊接電源的輸出更加的精確、穩(wěn)定。最后,進(jìn)行了焊接工藝試驗(yàn),通過(guò)采集的焊接過(guò)程中電壓、電流數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)對(duì)比,結(jié)果發(fā)現(xiàn),此設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)的硬件電路能夠滿足焊接需求。
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG434.1

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