本文關(guān)鍵詞：軟開(kāi)關(guān)型IGBT逆變弧焊電源的仿真研究

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【摘要】：本研究基于逆變和軟開(kāi)關(guān)核心電源技術(shù),自主建立了移相全橋零電壓零電流PWM控制逆變主電路(FB-ZVZCS-PWM),耦合硬件和軟件兩個(gè)方面全面研究了基于DSP的逆變弧焊電源控制系統(tǒng)。本研究依托于TI公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的數(shù)字信號(hào)處理芯片——TMS320F2812,同時(shí)協(xié)調(diào)可作為DSP最小應(yīng)用系統(tǒng)的Tech_V-2812嵌入式控制板,在控制系統(tǒng)的硬件方面,多元化建立了電流電壓采樣反饋電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路以及焊接參數(shù)預(yù)置與顯示電路;在控制系統(tǒng)的軟件方面,基于離散化研究理論開(kāi)發(fā)了涵蓋主程序、中斷程序以及模糊控制子程序在內(nèi)的多功能控制系統(tǒng)軟件程序。依托于MATLAB軟件Simulink仿真工具,多參數(shù)化構(gòu)建了移相PWM控制模型、功率負(fù)載模型及主電路整體模型,基于模擬仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證了所開(kāi)發(fā)的主電路能夠較優(yōu)實(shí)現(xiàn)超前臂的零電壓導(dǎo)通和滯后臂的零電流關(guān)斷。同時(shí),精確構(gòu)建了電流電壓采樣保持模型,軟啟動(dòng)模型,恒壓、恒流、恒流帶外拖等電源外特性模型。針對(duì)恒壓外特性、恒流電源外特性的仿真模擬過(guò)程,對(duì)比分析確定了模糊控制的量化因子及比例因子,仿真了各種電源外特性在不同負(fù)載狀態(tài)下的電弧電壓和焊接電流參數(shù)波形,經(jīng)對(duì)比驗(yàn)證所構(gòu)建的電源控制系統(tǒng)模型能夠?qū)崿F(xiàn)焊接所需的外特性的輸出。經(jīng)驗(yàn)證,通過(guò)多元化、多參數(shù)化、分層次開(kāi)發(fā)的主電路、控制電路及相關(guān)模型,準(zhǔn)確度較高,為焊接設(shè)備的實(shí)際操作提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：軟開(kāi)關(guān) 逆變弧焊電源 控制系統(tǒng) IGBT MATLAB
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG434.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 逆變弧焊電源的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-14
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.3 逆變弧焊電源目前主要存在的問(wèn)題14
• 1.4 軟開(kāi)關(guān)技術(shù)14-15
• 1.5 軟開(kāi)關(guān)技術(shù)在逆變弧焊電源中的應(yīng)用15-22
• 1.5.1 軟開(kāi)關(guān)型逆變主電路的基本形式15-19
• 1.5.2 移相控制的軟開(kāi)關(guān)逆變器19-22
• 1.6 課題研究的主要內(nèi)容22-23
• 第二章 逆變弧焊電源主電路的設(shè)計(jì)23-33
• 2.1 逆變弧焊電源的基本原理23
• 2.2 主電路設(shè)計(jì)23-25
• 2.2.1 輸入電路的選取23-24
• 2.2.2 軟開(kāi)關(guān)逆變電路的選取24-25
• 2.2.3 輸出電路的選取25
• 2.3 電路參數(shù)的選擇25-32
• 2.3.1 中頻變壓器變比與占空比的確定26-27
• 2.3.2 輸入整流電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算27-28
• 2.3.3 逆變電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算28-31
• 2.3.4 輸出整流電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 逆變弧焊電源控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33-40
• 3.1 控制系統(tǒng)的組成33
• 3.2 DSP最小應(yīng)用系統(tǒng)33-34
• 3.3 電流電壓采樣反饋電路34-36
• 3.3.1 電流采樣電路35
• 3.3.2 電壓采樣電路35-36
• 3.4 驅(qū)動(dòng)電路36-38
• 3.5 焊接參數(shù)預(yù)置與顯示電路38-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第四章 逆變弧焊電源控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)40-50
• 4.1 控制系統(tǒng)的軟件流程40-44
• 4.1.1 主程序40-41
• 4.1.2 中斷程序41-42
• 4.1.3 模糊控制程序42-44
• 4.2 移相PWM波形的生產(chǎn)44-47
• 4.2.1 移相脈沖生成原理44-45
• 4.2.2 移相PWM波形程序45-47
• 4.3 外特性獲得原理47-49
• 4.3.1 恒壓外特性和恒流外特性47-48
• 4.3.2 緩降外特性48
• 4.3.3 恒流帶外拖外特性48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 逆變弧焊電源電氣特性的MATLAB仿真50-71
• 5.1 MATLAB簡(jiǎn)介50
• 5.2 主電路的建模及仿真50-58
• 5.2.1 移相PWM控制模型50-52
• 5.2.2 功率負(fù)載模型52
• 5.2.3 主電路模型52-53
• 5.2.4 主電路的仿真53-58
• 5.3 控制系統(tǒng)的建模及仿真58-69
• 5.3.1 電流電壓采樣模型的建立及仿真58-59
• 5.3.2 恒壓外特性的建模及仿真59-63
• 5.3.3 恒流外特性的建模及仿真63-67
• 5.3.4 恒流帶外拖外特性建模及仿真67-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第六章 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄76-77

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本文編號(hào)：935542