本文關(guān)鍵詞：基于觸摸屏控制的中頻逆變式焊接電源系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電阻逆變焊接技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。近年來,隨著電力電子新技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展,以及新材料的競相涌現(xiàn),逆變式焊接電源逐漸向著數(shù)字化、多功能化和高精度化方向發(fā)展。針對國內(nèi)逆變式焊接電源焊接參數(shù)設(shè)置繁瑣,控制精度不高,智能化程度低以及主電路中均壓電阻發(fā)熱量大、壽命短等問題,本文提出了一種“基于觸摸屏控制的中頻逆變式焊接電源系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是以工業(yè)觸摸屏作為上位機,中頻逆變式焊接電源作為下位機,通過一個觸摸屏可以群控多臺焊接電源設(shè)備。在中頻逆變式焊接電源設(shè)計中,采用DSP和MCU組成的雙控制芯片來設(shè)計數(shù)字化控制電路,充分地發(fā)揮了DSP強大的數(shù)據(jù)快速處理能力以及單片機控制能力強的優(yōu)勢。在中頻逆變式焊接電源主電路中,首先介紹了IGBT兩端尖峰電壓脈沖產(chǎn)生的機理,并探尋降低尖峰電壓的措施,包括主電路采用疊層母排結(jié)構(gòu)以及在電路中添加緩沖回路。然后,在MATLAB環(huán)境下搭建逆變電路模型,并且對論文給出的措施進行實驗仿真。在控制電路中,介紹了由DSP和MCU組成的控制系統(tǒng)硬件電路。首先設(shè)計了一款多路輸出的反激穩(wěn)壓開關(guān)電源,然后設(shè)計了A/D采樣電路、過壓保護電路、電容端電壓檢測控制電路、缺相保護電路、三相半控整流橋觸發(fā)電路以及IGBT驅(qū)動電路等功能電路。在焊接電源的軟件控制策略上,采用了模塊化程序設(shè)計思路,重點設(shè)計了A/D采樣子程序、PWM控制子程序以及恒流控制算法。最后,基于觸摸屏上位機的開發(fā),給出了觸摸屏軟件界面的編寫過程。通過實驗測試得出,設(shè)計的基于觸摸屏控制的中頻逆變式焊接電源系統(tǒng)較好地解決了一些技術(shù)問題。主電路采用疊層母排結(jié)構(gòu)并且添加放電阻止型RCD緩沖回路,有效地降低了IGBT兩端的尖峰電壓。電容端電壓檢測控制電路的引入,避免了均壓電阻一直處于耗流狀態(tài),既節(jié)能,又增強了電源系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性。在恒流控制算法中,創(chuàng)新地采用了帶死區(qū)的積分分離式數(shù)字PID控制算法,顯著提高了焊接過程中的實時控制能力。觸摸屏作為上位機群控多臺焊接電源,徹底解決了焊接電源繁瑣的參數(shù)設(shè)置過程。
【關(guān)鍵詞】：觸摸屏 逆變焊接電源 DSP IGBT 尖峰電壓 均壓電阻
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TN86
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-18
• 1.1 研究背景14
• 1.2 逆變式焊接電源國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.3 課題研究目的與意義16
• 1.4 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 2 中頻逆變式焊接電源主電路18-30
• 2.1 主電路硬件結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 功率開關(guān)器件IGBT19-21
• 2.2.1 IGBT工作原理19-20
• 2.2.2 基本參數(shù)20-21
• 2.2.3 逆變電路IGBT選型21
• 2.3 抑制尖峰電壓措施21-28
• 2.3.1 降低主電路雜散電感21-22
• 2.3.2 添加IGBT緩沖回路22-25
• 2.3.3 緩沖回路仿真分析25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 3 中頻逆變式焊接電源控制電路30-52
• 3.1 控制電路系統(tǒng)框圖30-31
• 3.2 設(shè)計反激穩(wěn)壓開關(guān)電源31-35
• 3.2.1 AC/DC變換電路31-32
• 3.2.2 高頻變壓器設(shè)計32-34
• 3.2.3 反饋控制網(wǎng)絡(luò)34-35
• 3.3 DSP最小系統(tǒng)35-38
• 3.3.1 DSP芯片TMS320F2833535-36
• 3.3.2 DSP最小系統(tǒng)電路36-38
• 3.4 A/D采樣電路38-40
• 3.4.1 電壓采樣電路39
• 3.4.2 電流采樣電路39-40
• 3.5 過壓欠壓保護電路40-41
• 3.6 電容端電壓檢測控制電路41-42
• 3.7 缺相保護電路42-43
• 3.8 腳踏開關(guān)電路43-44
• 3.9 氣閥電路44
• 3.10 三相半控整流橋觸發(fā)電路44-45
• 3.11 IGBT驅(qū)動電路45-48
• 3.12 人機接口模塊48-50
• 3.12.1 液晶顯示電路48-49
• 3.12.2 數(shù)字旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)電路49-50
• 3.13 硬件抗干擾設(shè)計50
• 3.14 本章小結(jié)50-52
• 4 中頻逆變式焊接電源軟件控制策略52-58
• 4.1 軟件控制策略52
• 4.2 主程序焊接過程52-54
• 4.3 A/D采樣子程序54
• 4.4 PWM控制子程序54
• 4.5 恒流控制算法54-56
• 4.6 軟件抗干擾設(shè)計56
• 4.7 本章小結(jié)56-58
• 5 觸摸屏人機交換系統(tǒng)58-70
• 5.1 觸摸屏介紹58-59
• 5.1.1 觸摸屏工作原理58
• 5.1.2 觸摸屏特點58-59
• 5.2 觸摸屏界面編輯59-62
• 5.2.1 觸摸屏界面編寫59-60
• 5.2.2 觸摸屏程序編寫60-62
• 5.3 觸摸屏與焊接電源通訊連接圖62-63
• 5.4 觸摸屏與焊接電源通訊過程63-69
• 5.4.1 通訊協(xié)議63-64
• 5.4.2 通訊過程64-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 6 樣機測試與結(jié)果分析70-76
• 6.1 搭建實驗平臺70-71
• 6.2 測試71-75
• 6.2.1 反激穩(wěn)壓開關(guān)電源測試71-72
• 6.2.2 尖峰電壓測試72-74
• 6.2.3 整機系統(tǒng)測試74-75
• 6.3 本章小結(jié)75-76
• 7 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 總結(jié)76-77
• 7.2 展望77-78
• 參考文獻78-80
• 附錄A IGBT緩沖回路及中頻變壓器80-81
• 附錄B 中頻逆變式焊接電源控制電路實物81-82
• 附錄C 大電流檢測儀及調(diào)壓器82-84
• 致謝84-85
• 作者簡介及研究成果85

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  本文關(guān)鍵詞：基于觸摸屏控制的中頻逆變式焊接電源系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：367059