基于DSP的变极性双逆变TIG焊接电源的研究

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1、河海大学硕士学位论文基于DSP的变极性双逆变TIG焊接电源的研究姓名：范兴辉申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：姚河清20080301硕士研究生姓名：范兴辉指导教师：姚河清教授学科专业：材料加工工程捅妥：本文针对铝合金焊接的特殊要求设计了基于DSP的变极性双逆变TIG焊接电源。根据变极性TIG焊电流的各参数(正负电流幅值比、正负电流时间比及二次逆变频率)对焊接工艺性能的不同影响机理，设计出符合条件的电流波形。研究了变极性TIG焊的电弧特性尤其是换向时的变阻尼现象。设计的小电流换向控制策略在换向前减小电流，降低钨极热发射能力，能有效减小谐振尖峰。选择全桥结构作为一次逆变的主电路，并采用

2、移相全桥ZVS控制，实现零电压软开关变换。比较了二次主回路中全桥结构和半桥结构存在的诸多缺点，设计出带耦合电感的半桥二次主回路。该电路利用耦合电感拉动换向速度，加大IGBT两端的缓冲电容为电感提供放电回路，成功解决了换向熄弧和谐振尖峰大等问题，同时保证了整机效率。利用数字信号处理器TMS320LF2407A为电源配置了最小控制系统。设计的手柄开关电路利用光耦的隔离和电容的充放电时间不等，有效去除了高频引弧对系统的干扰。电阻箱负载试验和电弧负载试验表明，该电源运行稳定、焊接电流各参数独立可调、谐振尖峰小、换向速度快、小电流区能顺利换向，达到了课题要求。关键词：双逆变、电源、变阻尼、换向、谐振尖峰

3、攻硕期间发表重要学术论文1、姚河清，范兴辉，逆变焊机中开关管的选择与应用电焊机37(5)：20-22，20052、王守艳，姚河清，范兴辉，数字化TIG逆变焊机两种典型抗干扰设计焊接学报28(12)：73—76，2007作者简介：范兴辉，男，1982年生，2005年于河海大学金属材料工程专业毕业并获工学学士学位；2008年于河海大学材料加工工程专业毕业并获工学硕士学位．TheStudyonthevariablepolaritydualinverterTIGweldingsupplybasedonDSPCandidate：FanXing-HuiAdvisor：ProKYaoHe-Qingspeci

4、ality：martialprocessingE119in鲫iIlgAbstract：Inthisthesis，variablepolaritydualinverterTIGweldingsupplybased011DSPisdesignedinaccordancewiththeparticularrequirementsforaluminumalloyweMing．BasedOnthedifferentinfluencingmechanismsofsuchparametersofvariablepolarityTIGweldingcuH脚taspositiveandnegativecurre

5、ntamplituderatio,positiveandnegativecurrenttimeratioandSOon,appropriatecurrentwaveformisdevised．Thearccharacteristicsespeciallythevariableresistanceisstudied．Themethodofchangingpolarityatsmallcurrentcanreducethecurrent,andeffectiveiyreducethe爬s0啪cepeak．full-bridgetopologyisselectedasthemaincircuitof

6、thefirstinverter,andthephase-shiftfullbridgeZVScontroltechnologyisadoptedtoachievezero-voltagesoftswitch．Followingtheanalysis∞disadvantagesoffull-bridgeandhalf-bridgetopologyinthesecondarycireuit,alIalf-bddgesecondarycircuitwithcouplinginductanceisdesigned．Thiscircuitcanspeedupthechangeofpolaritybyu

7、singcouplinginductanceandenlargethesnubbercapacitancebetweentheendsofIGBTtoprovidedischargecircuitforthecapacitance,successfullyresolvingsuchproblemsasarc-quanchingandlargercsona／lcepeakwhenthepolaril