DSP控制的软开关弧焊逆变电源的研究.pdf

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1、华南理工大学硕士学位论文DSP控制的软开关弧焊逆变电源的研究姓名：朱祥彪申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：曹彪20040501摘要摘要逆变技术在焊接电源中的应用使得焊接设备在小型化、高效化的方面有了较大的发展。同时，弧焊逆变电源良好的动特性更为焊接工艺控制提供了一个充分发挥的平台。然而，传统的硬开关弧焊逆变电源所存在的诸如开关损耗大，电路效率低等弊端限制了弧焊逆变电源的进一步发展。另外，随着微电子技术和数字信号处理技术的不断发展，传统的以单片机为控制核心的逆变弧焊电源在抗干扰能力、集成度、运算能力、实时性等

2、各个方面暴露出自身的不足。本文给出了数字化焊接电源的设计思想，详细介绍了软开关弧焊逆变电源数字控制系统的设计。针对硬开关逆变电源的不足，我们设计了以UC3879为核心的软开关脉宽调制电路；控制系统以美国TI公司专为电机控制而设计的TMS320LF2407DSP为控制核心，设计出完整的控制系统硬件和软件；对系统进行了可靠的软、硬件抗干扰设计。对系统的调试表明，硬件完全达到了功能要求。针对短路过渡减小飞溅、提高稳定性的要求，提出了将电流波形分短路阶段和燃弧阶段分别加以控制的波控方式。短路阶段首先保持小电流一一定时间、然后电

3、流快速上升至一定电流后电流较慢上升至最大值，促进熔滴平稳过渡；燃弧阶段采用大电流加小电流的恒流特性控制方法实施控制，大电流阶段形成熔滴，小电流阶段维持电弧稳定。论文中设计了相应的电流波控软件。关键词：弧焊逆变电源：软开关技术；数字信号处理器(DSP)；波形控制AbstractTheapplicationofinvertertechnologyinweldingpowersourcehasmadethegreatdevelopmentsoftheminiaturizationandhighefficiencyinweld

4、ingequipments．Meanwhile，thegooddynamiccharacteristicofarc—weldinginvertergivesaplatformforcontrollingofweldingprocess．Butthedefectofheavyswitchlossandlowefficiency1imitthefurtherdevelopmentsofweldinginverter．Withtheconstantprogressofmicro—electronicstechniqueand

5、digitalprocesstechnology，traditionalarc—weldingpowersourcewhichregardsingle—chipcomputerascontrolcoreexposuresthelackofanti—interferenceability，integratedlevel，computeabilityandreal-timeability．Thispapergivesthedesignideaofdigitalizationweldingpowersource，introd

6、ucethedesignofsoftswitchnumericalcontrolsystemindetail．Forthedeficienciesofhardswitch，wedesignthesoftswitchcircuitwhichtakeUC3979asthecoreofPWMcontrollingandTMS320LF2407asthecoreofallcontrollingsystem．SimultaneouslYthesoftwareofcontrolsystemisprogrammedandtheant

7、i—interferenceforsoftwareandhardwarearedesigned，TheresultofdebuggingsystemindicatedthatthehardwarecircuitfuIfillsthedemandoffunctionwell．Forthedemandofdecreasingthespatterandenhancingthestabilityinshortcircuittransition，webringforwardacontrollingmethodwhichdivid

8、esthecurrentwaveformintoshortcircuitstageandarcstage．Intheshortcircuitstagewemaintenancesmallcurrentforawhilefirstly，beforereachedthemaximalvalueofshortcircuitinSlOWr