数字化igbt逆变氩弧焊机的研究和设计

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1、TheresearchanddesignondigitalIGBTinvertTIGweldingmachineCandidateXieChaoqunSupervisorProf.HongBoCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramMaterialsEngineeringSpecializationWeldingEquipmentDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversitythDateOct62008湘潭大学学位论文原创性声

2、明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用

3、影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要本文在湖南超宇科技有限公司生产的ZX7-400STG型IGBT逆变氩弧电焊机的基础上,研制了一种新型数字化焊接电源。该焊接设备具有低能耗、高效率、节约制造材料的特点，并且焊接效果优良，具有很好的工程应用价值。比较了软开关和硬开关控制IGBT的两种方式，分析了全控桥和半控桥IGBT主电路的特点，确定选择IGBT全控桥软开关逆变电路作为本次焊机设计的主电路，使IGBT的损耗小，整机的容量增大。采取PWM移相控制方式，

4、选用UC3895芯片对四个IGBT进行控制，实现了对IGBT的零电压的开通和零电流的关断，使得IGBT工作效率大大提高，也减小了电磁辐射。通过比较，选择了性能稳定且比较成熟的M57962作为IGBT的驱动电路，增强了整机的可靠性。设计的新型电源采用89C51作为软件控制系统，实现了对电流、电压的数据采集并输出显示，氩弧焊和手工焊工作程序的控制，电磁阀的通断控制等等；选取合适的看门狗电路，可靠的DA、AD电路，从而从硬件和软件两个方面保证了整个系统的可靠性和稳定性。焊机的主电路和控制电路部分均采取了抗干扰设计。通过分析影响焊机正常工

5、作的各种干扰及其产生原因，在原理图设计、PCB设计及程序编制的过程中采取了光电隔离、电磁屏蔽、软件滤波、设置看门狗电路等抗干扰措施，保证了系统的可靠工作。按照以上设计思路研制了数字化IGBT逆变氩弧焊焊接样机，通过焊接工艺试验和工件焊缝成形的分析，证明本文所设计的焊机响应速度快，硬件电路简单可靠，抗干扰能力强，操作方便，焊接效果非常理想，完全能够满足实际工业生产的要求，也基本达到设计的构想和要求。关键词：电焊机；氩弧焊机；单片机；数字控制；IGBTAbstractThepaperisaboutanewtypedigitaldeve

6、lopmentoftheelectricweldingmachine，onthebasisofIGBTinversionargonarcelectricweldingmachinewhichwasbelongedtotheZX7-400STGsystemofHunanChaoyuScienceandTechnologyCO.Ltd.Withthecharacteristicsoflow-energy、highefficiency、savingmanufacturingmaterialsandthegoodweldingeffect

7、s，theweldingequipmenthasaverygoodapplicationvalue.Throughthecomparisonofsoft-switchingandhardware-switchingandthecharactersanalysisbetweenfull-bridgecontrolandsemi-controlledbridge,thechoiceoffull-bridgecontrolandsoft-switchinginvertercircuitasthemaincircuitdesignofth

8、eweldingmachinewasdetermined,inthisway,thewearandthetearoftheIGBTwasreducedandthecapacityofthemachinewasincreased.Inordertoa