逆变式交流方波埋弧焊系统的研究

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1、山东大学硕士学位论文摘要本文介绍了埋弧焊的特点、发展过程、国内外的研究现状；分析了软开关逆变式主回路的优点、模拟电路控制系统和数字化控制系统的优缺点，指出数字化控制是逆变埋弧焊机控制的发展方向；对埋弧焊接工作原理和埋弧焊机控制系统进行分析，介绍了交流方波埋弧焊的优点；论述了变动送丝电弧控制系统的原理及影响因素，并且分析了变动送丝情况下焊接电弧的稳定性，为逆变式交流方波埋弧焊系统的设计提供了理论依据。在分析传统交流方波埋弧焊主回路的基础上设计了主回路结构，对主回路中一次、二次逆变回路的软开关工作方式进行分析并做了简单仿真

2、。IGBT是逆变电源的核心部件，文中论述了IGBT功率器件的选型和各种保护措施以保证系统的可靠工作。焊机工作发热量很大，本文介绍了整机和关键器件的热设计。数字化控制方式是逆变埋弧焊机控制的发展方向，本文采用“MCU+DSP"的控制结构，对埋弧焊的整个焊接过程进行精确控制。文中详细介绍了主控制板的设计思路和电源、电流与电压反馈、控制芯片最小系统、通信与保护工作电路。焊机的工作中，各种干扰不可避免，对各种可能干扰分析的基础上在硬件电路设计和PCB板的制作中采取了相应的抗干扰措施。软件设计是焊接稳定进行的关键因素，文中介绍了

3、控制系统中关键步骤的软件设计思路和流程并在软件的实现中采用抗干扰措施。最后，对采用本控制系统的埋弧焊机进行初步实验，结果表明本文所设计的埋弧焊机控制系统能够满足逆变埋弧自动焊的要求，具有电路简单，控制精度高，抗干扰能力强、操作方便、工作稳定可靠等优点，提高了焊机的综合性能及自动化程度。本课题所设计的逆变式交流方波埋弧焊电源具有良好的输出特性和控制性能，可满足埋弧自动焊和手工焊的要求。采用交流方波的焊接波形、对焊接整个过程进行实时软件控制，电弧稳定，焊接效果好。关键词：埋弧焊；交流方波；逆变；软开关山东大学硕士学位论文A

4、BSTRACTIntheprefaceofthispaper，thefeatures，history，presentsituationofresearchingofsubmergedarcweldingareintroduced；theadvantagesofsoft—switchinvertedcircuitanddifferencesbetweenanaloguecircuitcontrollingsystemanddigitalcircuitcontrollingsystemareanalyzed，thenind

5、icatethatdigitalcontrollingisthedevelopingdirectionoftheinvertersubmergedarCwelding．WhatfollowsnextistheintroductionofoperatingprincipleandcontrollingsystemofsubmergedarcweldingandadvantagesofACsquareSAW，dissertationoftheoryandimpactingreasonsofspeed-changedwire

6、—feedsystem，analysisthestabilityoftheweldingarCinthesituationofspeed—changedwire·feed，andtheseprovidetheoreticalfoundationforthedesignofinverterACsquaresubmergedarcweldingsystem．ThedigitalcontrollingisthedevelopingdirectionoftheinvertersubmergedarCwelding．Thispa

7、peremploystheMCU+DSPtocontroltheentireweldingprocessexactly．Thedesignstrategiesandpowersupplyingcircle，currentandvoltagefeedbackcircle，minimizedsystemofcontrollingchips，communicationcircle，protectingcircleofmainboardareintroducedindetailinthepaper．Electromagneti

8、smdisturbancesCan’tbeavoidedintheprocessofweldingmachine．ReliabilityandnoisedesignsarecoveredinthecirclesandmanufacturingPCBboard．Softwaredesignisacrucialfactorofthes