基于dsp技术的等离子切割机电源系统的研究new

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1、万方数据基于DSP技术的等离子切割机电源系统的研究刘立立，杨永才，王世通，陈蕤，赵东雪(上海理工大学光学与电子信息工程学院上海200093)摘要：该设计应用DSP技术对等离子切割电源系统的功率因数进行校正，减小了谐波对电网的干扰，提高了电源输出的稳定性。该系统的各级控制环节采用德州仪器生产的DSP芯片TMs320F2812数字信号处理器进行处理，建立等离子切割电源功率因数的数字化控制系统。该系统应用电流传感器检测boost模块的输入电流，通过采样与A／D变换和PID控制实现稳定的恒电流输出，从而有效地提高了电

2、源系统的功率因数和工作稳定性，增强了系统的抗高频干扰能力。关键词：等离子切割机电源；DSP；功率因数校正；PWM；TMS320F2812中图分类号：TMl35，TP368．1文献标识码：A文章编号：1004—373X(2008)22—045—02ResearchofPlasmaArcCuttingPowerSystemBasedonDSPLIULili，YANGYongcai，WANGShitong，CHENRui，ZHAODongxue(CollegeofOpticsandElectronicsInform

3、ationEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai，200093．China)Abstract：Thedesignimprovesthepowerfactorintheplasmaarccuttingpowersystemwithdigitalsingnalprocessor，in—ducestheinferencetOelectricalnetwork，improvesthestabilityofpowersupplys

4、ystem．ThedigitalcontrolsystemforplasmaarccuttingpowersystemhasbeendevelopedbyusingdigitalsignalprocessorTMS320F2812，whichproducedbyTaxasIn—strument．Aftersampling，A／Dconversionanddigitalfilteringontheinputcurrentofboostmodel，whichisdetectedbycurrentsensor，as

5、tableconstantcurrentoutputcharacteristicisrealizedviaPIDcontrol，Sothat，thepowerfactorandoperationalSta—bilityofpowersupplysystemandtheanti—disturbanceabilitytohighfrequencynoiseofdigitalcontrolsystemareimprovedeffectively．Keywords：plasmacuttingpower!DSP!pow

6、erfactorcorrection；PWM；TMS320F2812l引言2影响功率因数的因素及数字化解决方法20世纪80年代初，开关电源产品的普及促进了功率因数校正技术的发展。开关电源的谐波引起了人们的注意。等离子切割是现代生产中的一种被广泛采用的加工方法，尤其在有色金属、难溶金属加工领域显得更为重要。所以等离子切割机电源中功率因数的校正也相当重要。PFC模块的数字控制，具有以下优点：磁化率对环境污染影响小、元件数量少、可靠性高、程控和化程度难度高，能适用先进的控制算法，并能与各种计算机和处理器进行接口等。

7、数字信号技术和DSP不断发-展，特别是DSP价格大幅度下降和片内集成模块增多，为PFC数字控制提供有力的支持和可靠保证。本文应用DSP技术，在等离子切割电源系统中对PFC进行数字化处理，进而提高功率因数，减少谐波干扰。收稿日期：2008～03—13传统的切割机前级采用整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路。虽然交流输入电压的波形是正弦的，但是由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路是一种非线性元件和储能元件的组合，所以整流器件的导通角不足180。，只有很小的导通角，导致输入交流波形严重畸变，输入交流电流波形呈

8、脉冲状如图l所示。图1二极管整流和电容滤波电路在由整流二极管和滤波电容组成的整流滤波电路中，只有当线路输入峰值电压超过滤波电容两端上的电45万方数据压时，整流二极管中才有电流通过。脉冲状的输入电流含有大量的谐波成分，但是交流输入电流中只有基波电流电路才做功，其大量的高次谐波成分对供电造成污染，降低了功率因数。常用的功率因数校正电路分为有源和无源两种。本文采用有源功率因数校正电路进行校正。其基本工作原