基于DSP焊接电源电弧系统数字化控制技术研究

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1、上海交通大学博士学位论文基于DSP焊接电源-电弧系统数字化控制技术研究姓名：华学明申请学位级别：博士专业：材料加工工程指导教师：吴毅雄;焦馥杰20030101上海交通大学博士学位论文缺陷网压波动软件补偿原理是DSP捕获主变压器次级每相电压过零同步信号后移0相30通过DSP片上A/D转换模块采样每相电压信号依据控制方程经DSP运算求得每相网压波动实时控制角补偿值Da此控制角补偿值Da与给定控制角a相加形成主回路功率可控硅控制角从而获得网压波动的补偿此网压波动软件补偿法具有补偿精度高响应速度快可靠性好等特点实现了DSP控制网压波动补偿的软件化数字化试验证明网压波动在-10%+10%变化范围内焊接电

2、压输出精度可达±1%论文针对GMAW引弧机理研究以热力学理论为基础探讨了GMAW引弧过程热平衡建立了GMAW接触引弧时间预测模型推导出引弧时间理论计算公式2aTTag0(T+)T+h20tb=依据公式得出引弧时间的大小不仅与焊丝的热性能电性能有2rILUI(+)S2L1L1S关而且与焊丝直径引弧电流接触端电压的大小有关的结论同时进一步试验2aTTag0(T+)T+h20修正引弧时间理论计算公式为tb=K´其中K为修正系数等于1.62rILUI(+)S2L1L1S另外论文建立了GMAW引弧接触面温度计算模型推导出GMAW引弧接触面温2度计算公式1.22´10-8(T2-T2)=U0理论计算证明G

3、MAW接触引弧时在焊丝端q08部温度可达气化温度解释了焊丝端部熔化形成的间隙内存在大量的金属蒸气此金属蒸气的存在为间隙内导电粒子产生击穿间隙引燃电弧创造了有利条件论文在分析GMAW引弧过程和影响GMAW引弧成功率因素的基础上提出了基于DSP控制3S引弧控制法思想即先慢送丝当焊丝与工件接触时停止送丝当刚引燃电弧后再慢送丝一段时间稳定电弧然后转入焊接送丝速度试验证明3S引弧控制法用于DSP控制数字化GMAW焊机一次引弧成功率可达92.5以上远远大于同类焊机5060的引弧成功率论文提出DSP控制焊接电源系统可靠性分析模型由主回路系统送丝系统和控II摘要制系统等串联型子系统模型组成根据系统可靠度分析理

4、论得出DSP控制系统平均11无故障时间MTBF计算公式为MTBF==l其中l为控制系统失效率li为lål1i=1控制系统第i个元件失效率理论分析对比了焊接电源DSP控制系统和分立元件控制系统平均无故障间隔时间MTBF和失效率结果表明DSP控制系统平均无故障时间MTBF比分立元件控制系统MTBF提高近148失效率降低近148论文建立了基于LABVIEW的多参数数据采集分析系统和高速数码摄像系统提供了数字化焊接电源研究测试评估的平台通过基于LABVIEW的焊接电压焊接电流的数据采集分析系统证明DSP控制数字化可控硅焊接电源电弧稳定性优于分立元件控制可控硅焊接电源关键词数字化焊接电源系统数字信号处理

5、器数字触发引弧时间3S引弧控制软件网压补偿焊接电源系统可靠性LABVIEW数据采集分析系统IIIDoctoralDissertationofShanghaiJiaoTongUniversityRESEARCHONDIGITALCONTROLTECHNOLOGYOFWELDINGMACHINEBASEDONDSPABSTRACTAfteroverviewofweldingmachinedevelopmentworldwide,theconceptionofthedigitizedweldingmachineareputforwardandthecharacteristicsofthedigiti

6、zedweldingmachineareanalyzedinthedissertation.Thecurrenttrendoftheweldingmachineistowarddigitization.Thepurposeofthisworkistoimprovethereliability,stability,controllabilityoftheweldingmachine.BasedontheanalysisoftheapplicationbenefitsusingDSPaskeycontrollingtechnique,theconcretecharacteristicsofSCRw

7、eldingmachineandnecessarycontrollingsignalsystem,theSCRweldingmachinesystembasedondigitalsignalprocessor(DSP)isbuiltupandthefirsttypeofdigitalSCRweldingmachineisputontheChinesemarket.Thissoftware-cont