基于双环控制的电焊机逆变器的实现研究.pdf

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1、第45卷第9期电力电子技术Vo1．45，No．92011年9月PowerElectronicsSeptember2011基于双环控制的电焊机逆变器的实现研究曹神抚，李彬(1．武汉理工大学，自动化学院，湖北武汉430076；2．长沙长远焊接设备有限公司，湖南长沙410208)摘要：针对逆变电焊机电源的实际工作状况，提出一种电压外环数字PI控制、电流内环无差拍控制的综合控制方法。在恒电压控制的逆变电焊机电源中，数字PI控制能够使焊接输出电压稳定在设定值附近，且抑制电压畸变。无差拍控制是能够瞬时控制电流的有效手

2、段，对负载具有很强的适应能力，非常适用于焊接电阻变化不定的工作环境．综合控制方法弥补各自控制上的不足，使系统得到较好的控制效果。最后在NBC一500型样机上进行实验．结果表明，电焊机具有良好的调节特性和优异的焊接性能。关键词：逆变器；电焊机；无差拍控制中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2011)09-0105-03AnalysisandImplementationofWeldingMachineInverterControlBasedonDua1．1oopControlCA

3、0Shen．fu．LIBin2(1．WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430076，China)Abstract：Accordingtotheactualworkingconditionsofinverterweldingpowersource，avoltageouterloopdigitalPIcontrol，deadbeatcontrolinnerloopcurrentintegratedcontrolmethodsisproposed．Intheconstantvol

4、tagecontrolofinverterweldingpowersupply，digitalPIcontrolstabilizestheweldingoutputvoltagesettinginthevicinityofsetval·ue，andinhibitionofvoltagedistortion．Deadbeatcontrolcancontrolthecurrentefectivemeansofinstantaneous，theloadisverysuitableforresistancewel

5、dingvolatileworkenvironment．I'lleintegratedcontrolmethodcanmakeupf0rinadequaciesintheirrespectivecontrol，thesystemgetbettercontrolefect．Finally，NBC一500一typeprototypeexperi-mentalresultsshowthattheweldingmachinehasagoodregulationcharacteristicsandexcellent

6、weldingperformance．Keywords：inverter；weldingmachine；deadbeatcontrolFoundationProject：SupportedbySMEInnovatiomFund(No．10C26214302476)1引言电路采用全桥逆变结构，控制电路以DSP控制脉冲宽度调制信号为核心，实现对电源输出特性和在当今数字化电源大潮遍行的时代，逆变电焊接程序的控制。焊机作为一种低电压大电流电源，其数字化控制成为一种趋势⋯。此处提出一种以TMS320F2407全桥r

7、r1高频r_1输出鳖鎏全然堂堂H銮垦墨垒遂鎏然控制芯片为核心的控制系统．阐述了控制系统的～380V而l磊设计，针对电焊机工作特性。给出一种适用的控制保护电路HPWM产牛电路电流反馈方法，即PI控制和无差拍控制。最后示出所设计送丝机HDSP控制系统电压反馈电焊机焊接时实际控制效果。实验证明所设计的图1逆变电焊机总体框图电焊机控制具有反应快．引弧效率高的特点．且焊逆变电焊机电源主电路由输入整流滤波电接飞溅较少，可作为工业电焊机实际应用。路、全桥逆变器、高频变压器和输出整流滤波电路2逆变电焊机电路等组成【。_5

8、1，如图2所示。图1示出逆变电焊机的原理框图。其中逆变电焊机焊接电源由主电路和控制电路组成【。主、，T~IC2TTV。2lTa基金项目：科技型中小企业创新基金(10C26214302476)图2逆变电焊机电源主电路定稿日期：2011—02—21作者简介：曹神抚(1984一)，男，湖北成宁人，硕士研究生，焊接电源主电路进行AC／DC／AC／DC的功率研究方向为光伏发电和智能电网控制。交换，用来减少变压器体积和改善焊接电源动态10