基于小波的全数字逆变焊机信号处理

从强干扰、高压、大电流的恶劣工作环境中,获得逆变焊机有用信号,是全数字焊接电源研发和工艺评判的关键。在分析研究脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)驱动原理的基础上,提出先对逆变焊机PWM驱动信号级的电流信号进行去噪,进而实现整个焊接电流信号的噪声滤除方法。构建硬门限阈值函数对信号进行小波分解,对小波分解的详细系数集去噪。同时构建模极大值判别函数,来搜寻详细系数的噪声奇异点,利用搜索结果对近似系数集的噪声进行线性滤除。选择相关参数的合适数值进行仿真试验,结果表明,该去噪方法能够很好地滤除焊接电流的噪声,保证信号不失真,获得有用的信号特征,为全数字逆变电源的研究和性能评价奠定基础。

全数字化气体保护逆变焊机的设计与开发

利用逆变电源响应速度快、控制精度高、易于实现数字化控制的特点,设计了用于气体保护焊生产的全数字化逆变焊机。开展了可以满足CO2气体保护焊、直流MIG焊和脉冲MIG焊的微机控制多功能IGBT逆变焊机的研制,完成了包括主电路、控制电路、脉宽调制电路、驱动电路、系统软件设计以及焊机安装调试等多项任务。对焊机电源各组成部分进行了功能分析,并记录了试验数据与波形。试验表明:该焊机响应速度快,硬件电路简单可靠,抗干扰能力强,达到设计要求。

全数字逆变电源IIR Butterworth数字滤波

提出了一种改进的Butterworth滤波方法,能够对逆变焊机副边反馈电流进行有效的滤波,使电流型PWM控制器能够在强干扰、高电压和大电流的恶劣环境下高速稳定地工作。首先对信号进行快速傅里叶变换,得到有用信号和噪声的频谱分布。在综合考虑了FPGA硬件实现处理速度后,设计了IIR Butterworth滤波器,结合移动中值平均滤波的方法改善了单纯Butterworth滤波器启动速度和给定变化较大时跟踪速度慢的缺点。仿真和实验结果表明,滤波器具有很好的滤波效果,较小的相移,动态响应快,能够保证逆变焊机精确可靠地工作。

单片机控制接触引弧电路的研究

介绍了一种由单片机控制的接触引弧电路。此电路应用于逆变数字氩弧(TIG)焊机,使焊机在原有高频引弧方式的基础上,增加了接触引弧方式,拓宽了适用范围。

高速列车中铝及其合金的自动焊设备研究

本项目研发一种能够满足铝及其合金焊接工艺要求的高端数字化逆变式焊机。采用研究成熟的软开逆变主回路和双CPU高精度控制系统的控制回路,新型智能PI算法实现铝及其合金高要求的焊接。采用DeviceNet通讯协议,实现与焊接机器人的配套,应用到自动化生产中。此外,相移软开关技术使逆变电源的开关损耗趋近于0,大大提高了设备的可靠性,且使产品具有体积小、重量轻、节能、功率因数高等优点,又体现出其环保、节能的优势特点。