A novel arc welding inverter with unit power factor based on DSP control

A novel inverter power source is developed characterized with constant output current and unit power factor input. Digital signal processor （ DSP ） is used to realize power factor correction and control of back-stage inverter bridge of the arc welding inverter. The fore-stage adopts double closed loop proportion and integration （PI） rectifier technique and the back- stage adopts digital pulse width modulation （ PWM） technique. Simulated waves can be obtained in Matlab/Simulink and validated by experiments. Experiments of the prototype showed that the total harmonic distortion （THD） can be controlled within 10% and the power factor is approximate to 1.

电焊机的数字化

逆变技术在焊接电源中的应用使得焊接设备在小型化、高效化的方面有了飞跃性的发展。同时 ,弧焊逆变电源良好的动特性更为焊接工艺控制提供了一个充分发挥的平台。然而 ,传统的模拟控制方式存在的种种弊端却限制了弧焊逆变电源的进一步发展。本文结合数字信号处理技术的特点 ,综合分析了数字化焊机的优点。在此基础上针对电焊机的主电路和控制电路两部分介绍了数字化的发展概况及其实现方式。最后 。

Z-源逆变器在光伏发电系统中的应用

Z-源逆变器由于采用独特的X型Z-源网络,可以利用逆变器桥臂直通状态实现升压功能,从而使单级Z-源逆变器具有与两级并网系统相类似的性能。该文论述基于Z-源逆变器的光伏并网系统在变换效率、可靠性以及成本方面的优势,提出了一种新的单级Z-源逆变器并网系统两级控制策略,该控制策略实现了MPPT控制和逆变器并网控制,使Z-源光伏并网系统能够动态跟踪光伏电池最大功率点电压,输出电流与电网电压同相位,从而达到较高的功率因数。软件仿真和实验分析证明了该控制方法具有优良的动、静态特性,适合各种变化的天气情况。

可控VSC-IG装置的研究与实现

为了能够全方位地测试电能质量控制装置对各种电能扰动的补偿控制性能,研制了基于可控电压源型变流器的电力扰动发生装置(Interruption Generator based on Voltage Source Converter,VSC-IG),设计了满足装置运行稳定性与快速性指标的主电路参数。构建了基于同步旋转坐标系的电流调节的直流电压稳定控制器的设计方法。实验结果表明,所设计的主电路参数与控制器是正确的,装置可以稳定灵活地产生各类电压扰动波形。

用DSP控制的三相弧焊逆变电源PFC技术

针对三相弧焊逆变电源功率因数校正控制较为复杂的特点,采用数字信号处理芯片为控制载体,能够实现复杂的控制算法,同时使控制方法的选择更加灵活。在对空间矢量控制原理研究的基础上,通过数字信号处理芯片将其引入到弧焊逆变电源功率因数校正控制中,达到较好的谐波抑制效果,功率因数近似为1,并具有良好的动态响应特性,通过变动负载实验验证了其用于弧焊逆变电源功率因数校正的可行性。

数字化逆变交直流方波脉冲TIG焊机研制

基于数字信号处理器(DSP)进行了数字化IGBT逆变交直流方波脉冲TIG焊机的研制,采用TI公司的TMS320F240型DSP作为控制系统的核心芯片。根据焊接电源输出的具体形式,硬件电路设计包括开关电源电路、高频引弧电路、DSP最小系统、电流采样电路、参数预置与显示电路、保护电路、一次逆变和二次逆变驱动脉冲电路等部分;软件采用模块化软件设计的方法设计了控制系统主程序、中断服务程序及中断服务子程序。系统经过脱机和联机调试,输出波形稳定,实现了预期目的。

DSP控制的单位功率因数弧焊逆变电源

为了使弧焊逆变电源具有单位功率因数和恒电流输出特性,在研究PWM整流、逆变技术的基础上,提出了采用DSP实现弧焊逆变电源功率因数校正控制和后级逆变桥路控制的策略。前级功率因数校正环节采用基于三相dq旋转坐标下的双闭环PI控制整流技术,后级全桥逆变器采用传统的PWM调制技术。采用Matlab软件simulink电源模块,对前后级控制电路进行校正和仿真分析,并得到仿真波形。通过对实验样机验证了方案的可行性,输入电流总谐波畸变率能控制在10%以内,功率因数接近1。

基于DSP的逆变交流电阻焊电源控制

常用的工频电阻焊机输出不连续的类正弦交流波形,由于电流过零时间长,同等功率下电流峰值过大,造成焊接时工件加热不连续,易产生飞溅,针对上述问题,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的逆变交流控制系统.该系统以DSP为控制核心,包括信息检测、脉宽调制(PWM)输出控制、人机交互、输入输出(I/O)接口、故障检测等电路和相应的控制软件.系统采用PWM控制方式调节焊接变压器的初级电压,实现了大范围电流调节条件下较为连续的输出;具有电流、电压、功率3种反馈控制模式和多种频率选择,在每半个周期内实现快速反馈调节,提高了控制精度,改善了交流电阻焊机的工艺适应性.

脉冲变极性弧焊逆变电源数字化控制系统

在采用数字信号处理器(DSP)DSP56F805构建基于双DSP的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统的基础上,针对数字化脉宽调制(PWM)控制脉冲存在的脉冲宽度保持和延迟对电源输出动态响应和稳态精度等控制性能的影响,提出了基于电源输出电感电阻(LR)负载模型的电流预估计算法,进而对简单数字比例积分微分(PID)控制算法进行了修正。同时,系统通过对电流/电压检测信号的预处理、A/D采样与PWM同步、数字滤波等措施有效地提高了系统的抗干扰性能。脉冲变极性输出特性控制试验验证了基于电流预估计的数字PID控制算法的正确性和有效性。

基于DSP产生的移相PWM点焊控制脉冲软件设计

在分析TMS320LF2407A DSP硬件结构及产生PWM输出脉冲原理的基础上,推导并建立了各控制寄存器的十进制赋值和输出PWM参数关系的计算公式。利用TMS320LF2407A Demo板以及C语言和汇编语言混合编程,按照推导的计算公式对软件中各控制寄存器赋值进行灵活调整,从而为DC/DC全桥逆变点焊电源实现零电压软开关(Zero Voltage Switching,简称ZVS)运行模式提供了所需要的频率、死区时间和脉冲移相角的PWM波形。

数字化焊接电源系统特征及分析

数字化焊接电源是焊接电源更新换代的先进电源,由于工作环境的特殊性,其实现相对困难,特别是焊接主回路。分析了数字化焊接电源国内外发展现状和数字化电源的特点,针对笔者目前研究的数字化TIG焊机,详细介绍了其全部的结构组成,并根据研究过程中遇到的具体问题,总结了在实现数字化焊接电源过程中必需考虑的综合问题,并在此基础上,讨论了焊接电源控制的控制规律,提出了数字化综合系统平台的思想,指出了DSP(数字信号处理器)在数字化电源和数字化综合系统平台中的优越性和特殊性。

一种新型大功率中频逆变电阻点焊电源

为满足低阻值新型焊接材料的焊接要求,研究设计了一种最大输出电流达20kA的中频逆变电阻点焊电源.采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成全桥式逆变主电路;通过有限双极性控制,实现零电压零电流(ZVZCS)软开关;控制电路以数字信号处理器(DSP)为核心,通过对初级采样电流值进行有效处理,采用增量式PID控制方法,实现对脉宽调制电路的精准控制.结果表明,电源设计合理,控制电路稳定可靠,适于大功率焊接.

数字信号处理器控制的焊接电源研制

介绍了基于数字信号处理器(DSP)控制的焊接电源结构。利用DSP易信号处理特点,焊接电源能根据不同焊接工艺要求,通过软件编制满足各种材料焊接的工艺性能要求。利用DSP的高集成度特点使控制电路器件大大减少,提高了焊接电源的稳定性和可靠性。另外,介绍了S.S.S引弧控制方式,提高了一次引弧成功率。经试验证明,研制的焊接电源稳定可靠,基本实现了焊接电源控制的数字化。

点焊逆变电源与机器人控制系统的通信

分析了点焊机器人系统通信原理,建立了点焊机器人与点焊逆变电源之间通信的信号约定关系和工作时序,基于数字信号处理器和可编程逻辑器件设计了通信接口电路,给出了仿真结果。

大功率双丝GMAW双脉冲多相位协同控制系统

为提高大功率双丝熔化极气体保护焊(GMAW)的焊缝成形质量,提出了双脉冲波形控制方法,利用DSP内部集成的脉宽调制(PWM)模块,以软件方式实现了并联式主从机PWM信号的直接数字化控制,从而实现主从机的双脉冲波形调制.利用DSP的I/O通信方式建立双脉冲多相位协同控制系统,实现大功率双丝GMAW两路脉冲同步、交替和独立3种输出形式的协同控制.试验结果表明:所设计的双脉冲多相位协同控制系统满足设计要求,焊接过程稳定,双电弧干扰小,飞溅小,焊缝成形良好,双脉冲焊缝表面呈鱼鳞状,能很好地实现大功率双丝GMAW工艺.

数字化焊接电源系统特征分析

现代焊接电源逐步走向数字化焊接电源,由于工作环境的特殊性,其实现相对困难。在此分析数字化焊接电源国内外发展现状和数字化电源的特点,针对目前研究的数字化TIG焊机详细介绍了其全部的结构组成,并根据研究过程中遇到的具体问题,总结了在实现数字化焊接电源过程中必需考虑的综合问题,并在此基础上,讨论了焊接电源控制的控制规律,提出了数字化综合系统平台的思想,指出了DSP(数字信号处理器)在数字化电源和数字化综合系统平台中的优越性和特殊性。

基于数字信号处理器的晶闸管焊接电源相序自适应控制

主回路采用Y/△接法,同步变压器采用Y/Y接法的三相全桥晶闸管焊接电源对电源三相进线接入顺序有要求.在分析了电源三相进线不同接入顺序三相同步电压和主回路三相线电压的相位相序关系的基础上,建立了一种基于数字信号处理器(DSP)的全数字化晶闸管焊接电源,利用软件实现同步信号的检测、主回路线电压相序的判别、电源自适应控制及缺相保护.焊接试验证明,基于DSP的相序自适应控制晶闸管焊接电源工作稳定可靠,能够很好地满足各种焊接工艺性能.

基于DSP的IGBT逆变TIG焊电源研究

研制了一台以TMS320F240型DSP为核心的数字化TIG焊机。通过DSP片内PWM模块编程产生驱动脉冲,并由前后级驱动电路驱动IGBT,以得到理想的输出电流。保护电路保护焊机不受过流、过热、过欠压的损坏。检测采样电路实时检测电流值并传递给DSP。DSP运用PI控制算法得到TIG的恒流特性。在此给出系统软件流程图。实验证明焊机具有电路简单,控制容易,工作可靠,易升级等特点。

基于μC/OSII的变极性焊接电源的研制

运用μC/OS II嵌入式实时操作系统和双DSP硬件控制电路,设计了一套变极性焊接电源系统,并针对嵌入式操作系统的系统结构、硬件电路设计、软件移植和应用程序开发等方面进行了研究。试验分析表明,该设计方案系统动态响应速度快,控制程序能够可靠运行,可以满足系统设计要求。

弧焊电源DSP双芯控制系统的开发

设计了一种DSP双芯结构的弧焊电源控制系统,系统中DSP1为人机交互,DSP2为电源输出控制,较好解决了两个子系统之间的任务分配与协调。利用DSP内部集成的增强型CAN模块(eCAN)实现了两块DSP之间的串行通信。研究了变极性TIG焊的控制应用,通过控制策略的改进解决了变极性TIG焊接换向时出现的熄弧与电流冲击问题。系统配置考虑了不同电弧焊方法的需求,可以通过运行不同的控制程序实现不同的焊接方法应用。