【硕士论文】数字化软开关逆变弧焊电源的研究.pdf

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1、中文摘要逆变技术和软开关技术的结合使得弧焊电源实现了高频化、轻量化、大容量化；而数字信号处理器(DSP)的采用则使电源真正迈向了数字化，使电源的抗干扰能力、运算能力、实时性、集成度在很大程度上得到了改善。本课题的主要目的在于研究一台基于DSP的数字化软开关逆变弧焊电源。本文首先介绍了弧焊电源的发展历史，论述了逆变电源的国内外发展现状和未来的发展趋势和研究方向，同时对数字化焊接电源的特点进行了阐述，在此基础上给出了数字化逆变弧焊电源的设计思想，详细介绍了逆变弧焊电源主电路和控制电路的设计。主电路由IGBT作为逆变电路主开关元件，采用能够输出较大功率的全桥式逆变结构，并

2、配以高频变压器和高频整流电路构成。通过谐振技术和移相控制技术的结合使领先桥臂实现了零电压开关，滞后桥臂实现了零电流开关，克服了零电压全桥逆变电路中滞后桥臂软开关范围窄、占空比损失大等缺点。同时文中还详细地分析了主电路的运行状态，讨论了高频变压器和谐振元件参数的设计，并对输入、输出整流电路进行了设计与分析。控制系统采用2407DSP为核心控制器件，脉冲发生电路以UC3879为基础设计。采用闭环反馈和参数自调整模糊PID方法实现对输出电弧的恒流控制，并详细介绍了参数自调整模糊PID控制器的设计过程。论文中还介绍了采样电路、DSP应用系统、驱动电路和保护电路的设计。针对论

3、文中设计的主电路和控制电路，通过MatlabSimulink工具箱搭建了系统的仿真模型，并给出了主电路中IGBT的工作波形、变压器初级电压电流波形和控制系统的仿真波形，对波形进行了分析。在论文的最后，还对系统的可靠性和抗干扰措施进行了分析和设计。关键词：逆变弧焊电源；软开关；数字信号处理器(DSP)；模糊PIDABSTRACTThecombinationofinvertertechnologyandsoft-switchingtechnologymakestheweldingpowertocarryouthighffequency，lightweightandbig

4、capacity．Butthereallytoheadintoadoptionofthedigitalsignalprocessor(DSP)makespowersupplynumeral，makestheanti-interferenceabilityofthepowersupply，computeability，real．timeabilityandintegratedleveltogetanimprovementtoalargeextent．Themainpurposeofthispaperliesinresearchinganumeralsoft-switc

5、hingweldinginverterbasedonDSP．Thispaperfirstlyintroducesthedevelopmenthistory，actualityaboutthearc。inverterandforecaststheforegroundandt代ndofit．Inthemeantime，weweldingdiscussthecharacteristicsofweldingpowersupply，andthenwegivethedesignideasofnumeralweldingpower，introducethedesignmethod

6、sofmaincircuitandcontrolcircuitofitindemil．Afull．bridgeconfigurationwhichcooperateswithhighisusedtobemaincircuit，andIGBTisthefrequencytransfoUl'lerandcommutatorachievesZVS，andthelagginglegisZCSprimaryswitchcomponent．Theleadinglegbythecombinationofsoft-switchingandinvertertechnology，whi

7、chgetsoverthedrawbackofFB．ZVS．PWMcircuit．TherHn—stateofmaincircuitisanalysed．Theparametersoftransformerandresonantcomponentsarecalculated．TheinputandtakeUC3879asthecoreofPWMcontrollingtocarryoutputrectifieriSdesigned．Weoutsoft．．switchingandTMS320LF2407Aasthecoreofallcontrollingsystem