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《新型软开关埋弧焊逆变器的外特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、华南理工大学学报(自然科学版)第31卷第5期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.31No.52003年5月(NaturalScienceEdition)May2003文章编号:1000565X(2003)05003904*新型软开关埋弧焊逆变器的外特性分析李远波黄石生王振民李阳陆沛涛(华南理工大学机械工程学院,广东广州510640)摘要:对新型软开关埋弧焊逆变器的外特性进行了设计,并应用电力电子技术和自动控制原理的理论成果,研究了软开关
2、埋弧焊逆变器的结构、参数与其外特性曲线之间的基本规律.文中最后给出了实验结果.关键词:逆变器;埋弧焊;外特性中图分类号:TG434文献标识码:A埋弧焊过程中有空载短路燃弧这几个工作焊(手工焊条电弧焊)以及在SMAW焊(手工电弧焊)过程.细丝埋弧焊的电弧一般为平特性,如根据埋弧电源外特性特点的基础上,采用电流双闭环控制以及焊的电弧特性,为满足电源-电弧系统稳定性的要限制最小脉宽的方法,设计了一种恒流带外拖的埋弧求,粗丝埋弧焊电源一般采用下降特性.在实际的埋焊电源外特性,见图1.图中1点表示空载电压
3、值,2弧焊电源外特性设计中,还必须综合考虑电弧的弹点是输出电感电流连续与非连续的转折点,3点对应性、送丝方式、熔滴渣壁过渡以及焊接规范的稳定性焊接最大规范,4点对应外拖前焊接最大电流.此外,要求.新型逆变式电源输出焊接回路的时间常数很小,外拖新型软开关埋弧焊逆变器采用平均电流-峰值瞬间短路电流有利于增大熔滴过渡的推力,而且也有电流双环控制与PWM移相控制相结合的方式,充利于开关管IGBT工作在适当宽的开通状态,减小因分利用埋弧焊逆变器的寄生元件参数实现开关器件开通过窄而出现的不稳定情况.[1,2]的零电压开关,
4、极大地改善了开关管及逆变电路的工作状态,具有开关损耗及电磁干扰小、效率高的优点,适用于高频、大功率的场合.研究平均电流-峰值电流双环控制的新型软开关埋弧焊逆变器的结构、参数与其外特性曲线之间的基本规律,具有重要的理论和实际意义.1新型埋弧焊逆变器外特性曲线的设计图1设计的电源外特性采用恒流特性的埋弧焊电源,电弧弹性好,焊接Fig.1TheproposedUIstaticcharacteristic规范最稳定,但是由于短路电流小,电弧推力不够理想,导致熔滴的过渡困难;另一方面,如果采用缓降外2外特性曲线
5、的理论分析特性,虽然短路电流大,但是电弧稳定性相对较差、电弧弹性差.本研究吸收两种外特性的优点,借鉴MMA2.1外特性曲线的研究方法到目前为止,焊接领域对弧焊逆变器的外特性收稿日期:20021231*基金项目:国家自然科学基金资助项目(59975030)曲线仅仅限于简单的实验测试,而没有深入探讨逆作者简介:李远波(1976-),男,博士生,主要从事弧焊电变电源主电路和控制电路的结构、参数与外特性曲源及其过程智能控制研究.线之间的内在联系.因此,作者应用电力电子技术和自动控制原理的理论成果,研究了平均电
6、流-峰值40华南理工大学学报(自然科学版)第31卷电流双环控制的新型软开关弧焊逆变器结构、参数开关管的峰值电流is(t)进行采样,获得的峰值电流与外特性曲线之间的基本规律.信号再与一个锯齿波信号叠加,该叠加信号替代传任何弧焊逆变器,尽管它们的主电路通常有多统的电压模式控制的三角波信号.检测输出电感的种形式,但在本质上均为Buck变换器,对于启用激平均电流,将该平均电流信号iL(t)与给定信号Ug磁电感并配合漏感的方法来实现软开关换流的新型比较之后的误差信号,经过补偿或者校正等处理,来[2]埋弧焊逆变器全桥主
7、电路而言,漏感和饱和电感代替在电压模式控制中的给定信号,最后与经过叠很小,为了分析方便,可以忽略它们的影响.图2为加锯齿波信号的峰值电流信号进行切割,来调节占外环平均电流反馈、内环峰值电流控制的双环反馈空比,从而实现对输出量的有效控制.驱动脉冲开通模式工作原理示意图.上半部分为主电路的原理图,的时间取决于时钟,关断时间决定于功率开关电流为典型的BUCK变换器.在工作过程中,对变换器的上升速度.图2平均电流-峰值电流双环控制原理示意图Fig.2Schematicdiagramofaveragecurrent
8、peakcurrentdoubleclosedloopcontrol2.2外特性下跌区段的分析下降,即在外特性曲线的12区段,导通比调节器饱diL0-Uo=Lo(3)dt和,输出最大导通比,设导通比最大值为Dmax.此时在初始时刻t=DmaxTs有iL(DmaxTs)=iL,max.由方每周期输出电感中电流有一段时间为零值,即输出程(2)和(3)可得时间T2为电感的电流不连续.图3
