全数字化焊机系统的主电路采用能输出较大功率的IGBT全侨式逆变结构，控制系统采用DSP（TMS320LF2407A）和单片机（C8051F020）构成的主从式控制结构，其中DSP为控制系统的核心，主要完成焊接实时参数的采集、PI运算和PWM波形的产生：单片机对整个控制系统进行管理，可以实现对人机交互系统（包括键盘和显示）、送丝电机和一些开关量的控制以及与PC机通讯等功能。此外，单片机与DSP之间采用串行通信方式进行信息交换。本文还对送丝电机控制电路和一些辅助控制电路进行了必要的设计.在控制系统软件设计中采用了模块化的程序设计思想。在规划出整个主程序流程的基础上，把整个程序分为多个结构简单、功能明确的子程序来设计，从而大大降低了系统软件设计的复杂性，同时也使程序结构清晰、简单易懂。在主电路和控制电路的设计中，采用了线性光耦、霍尔传感器等多项隔离措施，并设计了相应的焊机保护电路，同时还采用了必要的软硬件抗干扰措施，从而保证了全数字化焊机系统工作的稳定性和可靠性.通过对控制电路的各个功能模块进行软、硬件调试表明，该焊机系统响应速度快，电路简单可靠，系统软件较高效、可移植性好，且系统抗干扰能力强，基本达到了本设计的要求。最后，在对本文做简要总结的基础上，对于本焊机的进一步完善工作提出了建议，为全数字化焊机控制系统今后更加深入的研究奠定了良好的基础。关键词：数字化焊机：控制系统：逆变技术；DSP：单片机：人机交互系统
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1前言莱钢型钢厂大型生产线传动系统采用西门子SIMOVERT MASTER系列PWM交-直-交电压型变频器供电，变频器采用公共直流母线式结构；冷床传输链采用4台电机单独传动，每台电机分别由独立的逆变单元控制，逆变单元的控制方式为无速度编码器的矢量控制，相互之间依靠速度给定的同时性保持同步。自2005年投入生产以来，冷床传输链运行较为稳定，但2007年2月以后，冷床传输链逆变单元频繁出现绝缘栅双极型晶体管（Insolated Gate Bipolar Transistor，IGBT）损坏现象，具体故障情况统计见表1由表1可知，冷床传输链4台逆变器都出现过IGBT损坏的现象，故障代码是F025和F0272原因分析1）IGBT损坏一般是由于输出短路或接地等外部原因造成。但从实际情况上看，检查输出电缆及电机等外部条件没有问题，并且更换新的IGBT后，系统可以立即正常运行，从而排除了输出短路或接地等外部条件造成IGBT损坏。2）IGBT存在过压。该系统采用公共直流母线控制方式，制动电阻直接挂接于直流母线上，当逆变单元的反馈能量使直流母线电压超过DC 715 V时，制动单元动作，进行能耗制动；此外挂接于该直流母线上的其他逆变单元并没有出现IGBT损坏的现象，因此不是由于制动反馈过压造成IGBT烧坏。3）由于负荷分配不均造成出力大的IGBT损坏。从实际运行波形上看，负荷分配相对较为均匀，相互差别仅为2%左右，应该不会造成IGBT损坏。此外，4只逆变单元都出现了IGBT损坏现象，如果是由于负荷分配不均造成，应该出力大的逆变单元IGBT总是烧坏，因此排除由于负荷分配不均造成IGBT损坏。4）逆变单元容量选择不合适，装置容量偏小造成长期过流运行，从而导致IGBT烧毁。逆变单元型号及电机参数：额定功率90kw，额定电流186A，负载电流169 A，短时电流254 A，中间同路额定电流221 A，电源电流205 A，电机功率110kw，电机额定电流205 A，电机正常运行时的电流及转矩波形如图1所示。
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正弦波逆变器
标签： 正弦波逆变器
上传时间： 2013-06-13
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逆变器的制作
标签： 逆变器
上传时间： 2013-05-25
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现代逆变技术及其应用
标签： 逆变技术
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随着科学技术的发展，交流调速系统的应用越来越普遍。为了保护逆变器直流侧电源，在其开关器件的驱动信号中需加入死区时间，死区时间的加入对交流调速系统的实际运行产生了许多负面影响，因此，死区时间的补偿随之而成为交流调速系统研究的热点和难点问题之一。 本课题研究交流调速系统中DSP控制的电压型逆变器死区问题，简介了三相SPWM逆变器原理后，引出了逆变器死区问题，对死区效应产生的机理及死区存在后引起逆变器输出电压的误差波形进行了分析，揭示了因死区时间的加入所产生的误差波形与逆变器相关参数的关系。 在上述研究的基础上，本文对基于DSP控制器的逆变器死区问题展开研究，首先对DSP控制器PWM波产生的原理及死区加入的方法进行了阐述，然后对因死区时间的加入可能引起的波形失真情况进行了分析。在综述了目前常用的死区补偿方法的基础上，针对基于DSP控制的逆变器死区问题提出了两种比较实用的死区补偿方法：一种是基于无效器件原理的死区补偿方法，另一种是基于无效器件原理和电流反馈相结合的死区补偿方法。系统仿真实验表明：采用这两种方法对死区时间补偿后的电机定子电流波形与未补偿前的相比，其畸变得到了明显改善。为了进一步验证这两种补偿方法的实际补偿效果，本文还为验证实验做了一些前期的准备工作。
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