数字技术、电力电子技术以及控制论的进步推动弧焊电源从模拟阶段发展到数字阶段。数字化逆变弧焊电源不仅可靠性高、控制精度高而且容易大规模集成、方便升级,成为焊机的发展方向,推动了焊接产业的巨大发展。针对传统的埋弧焊电源存在的体积大、控制电路复杂、可靠性差等问题,本文提出了双逆变结构的焊机主电路实现方法和基于“MCU+DSP”的数字化埋弧焊控制系统的设计方案。 本文详细介绍了埋弧焊的特点和应用,从主电源、控制系统两个方面阐述了数字化逆变电源的发展历程,对数字化交流方波埋弧焊的国内外研究现状进行了深入探讨,设计了双逆变结构的数字化焊接系统,实现了稳定的交流方波输出。 根据埋弧焊的电弧特点和交流方波的输出特性,本文采用双逆变结构设计焊机主电路,一次逆变电路选用改进的相移谐振软开关,二次逆变电路选用半桥拓扑形式,并研究了两次逆变过程的原理和控制方式,进行了相关参数计算。根据主电路电路的设计要求,电流型PWM控制芯片UC3846用于一次逆变电路的控制并抑制变压器偏磁,选择集成驱动芯片EXB841作为二次逆变电路的驱动。 本课题基于“MCU+DSP”的双机主控系统来实现焊接电源的控制。其中主控板单片机ATmega64L主要负责送丝机和行走小车的速度反馈及闭环PI运算、电机PWM斩波控制以及过压、过流、过热等保护电路的控制。DSP芯片MC56F8323则主要负责焊接电流、焊接电压的反馈和闭环PI运算以及控制焊接时序,以确保良好的电源外特性输出。外部控制箱通过按键、旋转编码器进行焊接参数和焊接状态的给定,预置和显示各种焊接参数,快速检测焊机状态并加以保护。 主控板芯片之间通过SPI通讯,外部控制箱和主控板之间则通过RS—485协议交换数据。通过软件设计,实现焊接参数的PI调节,精确控制了焊接过程,并进行了抗干扰设计,解决了影响数字化埋弧焊电源稳定运行的电磁兼容问题。 系统分析了交流方波参数的变化对焊接效果的影响,通过对焊接电流、焊接电压的波形分析,证明了本课题设计的埋弧焊电源能够精确控制引弧、焊接、 收弧等焊接时序,并可以有效抑制功率开关器件的过流和变压器的偏磁问题,取得了良好的焊接效果。 最后,对数字化交流方波埋弧焊的控制系统和焊接试验进行了总结,分析了系统存在的问题和不足,并指出了新的研究方向。 关键词:埋弧焊;交流方波;数字化;逆变;软开关技术
上传时间: 2013-04-24
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驱动电路,针对接单的要求不是很高的电路。简单、方便,易实现
标签: 驱动电路
上传时间: 2013-05-25
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38V/100A可直接并联大功率AC/DC变换器 随着电力电子技术的发展,电源技术被广泛应用于计算机、工业仪器仪表、军事、航天等领域,涉及到国民经济各行各业。特别是近年来,随着IGBT的广泛应用,开关电源向更大功率方向发展。研制各种各样的大功率,高性能的开关电源成为趋势。某电源系统要求输入电压为AC220V,输出电压为DC38V,输出电流为100A,输出电压低纹波,功率因数>0.9,必要时多台电源可以直接并联使用,并联时的负载不均衡度<5%。 设计采用了AC/DC/AC/DC变换方案。一次整流后的直流电压,经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数,再经半桥变换电路逆变后,由高频变压器隔离降压,最后整流输出直流电压。系统的主要环节有DC/DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路、均流电路和保护电路等。 1 有源功率因数校正环节 由于系统的功率因数要求0.9以上,采用二极管整流是不能满足要求的,所以,加入了有源功率因数校正环节。采用UC3854A/B控制芯片来组成功率因数电路。UC3854A/B是Unitrode公司一种新的高功率因数校正器集成控制电路芯片,是在UC3854基础上的改进。其特点是:采用平均电流控制,功率因数接近1,高带宽,限制电网电流失真≤3%[1]。图1是由UC3854A/B控制的有源功率因数校正电路。 该电路由两部分组成。UC3854A/B及外围元器件构成控制部分,实现对网侧输入电流和输出电压的控制。功率部分由L2,C5,V等元器件构成Boost升压电路。开关管V选择西门康公司的SKM75GB123D模块,其工作频率选在35kHz。升压电感L2为2mH/20A。C5采用四个450V/470μF的电解电容并联。因为,设计的PFC电路主要是用在大功率DC/DC电路中,所以,在负载轻的时候不进行功率因数校正,当负载较大时功率因数校正电路自动投入使用。此部分控制由图1中的比较器部分来实现。R10及R11是负载检测电阻。当负载较轻时,R10及R11上检测的信号输入给比较器,使其输出端为低电平,D2导通,给ENA(使能端)低电平使UC3854A/B封锁。在负载较大时ENA为高电平才让UC3854A/B工作。D3接到SS(软启动端),在负载轻时D3导通,使SS为低电平;当负载增大要求UC3854A/B工作时,SS端电位从零缓慢升高,控制输出脉冲占空比慢慢增大实现软启动。 2 DC/DC主电路及控制部分分析 2.1 DC/DC主电路拓扑 在大功率高频开关电源中,常用的主变换电路有推挽电路、半桥电路、全桥电路等[2]。其中推挽电路的开关器件少,输出功率大,但开关管承受电压高(为电源电压的2倍),且变压器有六个抽头,结构复杂;全桥电路开关管承受的电压不高,输出功率大,但是需要的开关器件多(4个),驱动电路复杂。半桥电路开关管承受的电压低,开关器件少,驱动简单。根据对各种拓扑方案的工程化实现难度,电气性能以及成本等指标的综合比较,本电源选用半桥式DC/DC变换器作为主电路。图2为大功率开关电源的主电路拓扑图。
上传时间: 2013-11-13
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小车驱动电路
上传时间: 2013-11-23
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MCP定时器产生中心对称PWM输出:PWM波是一种脉宽可调的脉冲波,用于交、直流电机的电压控制。PWM一共有两种调整方法,一是定频调宽、另一种是定宽调频。其中定频调宽是种最常见的脉宽调制方式,它使脉冲波的频率保持不变,只调整脉冲宽度。同时定频调宽的PWM波形也分为两种,一种是单边的PWM,另一种是中心对称的双边PWM。中心对称的PWM主要应用在需要对称PWM波形的场合,如半桥、全桥的双极性驱动等。中心对称的PWM的生成原理如图1-2所示:定时计数器工作在连续增减计数方式,在计数初值设置为0且比较值小于周期值的条件下,当增计数过程中计数值和比较值匹配时置位输出,而在周期匹配时会改计数方向为减计数,当减计数过程中计数值和比较值匹配时复位输出,当减计数到零时会改计数方向为增计数,开始下一个循环。因此中心对称的PWM的周期为设定周期的二倍,占空比为:%100))((×−TPRNTPR(N为比较匹配数据,TPR为周期寄存器的值)。比较值的改变会影响PWM的两边的波形,并且两边相对高电平的中心对称,这便是中心对称双边PWM波形的特点。如果比较值为零,那么PWM将一直输出高电平;如比较值大于等于周期值,则PWM会一直输出低电平,占空比为0。
上传时间: 2013-11-13
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MCP定时器的死区插入: 在双极性PWM驱动系统中,上下桥臂的电力开关器件交替导通(如图1-1的半桥电路)。图1-1 电力开关半桥电路理想情况下,电力开关器件的开启和关断是不需要时间的,这时只要上下桥臂的驱动信号只要相反就可以;而实际的电力开关器件的开启和关断是需要时间的,而且关断时间比开启时间要长,这时就会出现一桥臂尚没有完全关闭的情况下,另一桥臂就导通了,这就会出现上下桥臂同时导通的情况,致使电源短路,出现很大的直通电流,导致电力器件大量发热,不但会造成电源浪费,还可能烧毁电力开关器件。因此,为避免出现上下桥臂直通的现象,就需要在一桥臂开始前,保证另一桥臂完全关断,为此,在PWM驱动信号中插入死区保护时间,如图1-2中的灰条所示(这个信号是电力器件在低电平导通,高电平关断的情况)。
上传时间: 2013-11-14
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PLX PCI 驱动, PLX公司的PCI桥驱动程序Linux下代码
上传时间: 2013-12-20
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具有桥式结构的传感器很多,如利用应变原理、磁电阻原理和其他变电阻原理的传感器,可以实现对压力、位移、加速度、磁场等物理量的测试。这种结构的差分输出可以增加灵敏度,也有一定抵消外加干扰的能力。而且有的虽不是差分输出,比如电阻分压式的输出,可以认为是“半桥”,我们还可以人为的加上另一半,即加上一对精密电阻和一个电位器组成另一个分压电路,形成差分输出。每次调节电位器使差分输出为0,抵消零磁电压。
上传时间: 2014-01-04
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无刷直流电机驱动程序,采用六段换相控制程序,可用于六管三相全桥驱动电路的无刷直流电机控制。
上传时间: 2017-05-09
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空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation) SVPWM的主要思想是:以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准,以三相逆变器不同开关模式作适当的切换,从而形成PWM波,以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发,以生成一个可调频调压的正弦波电源,而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑,模型比较简单,也便于微处理器的实时控制。 普通的三相全桥是由六个开关器件构成的三个半桥。这六个开关器件组合起来(同一个桥臂的上下半桥的信号相反)共有8种安全的开关状态. 其中000、111(这里是表示三个上桥臂的开关状态)这两种开关状态在电机驱动中都不会产生有效的电流。因此称其为零矢量。另外6种开关状态分别是六个有效矢量。它们将360度的电压空间分为60度一个扇区,共六个扇区,利用这六个基本有效矢量和两个零量,可以合成360度内的任何矢量。 当要合成某一矢量时先将这一矢量分解到离它最近的两个基本矢量,而后用这两个基本矢量矢量去表示,而每个基本矢量的作用大小就利用作用时间长短去代表。 在变频电机驱动时,矢量方向是连续变化的,因此我们需要不断的计算矢量作用时间。为了计算机处理的方便,在合成时一般是定时去计算(如每0.1ms计算一次)。这样我们只要算出在0.1ms内两个基本矢量作用的时间就可以了。由于计算出的两个时间的总合可能并不是0.1ms(比这小),而那剩下的时间就按情况插入合适零矢量。 由于在这样的处量时,合成的驱动波形和PWM很类似。因此我们还叫它PWM,又因这种PWM是基于电压空间矢量去合成的,所以就叫它SVPWM了。
上传时间: 2016-04-25
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