逆变弧焊电源数字控制技术若干问题研究开题报告
2020-04-24 09:40:50
1. 研究目的与意义(文献综述)
焊接作为一种基本加工方法,应用很广。目前工业发达国家的钢产量有50%左右是以焊接结构形式应用于生产[1]。焊接电源是焊接设备的核心,焊接电源性能的好坏将直接影响焊机的质量,可靠性,经济性和焊接效率[2]。直流(DC)与交流(AC)之间的变换称为逆变,能够实现这种变换的装置称为逆变器,为焊接电弧提供电能,并且具有弧焊工艺所要求的电气性能的逆变器,称为弧焊逆变器[3]。随着大功率电子开关器件和集成电路的发展,使得先进的中高频逆变技术付诸实施[4],并越来越多的得到推广和应用,它从应用于中高频加热稳压电源,电化学加工发展应用到电弧焊接,电阻焊接和电子束,激光焊接等[5]。逆变弧焊电源起源于晶闸管逆变弧焊电源[6],晶闸管是一种半控型开关器件,开关速度慢,工作频率低,触发后不能自行关断,故电路复杂。随后晶体管式,场效应管式,IGBT式弧焊逆变器逐步应用到弧焊电源中[7],其容量大,调试方便开关频率高等特点已成为新型的逆变弧焊电源[8-9]。目前逆变焊机的性能和可靠性已经得到各行业用户的认可,近年来几乎取代现有的一切弧焊电源。并被广泛的应用于生产制造的各个行业。成为市场的主流产品[10]。
随着计算机技术,自动控制技术,和微电子技术的迅猛发展,弧焊电源的控制技术也取得了积极的进步。弧焊电源控制技术经历了由粗放型到高性能精确控制的转变[11]。数字化控制是在电子式控制电源的基础上,以单片微型计算机,DSP,ARM嵌入式芯片为代表的微处理器为控制核心,通过软硬件结合的方式实现对弧焊电源外特性,调节特性和动特性的部分或者全数字化控制[12-13]。数字控制技术由于其具有控制灵活,易于升级,系统维护方便,通信能力强等特性,已成为弧焊电源的主流控制技术,占据当前国内外市场的主导地位[14]。近年来数字控制技术的电子元器件,芯片以及控制理论等不断发展[15],通过研究新的控制技术,软硬件技术,控制技术软件编程技术等,研究其应用于焊接电源的可行性,并对数控芯片与逆变弧焊电源接口及功能电路技术方案进行探讨,以便于充分发挥主电路潜力和优势。具有一定的实际意义。2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
[1]在充分调研国内外相关文献,专利的基础下,对现有数字控制芯片在逆变弧焊电源设备应用技术,数字控制技术软件编程技术,数字控制芯片与逆变弧焊电源接口及功能电路技术进行总结,分析与探讨
[2]对当前的热点研究问题进行解释说明
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确设计任务,查阅资料,确定技术方案,并完成开题报告。
第4-6周:完成数字控制芯片在逆变弧焊电源设备应用研究
第7-10周:完成数字控制技术软件编程技术研究
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 潘际銮,现代弧焊控制[m].北京;机械工业出版社,2007.3
[2]黄石生,弧焊电源及其数字化控制[m],北京;机械工业出版社,2006
[3] dudrik, j, high-frequency soft-switching pwm dc-dc converterwith active output rectifier operating as a current sourcefor arc welding applications[j]. electric power components andsystems.2017,45 (6):681-691