论文部分内容阅读
CO2气体保护电弧焊是一种先进的焊接方法。为了研究高性能、高效率的CO2焊接电源系统,本文引入了逆变技术,并使用IGBT作为功率器件。控制电路基于PWM技术,采用电压闭环负反馈产生平硬的电源外特性,采用电流闭环负反馈对短路过渡过程进行波形控制。提出采用电压、电流双环切换的办法实现波形控制的设想。 首先介绍了CO2逆变焊接电源系统的组成及各部分的基本功能。阐明逆变焊接电源与普通焊接电源相比所具有的优势,即节省材料,体积小,重量轻,高效节能,动态响应迅速。然后说明了本设计中焊接主电路的结构形式和其中关键电路部分的设计依据及计算公式。 根据CO2弧焊焊接的特点,选择了TI公司适合工业控制、电动机控制和逆变器控制的TMS320LF2407A型数字信号处理器（DSP）。简要介绍了这款数字信号处理器的功能和特点,设计了以TMS320LF2407A DSP控制器为核心的控制系统。介绍了基于TMS320LF2407A控制系统的电路设计,包括A/D、D/A转换电路设计,外扩存储器设计,RS-232串行通信接口设计,3-3V-5V电平转换电路设计,JTAG仿真接口设计等内容。重点介绍了这些电路的器件选择和电路设计中的细节问题,如电子元器件保护、地址译码、通信格式等。接着介绍了IGBT驱动电路和送丝电机控制电路的设计。讨论了在逆变焊接系统这种强电磁干扰环境下,DSP控制系统的抗干扰措施和方法,总结了几种常用的有效的抗电磁干扰方法和印刷电路板设计中常见的抑制电磁干扰的作法,并在此基础上进行了DSP控制板的印刷电路板设计,说明了在电路板使用到的抗干扰技术。 根据CO2短路过渡焊接的特性,通过分析控制电路得出了焊接控制系统框图,推倒出了控制系统传递函数,然后对焊接控制系统进行了数学建模,并在MATLAB中对系统进行了仿真,以便了解焊接控制系统的动态特性,验证设计的正确性。介绍了TMS320LF2407A的开发环境和编程语言,和一般的DSP程序开发流程,按照CO2短路过渡焊接的特点编写了DSP焊接控制程序。