焊接电弧的三维外特性控制研究

传统的固定外特性电源对焊接电弧的控制常难于达到最佳效果。为此,提出了三维外特性的概念,并对其进行了数学描述。在此基础上,分析了弧焊电源系统必须满足的两个必要条件,并设计了微机控制的绝缘栅双极型晶体管（ＩＧＢＴ）逆变电源,该电源可通过分析电弧状态及焊接工艺要求实时调整其输出,实现了焊接电弧的三维外特性控制。实验表明,三维外特性控制用于ＣＯ２焊接时减少了飞溅,改善了焊缝成形,用于纤维素焊条全位置焊时,解决了断弧和熄弧难题。     

IGBT逆变式弧焊电源的基本结构及工作机理

IGBT逆变式弧焊电源是一种新型焊接设备,本文从IGBT管子的基本结构出发,研究以IGBT为核心部件的逆变式弧焊电源主电路的基本组成及逆变工作机理,并介绍了电源的外特性控制原理。     

一种双环控制的恒压大电流弧焊逆变电源

针对传统CO2 焊接电源的单环控制、动态特性不好、工作不可靠等缺点 ,介绍了一种采用全桥逆变电路作为主电路 ,分别以电压反馈和变压器原边电流反馈作为外环、内环双环控制的恒压大电流弧焊逆变电源装置 ,阐明了它的工作原理 ,分析了这种基于PI调节的、以PWM控制器UC3846为核心的控制系统。实验证明 ,该逆变电源装置具有快速性和稳定性好、可靠性高和功率较大的优点。     

大功率埋弧焊交流方波逆变电源的研制

根据大电流交流方波埋弧焊的工艺要求,将逆变并联技术、双闭环控制技术以及嵌入式控制技术相结合,研制了大功率埋弧焊交流方波逆变电源.应用弧焊负载测试平台对所研制的电源进行了外特性测试,并进行了工艺实验.结果表明,该电源具有良好的静、动态性能,电流过零速度快,而且焊接过程稳定,焊缝光滑、美观,完全可以满足埋弧焊技术要求.     

高频全桥软开关弧焊逆变电源的设计与实现

设计了一种基于峰值电流控制模式的全桥软开关变换器，配合以一定的焊机外特性控制电路，成功将其应用于ARC-160型弧焊逆变电源，工作频率150kHz，达到国内外同类型产品的领先水平．全桥变换器采用移相谐振的控制方式，通过增加一个辅助谐振网络，可以在较宽负载范围内实现主功率器件的零电压开关．实验结果表明，所设计的弧焊逆变电源工作波形良好，开关损耗小，满载时效率达到0．88．     

弧焊电源课程教学改革与探索

《弧焊电源》是高等院校焊接技术与工程专业的一门专业必修课程,该课程围绕弧焊电源的外特性、动特性和调节性能方面阐述了弧焊电源的基本要求,以及各类弧焊电源的原理、结构、特点及应用等。弧焊电源是焊接技术与工程专业的一门专业必修课程,分析了目前课程教学存在的问题,根据课程特点及学生实际情况,从培养学生学习兴趣、提高自主学习性、加强实践与实验教学等方面进行了改革尝试与探索。     

一种可应用于数字化焊接电源的DSP芯片--TMS320F240

逆变技术在焊接电源中的应用使得焊接设备在小型化、高效化方面有了飞跃的发展,然而传统的模拟控制方式存在着的种种弊端限制了弧焊逆变电源的进一步发展.根据数字信号处理技术的特点,介绍了弧焊电源“数字化”的概念和DSP(数字信号处理器)的发展过程、特点及应用领域,研究了一种可应用于数字化焊接电源的DSP芯片TMS320F240,包括它的分类、结构特征、总体特征及实际应用等.     

逆变电源控制系统稳定性分析

本文提出了逆变电源SPWM闭环控制电源特性方法．所设计的电源可方便实现恒流外特性，具有优良的动态特性和稳定性。     

模拟焊接电弧负载控制器的研制

分析了采用模拟焊接电弧负载测试弧焊电源外特性和动特性的可行性 ;确定了模拟电弧负载用电阻的制作材料、结构形式 ;明确了模拟电弧负载电阻值的变化规律并研制了实现该阻值变化规律的控制器。     

逆变式 MMA 弧焊电源控制系统研究

针对手工焊条电弧焊（ＭＭＡ）弧焊过程特点，建立了绝缘栅型晶体管逆变式弧焊电源控制系统。该系统采用新的外特性控制方法，能够区分空载和近空载燃弧状态并分别进行闭环控制，使得空载损耗小于１０Ｗ，并有利于焊接过程电弧稳定。将所提出的弧焊逆变器“本脉冲反馈控制”技术应用于恒流输出及电弧推力控制。研究表明：在焊接规范调节全范围内，电源输出电流动态响应时间均小于０．５ｍｓ，且无超调。由燃弧或短路向空载状态转换时，空载电压建立时间实测值小于２μｓ，上述指标能够很好地满足ＭＭＡ弧焊工艺要求。     

恒流逆变式CO2气保焊电源的研究

为了解决传统的平特性CO2气保焊电源焊接时飞溅大的缺点,该文提出了采用恒流外特性配合等速送丝,以实现IGBT管逆变式CO2气保焊的基本原理.用IGBT作为功率元件设计逆变器的主电路、保护电路,利用PI算法实现所设计的恒流外特性的控制,设计了单片机控制系统的硬件电路和软件程序.结果表明,利用单片机能很好地实现所需的外特性,恒流外特性电源比平特性电源具有更好的焊接性能 .     

基于移相调功的三电平超音频感应加热电源

多电平逆变器用于高电压大功率场合,可有效解决单只功率开关器件电压及电流定额受限的难题.基于这一优点,设计了适用于负载串联谐振的三电平感应加热逆变电源,给出了三电平逆变电源的拓扑结构,并采用PS-PWM(移相-脉宽调制)输出功率控制策略,在有效控制和调节输出功率的同时,改善了输出电压与电流波形的质量.采用PS-PWM控制方法,在器件额定电压确定时可提高1倍逆变器容量,且输出电压和电流的谐波也明显减少.利用PSPICE对25 kHz、540Vdc的超音频感应加热逆变电源的实际工况进行了仿真,理论分析与仿真结果验证了文中提出的三电平逆变器拓扑结构及功率控制策略的正确与合理性.     

一种基于DVR的低压微网系统关键负载恒压供电控制策略

微网中的线路阻抗、逆变器输出阻抗以及电网电压波动都会造成微网中关键负载电压的波动。为使电压敏感负载恒压供电,在微网中引入动态电压补偿器(DVR)。给出了DVR的主电路,其控制策略包含有源阻尼环、瞬时电压环以及有效值电压外环,分别保证DVR的工作稳定性、动态特性以及稳态精度。给出了闭环控制参数的设计方法。仿真结果表明,将DVR应用到微网中可保证关键负载恒压供电,并具有优良的动态性能和稳态精度。     

永磁同步并网风力发电系统双模块控制研究

针对永磁同步并网风力发电系统,研究了一种双模块控制系统。MPPT控制模块在整流器和逆变器之间设置Buck变换器,使用优化后的最优梯度-爬山法策略控制Buck变换器占空比。并网逆变控制模块采用直流母线电压瞬时值外环及并网电流瞬时值内环的双环控制策略,通过外环电压PI控制得到指令电流,进而采用PI瞬时电流控制经逆变器和LCL型滤波器得到并网输出电流。仿真实验波形表明,MPPT控制模块能够快速、稳定地跟踪最大功率。逆变器输出符合并网要求,控制效果具有较好的稳定性和动态特性。     

三相逆变器在d-q坐标系下的技术研究

研究三相逆变器在d-q坐标系下的数学模型,提出了d-q坐标系下双闭环控制策略.区别以往的三相静止坐标系下逆变器的控制策略,d-q坐标系下双闭环控制策略能使系统的准确性和稳定性提高,仿真结果验证了设计的可行性.     

基于MATLAB的高压变频器的建模与仿真

详细阐述了单元串联多电平高压变频器的工作原理、系统结构以及脉冲控制的策略.通过对典型的多电平PWM逆变电路的MATLAB仿真计算,得到了输出线电压的波形.证明了单元串联多电平高压变频器谐波污染小,输入功率因数高,输出的波形好,不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置等优点.     

单框架控制力矩陀螺伺服系统的模糊自适应变结构控制

研究单框架控制力矩陀螺系统的外框架结构.系统的永磁同步伺服电机采用正弦波驱动;电流环采用电压空间矢量脉宽调制方法驱动逆变器;位置环采用模糊自适应滑模变结构控制,通过引入切换控制增益的模糊自适应调节方法来提高系统的鲁棒性和抗扰能力.在Matlab下对系统进行仿真,结果表明,采用模糊自适应变结构控制方法设计的伺服系统有较高的动态和稳态精度;抗扰性能得到加强;消除了滑模变结构控制器的抖振现象.     

双降压式光伏逆变器的电流滞环控制

 逆变器是光伏发电系统的核心设备之一,为提高逆变器的可靠性和稳定性,获得比较理想的正弦输出电压,优化逆变器的性能,研究了一种新颖的双降压式光伏逆变器。对DC/AC逆变器的构成原理,控制方案等进行了研究。在控制上,采用定环宽两态调节的滞环电流控制策略。深入分析了两态滞环电流控制的逆变器的工作原理,给出了逆变器的输入输出关系,阐述了所采用的双环控制的电流滞环控制基本设计方法。Matlab软件仿真表明,控制策略简单、有效,使用该控制方法的系统具有良好的稳态和动态特性,输出电压波形好,具有一定的实用价值。     

5 kW单相非隔离逆变器的研制

针对采用传统PI和比例谐振PR控制的并网逆变器对电网干扰信号的抑制能力较弱问题,提出了一种基于准PR控制策略的单相并网逆变器控制方案,并针对自行研制的一种可大规模用于家庭供电的体积小、成本低的单相非隔离5 kW逆变器进行了仿真研究和并网实验。从硬件和软件两方面阐述了逆变器的设计原理;采用Matlab软件中的S-Function函数进行了仿真分析,控制策略为准PR控制,将其与传统的PI和PR控制器进行了对比,并在仿真基础上用实验样机进行了实验验证。研究结果表明,所提出的准PR控制策略在消除稳态误差、提高网侧电流品质和抗电网干扰等方面,相较于PI和PR控制具有很大的优越性,不仅可以更好地实现无静差控制,且具有可扩展性。凭借准PR控制器的无静差特性,单相非隔离5 kW逆变器在家用供电系统中将具有广阔的应用前景。     

一种新型光伏独立发电系统拓扑及控制策略

提出一种采用推挽输出的新型光伏独立发电主电路拓扑结构,系统由光伏电池阵列、充电器、蓄电池和逆变器组成.该逆变器能同时实现升压和逆变,省去了蓄电池之后的DC-DC升压部分.在简化主电路拓扑的同时,能够有效输出稳定的220 V交流电压.此外,该系统采用基于高频链SPWM调制方法及电压有效值外环、瞬时值内环的闭环控制策略.采用该系统不仅可以减小系统体积,降低系统成本,而且具有输出电压动态响应好、稳态精度高等优点.