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TMS320F28335 的逆变弧焊电源

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 13:56 | 只看该作者
逆变弧焊电源是一种将工频三相交流电经整流逆变再整流(即 AC-DC-AC-DC
的过程)后转变成电焊机所需要的低压直流电源。该电源具有体积小、效率高、易
操作、便于携带等优点,但是逆变弧焊电源也有其不容忽视的缺点:开关损耗大、
容易出现过电压过电流,这严重影响电焊机的正常工作。为了解决上述问题,本课
题设计了一款基于 DSP 和软开关技术的逆变弧焊电源,此弧焊电源具有安全高效的
优点。

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 13:57 | 只看该作者
焊接是当今社会工业的基础,它是利用加热和加压,使用或者不使用填
充物使焊件之间达到原子级别连接的方法[
1]。焊接可以分为三种类型:熔焊、
压焊和钎焊。熔焊顾名思义就是融化焊接,它采用加热的原理使填充物融化
在焊接点形成熔池,当熔池冷却后焊件之间就可以达到稳定连接了。压焊与
熔焊类似,它采用施加压力的方式使焊件之间紧密连接,一般用于金属加工。
钎焊使用的填充物一般比焊件更容易融化,这样可以便于填充到焊件之中去,
使填充物与焊件之间更易结合。由于当今社会金属类制品的广泛使用,所以
对于焊接的需求也大大的提升。焊接被广泛应用于人民的日常生活中,因此
可以说焊接是当今工业界的基础。
当使用电弧作为熔焊能源时,就是弧焊。由于电弧形成简单方便且易于
操作,所以被广泛应用。弧焊电机在焊接过程中能量损耗远远小于其它焊机,
可以保持良好的电源输出特性[
2]。最早的弧焊电源体积和重量都很大,它直
接使用市电作为供电电源,不仅稳定性差、效率低,而且容易对电网造成谐
波污染。为了解决上述问题,采用 IGBT 元件的逆变弧焊电焊机应运而生。
它不再直接使用市电,而是将工频电源进行整流逆变降压再整流,最终得到
一个低压直流电源,由于电源的高频化有效降低了变压器等元件的体积,所
以新型逆变弧焊电源在体积、重量、效率上都具有很大的优势,成为当今应
用最广泛的焊接电源。
弧焊电机的主要功能是对输入的电压进行变换后,输出需要的电压,因
此电焊机的好坏关键是弧焊电源。为了保证电源的稳定性,本文采用数字化
技术对弧焊电源进行控制,用以避免弧焊电源受到来自电网电压波动和本身
元件的电磁干扰
[3]。这样不仅提高了电源的稳定性还提高了系统的响应速度,
因此数字化技术在焊机上面的应用将变得越来越广泛。

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 13:58 | 只看该作者
弧焊电源的发展是随着电力电子技术的进步而进步的,每当有新型电力
电子元件或者新技术的出现都会对弧焊电源的进步造成深远的影响。从弧焊
电机的发明到现在,弧焊电机经历了四个时代[
4]:
(1)电弧的应用
在电能被发现之前,电弧就已经存在了,最具代表性的是雷电现象。然
而人类第一次接触电弧是在 1885 年发现的碳极电弧[
5]。这标志着电弧加入热
源的行列之中。
(2)直流弧焊电机
由于最早的电源都是直流电,因此早期的弧焊电机采用直流供电。
(3)交流弧焊电机
随着工业技术的发展,常规的直流弧焊电机已不能满足工业发展的需求,
为了满足这种需求,焊接电源技术快速发展。20 世纪 40 年代,交流弧焊电
机成功面世。它是由主变、整流器件和控制电路组成的,由于当时使用的是
工频电源,所以弧焊电机的体积都很大。
(4)逆变弧焊电机
在逆变弧焊电机面世之前,电焊机的损耗、体积和重量都很大,所以不
便于使用。因此电焊机的小型化和轻型化成为之后发展的重中之重。在随后
的发展中,各种新技术的不断完善为电焊机的发展提供了可靠支撑,弧焊电
源的发展也更加快速。随着大功率开关管和低损耗的磁芯材料的出现,变压
器的体积大幅减小,使得逆变弧焊电源技术更加完善[
6]。
(5)数字化逆变弧焊电机
当今计算机技术的不断进步也推动了电焊机的发展,采用计算机技术对
弧焊电源进行控制已成为主流。这不仅可以避免在硬开关电路中出现的误差
问题,还可以对电源故障进行及时有效的处理。

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 13:59 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:00 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:00 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:01 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:02 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:03 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:03 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:04 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:09 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:10 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:11 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:12 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:26 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:27 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:28 | 只看该作者

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wangjiahao88|  楼主 | 2021-1-7 14:28 | 只看该作者

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