微机控制开关式弧焊电源0接入平台

微机控制开关式弧焊电源

微机控制开关式弧焊电源 2011年12月09日 来源： 【论文摘要】阐述了开发开关式弧焊电源的实际意义，分析了开关式弧焊电源和微机控制系统的原理及组成，在新型弧焊电源研制方面作了一些有益的探索。作者设计的微机控制的开关式弧焊电源采用大功率开关晶体管，使其工作在“开”与“关”的状态，克服了模拟式晶体管弧焊电源效率不高的缺点，工作状态比较稳定。同时，运用了单片机控制，实现了焊接参数的预置功能以及反馈控制技术对焊接电压Uf进行调节，从而获得熔化极弧焊电源所需的外特性。

分类号：TG434.1　　文献标识码：A　　　文章编号：1001－2303(2000)02－0007－04

The Switching Welding Power Source Controlled by Microcomputer

WU Wan-hua et alShanghai Jiaotong University

Abstract：The paper introduces the practic value of the switching power source designed by the author and the system analysis of the principle and constitution of the power supply including the microcomputer controlling system.The author puts forward some viewpoints about the new welding power source.The power source which is controlled by the microcomputer system in this paper is made use of giant transistor(GTR),and have it work in both the condition of “on”and “off”.Therefore,it overwhelms lower efficiency of analogue transistor power source,and keeps a stable operation state.In the meantime,the power source makes use of single chip microcomputer controlling technology and realizes the function of welding parameters preset.This power can also modify the welding voltage Uf through feed back controlling so to get constant voltage characteristic.Key words：microcomputer control;switching type;pulse width modulation▲

1　概　述

电弧焊接是焊接方法中最主要的一个大类，不同的电弧焊工艺方法需要相应的弧焊电源。没有良好的电弧焊设备作为保证，就不可能得到良好的焊接质量，所以，弧焊设备是我国焊接工作者重点研究的领域之一。为了在弧焊电源开发方面作一点有益的探索，本人将微机控制开关式弧焊电源作为研究课题方向。　　由于模拟式晶体管弧焊电源的大功率晶体管组串联在焊接回路中，工作在放大状态，管组通过的焊接电流很大，而且管压降较高，功率损耗较大(效率低时仅有40%左右)，这样，既消耗电能又使管子的冷却系统变得比较复杂。相反，若大功率晶体管组运行在开关状态，便解决了这个问题，这就是开关式晶体管弧焊电源。　　工作在开关状态的大功率晶体管，当它“开”(饱和导通)时，电流很大而管压降约为0，管子功耗很小。当它“关”(截止)时，管压降高而电流约为0。两种状态的功耗都小，所以效率高，造价也比较低。开关式晶体管弧焊电源的开关频率一般都很高，约为20～50kHz，在工作过程中频率不变，通过调节脉冲占空比来调节规范和获得所需外特性，因此，开关式晶体管弧焊电源用作MIG／MAG弧焊电源是比较理想的。　　电焊机技术的飞跃性进步主要表现在对弧焊电源的控制上，随着新型大功率电子元件的出现，电子设备集成化，对弧焊电源的控制已由原来的机械控制或电磁控制发展到越来越多地采用全电子化的控制及微机控制。　　微机控制的开关式弧焊电源比普通弧焊电源具有更多的功能和更好的性能，具有比较广泛的应用前景。目前，国内外投入大量的人力和物力，对这一机型及其相关领域的焊机进行研究和开发，而将微机处理与开关式的熔化极弧焊电源结合在一起是一个比较新的结合点，作者希望在这方面作一些有益的尝试。

2　主回路组成

开关式电源主回路采用开关管与焊接负载串联的方式，引入了电弧电压反馈和电流反馈控制，控制的主对象为焊接电弧，检测量为电弧电压Uf，故主要采用电压反馈来实现恒压控制，电流反馈起一个辅助作用。　　主电路变压器采用星形连接电路，三相交流电经三相桥式整流之后，通过大功率晶体管GTR控制，负载处于“通”或“断”状态，从而供给焊接电弧工作所需的电压和电流，其中开关晶体管串联于焊接回路之中，电容C起滤波的作用，L起储能的作用，二极管V起续流的作用，如图1所示。

图1　电源主电路原理图

网路电压经降压和整流后通过晶体管开关输出断续脉冲电流，如果输入电压为恒稳直流，则经晶体管开关得到的是方波。如果输入电压为脉动的直流

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