基于DSP的数字化IGBT逆变点焊电源控制系统的研究

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随着微机技术及DSP在焊接领域的应用不断深入，使得点焊焊机的数字化成为必然趋势。逆变电源技术在电阻焊接领域的成功应用，为点焊设备的精密化、智能化提供了广阔的开发和应用前景。目前，以IGBT为开关器件的逆变主电路技术已经开发成熟，以新一代数字信号处理器(DSP)为主控单元所构建的控制系统，正在取代现有的单片机控制技术。本课题正是在这一背景下，提出并完成了基于DSP的数字化IGBT逆变点焊电源控制系统的研究。本文通过软开关逆变点焊电源主电路拓扑结构和工作原理的分析，对全桥式零电压软开关逆变点焊电源恒流输出的驱动脉冲时序要求和实现方法做了详尽的论述。采用TMS320LF2407对全桥移相零电压点焊逆变电路提供PWM驱动脉冲，并建立了输出电流变化值与移相角的之间的计算公式，利用软件编对PWM驱动脉冲的输出频率进行灵活的设定和修改。构建了基于DSP的基本系统，设计并搭建了外围电路，包括电流采样电路、IGBT驱动电路、显示电路、键盘电路等。软件设计采用模块技术，除主程序外，引入中断向量表，各功能都编有相应子程序。软件设计完成了PWM信号的输出与时序控制、电流信号采样、LCD显示、模糊控制等功能。本文以计算机仿真技术为主要手段，对软开关方式的逆变点焊电源进行深入研究。在Matlab软件包的基础上，讨论了点焊逆变电源中常见元器件的建模，建立了点焊过程中动态电阻的非线性电阻模型。使用已有的元器件建立系统的仿真模型，即IGBT点焊逆变电源系统，并建立了PWM波形发生器模型，成功实现了软开关逆变点焊电源的仿真。设计的点焊控制系统具有结构简单、运算速度快等特点，能够满足逆变点焊电源控制的需要，具有焊接参数设置、参数显示等功能，可实现点焊过程参数信息检测及处理，对实现点焊过程与质量的智能化控制有一定的理论与工程实用价值。




基于DSP的数字化IGBT逆变点焊电源控制系统的研究