双丝焊数字化电源的研究

1、双丝焊数字化电源的研究    英文题名 Research on Digital Twin-wire Welding Power Supply  关键词 双丝; DSP; 数字化; 人机交互系统; 英文关键词 Twin-wire; DSP; Digital; Human-machine interactive system; 中文摘要 近年来,双丝焊成为逆变电源研究的一项热点。双丝焊接是一种高效节能、优质经济的焊接工艺方法,能够提高焊接生产效率和焊接质量,本课题在国家自然科学基金(项目编号:50875088)及广东省科技攻关项目(项目编号:200

2、8B010400006)的支持下,研制了基于DSP的双丝焊数字化逆变电源,并对其进行了电路调试和工艺实验。 本文首先确定了双丝焊数字化电源的总体方案,设计了两台并行的IGBT全桥逆变主电路的拓扑结构。设计了以TMS320F2808 DSP为核心的硬件控制系统,包括DSP基本电路、信号反馈电路、驱动电路、送丝电路以及保护电路。通过测试平台对系统进行全面测试,表明所设计的硬件系统能稳定运行。本研究还根据CO_2双丝焊接的特点设计了恒压外特性,并确定了软件PI控制算法。 设计了基于ARM MCU和CPLD的人机交互系统,MCU负责模拟信号的采样、按键的响应以及数据的传输,CPLD负责管理LED与数码

3、管的显示。实现了双丝焊参数的数字化输入与显示。 利用研制的双丝数字化焊接电源系统搭建焊接工艺实验平台,通过大量的工艺实验,利用自行研制的4通道焊接电弧动态小波分析仪,对两组电流、电压同时. 英文摘要 Twin-wire welding becomes a hot spot in research of converter power recently. It is a welding technique with high energy efficiency, high quality and with low economic cost which can raise working pro

4、duction efficiency and welding quality. Supported by the foundations of NSFC (NO.50875088)  摘要 6-7 Abstract 7 第一章 绪论 11-21     1.1 本课题的研究背景 11     1.2 双丝焊接电源的研究现状 11-19         1.2.1 双丝焊接概述 11-13      

5、0;  1.2.2 国内外双丝焊技术 13-19     1.3 本论文研究的主要内容 19-21 第二章 双丝焊接电源的总体方案设计 21-33     2.1 双丝焊接电源的系统方案 21-23         2.1.1 焊接控制系统的组成 22         2.1.2 控制系统静态外特性 22-23     2.2 双丝焊接电源的硬件方案 23-

6、26         2.2.1 数字化双丝焊接电源的主电路方案 23-25         2.2.2 主控芯片选型 25         2.2.3 基于DSP的控制方案 25-26     2.3 双丝焊接电源的系统控制软件方案 26-30         2.3.1 控制系统软件流

7、程图 26         2.3.2 CO_2焊子程序流程图 26-28         2.3.3 PI控制算法 28-30     2.4 人机交互系统总体设计 30-31     2.5 双丝焊数字化电源整体结构 31     2.6 本章小结 31-33 第三章 双丝焊接电源的软硬件设计与实验 33-51     3.1 DSP

8、基本电路设计 33-35         3.1.1 电源与复位电路设计 34-35         3.1.2 振荡电路设计 35         3.1.3 JTAG调试电路 35     3.2 信号反馈电路设计 35-36     3.3 保护电路 36-39      

9、   3.3.1 过流保护电路 37         3.3.2 电网电压异常保护电路 37-38         3.3.3 温度保护电路 38-39     3.4 驱动电路设计 39-40     3.5 送丝电路设计 40-45         3.5.1 送丝电机控制系统设计 40-43  

10、;       3.5.2 D/A输出测试 43-44         3.5.3 送丝机信号处理电路 44-45     3.6 通讯接口设计 45-46     3.7 电源控制系统的软件设计 46-50         3.7.1 软件开发环境 46-47       &#

11、160; 3.7.2 I/O初始化程序 47-48         3.7.3 A/D中断程序 48-49         3.7.4 A/D采样实验 49-50     3.8 本章小结 50-51 第四章 双丝焊电源人机交互系统 51-66     4.1 人机交互系统硬件设计 52-56         4.1.1 主控芯

12、片选型及设计 52-55         4.1.2 通讯接口电路 55         4.1.3 电源电路 55-56         4.1.4 显示及按键电路 56         4.1.5 编码开关电路 56     4.2 人机交互系统软件设计 56-64  

13、60;      4.2.1 MCU程序设计 56-59         4.2.2 CPLD程序设计 59-64     4.3 本章小结 64-66 第五章 双丝焊接工艺实验 66-78     5.1 测试平台介绍 66-67         5.1.1 测试设备 66       

14、  5.1.2 实验平台组成 66-67     5.2 电源系统外特性测试 67-68     5.3 电源系统电气性能测试 68-69     5.4 双丝CO_2焊实验 69-77         5.4.1 双丝CO_2焊接 69-70         5.4.2 焊接速度对焊接效果的影响 70-74     

15、    5.4.3 双丝电流差值对焊接的影响 74-77     5.5 本章小结 77-78 结论 78-79 参考文献 79-82         3.3.2 电网电压异常保护电路 37-38         3.3.3 温度保护电路 38-39     3.4 驱动电路设计 39-40     3.5 送丝电路设计 40-45 &#

16、160;       3.5.1 送丝电机控制系统设计 40-43         3.5.2 D/A输出测试 43-44         3.5.3 送丝机信号处理电路 44-45     3.6 通讯接口设计 45-46     3.7 电源控制系统的软件设计 46-50      &

17、#160;  3.7.1 软件开发环境 46-47         3.7.2 I/O初始化程序 47-48         3.7.3 A/D中断程序 48-49         3.7.4 A/D采样实验 49-50     3.8 本章小结 50-51 第四章 双丝焊电源人机交互系统 51-66     4.1

18、人机交互系统硬件设计 52-56         4.1.1 主控芯片选型及设计 52-55         4.1.2 通讯接口电路 55         4.1.3 电源电路 55-56         4.1.4 显示及按键电路 56       

19、60; 4.1.5 编码开关电路 56     4.2 人机交互系统软件设计 56-64         4.2.1 MCU程序设计 56-59         4.2.2 CPLD程序设计 59-64     4.3 本章小结 64-66 第五章 双丝焊接工艺实验 66-78     5.1 测试平台介绍 66-67     

20、    5.1.1 测试设备 66         5.1.2 实验平台组成 66-67     5.2 电源系统外特性测试 67-68     5.3 电源系统电气性能测试 68-69     5.4 双丝CO_2焊实验 69-77         5.4.1 双丝CO_2焊接 69-70     

21、;    5.4.2 焊接速度对焊接效果的影响 70-74         5.4.3 双丝电流差值对焊接的影响 74-77     5.5 本章小结 77-78 结论 78-79 参考文献 79-82         3.3.2 电网电压异常保护电路 37-38         3.3.3 温度保护电路 38-39  

22、;   3.4 驱动电路设计 39-40     3.5 送丝电路设计 40-45         3.5.1 送丝电机控制系统设计 40-43         3.5.2 D/A输出测试 43-44         3.5.3 送丝机信号处理电路 44-45     3.6 通讯接口设计 45-46

23、60;   3.7 电源控制系统的软件设计 46-50         3.7.1 软件开发环境 46-47         3.7.2 I/O初始化程序 47-48         3.7.3 A/D中断程序 48-49         3.7.4 A/D采样实验 49-50  

24、0;  3.8 本章小结 50-51 第四章 双丝焊电源人机交互系统 51-66     4.1 人机交互系统硬件设计 52-56         4.1.1 主控芯片选型及设计 52-55         4.1.2 通讯接口电路 55         4.1.3 电源电路 55-56         4.1.4 显示及按键电路 56