CN101433993A - Igbt逆变埋弧焊机控制方法 - Google Patents

Igbt逆变埋弧焊机控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种IGBT逆变埋弧焊机控制方法，利用单片机采样焊接电流和电压，并与预置的电流、电压比较，得到电流偏差和电压偏差；根据电流偏差经PI运算，输出控制参量，经转换为电压信号后送入脉宽调制器，得到2组相互反相的脉宽信号，经功率放大驱动来控制主电路IGBT开通和关断；根据电压偏差经PI运算，输出控制参数，经转换为模拟电压后送入另一脉宽调制器，调制出脉冲信号，经驱动放大后控制MOSFET的开通和关断；根据给定焊接速度，由单片机产生PWM信号，经光电隔离、信号放大后驱动MOSFET开通和关断，调节小车电机的行走速度。本发明稳定、可靠、使用方便、可以较好地实现自动埋弧焊。

Description

IGBT逆变埋弧焊机控制方法
技术领域
本发明涉及控制方法技术领域，特别涉及焊机控制方法技术领域，具体是指一种IGBT逆变埋弧焊机控制方法。
背景技术
一般弧焊电源的控制系统多采用以集成电路为主的模拟控制技术，存在电路复杂、抗干扰能力弱等缺点，也为整个电源的调试和进一步开发工作带来了困难。随着大规模集成电路和计算机技术的发展，微机在焊接设备控制中的应用日益广泛和深入，焊机的控制己从早期的模拟控制发展到今天的微机控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种IGBT逆变埋弧焊机控制方法，该方法稳定、可靠、使用方便、可以较好地实现自动埋弧焊。
为了达到上述的目的，本发明采用的技术方案如下：
该IGBT逆变埋弧焊机控制方法，其特点是，包括步骤：
1)利用单片机不断采样焊接电流和电压，并与预置的给定电流、电压进行比较，得到电流偏差和电压偏差；
2)根据电流偏差经PI运算，输出控制参量，经D/A转换为电压信号，送入脉宽调制器，得到2组相互反相的脉宽信号，经功率放大驱动，来控制主电路IGBT开通和关断，从而实现对焊接电流的调节，满足焊接外特性的要求；
3)根据电压偏差经PI运算，输出控制参数，经D/A转换为模拟电压，送入另一脉宽调制器，调制出脉冲信号，经驱动放大后控制MOSFET的开通和关断，从而使送丝电机得到一定平均值的电枢电压，通过调节送丝速度保持电弧电压的稳定；
4)根据给定焊接速度，由单片机产生一定占空比的PWM信号，经光电隔离、信号放大后驱动MOSFET开通和关断，调节小车电机的行走速度。
较佳地，所述单片机采用单片机80C196KC。
较佳地，所述控制参量由MAX530进行D/A转换。
较佳地，所述脉宽调制器是SG3525芯片，所述另一脉宽调制器是SG3524芯片。
本发明采用脉宽调制型调节方式控制，利用PWM专用集成芯片SG3525为核心来实现脉宽调制，利用EXB841芯片对驱动信号进行驱动放大；采用霍尔传感器设计了电流、电压反馈系统对电流、电压等参数进行采集；80C196KC与显示器之间进行二线串联异步通信，传递显示数据，通信接口采用20mA电流环技术，大大降低了对噪声的敏感程度；设计了脉宽调制型送丝和小车行走可逆调速系统，调试证明，该方法稳定、可靠、使用方便、可以较好地实现自动埋弧焊。
附图说明
图1是本发明的工作原理示意图。
具体实施方式
以下将对本发明的IGBT逆变埋弧焊机控制方法作进一步详细描述。
请参阅图1所示，用于本发明的IGBT逆变埋弧焊机控制系统，包括单片机最小系统、参数预置模块、开关量输入模块、脉宽调制模块、数据采集模块、保护模块以及显示模块，单片机最小系统分别电连接上述模块，单片机最小系统还用于电连接小车电机，所述脉宽调制模块用于分别电连接IGBT电源和送丝电机，所述保护模块电连接所述IGBT电源。
较佳地，所述单片机最小系统包括单片机、程序存储器、数据存储器、上电复位模块和时钟模块，所述单片机分别电连接所述程序存储器、所述数据存储器、所述上电复位模块和所述时钟模块，所述程序存储器电连接所述数据存储器。
更佳地，所述单片机是单片机80C196KC、所述程序存储器是程序存储器28C64、所述数据存储器是数据存储器6264。
较佳地，所述脉宽调制模块采用SG3525芯片和SG3524芯片，所述SG3525芯片通过驱动模块电连接所述IGBT电源，所述SG3524芯片通过另一驱动模块电连接所述送丝电机。
较佳地，所述数据采集模块包括霍尔电压传感器和霍尔电流传感器，所述霍尔电压传感器和所述霍尔电流传感器分别电连接所述单片机最小系统。
更佳地，所述霍尔电压传感器是CHV-25P型霍尔电压传感器，所述霍尔电流传感器是CHB-1000S型霍尔电流传感器。
在本实用新型的一具体实施例中，所述保护模块包括过/欠电压保护单元、过热保护单元和过电流保护单元，所述过/欠电压保护单元、所述过热保护单元和所述过电流保护单元分别电连接所述单片机最小系统。
较佳地，所述显示模块包括显示器和操作键盘，所述显示器和所述操作键盘分别电连接所述单片机最小系统。
采用本发明的方法控制焊机工作时：焊接过程中，单片机不断采样焊接电流和电压，并与预置的给定电流、电压进行比较，根据电流偏差经PI运算，输出控制参量，控制参量由MAX530进行D/A转换，转变为电压信号，将其送入脉宽调制器SG3525，得到2组相互反相的脉宽信号，经EXB841功率放大驱动，来控制主电路IGBT开通和关断，从而实现对焊接电流的调节，满足焊接外特性的要求。同样，送丝系统也构成闭环控制，单片机根据电压偏差经PI运算，输出控制参量，由另一MAX530转换为模拟电压并作为芯片SG3524的输入控制量，调制出一定占空比的脉冲信号，经驱动放大后控制MOSFET的开通和关断，从而使送丝电机得到一定平均值的电枢电压，通过调节送丝速度保持电弧电压的稳定。小车电机直接采用开环控制，根据给定焊接速度，由80C196KC产生一定占空比的PWM信号，经光电隔离、信号放大后驱动MOSFET开通和关断，调节小车电机的行走速度。小车行走方向的控制由单片机控制直流电机的正反转来实现。
综上，本发明的IGBT逆变埋弧焊机控制方法稳定、可靠、使用方便、可以较好地实现自动埋弧焊。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (4)

1.一种IGBT逆变埋弧焊机控制方法，其特征在于，包括步骤：
1)利用单片机不断采样焊接电流和电压，并与预置的给定电流、电压进行比较，得到电流偏差和电压偏差；
2)根据电流偏差经PI运算，输出控制参量，经D/A转换为电压信号，送入脉宽调制器，得到2组相互反相的脉宽信号，经功率放大驱动，来控制主电路IGBT开通和关断，从而实现对焊接电流的调节，满足焊接外特性的要求；
3)根据电压偏差经PI运算，输出控制参数，经D/A转换为模拟电压，送入另一脉宽调制器，调制出脉冲信号，经驱动放大后控制MOSFET的开通和关断，从而使送丝电机得到一定平均值的电枢电压，通过调节送丝速度保持电弧电压的稳定；
4)根据给定焊接速度，由单片机产生一定占空比的PWM信号，经光电隔离、信号放大后驱动MOSFET开通和关断，调节小车电机的行走速度。
2.如权利要求1所述的IGBT逆变埋弧焊机控制方法，其特征在于，所述单片机采用单片机80C196KC。
3.如权利要求1所述的IGBT逆变埋弧焊机控制方法，其特征在于，所述控制参量由MAX530进行D/A转换。
4.如权利要求1所述的IGBT逆变埋弧焊机控制方法，其特征在于，所述脉宽调制器是SG3525芯片，所述另一脉宽调制器是SG3524芯片。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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