CN103537779A - 一种弧焊逆变电源控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种弧焊逆变电源控制系统及控制方法；本发明弧焊逆变电源控制系统，应用于逆变焊机中，该系统包括：主电路模块，用于提供采样电流；恒流控制模块，用于根据输入的所述采样电流得出电流调节原始参数；控制算法模块，用于根据输入的所述电流调节原始参数得出脉冲宽度调节参数；PWM电路模块，用于根据输入的所述脉冲宽度调节参数调节输出脉冲的宽度；驱动电路模块，用于根据所述输出脉冲的宽度来驱动所述主电路模块；传统控制方式的焊逆变电源的反应时间较长，动态响应性较差，主功率开关器件的瞬态过流；本发明提供的弧焊逆变电源控制系统及控制方法，解决传统的控制方式动态响应性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种弧焊逆变电源控制系统及控制方法。
背景技术
焊机是生产加工领域中的重要设备，而逆变焊机作为焊机产品的主流发展方向，横跨了焊接工艺、电弧及电力电子等多门学科，大功率软开关逆变技术现在已经成为电力电子学中最前沿的研究技术领域。如何将大功率软开关逆变技术应用到弧焊逆变电源的主控电路中，是必须要解决的技术问题。现在对弧焊逆变电源的控制方式普遍采用电压型控制方式，但是由于电压型控制方式的反应时间较长，造成动态响应性较差，主功率开关器件的瞬态过流，损害元器件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弧焊逆变电源控制系统及控制方法，解决传统的控制方式动态响应性差的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种弧焊逆变电源控制系统，应用于逆变焊机中，该系统包括：
主电路模块，该主电路模块是被控对象，用于提供采样电流；
恒流控制模块，用于根据输入的所述采样电流得出电流调节原始参数；
控制算法模块，用于根据输入的所述电流调节原始参数得出脉冲宽度调节参数；
PWM电路模块，用于根据输入的所述脉冲宽度调节参数调节输出脉冲的宽度；
驱动电路模块，用于根据所述输出脉冲的宽度来驱动所述主电路模块。
其中，所述恒流控制模块采用所述采样电流作为外环反馈量，以此实现对所述主电路模块的电流控制方式。
其中，所述控制算法模块采用PID控制算法。
其中，所述PWM电路模块采用UC3879作为其主控芯片。
其中，所述驱动电路模块4还起到隔离作用和抗干扰作用；在异常情况下可以封锁脉冲，保护主功率器件。
一种弧焊逆变电源控制方法，应用于弧焊逆变电源控制系统中，该方法包括如下步骤：
所述主电路模块提供采样电流；
所述恒流控制模块根据输入的所述采样电流得出电流调节原始参数；
所述控制算法模块根据输入的所述电流调节原始参数得出脉冲宽度调节参数；
所述PWM电路模块根据输入的所述脉冲宽度调节参数调节输出脉冲的宽度；
所述驱动电路模块根据所述输出脉冲的宽度来驱动所述主电路模块。
其中，所述恒流控制模块采用所述采样电流作为外环反馈量，以此实现对所述主电路模块电流控制方式。
其中，所述控制算法模块采用PID控制算法。
其中，所述PWM电路模块采用UC3879作为其主控芯片。
其中，所述驱动电路模块还起到隔离作用和抗干扰作用；在异常情况下可以封锁脉冲，保护主功率器件。
本发明的有益效果：
本发明的弧焊逆变电源控制系统，应用于逆变焊机中，该系统包括主电路模块是被控对象，用于提供采样电流；恒流控制模块，用于根据输入的所述采样电流得出电流调节原始参数；控制算法模块，用于根据输入的所述电流调节原始参数得出脉冲宽度调节参数；PWM电路模块，用于根据输入的所述脉冲宽度调节参数调节输出脉冲的宽度；驱动电路模块，用于根据所述输出脉冲的宽度来驱动所述主电路模块；本发明采用电流控制方式和PWM方式相结合，在焊接时只要电脉冲达到预定的幅值，不需要经过中间的放大器环节可以直接改变输出脉冲的宽度，调整速度快，动态响应性较好。
附图说明
图1是本发明的弧焊逆变电源控制系统结构框图。
图2是本发明的弧焊逆变电源控制系统的工作流程图。
图1至图2的附图标记包括：
1-恒流控制模块；2-控制算法模块；3-PWM电路模块；4-驱动电路模块；5-主电路模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例1，结合图1至图2进行详细说明。
本发明的弧焊逆变电源控制系统，运行于逆变焊机中，该系统包括，主电路模块5，所述主电路模块5是被控对象，用于提供采样电流；恒流控制模块1，用于根据输入的所述采样电流得出电流调节原始参数；控制算法模块2，用于根据输入的所述电流调节原始参数得出脉冲宽度调节参数；PWM电路模块3，用于根据输入的所述脉冲宽度调节参数调节输出脉冲的宽度；驱动电路模块4，用于根据所述输出脉冲的宽度来驱动所述主电路模块5。本发明采用电流控制方式和PWM方式相结合，在焊接时只要电脉冲达到预定的幅值，不需要经过中间的放大器环节可以直接改变输出脉冲的宽度，调整速度快，动态响应性较好。
所述恒流控制模块1采用所述采样电流作为外环反馈量，以此实现对所述主电路模块5的电流控制方式。焊机在工作过程中要求输出电流在较大的电弧负载变化范围内保持稳定连续。本发明采用所述主电路模块5的输出电流作为采样电流，一次作为外环反馈量，形成闭环控制方式，从而保证获得稳定且动态响应快的输出电流。
所述控制算法模块2采用PID控制算法。PID控制原理简单，使用方便；适应性强；鲁棒性强，其控制品质对被控对象的变化不太敏感，非常适用于环境恶劣的工业生产现场；PID算法有一套完整的参数整定与设计方法，易于被工程技术人员掌握；许多工业回路中对控制快速性和控制精度要求不是很高，而更重视系统的可靠性时，使用PID控制能获得较高的性价比。
所述PWM电路模块3采用UC3879作为其主控芯片。UC3879是相移式PWM控制IC。与传统的UC3875/6/7/8相比，该IC具有控制、译码、保护和驱动等功能。通过相移控制全桥变换器，该IC大大地简化了设计步聚，缩小了印刷电路板的体积，并节省了调试时间。
所述驱动电路模块4还起到隔离作用和抗干扰作用；在异常情况下可以封锁脉冲，保护主功率器件。
本发明的弧焊逆变电源控制方法，应用于弧焊逆变电源控制系统中，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤S201,所述主电路模块5提供采样电流；步骤S202,所述恒流控制模块1根据输入的所述采样电流得出电流调节原始参数；步骤S203,所述控制算法模块2根据输入的所述电流调节原始参数得出脉冲宽度调节参数；步骤S204,所述PWM电路模块3根据输入的所述脉冲宽度调节参数调节输出脉冲的宽度；步骤S205,所述驱动电路模块4根据所述输出脉冲的宽度来驱动所述主电路模块5。
所述恒流控制模块1采用所述采样电流作为外环反馈量，以此实现对所述主电路模块5的电流控制方式。焊机在工作过程中要求输出电流在较大的电弧负载变化范围内保持稳定连续。本发明采用所述主电路模块5的输出电流作为采样电流，一次作为外环反馈量，形成闭环控制方式，从而保证获得稳定且动态响应快的输出电流。
所述控制算法模块2采用PID控制算法。PID控制原理简单，使用方便；适应性强；鲁棒性强，其控制品质对被控对象的变化不太敏感，非常适用于环境恶劣的工业生产现场；PID算法有一套完整的参数整定与设计方法，易于被工程技术人员掌握；许多工业回路中对控制快速性和控制精度要求不是很高，而更重视系统的可靠性时，使用PID控制能获得较高的性价比。
所述PWM电路模块3采用UC3879作为其主控芯片。UC3879是相移式PWM控制IC。与传统的UC3875/6/7/8相比，该IC具有控制、译码、保护和驱动等功能。通过相移控制全桥变换器，该IC大大地简化了设计步聚，缩小了印刷电路板的体积，并节省了调试时间。
所述驱动电路模块4还起到隔离作用和抗干扰作用；在异常情况下可以封锁脉冲，保护主功率器件。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种弧焊逆变电源控制系统，应用于逆变焊机中，其特征在于，该系统包括：
主电路模块（5），该主电路模块（5）是被控对象，用于提供采样电流；
恒流控制模块（1），用于根据输入的所述采样电流得出电流调节原始参数；
控制算法模块（2），用于根据输入的所述电流调节原始参数得出脉冲宽度调节参数；
PWM电路模块（3），用于根据输入的所述脉冲宽度调节参数调节输出脉冲的宽度；
驱动电路模块（4），用于根据所述输出脉冲的宽度来驱动所述主电路模块（5）。
2.根据权利要求1所述的一种弧焊逆变电源控制系统，其特征在于：所述恒流控制模块（1）采用所述采样电流作为外环反馈量，以此实现对所述主电路模块（5）的电流控制方式。
3.根据权利要求1所述的一种弧焊逆变电源控制系统，其特征在于：所述控制算法模块（2）采用PID控制算法。
4.根据权利要求1所述的一种弧焊逆变电源控制系统，其特征在于：所述PWM电路模块（3）采用UC3879作为其主控芯片。
5.根据权利要求1所述的一种弧焊逆变电源控制系统，其特征在于：所述驱动电路模块（4）还起到隔离作用和抗干扰作用；在异常情况下可以封锁脉冲，保护主功率器件。
6.一种弧焊逆变电源控制方法，应用于如权利要求1所述的弧焊逆变电源控制系统中，其特征在于，该方法包括如下步骤：
所述主电路模块（1）提供采样电流；
所述恒流控制模块（1）根据输入的所述采样电流得出电流调节原始参数；
所述控制算法模块（2）根据输入的所述电流调节原始参数得出脉冲宽度调节参数；
所述PWM电路模块（3）根据输入的所述脉冲宽度调节参数调节输出脉冲的宽度；
所述驱动电路模块（4）根据所述输出脉冲的宽度来驱动所述主电路模块（1）。
7.根据权利要求6所述的一种弧焊逆变电源控制方法，其特征在于：所述恒流控制模块（1）采用所述采样电流作为外环反馈量，以此实现对所述主电路模块（5）的电流控制方式。
8.根据权利要求6所述的一种弧焊逆变电源控制方法，其特征在于：所述控制算法模块（2）采用PID控制算法。
9.根据权利要求6所述的一种弧焊逆变电源控制方法，其特征在于：所述PWM电路模块（3）采用UC3879作为其主控芯片。
10.根据权利要求6所述的一种弧焊逆变电源控制方法，其特征在于：所述驱动电路模块（4）还起到隔离作用和抗干扰作用；在异常情况下可以封锁脉冲，保护主功率器件。
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Publications (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105892342A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-08-24 | 应城骏腾发自动焊接装备有限公司 | 逆变电阻焊恒电流智能控制方法 |
| CN105880801A (zh) * | 2014-12-03 | 2016-08-24 | 盐城鼎力达焊接科技有限公司 | 一种简易操作的智能逆变手工焊机 |
| CN106077894A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-11-09 | 山东奥太电气有限公司 | 一种带阻波器的无控制线载波逆变式焊机控制系统 |
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2013
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| CN106077894B (zh) * | 2016-06-30 | 2017-09-15 | 山东奥太电气有限公司 | 一种带阻波器的无控制线载波逆变式焊机控制系统 |
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