沃尔什信号发生器在逆变焊接电源中的应用.PDFVIP

维普资讯 生产应用 锩掳 沃尔什信号发生器在逆变焊接 电源中的应用 浙江工贸职业技术学院(温州市 325003) 张才华 摘要 简要介绍了PWM的控制原理、IGBT逆变焊接电源的组成和控制方法，同时从沃尔什函数级数出发，说 明了正弦函数变换为沃尔什级数的过程并计算出正弦函数的八阶沃尔什级数，给出其输出波形图。根据沃尔什级 数，利用数字电路技术设计出沃尔什信号发生器，给出了沃尔什信号发生器的系统框 图以及系统的输出波形图。 同时介绍了通过单片机和沃尔什信号数发生器控制的正弦中频逆变焊接电源工作原理。 关键词： 信号发生器 逆变 焊接电源 中图分类号 ：TP273 IGBT逆变器，其逆变频率高，饱和压降低，功耗小，效 0 前 言 率高，无噪声，与前3代逆变器相比，优势更明显。 焊接电源的制造在进入20世纪60年代之后，硅 功率器件的不断发展，使得其驱动电路也在不断 整流元件、大功率晶体管(GTR)、场效应管 (MOSFET)、 地发展，对焊接逆变电源，IGBT的控制相继出现了许 绝缘栅双极晶体 (IGBT)等器件的相继出现，集成电路 多专用的驱动集成电路。IGBT的触发和关断要求给 技术和控制技术的发展，为电子焊接电源的发展提供 其栅极和基极之间加上正向电压和负向电压，栅极电 了更广阔的空间，其 中最引人注 目的就是逆变焊接 压可由不同的驱动电路产生。 电源 。 1 PWM控制原理 逆变焊接电源体积小、质量轻、节能省材，而且控 制性能好 ，动态响应快，易于实现焊接过程的实时控 在采样控制理论中有一个重要结论：冲量(脉冲的 制，在性能上具有很大的潜在优势。从长远观点来看， 面积)相等而形状不同的窄脉冲，分别加在具有惯性环 逆变焊接电源是焊接 电源的发展方向，国外逆变焊机 节的输入端，其输出响应波形基本相同，只要脉冲的面 的发展也充分说明了这一点 。尤其第4代逆变器是 积相等，其作用的效果基本相同… ，如图1所示。 时I甸 t／s 时问 t／s 时I甸 t／s (a)矩形脉冲 (b)三角脉冲 (c)正弦脉冲 图1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 在PWM波形中，各脉冲的幅值是相等的，若要改 脉冲列中各脉冲的宽度即可，如图2所示。图2中 变输出电压等效正弦波的幅值，只要按同一比例改变 直流电源采用不可控整流电路获得，不但使电路输入 功率因数接近于 1，而且使整个装置控制简单，可靠 收稿 日期 ：2006—07—23 性高。 2007年第 1期 53 维普资讯 俘搭 生产应用 整流 PWM ． ． J_． II+ r 弋 ．． 一 l