專利名稱：Igbt逆變埋弧焊機(jī)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及焊機(jī)控制方法技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種IGBT 逆變埋弧焊才幾控制方法。
背景技術(shù)：
一般弧焊電源的控制系統(tǒng)多采用以集成電路為主的模擬控制技術(shù)，存在電路復(fù)雜、抗干 擾能力弱等缺點(diǎn)，也為整個(gè)電源的調(diào)試和進(jìn)一步開發(fā)工作帶來了困難。隨著大規(guī);漠集成電路 和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)在焊接設(shè)備控制中的應(yīng)用日益廣泛和深入，焊機(jī)的控制己從早期 的模擬控制發(fā)展到今天的微機(jī)控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種IGBT逆變埋弧焊機(jī)控制方法，該方法穩(wěn)定、可靠、使用方 便、可以較好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)埋弧焊。
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 該IGBT逆變埋弧焊機(jī)控制方法，其特點(diǎn)是，包括步驟
1 )利用單片機(jī)不斷采樣焊接電流和電壓，并與預(yù)置的給定電流、電壓進(jìn)行比較，得到電 流偏差和電壓偏差；
2)沖艮據(jù)電流偏差經(jīng)PI運(yùn)算，輸出控制參量，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，送入脈寬調(diào)制器， 得到2組相互反相的脈寬信號(hào)，經(jīng)功率放大驅(qū)動(dòng)，來控制主電路IGBT開通和關(guān)斷， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接電流的調(diào)節(jié)，滿足焊接外特性的要求；
3 )根據(jù)電壓偏差經(jīng)PI運(yùn)算，輸出控制參數(shù)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為模擬電壓，送入另一脈寬調(diào) 制器，調(diào)制出脈沖信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后控制MOSFET的開通和關(guān)斷，從而使送絲電 機(jī)得到一定平均值的電樞電壓，通過調(diào)節(jié)送絲速度保持電弧電壓的穩(wěn)定；
4)根據(jù)給定焊接速度，由單片機(jī)產(chǎn)生一定占空比的PWM信號(hào)，經(jīng)光電隔離、信號(hào)放大 后驅(qū)動(dòng)MOSFET開通和關(guān)斷，調(diào)節(jié)小車電機(jī)的行走速度。 較佳地，所述單片機(jī)采用單片機(jī)80C196KC。 較佳地，所述控制參量由MAX530進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。較佳地，所述脈寬調(diào)制器是SG3525芯片，所述另 一脈寬調(diào)制器是SG3524芯片。 本發(fā)明采用脈寬調(diào)制型調(diào)節(jié)方式控制，利用PWM專用集成芯片SG3525為核心來實(shí)現(xiàn) 脈寬調(diào)制，利用EXB841芯片對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)放大；采用霍爾傳感器設(shè)計(jì)了電流、電壓 反饋系統(tǒng)對(duì)電流、電壓等參數(shù)進(jìn)行采集；80C196KC與顯示器之間進(jìn)行二線串聯(lián)異步通信， 傳遞顯示數(shù)據(jù)，通信接口采用20mA電流環(huán)技術(shù)，大大降低了對(duì)噪聲的敏感程度；設(shè)計(jì)了脈 寬調(diào)制型送絲和小車行走可逆調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)試證明，該方法穩(wěn)定、可靠、使用方便、可以較 好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)埋弧焊。


圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將對(duì)本發(fā)明的IGBT逆變埋弧焊機(jī)控制方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
請(qǐng)參閱圖1所示，用于本發(fā)明的IGBT逆變埋弧焊機(jī)控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、 參數(shù)預(yù)置模塊、開關(guān)量輸入模塊、脈寬調(diào)制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)模塊以及顯示模塊， 單片機(jī)最小系統(tǒng)分別電連接上述模塊，單片機(jī)最小系統(tǒng)還用于電連接小車電機(jī)，所述脈寬調(diào) 制模塊用于分別電連接IGBT電源和送絲電機(jī)，所述保護(hù)模塊電連接所述IGBT電源。
較佳地，所述單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、上電復(fù)位模塊和 時(shí)鐘模塊，所述單片機(jī)分別電連接所述程序存儲(chǔ)器、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、所述上電復(fù)位模塊和 所述時(shí)鐘;f莫塊，所述程序存儲(chǔ)器電連接所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
更佳地，所述單片機(jī)是單片機(jī)80C196KC、所述程序存儲(chǔ)器是程序存儲(chǔ)器28C64、所述 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264。
較佳地，所述脈寬調(diào)制模塊采用SG3525芯片和SG3524芯片，所述SG3525芯片通過驅(qū) 動(dòng)模塊電連接所述IGBT電源，所述SG3524芯片通過另 一驅(qū)動(dòng)模塊電連接所述送絲電機(jī)。
較佳地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器，所述霍爾電壓傳感 器和所述霍爾電流傳感器分別電連接所述單片機(jī)最小系統(tǒng)。
更佳地，所述霍爾電壓傳感器是CHV-25P型霍爾電壓傳感器，所述霍爾電流傳感器是 CHB-1OOOS型霍爾電流傳感器。
在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，所述保護(hù)模塊包括過/欠電壓保護(hù)單元、過熱保護(hù)單元 和過電流保護(hù)單元，所述過/欠電壓保護(hù)單元、所述過熱保護(hù)單元和所述過電流保護(hù)單元分別 電連接所述單片機(jī)最'J、系統(tǒng)。較佳地，所述顯示模塊包括顯示器和操作鍵盤，所述顯示器和所述操作鍵盤分別電連接 所述單片機(jī)最小系統(tǒng)。
采用本發(fā)明的方法控制焊機(jī)工作時(shí)焊接過程中，單片機(jī)不斷采樣焊接電流和電壓，并 與預(yù)置的給定電流、電壓進(jìn)行比較，根據(jù)電流偏差經(jīng)PI運(yùn)算，輸出控制參量，控制參量由 MAX530進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，將其送入脈寬調(diào)制器SG3525,得到2組相互反 相的脈寬信號(hào)，經(jīng)EXB841功率放大驅(qū)動(dòng)，來控制主電路IGBT開通和關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)焊 接電流的調(diào)節(jié)，滿足焊接外特性的要求。同樣，送絲系統(tǒng)也構(gòu)成閉環(huán)控制，單片機(jī)根據(jù)電壓 偏差經(jīng)PI運(yùn)算，輸出控制參量，由另一MAX530轉(zhuǎn)換為模擬電壓并作為芯片SG3524的輸入 控制量，調(diào)制出一定占空比的脈沖信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后控制MOSFET的開通和關(guān)斷，從而使 送絲電機(jī)得到一定平均值的電樞電壓，通過調(diào)節(jié)送絲速度保持電弧電壓的穩(wěn)定。小車電機(jī)直 接采用開環(huán)控制，根據(jù)給定焊接速度，由80C196KC產(chǎn)生一定占空比的PWM信號(hào)，經(jīng)光電 隔離、信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)MOSFET開通和關(guān)斷，調(diào)節(jié)小車電機(jī)的行走速度。小車行走方向的控 制由單片機(jī)控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。
綜上，本發(fā)明的IGBT逆變埋弧焊機(jī)控制方法穩(wěn)定、可靠、使用方便、可以較好地實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)埋弧焊。
在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種 修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限 制性的。
權(quán)利要求
1. 一種IGBT逆變埋弧焊機(jī)控制方法，其特征在于，包括步驟1)利用單片機(jī)不斷采樣焊接電流和電壓，并與預(yù)置的給定電流、電壓進(jìn)行比較，得到電流偏差和電壓偏差；2)根據(jù)電流偏差經(jīng)PI運(yùn)算，輸出控制參量，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，送入脈寬調(diào)制器，得到2組相互反相的脈寬信號(hào)，經(jīng)功率放大驅(qū)動(dòng)，來控制主電路IGBT開通和關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接電流的調(diào)節(jié)，滿足焊接外特性的要求；3)根據(jù)電壓偏差經(jīng)PI運(yùn)算，輸出控制參數(shù)，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為模擬電壓，送入另一脈寬調(diào)制器，調(diào)制出脈沖信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后控制MOSFET的開通和關(guān)斷，從而使送絲電機(jī)得到一定平均值的電樞電壓，通過調(diào)節(jié)送絲速度保持電弧電壓的穩(wěn)定；4)根據(jù)給定焊接速度，由單片機(jī)產(chǎn)生一定占空比的PWM信號(hào)，經(jīng)光電隔離、信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)MOSFET開通和關(guān)斷，調(diào)節(jié)小車電機(jī)的行走速度。
2. 如權(quán)利要求1所述的IGBT逆變埋弧焊機(jī)控制方法，其特征在于，所述單片機(jī)采用單片 機(jī)80C196KC。
3. 如權(quán)利要求1所述的IGBT逆變埋弧焊機(jī)控制方法，其特征在于，所述控制參量由 MAX530進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。
4. 如權(quán)利要求1所述的IGBT逆變埋弧焊機(jī)控制方法，其特征在于，所述脈寬調(diào)制器是 SG3525芯片，所迷另一脈寬調(diào)制器是SG3524芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種IGBT逆變埋弧焊機(jī)控制方法，利用單片機(jī)采樣焊接電流和電壓，并與預(yù)置的電流、電壓比較，得到電流偏差和電壓偏差；根據(jù)電流偏差經(jīng)PI運(yùn)算，輸出控制參量，經(jīng)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后送入脈寬調(diào)制器，得到2組相互反相的脈寬信號(hào)，經(jīng)功率放大驅(qū)動(dòng)來控制主電路IGBT開通和關(guān)斷；根據(jù)電壓偏差經(jīng)PI運(yùn)算，輸出控制參數(shù)，經(jīng)轉(zhuǎn)換為模擬電壓后送入另一脈寬調(diào)制器，調(diào)制出脈沖信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后控制MOSFET的開通和關(guān)斷；根據(jù)給定焊接速度，由單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號(hào)，經(jīng)光電隔離、信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)MOSFET開通和關(guān)斷，調(diào)節(jié)小車電機(jī)的行走速度。本發(fā)明穩(wěn)定、可靠、使用方便、可以較好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)埋弧焊。
文檔編號(hào)B23K9/10GK101433993SQ20081020764
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者于乾波 申請(qǐng)人:上海氣焊機(jī)廠有限公司