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基于DSP的逆变式弧焊电源设计

作　者: 孙宝珠
导　师: 彭咏龙；刘侠
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 电气工程
关键词: 逆变式弧焊电源数字化控制电路 PWM DSP
分类号: TG434.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

逆变式弧焊电源以多种优势成为当今弧焊电源发展的主流方向,随着DSP的迅速发展,其数字化控制技术更多得以DSP为核心进行研制并且深入发展。本设计选用IGBT作为主电路功率变换器件,以AC-DC-AC-DC为设计思路,选择器件和参数搭建4.5kVA功率等级的逆变式弧焊电源。课题着重对电源控制电路进行了数字化研究。通过分析A/D转换、PWM脉冲信号发生及PID闭环控制等功能的实现方法,详细介绍了逆变控制的实现。同时对PID控制策略作了分析和Matlab仿真。最后,结合硬件电路与软件程序对整机做实验调试,实验结果表明该控制电路达到了预期的效果。

全文目录

中文摘要  4
Abstract  4-7
第一章引言  7-13
  1.1 弧焊电源发展概况  7-8
  1.2 逆变式弧焊电源的特点与发展趋势  8-9
  1.3 弧焊逆变器控制电路的发展  9-10
  1.4 控制算法介绍  10-11
  1.5 课题的研究内容及达到的目标  11-13
第二章主电路的设计与计算  13-29
  2.1 主电路的设计思想  13-14
  2.2 逆变电路的设计  14-21
    2.2.1 IGBT 逆变电路拓扑结构的选择  14
    2.2.2 逆变电路的计算  14-21
  2.3 输入整流滤波电路的设计  21-24
    2.3.1 整流二极管的计算  22
    2.3.2 滤波电容的计算  22-23
    2.3.3 合闸软启动电路的设计  23-24
  2.4 输出整流滤波电路的设计  24-29
    2.4.1 输出整流二极管的选取  24-25
    2.4.2 输出直流电抗器的设计  25-27
    2.4.3 二极管 RC 吸收回路的计算  27-29
第三章 PID 算法与 Matlab 仿真  29-38
  3.1 PID 控制算法简介  29
  3.2 PID 控制原理  29-33
  3.3 Matlab 仿真软件的简介  33
  3.4 控制电路的仿真研究  33-38
    3.4.1 PID 参数的确定  33-36
    3.4.2 控制电路的Matlab 仿真  36-38
第四章 DSP 硬件介绍与控制电路软件设计  38-50
  4.1 DSP 硬件介绍  38-40
    4.1.1 DSP 芯片介绍  38-39
    4.1.2 TM5320LF2407 的硬件资源  39-40
  4.2 控制电路设计思想  40
  4.3 控制电路的软件设计  40-48
    4.3.1 控制电路主程序设计  40-42
    4.3.2 控制模块子程序设计  42-46
    4.3.3 外设中断设计  46-48
  4.4 DSP 软件开发环境简介  48-50
第五章驱动电路的设计  50-54
  5.1 IGBT 的开关过程分析  50-51
  5.2 门极电阻R G 对驱动电路的影响  51-52
  5.3 IGBT 门极驱动电路的设计要求  52
  5.4 门极驱动电路的设计  52-54
第六章实验结果与分析  54-60
  6.1 A/D 数字滤波实验  54
  6.2 PWM 脉冲波形实验  54-55
  6.3 驱动电路实验  55-56
  6.4 整机调试实验  56-60
第七章结论与展望  60-61
  7.1 课题结论  60
  7.2 课题展望  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
学期间发表的学术论文和参加科研情况  65

基于DSP的逆变式弧焊电源设计

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