基于80196KC的晶闸管钨极氩弧焊电源控制器的设计.pdf

维普资讯 WeldingTechnologyVo1．36 No．3Jun．2007 ·焊接设备与材料 ·55 文章编号 ：1002_025X(2007)03—0o55—04 基 于80196KC的 晶 闸管钨 极 氩 弧焊 电源 控 制器 的设计 杨 舰 ．一，梁杰 申 ，黄道平 (1．华南理工大学 自动化工程与科学学院，广东 广州 510641；2．广东技术师范学院 电子信息工程系 ，广东 广州 510630) 摘要：基于晶闸管孤焊电源驱动类型以及控制 电路的功能原理 。设计开发了以80196KC单片机为核心部件的晶闸管电源驱动控制器 。 此控制器采用面板选取工作模式及设置给定参数值，反馈值取 自晶闸管主电路的导通电流，偏差值采用增量型PI控制算法计算控制量， 并利用主 电路 电流的过零时刻值来确定输 出同步触发脉冲信号以对晶闸管导通 电路进行控制。提供 了相关的硬件电路原理 图及软件程 序流程 图。并对其构成及原理进行 了详尽的阐述。 关键词 ：晶闸管钨极氩弧焊电源；控制器；80196KC；硬件实现 ；程序流程 中图分类号 ：r(珥34．5 文献标识码 ：A 晶闸管氩弧焊机的工作状态以及性能完全取决于 电源供给 路的主要 目的是提供主电路所需的触发脉冲驱动信号。从而使 回路 ，因此设计 良好 的电源控制器对于提升氩弧焊机 的性能极 整个闭环反馈系统达到 良好受控性 。 其重要。晶闸管钨极氩弧焊机的控制 电路是通过对晶闸管的导 主 电路的直流晶闸管采用带平衡 电抗器 的双反星形整流电 通模式控制来实现对焊机功能的控制。根据输出电流种类和波 路．这种电路要求主变压器及平衡 电抗器的对称性要好。但可 形 以及主电路 的结构形式 。晶闸管弧焊 电源一般分为3种 ：直 使用较小功率的晶闸管。另外。也采用矩形交流晶闸管弧焊电 流 晶闸管弧焊电源 、交流 晶闸管弧焊 电源 、脉冲晶闸管弧焊 电 源和脉冲晶闸管弧焊 电源 。欲实现主 电路相控整流桥的控制 。 源。本课题针对的晶闸管钨极氩弧焊机要求能完成连续TIG 则需完成两个方面的任务 ：一是由软件形成双窄脉冲 。并保证 焊、脉冲TIC焊、点焊等多种焊接功能模式，作为驱动电源控 触发脉冲互相间隔6o。。主要通过触发脉冲输 出电路来实现 ； 制器 。不仅要满足机器要求 的输入／输 出功能，保证不 同焊接 二是保证相控角Ot随频率变化而变化，使 -： 线满足负载的 方式的平滑切换，满足不同焊接对象的电流要求，还需具备一 要求。为使控制角 随频率变化并满足负载的要求，要解决两 定的稳定性和可靠性 ，使系统在恶劣工业环境 以及 电源波动的 个问题 ：一是检 出 自然换流点 (定为o~--0。)，则需提供一个 同 环境下使用。并要求有防止高频高压串入功能[1．≈。 步脉冲信号 。并把此同步脉冲信号作为定时的起点，按所需Ot 基于晶闸管弧焊 电源 以及控制 电路 的结构原理 。采用单 的大小进行定时，定时时间到，产生第 1个触发脉冲 ；二是Ot 片机设计 的数字控制器不仅可以满足弧焊机多种工作模式的 随频率变化要经过PI调节过程 ，否则可能会 引起 ￡，o调节 的超 需要 。而且能够保证其工作的稳定性和可靠性 41。笔者采用 调 ．从而引起负载电流的冲击 。 美国INTEL公司生产的80196KC单片机作为程序控制器的核 PI调节功能可由软件来完成。同步脉冲信号可用接在三相 心．利用其高速的数字运算能力及其在频繁输入，输出处理方 整流桥输入端的同步变压器和过零检测 电路来获得 。 面的优势，可 以较好地实现氩弧焊在不 同焊接要求下的引弧、 考虑各种因素之后 ．总结控制器 的工作过程如下： 收弧 以及焊接 电流 的复杂高速 的