随着科技的发展,焊接技术在现代工业中的应用越来越广泛。弧焊电源作为电焊机的核心,其性能直接影响到电焊机的焊接质量。数字化逆变直流弧焊电源因其具有焊接性能好、动态响应快、体积小、重量轻、效率高、有利于实现焊接过程智能控制等诸多优点,已经成为焊接电源的主要发展方向。逆变焊机的主电路采用输出功率较大的IGBT全桥式逆变结构(逆变频率20KHz),由输入整流滤波电路、逆变电路、中频变压器、输出整流电路和输出直流电抗器组成。本文介绍了主电路的设计要点及元件的选型和参数的计算。在数字化弧焊电源控制系统中,采用TMS320LF2812芯片作为CPU,由于其具有速度快、精度高等特点,为弧焊逆变器控制系统真正实现数字化提供了条件。在DSP最小系统、电压电流采样调理模块、保护模块、键盘与显示模块等主要模块的作用下对整个焊接电源进行了实时的闭环控制与焊接过程的实时监控。控制电路采用脉宽调制方式(PWM)进行输出控制,即:控制IGBT的导通时间来实现焊机输出功率与输出特性的控制。DSP对输出电流和电弧电压进行实时采样,采用离散的PID控制算法计算后,输出相应的控制量来实时调节IGBT驱动脉冲的脉宽,进而调制输出电流,达到控制焊机输出的目的。论文还详细阐述了DSP片内的资源分配和外围电路的功能等。并针对焊接过程中可能出现的典型故障:过/欠压、过流、过热等,设计了相应的保护电路。针对论文中设计的主电路和控制电路,通过Matlab Simulink工具箱搭建了系统的仿真模型,并给出了弧焊电源负载仿真波形,对波形进行了分析。最后,对控制系统的可靠性和抗干扰措施进行了分析和设计,在相关的电路中采取了硬件抗干扰和软件抗干扰技术。