首先，本文介绍了逆变技术在焊接领域的发展史、现状以及未来的发展前景。其次，阐述了变极性等离子焊接的特点、目前国内外的研究现状以及微机技术和逆变技术相结合在焊接领域中的深远影响。接着根据铝合金焊接的要求和逆变电源的发展趋势，本文提出了变极性等离子弧焊电源主电路、控制系统和控制软件的设计方案。本文主要介绍了所研制的变极性等离子弧焊电源的组成结构和控制原理，系统阐述了电源主电路、控制电路、保护电路、显示及按键电路和控制软件，并对试验结果进行了详细的分析。电源主电路是单电源供电，采用输出功率较大的全桥双逆变结构，比较地选取绝缘栅双极型晶体管IGBT作为主控开关功率转换器件。主电路系统由输入整流滤波电路、前级逆变电路、高频变压器、整流滤波电路、后级逆变电路和输出电抗器组成。文中详细讨论了上述电路的设计要点和参数的确定，着重探讨了后级逆变的实现和控制。控制电路采用高性能的16位单片机80c196KC作为其核心，整个系统采用闭环负反馈控制。系统实时地对输出电流进行采样，将采样结果送入单片机进行A／D转换，并完成PI算法后，相应的输出量去控制脉宽调制芯片SG3525的输出脉宽，进而调整输出电流，由此控制焊机的输出外特性。逆变电路由前级逆变电路和后级逆变电路组成。前级逆变采用脉宽调制型调节(PWM)方式控制输出电流的大小，单片机输出的控制量经由MAX530组成的D／A转换电路后送到SG3525，调制出两路互不重叠的触发脉冲，再经IGBT专用驱动模块M57959进行功率放大后触发前级功率开关管，以获得脉动直流输出。后级逆变是通过软件编程来控制80c196KC的高速输出口(HSO)输出两路脉冲，经功率放大后驱动后级功率开关管的开通与关断，实现电流波形的转换，得到满足焊接工艺要求的交流方波。此外，为方便焊机操作，本文设计了以HD7279键盘，显示接口芯片组成四键盘输入和七段LED显示控制电路。针对焊接过程中可能出现的过流、过热、过／欠压等故障，本文进行了相应的保护电路设计。在焊机的主电路和控制电路部分都进行了可靠性与抗干扰设计，系统分析了可能影响焊机正常工作的各种干扰及其产生机理，并在原理图设计、PCB制作以及程序编制的过程中采取了相应的软硬件抗干扰措施。通过联机调试，对该电源的实施方案、组成部分以及调试中的一些问题进行了试验分析，得到了较为满意的结果，并记录了试验过程中的数据和相关波形。同时，兰州理工大学硕士论文摘要在试验过程，还对一些事先没有预见的问题做了分析，及时加以改进。试验表明，该电源获得了电流频率、电流幅值、正负半波导通比均可以独立调节的不对称方波，控制系统运行稳定好，可靠性高。