论文部分内容阅读
伴随着超超临界火电机组的快速发展,新型耐热钢被广泛应用于主蒸汽和再热蒸汽等高温蒸汽管道,主要焊接特点是焊接工艺裕度小、焊接热敏性较强、工艺过程较复杂,这对传统的焊接工艺和焊接设备提出了新的要求和挑战。因此本文基于PIC单片机设计了一款抗网压波动能力强、电流稳定性高、电流精度高,能在小电流低线能量下稳定焊接的电力专用TIG多功能焊机,具有较高的科研价值和工程应用价值。本文设计了基于PIC单片机电力专用TIG焊机的主电路拓扑,阐述了其工作原理。为了降低电网对输出特性影响、降低回路的阻抗、提高焊接回路的动态响应速度,设计了两级主电路。前级采用恒频恒宽的全桥逆变整流电路,隔绝电网波动对电流的影响,负责功率转换,为后级提供高品质的直流电;后级采用BUCK降压电路,负责输出特性的调整,对前级输出直流进行二次变流。并对主电路中涉及到的相关器件进行分析和计算。本文同时设计了PIC单片机电力专用TIG焊机的控制系统,主要包括控制系统硬件电路和软件程序系统的设计。硬件电路包括前级恒频恒宽电路和后级特性调整电路,前级恒频恒宽电路控制IGBT实现稳定的直流参数输出;后级特性调整电路以PIC16F716单片机为核心,设计了一系列控制电路,为软件控制搭建硬件平台。软件部分采用汇编语言设计,主要包括主程序模块设计、MMA一体化调节程序设计、两步和四步子程序设计、中断处理程序的设计以及PI算法等,保障焊机功能的正常实现。本文还设计了PIC单片机电力专用TIG焊机的抗干扰措施,从硬件和软件两个方面入手,设计抗干扰措施,保障了焊接的稳定性不受外界干扰的影响。对设计的焊机性能进行了测试和分析,包括前级和后级IGBT控制时序和驱动信号、焊机焊接输出波形、焊机的外特性、焊机短路动态响应速度等。试验表明本文设计的焊机焊接电流输出稳定、波动小、动态响应速度快以及陡降恒流外特性等,达到本文设计目的。