3．弧焊逆變器輸出電流反饋控制系統(tǒng)
弧焊逆變器輸出電流控制是保證自身運(yùn)行可靠性和滿足焊接工藝需求的關(guān)鍵.對(duì)于包含時(shí)變性非線性的連續(xù)電弧負(fù)載和逆變器開關(guān)控制變量的混合系統(tǒng),合理的控制方式應(yīng)基于瞬態(tài)處理原則,而不應(yīng)是傳統(tǒng)的輸出量平均值反饋.
作者提出了“本脈沖PWM控制”方法PWM-脈寬調(diào)制),其基本原理如圖1a所示.在逆變器每一脈沖輸出期間,一對(duì)輸出電流if的瞬態(tài)信息(而非平均值)進(jìn)行反使處理,根據(jù)給定值Ig即刻決定逆變器控制單元當(dāng)前輸出量uo的脈沖寬度 Ton(Ton≤Wmax);反饋信號(hào)處理環(huán)節(jié)只對(duì)電流瞬態(tài)信息進(jìn)行整形以調(diào)節(jié)靈敏度并改善系統(tǒng)穩(wěn)定性,不存在濾波滯后.如果電流信號(hào)的采樣點(diǎn)選在主變壓器原邊逆變回路中,則可從原理上根本避免功率開關(guān)元件的過流損壞.圖1b是給定值Ig為常數(shù)的情形,數(shù)學(xué)推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試證明此時(shí)逆變電源顯示恒流外特性,也就是說盡管本脈沖控制僅針對(duì)瞬態(tài)信息進(jìn)行處理,但也達(dá)到了對(duì)輸出電流平均量的控制效果,可以滿足焊接工藝的熱輸入控制要求.
由于受IGBT開通和關(guān)斷耗時(shí)的影響,在電源輸出短路(或低壓)狀態(tài)下,對(duì)電流的控制不能局限于PWM方式.基于圖1a所示的本脈沖控制器,對(duì)其輸出脈寬uo的最小值加以限制(≥1μs),瞬態(tài)反饋信號(hào)if取自電源輸出端,這樣就合理地實(shí)現(xiàn)了脈沖寬度調(diào)制和脈沖頻率調(diào)制(PWM+PFM)的綜合調(diào)節(jié)方式.
弧焊逆變器輸出電流“本脈沖控制”方法在MGA、TIG、CO2、MIG等焊接中取得了很好的應(yīng)用效果.
