[實用新型]一種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統

有效

• 申請號: 201320759347.5
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN203636175U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 吳開源;李華佳;章濤;董重里
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本實用新型涉及一種基于STM32的高頻IGBT逆變技術領域，特別涉及一種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統。

背景技術

雙絲脈沖MIG焊因具有焊接速度高、熔敷系數高、焊接質量好等優點而備受各國焊接學者關注。與單電弧焊接技術相比，雙絲脈沖MIG焊由于兩個電弧共同在一個熔池上燃燒，不僅提高了總的焊接熱輸入，而且改變了熱量分布的特點，在進行高速焊時能有效避免咬邊等缺陷，可以大大提高焊接速度和生產效率，能夠獲得優質美觀的焊縫質量。目前，高效化焊接方法和不同焊接工藝的組合大量應用于各種生產場合。

常用的雙絲脈沖MIG焊采用兩臺雙控制系統經協同控制的焊接電源供電。兩臺雙控制系統的焊接電源要實現協同控制，必須在工作過程中進行數據通信，以確保它們的輸出電流的相位關系，通常采用CAN現場總線逐脈沖通信的方式，但該方式硬件設計復雜，容易受到外界干擾，不利于焊接過程的穩定。而一體化雙絲脈沖MIG焊可通過單一控制系統實現主機電源和從機電源輸出電壓電流的調節和電流脈沖相位的協同控制，避免了上述缺陷。

由此可見，現有的雙絲脈沖MIG焊技術主要有以下幾個方面的缺點：

（1）結構復雜。分體式雙絲脈沖MIG焊主機電源和從機電源相互獨立，并采用獨立的控制系統進行控制，兩個控制系統之間通過通信協議來進行數據交換實現主機電源和從機電源之間脈沖電流相位的協同控制。分體式雙絲脈沖MIG焊系統結構復雜，體積龐大，控制系統軟件復雜。

（2）系統不夠穩定。分體式雙絲脈沖MIG焊采用通信協議的方式進行數據交換實現主機電源和從機電源之間電流相位的協同控制，該方式容易受到外界干擾，不利于焊接過程的穩定。

實用新型內容

為了克服上述現有技術存在的不足之處，本實用新型提供一種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：

一種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統，包括主機電源主電路、從機電源主電路及控制電路；

所述主機電源主電路一端與三相交流輸入電網連接，其另一端與主機電弧負載連接；

所述從機電源主電路一端與三相交流輸入電網連接，其另一端與從機電弧負載連接；

所述控制電路包括單一STM32數字化控制模塊、第一控制模塊及第二控制模塊，所述主機電源主電路通過第一控制模塊與單一STM32數字化控制模塊連接，所述從機電源主電路通過第二控制模塊與單一STM32數字化控制模塊連接。

所述主機電源主電路與從機電源主電路結構相同，均包括依次電氣連接的輸入整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊及輸出整流濾波模塊。

所述第一控制模塊與第二控制模塊結構相同，均包括一端與單一STM32數字化控制模塊連接的故障保護模塊、電壓電流檢測模塊、高頻驅動模塊，所述故障保護模塊的另一端與三相交流輸入電網連接，所述高頻驅動模塊的另一端與高頻逆變模塊連接，所述電壓電流檢測模塊的另一端與電弧負載連接。

所述單一STM32數字化控制模塊采用控制芯片STM32F103ZET6，所述控制芯片STM32F103ZET6內嵌移相脈寬調制模塊，所述移相脈寬調制模塊產生兩組四路移相PWM信號，分別控制主機電源主電路及從機電源主電路的開關管的開通和關斷。

所述故障保護模塊包括相互連接的過壓檢測單元、欠壓檢測單元、過流檢測單元和過溫檢測單元。

所述高頻驅動模塊包括TLP250光耦芯片，所述TLP250光耦芯片有4個。

還包括人機界面模塊，所述人機界面模塊與單一STM32數字化控制模塊連接。

一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統的控制方法，采用周期四階段控制法，具體包括如下步驟：

焊接啟動，主機電源和從機電源同時進行引弧，引弧成功后進入主機峰值從機基值階段，計算這一階段的時間T1，啟動定時器定時，時間到則切換到主從機基值階段；

計算主從機基值階段的時間T2，啟動定時器定時，時間到則切換到主機基值從機峰值階段；

計算主機基值從機峰值階段的時間T3，啟動定時器定時，時間到則切換到主從機基值階段;

計算主從機基值階段的時間T4，啟動定時器定時，時間到則切換到主機峰值從機基值階段；

上述階段中T1=T3，T2=T4；

如此不斷循環往復，實現主機電源和從機電源的電流脈沖相位關系的協同控制。

本實用新型的工作原理：