逆變式等離子切割電源建模及控制的研究.pdf

1、逆變式等離子切割電源具有切割效率高、切口光滑、切割變形小及成本適中等優(yōu)點(diǎn)得到了快速的發(fā)展。本文主要內(nèi)容是基于半橋逆變電路的空氣等離子切割電源控制策略的研究。首先,針對(duì)傳統(tǒng)PI控制存在電壓超調(diào)量與響應(yīng)時(shí)間矛盾導(dǎo)致斷弧、電弧不穩(wěn)定及網(wǎng)格切割時(shí)易斷弧等問題,研究了滑模變結(jié)構(gòu)控制電壓環(huán)與PI控制電流環(huán)并聯(lián)切換的控制策略。采用狀態(tài)空間平均法對(duì)半橋型等離子切割電源進(jìn)行建模,得到變換器的穩(wěn)態(tài)和低頻小信號(hào)等效模型,設(shè)計(jì)了電流環(huán)PI控制器;且對(duì)滑模變結(jié)構(gòu)

2、控制的電壓環(huán)進(jìn)行了深入研究,從理論上推導(dǎo)了基于平均狀態(tài)空間模型半橋DC/DC變換器滑?？刂啤２⑦M(jìn)行了仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明所研究的控制策略是可行的。其次,設(shè)計(jì)了基于TMS320F2808數(shù)字控制器采用滑模變結(jié)構(gòu)控制電壓環(huán)與PI控制電流環(huán)并聯(lián)切換控制策略的等離子切割電源控制系統(tǒng)。最后,在16kW逆變式等離子切割電源平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)了30~100A連續(xù)可調(diào)的多模式切割功能,實(shí)驗(yàn)分別對(duì)電源的非高頻引弧、弧轉(zhuǎn)移及多模式切割過程進(jìn)行控制方案驗(yàn)證和性能