導(dǎo)語：逆變電路數(shù)字信號論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1有限雙極性控制

全橋逆變器采用的是絕緣柵雙極晶體管，控制方式為有限雙極性控制[4]，如圖2所示。全橋逆變器的工作原理為：接通任一橋臂的兩個(gè)絕緣柵雙極晶體管，如IGBT1和IGBT3，接通時(shí)間ton，其值為DTs/2，（D為占空比，Ts為交替接通周期）。另一橋臂的晶體管IGBT2和IGBT4依次接通Ts/2。除IGBT1與IGBT4同時(shí)接通或IGBT2與IGBT3同時(shí)接通外，高頻變壓器的一次電壓和輸出電壓均為零。受負(fù)載電感的影響，負(fù)載處在一個(gè)交替接通周期內(nèi)可以形成穩(wěn)定的恒定電流。脈寬調(diào)制脈沖的寬度和負(fù)載的性質(zhì)共同決定了負(fù)載電流的大小。在晶體管IGBT2和IGBT4的脈寬調(diào)制波形設(shè)置一個(gè)死區(qū)時(shí)間，以防所有開關(guān)管同時(shí)接通而產(chǎn)生短路。輸出電流的調(diào)節(jié)通過IGBT1和IGBT3驅(qū)動(dòng)信號的脈寬調(diào)節(jié)。

2數(shù)字脈寬調(diào)制

作為逆變電路的核心，輸入信號經(jīng)脈寬調(diào)制器與給定值比較后，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ㄕ伎毡鹊拿}沖信號輸出并驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)而對整個(gè)逆變電源的輸出進(jìn)行調(diào)整和控制。數(shù)字信號處理器中自帶有脈寬調(diào)制模塊，該模塊中具有8個(gè)I/O引腳，組成編號為PWM1H/PWM1L、PWM2H/PWM2L、PWM3H/PWM3L、PWM4H/PWM4L的4個(gè)高/低端引腳對，并分別由4個(gè)占空比發(fā)生器控制。I/O引腳對低端與高端的狀態(tài)在負(fù)載互補(bǔ)時(shí)恰好相反。脈寬調(diào)制模塊具有4種工作模式，能夠?qū)崿F(xiàn)有限雙極性控制。數(shù)字脈寬調(diào)制流程如圖3所示，其工作模式由脈寬調(diào)制時(shí)基控制寄存器設(shè)定。引腳對PWM1H/PWM1L設(shè)置為遞增/遞減模式時(shí)，可以控制全橋逆變器中的晶體管IGBT2和IGBT4；引腳對PWM2H/PWM2L設(shè)置為雙更新模式時(shí)，可以控制全橋逆變器中的晶體管IGBT1和IGBT3。無論何種工作模式，脈寬調(diào)制的定時(shí)周期均通過控制寄存器實(shí)現(xiàn)。IGBT2和IGBT4的占空比由占空比寄存器1設(shè)定，并在有限雙極性控制模式下設(shè)置為1；IGBT1和IGBT3的占空比由占空比寄存器2設(shè)定，并在有限雙極性控制模式下不斷更新，其更新數(shù)據(jù)由PI控制模塊根據(jù)反饋電流或電壓計(jì)算得到。脈寬調(diào)制時(shí)基控制寄存器的值在實(shí)時(shí)控制過程中不斷增加，并不斷與占空比寄存器的值進(jìn)行比較，直至兩者相等時(shí)輸出脈寬調(diào)制信號，并通過設(shè)置置位比較控制寄存器將輸出信號分為低有效和高有效。通過設(shè)置脈寬調(diào)制模塊自帶死區(qū)時(shí)間發(fā)生器的控制位，可以為PWM1H/PWM1L的死區(qū)時(shí)間設(shè)置插入位置和大小。2.3PI調(diào)節(jié)對于對象為慣性環(huán)節(jié)或滯后環(huán)節(jié)的連續(xù)控制系統(tǒng)，理想的控制方法是比例+積分（PI）控制，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定后不會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差。由于高頻逆變電源的對象為二階慣性環(huán)節(jié)，因此適于采用增量式PI控制[5]。在由數(shù)字信號處理器控制的逆變電路中，采用軟件得到的高頻方波信號具有精準(zhǔn)的占空比和頻率，如圖4所示。圖中Ig和If分別為基準(zhǔn)電流和實(shí)測電流，e為兩者的差值，即電流偏差，Ig為數(shù)字信號處理器產(chǎn)生的方波電流。PI調(diào)節(jié)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制對象分別為脈寬調(diào)制模塊和全橋逆變電路。即將電流偏差e輸入PI控制器，由脈寬調(diào)制模塊輸出脈沖信號，以調(diào)節(jié)逆變電路的交替接通，進(jìn)而控制電流。

3實(shí)驗(yàn)研究

該點(diǎn)焊實(shí)驗(yàn)以自制的高頻逆變電路為電源，實(shí)際負(fù)載采用電阻箱，逆變電路采用有限雙極性控制功率，電壓波形如圖5所示。三段焊電流具有緩慢升降的作用，可用于復(fù)雜動(dòng)態(tài)焊接過程，提高焊接工藝水平。三段焊電流的實(shí)現(xiàn)通過三個(gè)不同參數(shù)的設(shè)置實(shí)現(xiàn)，如圖6所示。電流波形的電流和時(shí)間分別設(shè)置為：1.0kA、6.5ms，1.5kA、7.0ms，2.0kA、8.0ms。跡示教的軌跡存儲功能，能夠完成不規(guī)則焊縫的多層多道焊接。（3）進(jìn)行了盾體焊接及切割試驗(yàn)，獲取了相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了所研發(fā)焊接/切割機(jī)器人應(yīng)用于盾體焊縫自動(dòng)焊接及切割的可行性。

作者：劉曉芳趙紅梅單位：河南城建學(xué)院