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弧焊逆变电源具有体积小、动特性好、能得到任意外特性的特点,得到广泛应用,弧焊逆变电源的开发,不仅要在设计上投入大量精力,还要在调试上付出巨大精力解决功率管烧毁和稳定性问题,为解决这些问题将数字仿真技术引入弧焊逆变电源开发。
论文首先介绍了几种常见弧焊逆变电源结构的特点,并根据本文的需要建立了全桥式结构主电路的稳态模型,分析了输出电感对弧焊电源稳态输出电流文波的影响。接着分析了IGBT的作用过程,介绍了常用的数学模型,并给出了工程上最适用的行为模型的数学模型,建立了仿真模型。仿真分析了变压器的漏感及主电路中存在的电感对IGBT的关断峰值电压的影响,说明了在焊接过程中经常出现的IGBT过压损坏的原因,分别给出了合适的解决方法,对于变压器的漏感的影响采用在开关管两端并联二极管,对于主电路电感的影响采取在主电路上串联电容,并仿真分析了措施的可行性。最后建立了全桥弧焊逆变电源闭环系统的仿真模型,分析了PI参数及输出电感对其动特性的影响,在此基础上分析了几种常见的焊接方法需要的外特性,给出了常见外特性的软件实现,并给出了仿真分析。
本论文所建立的IGBT模型、系统的仿真模型、外特性的实现方法为逆变弧焊电源仿真、开发、研究和应用提供了方法和依据。