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弧焊逆变器的频域数学模型

焊接学报 1999年第1期20卷 68-74页

作者：皮佑国梁广洋黄石生广州广东省科学院自动化工程研制中心广州华南理工大学

弧焊逆变电源是一个非线性、离散的病态系统，理论上很难得到精确的解析解。本文利用状态空间分析法建立系统的平均状态方程，经线性化后得出逆变器的数学模型，该模型为一二阶振荡环节。根据弧焊逆变器中参数配置满足（１ＲＣ）２＞＞... 详细信息

弧焊逆变电源是一个非线性、离散的病态系统，理论上很难得到精确的解析解。本文利用状态空间分析法建立系统的平均状态方程，经线性化后得出逆变器的数学模型，该模型为一二阶振荡环节。根据弧焊逆变器中参数配置满足（１ＲＣ）２＞＞４ＬＣ的情况，对该数学模型进行简化，将该数学模型简化成一个积分环节和一个一阶惯性环节相串联的结构。在此基础上用频域法进行分析和校正，在理论校正参数附近取多组实际校正参数，分别进行电阻负载实验和焊接工艺实验。实验结果与理论分析结果相符。本文还对负载突然开路、短路以及开机、停机等大信号过程进行了模型的实用性分析。研究表明，弧焊逆变电源系统在工程中可用频域分析法进行分析和校正。推导的小信号平均频域数学模型反应了系统的基本特性，模型由系统的结构参数Ｒ、Ｌ、Ｃ及静态导通比Ｄ决定。推导的小信号频率数学模型简单明了，关系清楚，可以用来对弧焊逆变电源系统进行分析和设计以及指导动特性调试。

关键词：频域数学模型 IGBT 弧焊逆变器焊接

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弧焊逆变器变压器的优化设计

焊接学报 1998年第2期19卷 98-103页

作者：胡庆彬黄石生段健滨深圳大学广州华南理工大学中国计算机软件与技术服务哈尔滨公司

从理论和实践上探讨了弧焊逆变器的高频脉冲功率变压器的优化设计。从最小功耗的角度推导了最佳铜、铁损比和最佳初、次级铜损比；根据传热学理论和实践导出了变压器的热模型，提出了按允许温升局部最优的设计方法，并通过试验验证。

关键词：变压器优化设计焊接弧焊逆变器

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电流模式控制零电压软开关弧焊逆变器

焊接学报 2002年第4期23卷 35-36,40页

作者：薛家祥余文松罗卫红华南理工大学机械工程学院广州510640 广州同诚焊接设备技术有限公司广州510730

采用具有电流模式的UC3879移相控制芯片 ,研究了一种新型全桥软开关电路的拓扑结构。研究了电流模式移相控制下的驱动电路、过流检测电路和主电路变压器输出波形特点。结合大功率弧焊逆变器的设计 ,分析了领先桥臂和滞后桥臂实现零电压... 详细信息

采用具有电流模式的UC3879移相控制芯片 ,研究了一种新型全桥软开关电路的拓扑结构。研究了电流模式移相控制下的驱动电路、过流检测电路和主电路变压器输出波形特点。结合大功率弧焊逆变器的设计 ,分析了领先桥臂和滞后桥臂实现零电压软开关的条件。试验表明 ,无论占空比为何值 ,当功率变压器初级电压为零时 ,初级电流基本维持最大值不变 ;领先桥臂中点电压变换期间 ,变压器初级电流基本保持最大值 ,使得领先桥臂容易实现软开关 ;由于激磁电感参与了滞后桥臂换流。

关键词：电流模式零电压软开关弧焊逆变器

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全桥移相零电流弧焊逆变器

焊接学报 2004年第3期25卷 85-88页

作者：贾贵玺刘金涛王长风李洪凤天津大学自动化学院天津300072 哈尔滨理工大学哈尔滨150040

首先对全桥零电流 (FB -ZCS)开关变换器进行了详细的稳态分析———零电流(ZCS)开关变换器的超前管 (或滞后管 )之间有一段重叠时间 ,使开关管在零电流状态下开关 ,因而大大减小了开关损耗 ,据此得出了零电流开关变换器的平均模型。由... 详细信息

首先对全桥零电流 (FB -ZCS)开关变换器进行了详细的稳态分析———零电流(ZCS)开关变换器的超前管 (或滞后管 )之间有一段重叠时间 ,使开关管在零电流状态下开关 ,因而大大减小了开关损耗 ,据此得出了零电流开关变换器的平均模型。由变换器的平均模型建立了弧焊逆变器的系统模型 ,并用仿真软件 (Matlab)对弧焊逆变器系统进行了仿真。由模拟示波器上输出的典型参数波形 ,可以看出全桥移相零电流弧焊逆变器具有良好的控制性能。采用该变换器原理试制了一台弧焊逆变器 ,得到了良好的效果。

关键词：零电流开关弧焊逆变器 Matlab仿真

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一种零电压零电流倍流整流弧焊逆变器

焊接学报 2007年第6期28卷 21-24页

作者：陈延明吴慧芳曹彪王志强广西大学电气工程学院南宁530004 华南理工大学电子学院广州510640

采用移相控制和倍流整流技术,实现零电压零电流开关全桥变换和整流二极管软开关弧焊逆变器。其中超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断,副边整流二极管,实现零电流自然关断,整个弧焊逆变器所有的功率器件都工作在软开关状态... 详细信息

采用移相控制和倍流整流技术,实现零电压零电流开关全桥变换和整流二极管软开关弧焊逆变器。其中超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断,副边整流二极管,实现零电流自然关断,整个弧焊逆变器所有的功率器件都工作在软开关状态。降低了功率器件的应力与开关损耗,降低了干扰,提高了弧焊逆变器的电磁兼容性能力,特别适合大功率场合;并且可以进一步提高开关频率,加快系统动态响应能力。文中还简单讨论了软开关范围和参数的关系。在此基础上,制作2 kW弧焊逆变器,结果表明,该弧焊逆变器的良好性能。

关键词：弧焊逆变器移相控制零电压开关零电流开关倍流整流

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新型大功率软开关弧焊逆变器的研究

机械工程学报 2001年第9期37卷 67-70页

作者：黄石生王振民吴祥淼薛家祥陆沛涛李阳华南理工大学机电系广州510640

提出了一种采用激磁电感，配合漏感和分布电感，实现大功率零电压软开关的新型电路拓扑，分析了实现大功率软开关的关键问题。成功地将电流注入移相控制技术和大功率软开关技术相融合，研制的新型大功率软开关弧焊逆变器实现了全范围... 详细信息

提出了一种采用激磁电感，配合漏感和分布电感，实现大功率零电压软开关的新型电路拓扑，分析了实现大功率软开关的关键问题。成功地将电流注入移相控制技术和大功率软开关技术相融合，研制的新型大功率软开关弧焊逆变器实现了全范围软开关。

关键词：激磁电感大功率软开关电流注入移相控制弧焊逆变器

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一种改进的移相全桥软开关弧焊逆变器

焊接学报 2010年第3期31卷 5-8页

作者：陈延明曹骞曹彪王志强黄石生广西大学电气工程学院南宁530004 华南理工大学机械工程学院广州510640

提出一种改进的移相全桥零电压零电流(ZVZCS)弧焊逆变器,其变压器原边串接隔直电容,滞后桥臂串联饱和电抗器.利用输出电感和变压器漏感储能实现超前桥臂零电压开通,隔直电容和漏感的谐振使得滞后桥臂零电流关断,串联的饱和电抗器阻止电... 详细信息

提出一种改进的移相全桥零电压零电流(ZVZCS)弧焊逆变器,其变压器原边串接隔直电容,滞后桥臂串联饱和电抗器.利用输出电感和变压器漏感储能实现超前桥臂零电压开通,隔直电容和漏感的谐振使得滞后桥臂零电流关断,串联的饱和电抗器阻止电流的反向振荡.由于饱和电抗器单向饱和,克服常规ZVZCS变换器饱和电抗器损耗过大的缺点,特别适合在大功率场合.文中还简单讨论了其工作原理和软开关范围.最后制作3kW弧焊逆变器,试验结果验证所提出逆变器的性能.

关键词：弧焊逆变器移相控制零电压开关零电流开关饱和电抗器

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IGBT弧焊逆变器快速控制系统

焊接学报 1996年第3期17卷 156-161页

作者：李中友杨幼利李庆滨郭胜强山东工业大学

在研制ＩＧＢＴ弧焊逆变器过程中，根据控制理论，分析了电弧焊中各种过渡过程的特点，提出了对逆变器系统设计的要求。利用输出电流的反馈取样，高效滤波，超前较正等措施，获得了具有良好抗扰性及跟随性的弧焊逆变器快速控制系统，有... 详细信息

在研制ＩＧＢＴ弧焊逆变器过程中，根据控制理论，分析了电弧焊中各种过渡过程的特点，提出了对逆变器系统设计的要求。利用输出电流的反馈取样，高效滤波，超前较正等措施，获得了具有良好抗扰性及跟随性的弧焊逆变器快速控制系统，有效的抑制了开关器件瞬态过流的产生，提高了整机可靠性，获得了优异的工艺性能。

关键词：弧焊逆变器超前较正快速控制 IGBT

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大功率弧焊逆变器主电路的建模与仿真

华南理工大学学报（自然科学版） 2004年第8期32卷 30-33,46页

作者：周漪清黄石生张红兵华南理工大学机械工程学院广东广州510640

为了合理地设计大功率弧焊逆变器 ,在对移相全桥零电压脉宽调制 (FBZVS PWM)大功率弧焊逆变器主电路工作原理分析的基础上 ,建立了大功率弧焊逆变器主电路的小信号模型 .由于功率变压器漏感的作用 ,分析过程中做了近似假设 ,这对模型的... 详细信息

为了合理地设计大功率弧焊逆变器 ,在对移相全桥零电压脉宽调制 (FBZVS PWM)大功率弧焊逆变器主电路工作原理分析的基础上 ,建立了大功率弧焊逆变器主电路的小信号模型 .由于功率变压器漏感的作用 ,分析过程中做了近似假设 ,这对模型的精度产生了影响 .文中分析了不同模型参数对模型传递函数幅频特性的影响 .结果表明 ,尽管合理设计输出电感对减少CO2 气保焊中的飞溅甚为重要 ,但该模型无法从根本上解决飞溅问题 .要完全解决CO2 气保焊中的飞溅问题 ,关键在于逆变器的智能化 .

关键词：移相控制脉宽调制弧焊逆变器建模仿真