电流传感器在全数字化多功能焊接电源中的应用
作者:亚搏体育官网 发布时间:2022-01-08 00:28
本文摘要:一前言 随着我国钢产量的大大减少,用高效率的气保焊代替低效率的手工焊接应当说道是一种必然趋势。目前世界上全数字化多功能焊电源的主要代表为:Frounius的TPS系列,KemmpiPro系列,ESAB的Aristol系列。

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一前言  随着我国钢产量的大大减少,用高效率的气保焊代替低效率的手工焊接应当说道是一种必然趋势。目前世界上全数字化多功能焊电源的主要代表为:Frounius的TPS系列,KemmpiPro系列,ESAB的Aristol系列。Fronius的TPS系列于1998年发售,主控制为1片Simenses的C167特AD的DSP,送来丝机的掌控为一款Simenses的单片机,各种工艺和外设还包括PWM波形都是数字构建的,而非使用专用的PWMIC,Fronius本身构成了一个局域网,模块非常丰富,主要缺点是送来丝机上面参数调节不方便,并且有的送来丝机没表明,面板的设计上没充份考虑到焊材料扩展的市场需求。KemmpiPro主要使用两片80C196KC分别掌控送来丝机和电源,面板通过共地信号线与送来丝机的控制板相连接,调节较为便利,但是不合适遥控,仅限于其用于功能的更进一步扩展,模块没Fronius非常丰富。

而目前国内,除了时代公司具备一款单片机掌控的多功能数字化焊电源,其它生产厂家未见报导。但是焊场合,更好的是多种工艺共存的现状,如三峡压力钢管的焊中,环缝的搭接使用手工焊接,而纵缝的打底使用短路过渡性的CO2焊,为了适应环境自动焊接的必须,填满和盖面皆使用脉冲焊接。一般情况下,必须多种不同的类型的焊电源才能符合市场需求,投资相当大。如果使用多功能焊电源,一台设备就可以已完成所有的功能。

这样节省了投资,并且提升了工作效率。随着高性能嵌入式微处理器的处理速度大大提升,使得对于高频直流电源式焊电源的实时控制沦为有可能,相对于传统的仿真掌控,数字化掌控有以下优点:①在同一台机器上构建多种焊工艺沦为有可能;②参数一致性好,增加了固定式电位器的数量,避免了运放温漂对整个系统性能的影响,③系统更容易升级,如重新加入新的焊材料和焊工艺;④模块非常丰富,符合更好的应用于场合,如具备机器人的模块,可以构成自动焊接系统,具备遥控口,可以远距离遥控,便利工人的操作者。

⑤使得更加简单的控制算法在焊电源中的应用于沦为有可能,如模糊控制,自适应控制在等熔深和恒弧长方面的应用于,可以进一步提高弧焊电源的工艺性能。⑥数字化掌控平台上可以很便利地重制焊专家数据库,用焊专家的经验来调整焊工艺,修改了对于焊机的操作者,使得普通没经过专业培训的焊工也能沦为焊专家。

  二数字化焊机对电流传感器的拒绝  本文所提及的全数字多功能焊电源平台集中于了五种焊工艺,即手工焊接、氩弧焊、CO2MAG焊接、脉冲MIG焊接和双脉冲MIG焊接,其中前二种焊工艺为恒流特性,而CO2MAG焊为恒压特性,而脉冲焊接不尽相同恒流特性。不论那种焊工艺,都必须对焊电流展开准确的检测,检测精度要超过1A等级。

在TIG焊中,由于是认识引弧,期望引弧的电流越小越好,以避免钨近于烧损,最差引弧的电流需要在5A以下。而在CO2MAG焊中,为了对引弧和短路的过程展开准确辨别,而对于输入电流的准确检测是控制系统平稳运营的关键因素。

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在脉冲MIG焊中,在小电流焊的时候,碳钢1.2mm焊丝,其基值电流只有20A,而该电流对应的电压信号将近100mv,如果检测不精确,则无法控制焊的热输入量,有可能造成并未成形或者烧穿。在气体维护焊中不仅拒绝对于焊电流的稳态精度拒绝低,而且对于动态性能拒绝很高,在阻抗变异的过程中,电流拒绝具备较慢的追踪能力,对于电流传感器的响应速度拒绝很高。

在脉冲焊的过程中,输入电流的等价大大地在峰值电流和基值电流之间转换,例如碳钢1.2mm焊丝,其峰值电流在400A左右,而基值有可能只有几十安培,峰值电流和基值电流差距十分大,此时拒绝电流传感器需要较慢脆弱到输入电流的转换,并追踪上等价电流的较慢变异。这就拒绝电流传感器的通频带要长并且对于di/dt的号召能力强劲。  在全数字焊电源中,给订为数字编码器而非电位器,传统的电位器等价不能是一个转换的趋势,而数字编码器必要等价了一个数字量,该数字量作为控制系统中的数字等价,虽然便利了使用者,但是对于传感器的线性度明确提出了更高的拒绝。

同时随着嵌入式微处理器的处理速度的提升,为了降低功耗,必需减少供电电压,对于控制板的供电、A/D切换的精度明确提出了新的挑战。比如TI的240x和28x系列都是3.3V供电,以一个400A的气保焊电源为事例,考虑到其短路时或大电流谓之弧时电流峰值可以超过700A,如Fronius类似铝焊四部的操作者中,引弧电流超过了750A,如果指出750A对应数字转化成的最大值,则10位AD转换器中,750A对应的数字量为1024,电流传感器输入的仿真电压为3.3V,则20A的输入对应的仿真电压为88mV,该信号弱,所以对于电流传感器的信噪比也有很高的拒绝。  纵上所述,在数字化的焊电源中,电流传感器当作一个关键的测试设备主要要符合以下几个方面的拒绝:①长的输出电流范围;②好的线性度;③较慢的动态号召能力;④低的信噪比。


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