一種發(fā)電電焊機(jī)數(shù)字勵(lì)磁控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種發(fā)電電焊機(jī)數(shù)字勵(lì)磁控制系統(tǒng),其特征在于：包括依次連接的采樣處理模塊、主控模塊和功率控制模塊；所述采樣處理模塊設(shè)有ADC0809芯片與主控模塊內(nèi)所設(shè)的AT89C51單片機(jī)相連；所述功率控制模塊內(nèi)設(shè)有IGBT開(kāi)關(guān)管。本實(shí)用新型采用價(jià)格低廉的數(shù)字控制元器件，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電電焊機(jī)數(shù)字勵(lì)磁精確控制，繼而精確控制輸出電壓和電焊電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)，節(jié)省了能源且該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，體積小，可靠性強(qiáng)，反應(yīng)速度快。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種發(fā)電電焊機(jī)數(shù)字勵(lì)磁控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化控制領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種發(fā)電電焊機(jī)數(shù)字勵(lì)磁控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電電焊機(jī)是一種以汽油機(jī)或柴油機(jī)為動(dòng)力旋轉(zhuǎn)發(fā)電，通過(guò)整流模塊提供電焊用直流電。又叫發(fā)電電焊兩用機(jī)，可以作為發(fā)電機(jī)用，同時(shí)也可以作為一個(gè)電焊機(jī)用。發(fā)電電焊機(jī)具有重量輕、體積小、移動(dòng)方便、生產(chǎn)功率較大、可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作等特點(diǎn)。目前，發(fā)電電焊機(jī)已在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，市場(chǎng)上發(fā)電電焊機(jī)技術(shù)難點(diǎn)主要在于如何精準(zhǔn)的控制對(duì)電焊電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。雖然，業(yè)內(nèi)已提出多種解決方案，但均存在材料成本高、體積大、能量利用率低下、可靠性差等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種成本低，體積小，能量利用率高的能精確控制的發(fā)電電焊機(jī)數(shù)字勵(lì)磁控制系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種小功率同步發(fā)電機(jī)數(shù)控勵(lì)磁系統(tǒng)，包括依次連接的采樣處理模塊、主控模塊和功率控制模塊；所述采樣處理模塊設(shè)有ADC0809芯片與主控模塊內(nèi)所設(shè)的AT89C51單片機(jī)相連；所述功率控制模塊內(nèi)設(shè)有IGBT開(kāi)關(guān)管。
[0006]本實(shí)用新型采用采樣處理模塊的ADC0809芯片的Α/D轉(zhuǎn)換功能、主控模塊的AT89C51單片機(jī)的PWM控制功能及功率控制模塊的IGBT電流控制功能，完成本實(shí)用新型的精確控制功能。系統(tǒng)的主控模塊采用AT89C51單片機(jī)，對(duì)采樣處理模塊的ADC0809電壓反饋數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸控制，并將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)字反饋信號(hào)與系統(tǒng)給定值進(jìn)行比較，通過(guò)PWM脈寬調(diào)制方式控制功率模塊的IGBT開(kāi)關(guān)管，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0007]作為優(yōu)選，所述ADC0809芯片還設(shè)有電壓采樣接口和電流采樣接口。
[0008]作為優(yōu)選，所述功率控制模塊還設(shè)有推挽電路；本實(shí)用新型采用推挽電路實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)管IGBT的PWM方式控制。
[0009]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型采用價(jià)格低廉的數(shù)字控制元器件，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電電焊機(jī)數(shù)字勵(lì)磁精確控制，繼而精確控制輸出電壓和電焊電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)，節(jié)省了能源且該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，體積小，可靠性強(qiáng)，反應(yīng)速度快。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的原理示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；[0012]圖3為本實(shí)用新型主控制器的算法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0014]如圖1、圖2和圖3所示，一種小功率同步發(fā)電機(jī)數(shù)控勵(lì)磁系統(tǒng)，包括依次連接的采樣處理模塊1、主控模塊2和功率控制模塊3 ;采樣處理模塊I設(shè)有ADC0809芯片與主控模塊2內(nèi)所設(shè)的AT89C51單片機(jī)相連；功率控制模塊3內(nèi)設(shè)有IGBT開(kāi)關(guān)管。其中，ADC0809芯片還設(shè)有電壓采樣接口和電流采樣接口。其中，功率控制模塊3還設(shè)有推挽電路。
[0015]采用上述技術(shù)方案，采用采樣處理模塊的ADC0809芯片的Α/D轉(zhuǎn)換功能、主控模塊的AT89C51單片機(jī)的PWM控制功能及功率控制模塊的IGBT電流控制功能，完成本實(shí)用新型的精確控制功能。系統(tǒng)的主控模塊采用AT89C51單片機(jī)，對(duì)采樣處理模塊的ADC0809電壓反饋數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸控制，并將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)字反饋信號(hào)與系統(tǒng)給定值進(jìn)行比較，通過(guò)PWM脈寬調(diào)制方式控制功率模塊的IGBT開(kāi)關(guān)管，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0016]采樣處理模塊:本實(shí)用新型的采樣處理模塊使用ADC0809芯片將發(fā)電機(jī)輸出端反饋的電壓采樣和電流采樣轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。為實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣處理模塊的控制。采用單片機(jī)AT89C51對(duì)ADC0809芯片模擬通道的選擇和數(shù)據(jù)的傳送進(jìn)行控制，
[0017]AT89C51與ADC0809連接電路如圖2中所示。
[0018]AT89C51通過(guò)ALE為ADC0809的CLK提供時(shí)鐘脈沖。
[0019]ADC0809的START為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，高電平有效。ALE是3位通道選擇地址ADDC、ADDB、ADDA信號(hào)的鎖存信號(hào)。AT89C51通過(guò)WR與P2.0管腳聯(lián)合控制ADC0809的START電平狀態(tài)和ALE鎖存信號(hào)。當(dāng)發(fā)電機(jī)采集的電壓模擬信號(hào)送至ADC0809的IN0-1N7輸入端，由ALE鎖存地址信號(hào)輸入端，ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0020]EOC是ADC0809的轉(zhuǎn)換情況狀態(tài)信號(hào)，當(dāng)數(shù)模轉(zhuǎn)換約100 μ s后，EOC產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，終止轉(zhuǎn)換，AT89C51的INTl檢測(cè)到ADC0809的EOC狀態(tài)。在EOC的上升沿后，AT89C51通過(guò)確認(rèn)P2.0狀態(tài)后，利用RD將ADC0809的OE引腳置為高電平。此時(shí)，ADC0809把轉(zhuǎn)換好的8位數(shù)據(jù)結(jié)果通過(guò)D0-D7輸出至AT89C5的PO。
[0021]至此ADC0809的完成一次轉(zhuǎn)換并將數(shù)據(jù)傳送至AT89C51的過(guò)程。
[0022]主控模塊:本實(shí)用新型的主控模塊采用AT89C51定時(shí)器配合軟件的方法生成PWM信號(hào)。通過(guò)PWM脈寬調(diào)制方式控制功率模塊。如圖2中所示，AT89C51的Pl.0管腳通過(guò)連接高速光耦合器件6N137將PWM信號(hào)傳送給功率控制模塊。
[0023]AT89C51單片機(jī)程序算法如圖3所示。主要程序?qū)崿F(xiàn)功能如下:
[0024](I)初始化:控制器通電后，執(zhí)行初始化操作，主控模塊按照工作時(shí)序?qū)Ω髂K發(fā)出初始化指令；
[0025](2)中斷1-采樣控制:主控模塊控制采樣處理模塊，對(duì)輸出端電壓采樣進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸送至主控模塊；
[0026](3)中斷2-電壓值比較:主控模塊對(duì)由采樣處理模塊傳輸過(guò)來(lái)的反饋電壓數(shù)字信號(hào)與主控模塊內(nèi)部存儲(chǔ)的給定電壓值進(jìn)行比較，并計(jì)算調(diào)整量；
[0027](4)中斷3-調(diào)節(jié)控制:主控模塊按照調(diào)整量，以脈寬調(diào)制方式改變PWM信號(hào)占空比；
[0028](5) PWM輸出:主控模塊通過(guò)光耦合器件，將調(diào)整過(guò)的PWM信號(hào)輸出至功率控制模塊。
[0029]功率控制模塊:本實(shí)用新型的功率控制模塊基于傳統(tǒng)的推挽電路實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)管IGBT的PWM方式控制。模塊所需的PWM信號(hào)由主控模塊提供，如圖2中所示。
[0030]推挽電路由兩不同極性的晶體管連接而成，以推挽方式存在于電路中，負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù)。電路的輸出阻抗低，PWM驅(qū)動(dòng)波形陡峭。電路工作時(shí)，兩只對(duì)稱(chēng)的功率晶體管按照輸入的PWM信號(hào)周期分別導(dǎo)通，且每次只有一個(gè)導(dǎo)通，損耗小、效率高。
[0031]該功率控制模塊中的開(kāi)關(guān)管采用IGBT管，而不采用MOSFET開(kāi)關(guān)管的主要原因是，發(fā)電電焊機(jī)在電焊工作過(guò)程，需要較低的飽和壓降。IGBT是由BJT雙極型三極管和MOS絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式電力電子器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。因此，IGBT用于本實(shí)用新型中性能更優(yōu)。流經(jīng)IGBT的副繞組電流，經(jīng)過(guò)PWM信號(hào)的調(diào)節(jié)控制后，作為提供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流輸出，實(shí)現(xiàn)了控制器對(duì)轉(zhuǎn)子電流的控制?？刂破魍ㄟ^(guò)對(duì)輸入轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)，改變轉(zhuǎn)子磁極磁場(chǎng)強(qiáng)度，繼而控制發(fā)電電焊機(jī)的輸出電壓和電焊電流。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電電焊機(jī)數(shù)字勵(lì)磁控制系統(tǒng)，其特征在于:包括依次連接的采樣處理模塊(I)、主控模塊(2)和功率控制模塊(3);所述采樣處理模塊(I)設(shè)有ADC0809芯片與主控模塊(2)內(nèi)所設(shè)的AT89C51單片機(jī)相連；所述功率控制模塊(3)內(nèi)設(shè)有IGBT開(kāi)關(guān)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種發(fā)電電焊機(jī)數(shù)字勵(lì)磁控制系統(tǒng)，其特征在于:所述ADC0809芯片還設(shè)有電壓采樣接口和電流采樣接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種發(fā)電電焊機(jī)數(shù)字勵(lì)磁控制系統(tǒng)，其特征在于:所述功率控制模塊(3)還設(shè)有推挽電路。
【文檔編號(hào)】H02P9/30GK203466763SQ201320328109
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】趙玉鑫 申請(qǐng)人:高郵市科特電機(jī)制造有限公司