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東莞超聲波焊接機功率發生器單片機控制系統的研究

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東莞超聲波焊接機功率發生器單片機控制系統的研究

發布日期:2021-03-29 00:00 來源:http://www.breadstuy.com 點擊:

    東莞超聲波焊接機的功率元件經歷了由電子管―晶閘管晶體管場效應管過程電子管體積大,功耗大;可關斷晶閘管開關速度低且門極關斷電流大,驅動功率大;雙極晶體管需較大的驅動電流;功率場效應管導通阻抗大,而IGBT絕緣柵極雙極晶體管具有雙極晶體管和場效應管的優點,開關損耗小,耐壓高,容量大,電流密度大,通態壓降低,故成為功率設備的理想開關元件研究采用IGBT管作為功率元件,利用8098單片機生成SPWM開關信號以及實現頻率自動跟蹤1開關信號產生原理單片機實現SPWM序列有自然取樣及規則取樣兩種方式。自然取樣是用正弦波與三角波相交形成的交點確定SPWM序列的高低電平,該方法不足之處在于用簡單的解析式描述脈寬的計算,不能實現微機對SPWM波形的實時控制。規則取樣是用一個取樣值確定脈寬h如所示。其中,t2=i(l+Msinkt),T為三角波的周期,即SPWM的開關周期,M為正弦波幅值與三角波幅值之比,k為正弦波頻率單片機產生SPWM序列利用此算法,但在處理數據時,為減少切換時間,提高開關頻率,可采用360的存表方案,將SPWM波形數據存于E PROM2764中,運算查表取數列脈寬控制Erfc可編1十數器及中斷功s能實現,其原理如2系統的硬件電路所示圖中基本中斷時間為SPWM的開關周期,由定時器定時產生基本中斷服務程序的功能是向定時器送入時間常數,啟動定時器工作。中1Tr,H"!中斷1中斷2定時2定時1 SPW.;M序列控制方法斷程序1功能是進行SPWM脈沖上升沿處理,并向定時器送入脈寬時間常數,再啟動定時器工作,中斷程序2功能是對脈沖下降沿進行處理通過中斷程序1和中斷程序2處理就完成一個脈沖的生成和控制,這種定時中斷控制方式的特點是一個開關周期內需2次中斷,而CPU響應及處理這些中斷程序耗費了很多時間,因而限制了SPWM開關頻率的提高利用8098單片機高速輸出通道(HSO)生成并輸出SPWM序列,原理如b所示HSO的特點是在Z小的CPU時間開銷情況下觸發用戶設定的事件,事件觸發的時間及中斷與否均由用戶通過對HSO機構寫入控制命令進行設定,而CPU對事件設定后,就不再參與HSO事件的操作,因而用HSO實時生成并輸出SPWM序列很適合用HSO實時生成SPWM方法是在基本中斷服務程序入口寫入一條HSO命令,重新啟動軟件定時器工作,以便使CPU經T定時后再次進入該中斷服務程序,然后按計算所得的脈寬時間t2,對HSO的輸出通道分別寫入2條命令,這樣只需進行一次中斷就可以輸出SPWM序列,與a所示的2次中斷相比能提高開關頻率。

  23頻率自動跟蹤功率變換器的4個功率元件為全橋電路,2對IGBT管Gi和G2G3開關為互補工作狀態,通過HSO.O輸出,經反相延時形成2路信號分別驅動Gi和G2G超聲波塑料焊機正常工作的前提是對聲學系統的頻率自動跟蹤,使發生器輸入信號頻率等于換能器機械諧振頻率。研究設計的頻率自動跟蹤電路利用平衡電橋反饋原理提取流過換能器的電流信號,諧振頻率和超聲源頻率一致時產生共振,將電流信號作為反饋信號,經整形、放大送入8098單片機,通過A/D轉換器轉換處理,搜索Z佳工作頻率,由HSO.0口輸出工作頻率,經反相、驅動觸發IGBT管,使系統振蕩頻率向Z優諧振狀態逼近3系統軟件設計及應用系統程序主要由主程序、SPWM序列生成程序及頻率自動跟蹤程序組成如所示,其主程序主要完成初始化、指針設置,置中斷控制字,正弦表查表地址,頻率自動跟蹤中斷程序入口。SP-WM序列生成程序主要完成正弦表查表、脈寬和計算及正弦表地址的更新頻率自動跟蹤程序主要完成啟動A/D轉換數字濾波及Z佳頻率搜索等。主程序框圖下轉第嗯頁pAcademi為塑料超聲波焊機實現塑料件與塑料件連接的實例當諧振動時,振動從塑料工件端傳到另一端,引起塑料件接觸面上的塑料質點振動,產生大量的摩擦熱,在很短的時間內迅速升溫達到塑料件的熔點,在壓力作用下,上、下工件緊密接觸而熔合,從而實現焊接7結束語冷軋扭鋼筋混凝土受彎構件的破壞屬延性破壞類型。

  冷軋扭鋼筋的性能指標,尤其是伸長率e1(fc 4.5%,抗拉強度設計值/y=360N/mm2,已能確保結構(構件)的安全可靠冷軋扭鋼筋性能指標取值科學合理,其質量保證體系可靠,操作方便,產品質量穩定冷軋扭鋼筋的基本性能仍需進一步優化,尤其是伸長率的提高115-97,冷軋扭鋼筋混凝土構件技術規程|SI. 3|GB68-84,建筑結構設計統一標準|SI.(責任編輯張秋娟)(上接第815頁)4結功率發生器利用8098單片機HSO.O口輸出開關信號,能實現頻率自動跟蹤,且跟蹤精度較高采用8098單片機控制系統,性能良好,運行可靠研制的超聲波功率發生器能廣泛應用于超聲波塑料焊接設備中。

  焊接可在1s時間內完成,焊件質量好,連接強度高,外形美觀


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