[00921668]基于DSP控制的数字化管道专用焊接逆变电源

(1)课题来源与背景：①全数字化焊接电源研制中国石油天然气集团公司科学研究与技术项目(合同编号：05B41211)；②绿色化数字化弧焊逆变电源的应用基础研究天津市高等学校科技发展基金项目(合同编号：20030701)；③DSP数字电源驱动、控制、逆变电路的研制中石油集团工程技术研究院项目(合同编号：200641，横向)。近些年，长输管道的建设大量发展迅速，每年都有数千公里的管道项目开工建设，为了保证工程项目的顺利完成，各施工单位在设备方面都有较大的投资，其中焊接电源的投入占较大的比重。国内采用的管道焊接电源基本上从国外进口，而国外焊接电源价格较高，每年国家要花费大量外汇，在该背景下对该课题立项并展开相关技术研究。(2)技术原理及性能指标：采用IGBT为开关器件，设计逆变频率最大可达30KHz，额定输出为350A，最大输出为400A的半桥式功率逆变主电路，可同时满足纤维素焊条下向焊，自保护药芯焊丝半自动焊的焊接输出。在DSP的控制、管理下，通过主控制电路来实施对系统各功能环节的控制调节。控制电路是以PWM电路为核心，通过电流、电压负反馈闭环控制，实现输出电流、电压的调节，获得符合要求的外特性、动特性。该电源的技术经济指标：①具有纤维素焊和药芯焊丝半自动焊功能；②具有网络升级和通讯功能；③满足纤维素焊最小稳定电流≤50A；④在经济上比国外同类产品价格低30%以上。(3)技术的创造性与先进性：①基于DSP控制技术，研制开发了纤维素焊条和自保护药芯焊丝管道专用焊接电源。②采用数字化技术拟合管道焊接电源的外特性，提高了控制精度和灵活性。③专用DSP控制板采用4层板电路设计及模数分区技术，提高了大功率逆变电源控制的稳定性和系统的电磁兼容性。(4)技术的成熟程度及适用范围：开发的管道焊接电源适用于石油、天然气运输管道等的焊接；在功能和质量上已达到国外的水平，可替代国外同类产品。应进一步加强该成果的推广力度，同时将该成果采用的相关技术和方法应向其它领域延伸。