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双脉冲气保焊研发记录

虽然这项目过程过半,从今天起,将记录研发过程的点点滴滴。希望与童鞋们分享成功与失败的经验,同时还希望各位高手能提供宝贵的建议
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clp2000
LV.3
2
2012-04-20 15:49

对于实验平台的选择,还是考虑了不少因素,出于经费和其他因素的干扰,选择单管IGBT和全桥硬开关的主回路。考虑到双脉冲机参数调节的复杂性,主控采用DSP+MCU的方式,以应付各种复杂的情况。

选择单管IGBT只是怕炸管太多,所以保护措施也是重点考虑之一。保护措施主要有:1.热保护采用热敏电阻。2.IGBT过流保护。3.高压端过流保护。4.主变正负波形不平衡检测,自动纠正及保护,这是为主回路没有隔直电容而设计的,如果效果不理想,还是考虑加入隔直电容。

保护措施由两套电路同时进行,一、是一旦DSP检测到异常信号,发出保护动作;二、是另设计一套硬件电路同时发出保护动作。保护动作时间设计在3uS-5uS之内,这是因为多数IGBT短路时间在10uS之内。

最终选择了瑞凌的MIG250作为平台,这样比较省事,但去掉了控制板,逆变板,暂时保留主变和电抗。

由于瑞凌送丝电路在低速时输出特性比较软,这次设计中增加了电流正反馈,大大提高了低速输出特性。

IGBT驱动套用瑞凌的,奥太的也在用,比较流行,呵呵,也没什么太多的毛病。那2只脉冲变压器要选好的,不然会有毛刺产生。

由于PWM信号直接由DSP芯片产生,考虑到会有比较复杂的算法,怕难以在一周期完成控制,最后只把逆变频率做到20KH。

逆变板把IGBT换成IKW40N120T2,省掉了二极管,同时增加板上电容的容量,还增加了电源电流突变检测,防止IGBT直通。

由于不是最终产品,控制板设计只考虑调试方便,最后只做成一块,也只有瑞凌一块板那么大。主要功能有:

1.出入、输出全光电隔离

2.包括送丝驱动和IGBT驱动

3.隔离内外两套电源

4.两个调节电位器,分别调节电压和电流

5.一个数字脉冲电位器,主要是用来修改众多参数

6.其他必要的控制信号

7.两个3位数字显示屏

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田仁斌
LV.4
3
2012-04-20 19:53
@clp2000
对于实验平台的选择,还是考虑了不少因素,出于经费和其他因素的干扰,选择单管IGBT和全桥硬开关的主回路。考虑到双脉冲机参数调节的复杂性,主控采用DSP+MCU的方式,以应付各种复杂的情况。选择单管IGBT只是怕炸管太多,所以保护措施也是重点考虑之一。保护措施主要有:1.热保护采用热敏电阻。2.IGBT过流保护。3.高压端过流保护。4.主变正负波形不平衡检测,自动纠正及保护,这是为主回路没有隔直电容而设计的,如果效果不理想,还是考虑加入隔直电容。保护措施由两套电路同时进行,一、是一旦DSP检测到异常信号,发出保护动作;二、是另设计一套硬件电路同时发出保护动作。保护动作时间设计在3uS-5uS之内,这是因为多数IGBT短路时间在10uS之内。最终选择了瑞凌的MIG250作为平台,这样比较省事,但去掉了控制板,逆变板,暂时保留主变和电抗。由于瑞凌送丝电路在低速时输出特性比较软,这次设计中增加了电流正反馈,大大提高了低速输出特性。IGBT驱动套用瑞凌的,奥太的也在用,比较流行,呵呵,也没什么太多的毛病。那2只脉冲变压器要选好的,不然会有毛刺产生。由于PWM信号直接由DSP芯片产生,考虑到会有比较复杂的算法,怕难以在一周期完成控制,最后只把逆变频率做到20KH。逆变板把IGBT换成IKW40N120T2,省掉了二极管,同时增加板上电容的容量,还增加了电源电流突变检测,防止IGBT直通。由于不是最终产品,控制板设计只考虑调试方便,最后只做成一块,也只有瑞凌一块板那么大。主要功能有:1.出入、输出全光电隔离2.包括送丝驱动和IGBT驱动3.隔离内外两套电源4.两个调节电位器,分别调节电压和电流5.一个数字脉冲电位器,主要是用来修改众多参数6.其他必要的控制信号7.两个3位数字显示屏
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272212100
LV.6
4
2012-04-20 20:57
@田仁斌
[图片]顶

虽然我不懂,还是要顶

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weldking
LV.7
5
2012-04-21 20:34
@clp2000
对于实验平台的选择,还是考虑了不少因素,出于经费和其他因素的干扰,选择单管IGBT和全桥硬开关的主回路。考虑到双脉冲机参数调节的复杂性,主控采用DSP+MCU的方式,以应付各种复杂的情况。选择单管IGBT只是怕炸管太多,所以保护措施也是重点考虑之一。保护措施主要有:1.热保护采用热敏电阻。2.IGBT过流保护。3.高压端过流保护。4.主变正负波形不平衡检测,自动纠正及保护,这是为主回路没有隔直电容而设计的,如果效果不理想,还是考虑加入隔直电容。保护措施由两套电路同时进行,一、是一旦DSP检测到异常信号,发出保护动作;二、是另设计一套硬件电路同时发出保护动作。保护动作时间设计在3uS-5uS之内,这是因为多数IGBT短路时间在10uS之内。最终选择了瑞凌的MIG250作为平台,这样比较省事,但去掉了控制板,逆变板,暂时保留主变和电抗。由于瑞凌送丝电路在低速时输出特性比较软,这次设计中增加了电流正反馈,大大提高了低速输出特性。IGBT驱动套用瑞凌的,奥太的也在用,比较流行,呵呵,也没什么太多的毛病。那2只脉冲变压器要选好的,不然会有毛刺产生。由于PWM信号直接由DSP芯片产生,考虑到会有比较复杂的算法,怕难以在一周期完成控制,最后只把逆变频率做到20KH。逆变板把IGBT换成IKW40N120T2,省掉了二极管,同时增加板上电容的容量,还增加了电源电流突变检测,防止IGBT直通。由于不是最终产品,控制板设计只考虑调试方便,最后只做成一块,也只有瑞凌一块板那么大。主要功能有:1.出入、输出全光电隔离2.包括送丝驱动和IGBT驱动3.隔离内外两套电源4.两个调节电位器,分别调节电压和电流5.一个数字脉冲电位器,主要是用来修改众多参数6.其他必要的控制信号7.两个3位数字显示屏
我们也在做,想用单管做到50KHZ,努力啊
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wgegxxe
LV.4
6
2012-04-23 08:16
@weldking
我们也在做,想用单管做到50KHZ,努力啊

虽然不懂,但还是要顶

希望这种类型的贴多一些

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smth
LV.4
7
2012-04-23 08:24
@clp2000
对于实验平台的选择,还是考虑了不少因素,出于经费和其他因素的干扰,选择单管IGBT和全桥硬开关的主回路。考虑到双脉冲机参数调节的复杂性,主控采用DSP+MCU的方式,以应付各种复杂的情况。选择单管IGBT只是怕炸管太多,所以保护措施也是重点考虑之一。保护措施主要有:1.热保护采用热敏电阻。2.IGBT过流保护。3.高压端过流保护。4.主变正负波形不平衡检测,自动纠正及保护,这是为主回路没有隔直电容而设计的,如果效果不理想,还是考虑加入隔直电容。保护措施由两套电路同时进行,一、是一旦DSP检测到异常信号,发出保护动作;二、是另设计一套硬件电路同时发出保护动作。保护动作时间设计在3uS-5uS之内,这是因为多数IGBT短路时间在10uS之内。最终选择了瑞凌的MIG250作为平台,这样比较省事,但去掉了控制板,逆变板,暂时保留主变和电抗。由于瑞凌送丝电路在低速时输出特性比较软,这次设计中增加了电流正反馈,大大提高了低速输出特性。IGBT驱动套用瑞凌的,奥太的也在用,比较流行,呵呵,也没什么太多的毛病。那2只脉冲变压器要选好的,不然会有毛刺产生。由于PWM信号直接由DSP芯片产生,考虑到会有比较复杂的算法,怕难以在一周期完成控制,最后只把逆变频率做到20KH。逆变板把IGBT换成IKW40N120T2,省掉了二极管,同时增加板上电容的容量,还增加了电源电流突变检测,防止IGBT直通。由于不是最终产品,控制板设计只考虑调试方便,最后只做成一块,也只有瑞凌一块板那么大。主要功能有:1.出入、输出全光电隔离2.包括送丝驱动和IGBT驱动3.隔离内外两套电源4.两个调节电位器,分别调节电压和电流5.一个数字脉冲电位器,主要是用来修改众多参数6.其他必要的控制信号7.两个3位数字显示屏
加关注!
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clp2000
LV.3
8
2012-04-24 15:17

由于采用全数字控制方式,硬件设计相对比较简单;软件设计思路是:DSP负责高速A/D、PWM发生、核心控制算法,MCU负责其他一些任务。软件设计开始要打造一个高效、可靠的平台,以后的控制模块可以方便挂上,还可以用数字脉冲电位器修改参数,及显示各种参数的功能,还有各种异常显示和保护功能。为了这个平台,花了不少精力和时间,其实,这平台是基础,相当重要。

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272212100
LV.6
9
2012-04-24 22:54
@clp2000
由于采用全数字控制方式,硬件设计相对比较简单;软件设计思路是:DSP负责高速A/D、PWM发生、核心控制算法,MCU负责其他一些任务。软件设计开始要打造一个高效、可靠的平台,以后的控制模块可以方便挂上,还可以用数字脉冲电位器修改参数,及显示各种参数的功能,还有各种异常显示和保护功能。为了这个平台,花了不少精力和时间,其实,这平台是基础,相当重要。
是不是带程序的啊?
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clp2000
LV.3
10
2012-04-25 16:32
@272212100
是不是带程序的啊?

是的

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2012-04-25 16:47
@clp2000
对于实验平台的选择,还是考虑了不少因素,出于经费和其他因素的干扰,选择单管IGBT和全桥硬开关的主回路。考虑到双脉冲机参数调节的复杂性,主控采用DSP+MCU的方式,以应付各种复杂的情况。选择单管IGBT只是怕炸管太多,所以保护措施也是重点考虑之一。保护措施主要有:1.热保护采用热敏电阻。2.IGBT过流保护。3.高压端过流保护。4.主变正负波形不平衡检测,自动纠正及保护,这是为主回路没有隔直电容而设计的,如果效果不理想,还是考虑加入隔直电容。保护措施由两套电路同时进行,一、是一旦DSP检测到异常信号,发出保护动作;二、是另设计一套硬件电路同时发出保护动作。保护动作时间设计在3uS-5uS之内,这是因为多数IGBT短路时间在10uS之内。最终选择了瑞凌的MIG250作为平台,这样比较省事,但去掉了控制板,逆变板,暂时保留主变和电抗。由于瑞凌送丝电路在低速时输出特性比较软,这次设计中增加了电流正反馈,大大提高了低速输出特性。IGBT驱动套用瑞凌的,奥太的也在用,比较流行,呵呵,也没什么太多的毛病。那2只脉冲变压器要选好的,不然会有毛刺产生。由于PWM信号直接由DSP芯片产生,考虑到会有比较复杂的算法,怕难以在一周期完成控制,最后只把逆变频率做到20KH。逆变板把IGBT换成IKW40N120T2,省掉了二极管,同时增加板上电容的容量,还增加了电源电流突变检测,防止IGBT直通。由于不是最终产品,控制板设计只考虑调试方便,最后只做成一块,也只有瑞凌一块板那么大。主要功能有:1.出入、输出全光电隔离2.包括送丝驱动和IGBT驱动3.隔离内外两套电源4.两个调节电位器,分别调节电压和电流5.一个数字脉冲电位器,主要是用来修改众多参数6.其他必要的控制信号7.两个3位数字显示屏
谢谢分享,好人平安!
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clp2000
LV.3
12
2012-04-25 16:51
硬件设计尽量采用比较成熟的电路,少折腾,改进过的电路尽力在pt99上模拟一下,得出比较合理的参数,但在实际中,还会犯不少错误。这次就采用了瑞凌的送丝驱动,但增加了电流正反馈,还有是IGBT的驱动
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clp2000
LV.3
13
2012-04-26 16:04

以上其实全是YY,谁不会有些思路呢?到了实战阶段,各种问题纷至而来,没有耐力和毅力还真玩不下去。搞研发真不是人搞的,太辛苦,冒险性又大。平时要是没有一定是技术积累,这项目真的不好弄。

线路板的调试和软件系统平台的建立,虽然很繁琐,由于有电脑在线调试功能,这项目不应该会在这里画上句号。

线路板还好,没费多大的周折就通过了。

软件就比较麻烦,首先要达到的目的是:1.显示功能。2.A/D采样。3.脉冲数字电位器输入。4.PWM信号产生。5送丝电压输出。

虽然很麻烦,也很折腾,但到底还是通过了。因为本帖不是讲如何编程,这里就不细述了。

联机调试很头疼,因为会炸管。由于环境的关系及其他一些原因,电脑不能在线调试,只在已建立的软件平台上操作(待续)

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wgegxxe
LV.4
14
2012-04-27 09:10
@clp2000
以上其实全是YY,谁不会有些思路呢?到了实战阶段,各种问题纷至而来,没有耐力和毅力还真玩不下去。搞研发真不是人搞的,太辛苦,冒险性又大。平时要是没有一定是技术积累,这项目真的不好弄。线路板的调试和软件系统平台的建立,虽然很繁琐,由于有电脑在线调试功能,这项目不应该会在这里画上句号。线路板还好,没费多大的周折就通过了。软件就比较麻烦,首先要达到的目的是:1.显示功能。2.A/D采样。3.脉冲数字电位器输入。4.PWM信号产生。5送丝电压输出。虽然很麻烦,也很折腾,但到底还是通过了。因为本帖不是讲如何编程,这里就不细述了。联机调试很头疼,因为会炸管。由于环境的关系及其他一些原因,电脑不能在线调试,只在已建立的软件平台上操作(待续)
坐等更新
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貮寶
LV.7
15
2012-04-28 15:19
@clp2000
以上其实全是YY,谁不会有些思路呢?到了实战阶段,各种问题纷至而来,没有耐力和毅力还真玩不下去。搞研发真不是人搞的,太辛苦,冒险性又大。平时要是没有一定是技术积累,这项目真的不好弄。线路板的调试和软件系统平台的建立,虽然很繁琐,由于有电脑在线调试功能,这项目不应该会在这里画上句号。线路板还好,没费多大的周折就通过了。软件就比较麻烦,首先要达到的目的是:1.显示功能。2.A/D采样。3.脉冲数字电位器输入。4.PWM信号产生。5送丝电压输出。虽然很麻烦,也很折腾,但到底还是通过了。因为本帖不是讲如何编程,这里就不细述了。联机调试很头疼,因为会炸管。由于环境的关系及其他一些原因,电脑不能在线调试,只在已建立的软件平台上操作(待续)

一个人苦苦挣扎!易在低水准重复,浪费宝贵时间,方法上有误吗?

已知;国内有的成熟产品已经走得很远了!参考一下会快一些!

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clp2000
LV.3
16
2012-04-30 09:42

送丝机驱动原来设计想在电机上安装霍尔器件来测转速,但拆了几只电机,没装好,先放弃。其实送丝机驱动最理想的控制是以转速作为控制信号,不知为什么国内很少有人在做。

送丝驱动调试比较容易,电机电压在2点几伏时,调节电流正反馈量,使得电机在增加负载时,转速没有太多下降(用转速测试仪)

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clp2000
LV.3
17
2012-04-30 09:45
@貮寶
一个人苦苦挣扎!易在低水准重复,浪费宝贵时间,方法上有误吗?已知;国内有的成熟产品已经走得很远了!参考一下会快一些!
我们有个用户有台克鲁斯的焊机,主要设计理念来自于它。不知为什么国内做全数字焊机的很少,应该这是个趋势。
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clp2000
LV.3
18
2012-04-30 10:15
在立这项目时,开始想做无飞溅波控的气保焊的,但在如何成功预测液桥何时断裂上遇到困难,分析了很多波形,总是找不到准确预测数据的根据。希望有高手有好的建议。现在看来,脉冲气保焊已经包含普通波控气保焊的一切控制要素,而且还复杂很多。
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貮寶
LV.7
19
2012-04-30 15:57
@clp2000
在立这项目时,开始想做无飞溅波控的气保焊的,但在如何成功预测液桥何时断裂上遇到困难,分析了很多波形,总是找不到准确预测数据的根据。希望有高手有好的建议。现在看来,脉冲气保焊已经包含普通波控气保焊的一切控制要素,而且还复杂很多。
好~无飞溅波控的气保焊,最好买块板试试。
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307544991
LV.6
20
2012-05-02 12:12
@clp2000
在立这项目时,开始想做无飞溅波控的气保焊的,但在如何成功预测液桥何时断裂上遇到困难,分析了很多波形,总是找不到准确预测数据的根据。希望有高手有好的建议。现在看来,脉冲气保焊已经包含普通波控气保焊的一切控制要素,而且还复杂很多。

实现程序控制很容易,动态控制很难,

工艺控制--10个人的组就无戏,

 CO2无飞溅控制---无可能。

   团队很重要,奉献精神更重要,

   知识面重要,实际能力更重要,

  原创重要,骑在巨人肩上更重要。。。

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2012-05-02 16:04
@307544991
实现程序控制很容易,动态控制很难,工艺控制--10个人的组就无戏, CO2无飞溅控制---无可能。  团队很重要,奉献精神更重要,  知识面重要,实际能力更重要, 原创重要,骑在巨人肩上更重要。。。
关于CO2无飞溅控制,可以参考林肯STT工艺,虽说林肯也不能做到完全无飞溅,但已经控制的很好了,全球要说CO2飞溅最小估计也就它了。要想抄他的板子就算了,抄了也没用,没程序呀。
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abian
LV.3
22
2012-05-03 17:05
@clp2000
以上其实全是YY,谁不会有些思路呢?到了实战阶段,各种问题纷至而来,没有耐力和毅力还真玩不下去。搞研发真不是人搞的,太辛苦,冒险性又大。平时要是没有一定是技术积累,这项目真的不好弄。线路板的调试和软件系统平台的建立,虽然很繁琐,由于有电脑在线调试功能,这项目不应该会在这里画上句号。线路板还好,没费多大的周折就通过了。软件就比较麻烦,首先要达到的目的是:1.显示功能。2.A/D采样。3.脉冲数字电位器输入。4.PWM信号产生。5送丝电压输出。虽然很麻烦,也很折腾,但到底还是通过了。因为本帖不是讲如何编程,这里就不细述了。联机调试很头疼,因为会炸管。由于环境的关系及其他一些原因,电脑不能在线调试,只在已建立的软件平台上操作(待续)

兄弟加油!你能做到现在也算是很努力了!要想做好这个机器可不是一时半伙的,是需要长时间积累的,最好是有可以参考的东西,还需要懂工艺的,会编程的!

你说的1.显示功能。2.A/D采样。3.脉冲数字电位器输入。4.PWM信号产生,这些都是很基本的,,其实做这个机器最难得就是:需要有好的送丝控制,配上稳定的过程控制算法!

慢慢搞吧!在枯燥中成长,在一次次突破中实现质的提高!在看到一批批通知倒下后,你能勇敢的站起来!

兄弟加油!

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sanhua0086
LV.4
23
2012-05-03 17:15
@chengzhangelectric
关于CO2无飞溅控制,可以参考林肯STT工艺,虽说林肯也不能做到完全无飞溅,但已经控制的很好了,全球要说CO2飞溅最小估计也就它了。要想抄他的板子就算了,抄了也没用,没程序呀。

怎么是说‘林肯STT的早期的,也

是模式控制。我有片主控板

 

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wgegxxe
LV.4
24
2012-05-04 11:29
@sanhua0086
怎么是说‘林肯STT的早期的,也是模式控制。我有片主控板 

能做到无飞溅吗?低飞溅吧

除了林肯的STT,福尼斯好像有个CMT什么的

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clp2000
LV.3
25
2012-05-05 15:06
@307544991
实现程序控制很容易,动态控制很难,工艺控制--10个人的组就无戏, CO2无飞溅控制---无可能。  团队很重要,奉献精神更重要,  知识面重要,实际能力更重要, 原创重要,骑在巨人肩上更重要。。。

我看过松下和克鲁斯的技术,他们主要控制方式是在液桥断裂之前迅速减少电流,液桥断裂之后再升高电流,但不能早太多。也分析过他们的波形,就是不清楚他们的控制点如何测定。我认为CO2低飞溅的控制理论只有一种,但控制方式可能各有不同

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clp2000
LV.3
26
2012-05-05 15:19
IGBT的驱动采用市场流行的脉冲变压器驱动,用双踪示波器观察,会发现一个IGBT直通的可能,如果脉冲变压器上升沿过冲过大的话。所以驱动波形上升沿比下降沿慢得多。如果脉冲输出的那只103电容失效的话,那炸管子的概率会很大
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clp2000
LV.3
27
2012-05-05 15:38
小负载(100A,20V)输出还算正常,认真测各个波形,都比较正常,1个小时的老化,管子不烫。当负载加到200A,23V时,时常出现IGBT过流报警和不平衡报警,当时头脑发热,关了报警,继续老化,不到2分钟就炸管子了。此刻顿时冷静下来,开始分析原因。(待续)
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貮寶
LV.7
28
2012-05-05 16:07
@clp2000
小负载(100A,20V)输出还算正常,认真测各个波形,都比较正常,1个小时的老化,管子不烫。当负载加到200A,23V时,时常出现IGBT过流报警和不平衡报警,当时头脑发热,关了报警,继续老化,不到2分钟就炸管子了。此刻顿时冷静下来,开始分析原因。(待续)
主回路不稳定、试双脉冲波控、就没有意思了!
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13722230100
LV.6
29
2012-05-07 18:07
@貮寶
主回路不稳定、试双脉冲波控、就没有意思了!

主回路稳定,电弧又好,那么双脉冲就也没必要了是吧

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焊机oem
LV.5
30
2012-05-07 19:41
@307544991
实现程序控制很容易,动态控制很难,工艺控制--10个人的组就无戏, CO2无飞溅控制---无可能。  团队很重要,奉献精神更重要,  知识面重要,实际能力更重要, 原创重要,骑在巨人肩上更重要。。。
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13722230100
LV.6
31
2012-05-07 21:45
@307544991
实现程序控制很容易,动态控制很难,工艺控制--10个人的组就无戏, CO2无飞溅控制---无可能。  团队很重要,奉献精神更重要,  知识面重要,实际能力更重要, 原创重要,骑在巨人肩上更重要。。。

工艺控制--10个人

     人多点就好,虽然没做好,就谁也不怪谁,谁也没没责任;人少了,谁若是做得好,就太抢面子了;若做不好,就显得老大,功率不足;团队有用,就是可以遮人耳目,奉献精神,就是,若谁能搞好,千万别一下子搞好,先把办法交出来,再由我来指导,让别人去搞,搞不好我再来骂你,.....如果真能搞好了,你就,赶紧夹包走路,这才是,,,,,,,,,,,,团队精神..

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