大功率等離子切割機關鍵技術研究與設計.pdf

1、等離子切割作為一種高效率、低成本的切割方式，在切割市場內占有重要地位，其需求量逐年增加?，F階段國產等離子切割機以中小功率為主，而面向高端客戶群具有競爭力的精細大功率等離子切割機的國產品牌不多，并且切割質量和效率難以保證。本文以此為背景，對大功率等離子切割機的關鍵技術進行深入研究，完成了大功率等離子切割機的研制，并通過實驗分析驗證了穩定性。本文的主要工作如下:
　　1.針對切割載體為直流等離子電弧的特點，建立雙通道等離子電弧模型，結

2、合實際情況進行仿真分析。依據直流電弧靜態伏安特性曲線和電弧理論分析了大功率等離子切割機的核心工作過程，得到系統的關鍵參數及基本特性，為后續研發提供理論支撐。
　　2.區別于傳統系統的拓撲結構，本文基于工作過程的分析以及大功率的需求，針對等離子切割機關鍵部分，即引弧系統和功率回路進行深入研究與設計，并進行驗證:一是從理論層面對這兩部分的控制拓撲進行建模仿真，以驗證系統對電弧電流和電壓控制的穩定性;二是從工程實踐上對關鍵部分進行實驗，

3、以驗證所設計系統的合理性和有效性。設計方案實現了較高的引弧成功率、較小的易損件損耗以及穩定的大電流輸出。
　　3.基于本文設計的系統拓撲及工作過程的分析，采用數字信號處理(DSP)芯片，設計了核心控制程序，給出合理的控制時序及控制策略。針對電流調節響應不及時和易損件損耗大等問題，采用數字濾波算法以及通過限幅器引入積分外反饋的PI控制算法，實現了較快的響應速度及穩定的電流輸出，使大功率等離子切割機更加可靠高效。
　　4.依據上