1.1 焊接材料與結(jié)構(gòu)
用來測量飛機油量的等數(shù)值的膜盒如圖1所示。
600)this.style.width='600px';" border="0" /> 其結(jié)構(gòu)分為上、下兩部分,為0.1~0.3mm的鈹青銅沖壓件。在生產(chǎn)中用電阻縫焊的方法將兩部分焊接在一起,焊縫要求密封。
由于鈹青銅膜盒具有良好的導電、導熱性,且厚度較薄,熱時間常數(shù)很小。因此,一般采用小功率的電容儲能縫焊來焊接。然而,電容儲能縫焊的電流上升速率很快,焊接過程對規(guī)范 參數(shù)的變化很敏感。因此,當網(wǎng)絡電壓發(fā)生變化時,膜盒的焊接質(zhì)量就會受到很大的影響。
為此,專門研制了電容儲能縫焊機的單片機恒壓控制系統(tǒng),以從根本上解決網(wǎng)壓被動對膜盒焊接質(zhì)量的影響,并進一步提高焊接過程的控制精度。
1.2 控制原理與方法
抑制網(wǎng)壓波動從根本上講就是在網(wǎng)壓發(fā)生波動時,維持電容充電電壓的恒定。
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圖2是電容儲能縫焊機主電路原理圖。圖中380V的交流電壓經(jīng)由變壓器T1升壓到400V,在網(wǎng)壓的正半周,經(jīng)由可控硅V1整流后給電容C充電。充電電壓的峰值可通過調(diào)節(jié)V1的控制角α1實現(xiàn)。在網(wǎng)壓的負半周,可控硅V2觸發(fā),電容C經(jīng)由變壓器T2快速放電,實現(xiàn)縫焊過程。圖3是電容充放電與網(wǎng)絡電壓的對應關系。600)this.style.width='600px';" border="0" />可以看出,焊接電流的脈沖頻率{zg}為50Hz。改變兩次充放電的時間間隔即改變焊接電流的脈沖頻率。
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圖4給出了充電回路的等效電路圖。很明顯,充電電壓ucmax與電源峰值電壓um、V1的觸發(fā)角α1、以及電容C有關。因此,當電容C選定后,在網(wǎng)壓um波動時,可以通過調(diào)節(jié)觸發(fā)角α1實現(xiàn)充電電壓uumax的恒定。下面對電路進行分析。
電源電壓可由下式給出,
u=umsin(ωt+α) (1)
式中,α即V1的觸發(fā)角α1。
于是可求得電容C上的充電壓值
式中,
由上式可見,控制角α與充電電壓Uc之間是一個十分復雜的非線關系。直接通過改變控制角α來控制和修正充電壓峰值Ucmax,在實際操作上是十分不便的。下面對式(2)進行分析。
為了求得極值Ucmax,需要對式(2)進行微分,并令,得
ωcos(ωt+φ-90°)
(3)
將設定的R和C值代入式(3),用賦值法可求出α=f(t)的函數(shù)值。由于分析的是Uc的{dy}半周的變化過程,因此,只選擇α=f(t)關系中的0~180°的初相角進行相關計算。 將式(3)求出的α、t數(shù)組,以及給定的R、C值代入式(2)中,可以得出在不同的um下的α與充電電壓峰值ucmax的對應關系。然后將這一關系制成數(shù)表存入計算機,以備調(diào)用。
在進行實時控制時,先將設定的Ucmax和C值讀入內(nèi)存,然后再采樣Um。根據(jù)Ucmax、C、及Um值,查表α=f(Ucmax,Um,C),即可求出α。由于查表控制過程十分迅速,故不會產(chǎn)生時序問題。
控制系統(tǒng)采用8MHz的8位單片機。在網(wǎng)壓波動±15%時,即T1次級電壓的變化范圍為324~436V時,{zd0}控制誤差小于1.5%。滿足了膜盒的生產(chǎn)要求,并使產(chǎn)品的焊接合格率由原來的60%提高到90%以上,經(jīng)濟效益十分明顯。此文章由提供,轉(zhuǎn)載以鏈接形式注明!