高效节能逆变电焊机产品生产技术发展趋势分析(可行性报告模板)

第一节 产品生产技术发展现状

逆变电源现在所用的开关元件有SCR(晶闸管)、GTR(晶体管)、MOSFET(场效应管)及IGBT(兼有GTR和MOSFET优点的一种电子元件)。IGBT有取代其他几种开关元件之势，IGBT逆变焊机是当今世界焊机技术的重大进步，发展的新潮流。

第二节 产品生产工艺特点或流程

数字化逆变弧焊电源的控制系统原理框图

图中全数字化焊机可以分为功率和控制两部分。功率部分，三相380V交流电经过整流和电容滤波得到540V的直流电，经过全桥逆变电路、主变压器和付边整流桥、输出滤波电感，最后输出所需要的电流、电压。控制部分以DSP和单片机构成的双机系统为核心，控制中电流和电压经过采样、A/D转换，由DSP读取反馈值。电流、电压的给定值则由控制面板输入，经过单片机C167CR传送给DSP（ADSP-2181）。DSP则根据电流、电压的给定与反馈量进行运算，得到相应的IGBT导通时间，产生PWM脉冲序列。

DSP芯片为ADI的ADSP-2181，工作中其控制程序由IDMA口进行加载，加载的程序分别存储于其片上的程序存储器和数据存储器内，程序加载由高地址空间向低地址空间进行，最后完成0x0000H的加载。当程序加载完成后，程序由0x0000H开始顺序执行。程序的加载由单片机C167CR控制进行。因此，在C167CR与ADSP-2181构成的双机系统中，C167CR是主控芯片（HostMicro-controller）。

控制面板和送丝机由各自的单片机单独控制，控制面板中的单片机为ATMEL的AT29C2051，这是一种20引脚的8位单片机，片上有2Kbytes的Flash。控制面板的数显和按键管理由2片ICM7218A完成。送丝机控制则采用MCS80196KC。面板的主控制芯片AT29C2051、送丝机的MCS80196KC和主控制板的C167CR单片机之间通过RS485接口电路组成的局部串行控制总线进行通讯。工作中面板向C167CR发送焊接参数的给定值、焊接工艺种类、点动送丝信号、试气信号等，而C167CR则把DSP读取的电流、电压反馈值以及焊接中的过流、过热、欠压等信号传送到面板进行显示。送丝机控制芯片MCS-80C196KC与C167CR的通讯主要进行的是C167CR向MCS80196KC发送指令，如送丝速度、送丝、停止等等。送丝机与面板之间不直接进行通讯。从焊机的总体管理的角度来看，C167CR是核心芯片。

该解决方案中，单片机C167CR可以通过RS232接口与PC机建立串行通讯。C167CR的串行通讯有2个作用，一个是焊接工艺的网络化管理与控制，另一个作用就是进行控制程序的在线升级，其实质是利用C167CR的串行程序加载（bootloader）功能进行控制程序的在线Flash编程。

第三节 国内外生产技术发展趋势 分析

逆变电源总的发展趋向是向着大容量、轻量化、高效率、模块化、智能化发展并以提高可靠性、性能及拓宽用途为核心，愈来愈广泛应用于各种弧焊方法、电阻焊、切割等工艺中。高效和高功率密度（小型化）是国际弧焊逆变器追求的主要目标自之一。高频化和降低主要器件的功耗是实现这一目标的主要技术途径。

弧焊逆变技术正朝以下方向发展：

1、沿20kHz的技术路线开发研制50kHz，100kHz级的弧焊逆变器。

2、探讨旨在降低电力电子器件开关功耗，提高开关频率的零电压，零电流开关（软开关）技术，其中包括电路拓扑结构和工程实现。

3、研制和生产大容量的逆变式焊机。

4、研制和生产智能控制的逆变式焊机。

5、 研究 功率因数校正和减少电网谐振干扰。