新型电容储能螺柱焊机的研制

发布时间：2022-07-03 12:35

　　随着工业技术的快速发展,对于将金属螺柱或类似紧固件连接到板件或管件的加工工艺提出了新的要求,于是产生了一种新型焊接方法,电弧法螺柱焊。其中,电弧螺柱焊主要应用于中厚板的螺柱焊接,而对于薄板焊接,电容储能螺柱焊更具有优势。电容储能螺柱焊通过释放储存在电容器组中的能量完成螺柱焊接过程,具有焊接时间短（0.8~3ms）、热影响区小、生产效率高等特点,适用于将直径2~10mm的螺柱或柱状金属焊接到0.6~3mm的薄板上。传统的电容储能螺柱焊机体积大、质量大、控制精度不高,为了解决以上问题,设计了一种新型电容储能螺柱焊机。本文首先从机械结构和电路结构两方面对电容储能螺柱焊机进行了设计。机械结构主要包括焊机整体和焊枪结构设计,电路结构包括功率变换电路、控制电路和驱动电路。在功率变换电路设计时,选择RCD钳位的单端正激电路作为功率变换电路拓扑,设计和选择了主变压器形状、尺寸以及原副边绕组的匝数、线径。根据功率变换电路的功能需求,选择IGBT作为功率开关管,设计选择了输入输出整流滤波模块,并根据储能需求选择了大容量电容器组。控制电路主要用于实现对电容充放电的控制以及保证焊机的正常工作。为了保证控制电路... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 电弧法螺柱焊分类
        1.2.1 电弧螺柱焊
        1.2.2 电容储能螺柱焊
        1.2.3 短周期螺柱焊
    1.3 电容储能螺柱焊发展现状及趋势
        1.3.1 电力半导体器件的发展
        1.3.2 微控制器(单片机)的广泛应用
        1.3.3 电容储能螺柱焊
    1.4 本文研究的主要内容
第2章 整体结构及功率变换电路设计
    2.1 整体方案设计
    2.2 充电电路设计
        2.2.1 RC充电电路
        2.2.2 恒流充电
    2.3 功率变换电路设计
        2.3.1 功率变换电路拓扑的选择
        2.3.2 功率变换电路设计
        2.3.3 变压器设计
        2.3.4 功率开关管的选择
        2.3.5 输入整流滤波电路设计
        2.3.6 输出整流滤波电路设计
    2.4 电容器组设计
    2.5 本章小结
第3章 控制系统硬件电路设计
    3.1 控制系统结构和工作原理
    3.2 单片机芯片的选择
        3.2.1 PIC16F1782 介绍
        3.2.2 PIC16F1782 引脚
        3.2.3 单片机最小系统
    3.3 控制系统硬件设计
        3.3.1 供电电路设计
        3.3.2 电压检测电路设计
        3.3.3 接触检测电路设计
        3.3.4 焊枪控制电路设计
        3.3.5 电容泄放电路设计
        3.3.6 恒流输出控制电路设计
        3.3.7 保护电路设计
        3.3.8 参数显示电路设计
    3.4 本章小结
第4章 控制系统软件设计
    4.1 主程序设计
    4.2 子程序设计
        4.2.1 充电控制子程序
        4.2.2 放电控制子程序
        4.2.3 参数调节和显示子程序
    4.3 软件抗干扰设计
    4.4 本章小结
第5章 工艺试验
    5.1 电容焊接过程测试
    5.2 焊接参数试验
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]高频逆变螺柱焊机系统设计与实现[J]. 彭伟,王景川,黄永志,李国波,赵洪丹.  化工自动化及仪表. 2017(05)
[2]短周期螺柱焊在线分析系统[J]. 包晔峰,廖海龙,张金辉,张景璋,杨可,蒋永锋.  电焊机. 2017(01)
[3]功率半导体器件在电网中的应用及发展展望[J]. 邱宇峰.  高科技与产业化. 2017(01)
[4]电力半导体功率模块芯片焊接质量可靠性研究[J]. 项罗毅,颜廷刚,陈晨.  装备制造技术. 2017(01)
[5]单片机发展历程与单片机技术之研究[J]. 农桂泽.  电子技术与软件工程. 2016(14)
[6]恒功率输入恒流输出的电容器充电电源[J]. 李伟,刘庆想,张政权.  强激光与粒子束. 2016(07)
[7]单片机技术的发展及应用研究[J]. 高春旺,张钧赫,赵晗.  通讯世界. 2016(02)
[8]基于PIC16单片机的正弦调光电路[J]. 戚伟,邱旭伟,刘劲松,庞文尧,肖铎.  电子技术应用. 2014(10)
[9]IGBT原理及应用[J]. 欧阳志红.  科技信息. 2012(33)
[10]电力电子技术在电力系统中的应用及发展[J]. 万鑫.  电子世界. 2012(03)

硕士论文
[1]IGBT驱动器的设计与实现[D]. 刘春玉.武汉理工大学 2013
[2]基于高性能非晶带材和磁芯封装的研究[D]. 夏小鸽.南昌大学 2007
[3]中厚高强钢与螺柱焊接方法试验研究[D]. 赵红卫.南京理工大学 2007



本文编号：3654855