一种发电电焊机数字励磁控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种发电电焊机数字励磁控制系统，其特征在于：包括依次连接的采样处理模块、主控模块和功率控制模块；所述采样处理模块设有ADC0809芯片与主控模块内所设的AT89C51单片机相连；所述功率控制模块内设有IGBT开关管。本发明专利技术采用价格低廉的数字控制元器件，实现了发电电焊机数字励磁精确控制，继而精确控制输出电压和电焊电流的自动调节，节省了能源且该发明专利技术结构简单，成本低，体积小，可靠性强，反应速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种发电电焊机数字励磁控制系统
本专利技术涉及自动化控制领域，具体的说是一种发电电焊机数字励磁控制系统。
技术介绍
发电电焊机是一种以汽油机或柴油机为动力旋转发电，通过整流模块提供电焊用直流电。又叫发电电焊两用机，可以作为发电机用，同时也可以作为一个电焊机用。发电电焊机具有重量轻、体积小、移动方便、生产功率较大、可以长时间连续工作等特点。目前，发电电焊机已在工业领域得到了广泛的应用。 目前，市场上发电电焊机技术难点主要在于如何精准的控制对电焊电流进行调节。虽然，业内已提出多种解决方案，但均存在材料成本高、体积大、能量利用率低下、可靠性差等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种成本低，体积小，能量利用率高的能精确控制的发电电焊机数字励磁控制系统。 为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为一种小功率同步发电机数控励磁系统，包括依次连接的采样处理模块、主控模块和功率控制模块；所述采样处理模块设有ADC0809芯片与主控模块内所设的AT89C51单片机相连；所述功率控制模块内设有IGBT开关管。 本专利技术采用采样处理模块的ADC0809芯片的A/D转换功能、主控模块的AT89C51单片机的PWM控制功能及功率控制模块的IGBT电流控制功能，完成本专利技术的精确控制功能。系统的主控模块采用AT89C51单片机，对采样处理模块的ADC0809电压反馈数据转换传输控制，并将转换完成的数字反馈信号与系统给定值进行比较，通过PWM脉宽调制方式控制功率模块的IGBT开关管，实现励磁电流的自动调节。 作为优选，所述ADC0809芯片还设有电压采样接口和电流采样接口。 作为优选，所述功率控制模块还设有推挽电路；本专利技术采用推挽电路实现对开关管IGBT的PWM方式控制。 有益效果:与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:本专利技术采用价格低廉的数字控制元器件，实现了发电电焊机数字励磁精确控制，继而精确控制输出电压和电焊电流的自动调节，节省了能源且该专利技术结构简单，成本低，体积小，可靠性强，反应速度快。 【附图说明】 图1为本专利技术的原理示意图； 图2为本专利技术的电路结构示意图； 图3为本专利技术主控制器的算法示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。 如图1、图2和图3所示，一种小功率同步发电机数控励磁系统，包括依次连接的采样处理模块1、主控模块2和功率控制模块3 ;采样处理模块I设有ADC0809芯片与主控模块2内所设的AT89C51单片机相连；功率控制模块3内设有IGBT开关管。其中，ADC0809芯片还设有电压采样接口和电流采样接口。其中，功率控制模块3还设有推挽电路。 采用上述技术方案，采用采样处理模块的ADC0809芯片的A/D转换功能、主控模块的AT89C51单片机的PWM控制功能及功率控制模块的IGBT电流控制功能，完成本专利技术的精确控制功能。系统的主控模块采用AT89C51单片机，对采样处理模块的ADC0809电压反馈数据转换传输控制，并将转换完成的数字反馈信号与系统给定值进行比较，通过PWM脉宽调制方式控制功率模块的IGBT开关管，实现励磁电流的自动调节。 采样处理模块:本专利技术的采样处理模块使用ADC0809芯片将发电机输出端反馈的电压采样和电流采样转换为数字信号。为实现对采样处理模块的控制。采用单片机AT89C51对ADC0809芯片模拟通道的选择和数据的传送进行控制， AT89C51与ADC0809连接电路如图2中所示。 AT89C51通过ALE为ADC0809的CLK提供时钟脉冲。 ADC0809的START为转换启动信号，高电平有效。ALE是3位通道选择地址ADDC、ADDB、ADDA信号的锁存信号。AT89C51通过WR与P2.0管脚联合控制ADC0809的START电平状态和ALE锁存信号。当发电机采集的电压模拟信号送至ADC0809的IN0-1N7输入端，由ALE锁存地址信号输入端，ADC0809进行模数转换。 EOC是ADC0809的转换情况状态信号，当数模转换约100 μ s后，EOC产生一个负脉冲，终止转换，AT89C51的INTl检测到ADC0809的EOC状态。在EOC的上升沿后，AT89C51通过确认P2.0状态后，利用RD将ADC0809的OE引脚置为高电平。此时，ADC0809把转换好的8位数据结果通过D0-D7输出至AT89C5的PO。 至此ADC0809的完成一次转换并将数据传送至AT89C51的过程。 主控模块:本专利技术的主控模块采用AT89C51定时器配合软件的方法生成PWM信号。通过PWM脉宽调制方式控制功率模块。如图2中所示，AT89C51的Pl.0管脚通过连接高速光耦合器件6N137将PWM信号传送给功率控制模块。 AT89C51单片机程序算法如图3所示。主要程序实现功能如下: (I)初始化:控制器通电后，执行初始化操作，主控模块按照工作时序对各模块发出初始化指令； (2)中断1-采样控制:主控模块控制采样处理模块，对输出端电压采样进行数模转换，并将转换结果输送至主控模块； (3)中断2-电压值比较:主控模块对由采样处理模块传输过来的反馈电压数字信号与主控模块内部存储的给定电压值进行比较，并计算调整量； (4)中断3-调节控制:主控模块按照调整量，以脉宽调制方式改变PWM信号占空比； (5) PWM输出:主控模块通过光耦合器件，将调整过的PWM信号输出至功率控制模块。 功率控制模块:本专利技术的功率控制模块基于传统的推挽电路实现对开关管IGBT的PWM方式控制。模块所需的PWM信号由主控模块提供，如图2中所示。 推挽电路由两不同极性的晶体管连接而成，以推挽方式存在于电路中，负责正负半周的波形放大任务。电路的输出阻抗低，PWM驱动波形陡峭。电路工作时，两只对称的功率晶体管按照输入的PWM信号周期分别导通，且每次只有一个导通，损耗小、效率高。 该功率控制模块中的开关管采用IGBT管，而不采用MOSFET开关管的主要原因是，发电电焊机在电焊工作过程，需要较低的饱和压降。IGBT是由BJT双极型三极管和MOS绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。因此，IGBT用于本专利技术中性能更优。流经IGBT的副绕组电流，经过PWM信号的调节控制后，作为提供给发电机转子的励磁电流输出，实现了控制器对转子电流的控制。控制器通过对输入转子的励磁电流调节，改变转子磁极磁场强度，继而控制发电电焊机的输出电压和电焊电流。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小功率同步发电机数控励磁系统,其特征在于：包括依次连接的采样处理模块（1）、主控模块（2）和功率控制模块（3）；所述采样处理模块（1）设有ADC0809芯片与主控模块（2）内所设的AT89C51单片机相连；所述功率控制模块（3）内设有IGBT开关管。

【技术特征摘要】
1.一种小功率同步发电机数控励磁系统，其特征在于:包括依次连接的采样处理模块(I)、主控模块(2)和功率控制模块(3);所述采样处理模块(I)设有ADC0809芯片与主控模块(2)内所设的AT89C51单片机相连；所述功率控制模块(3)内设有I...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉鑫，
申请(专利权)人：高邮市科特电机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32