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逆变式空气等离子切割电源以使用方便、投资少、效率高等众多优点,已被广泛应用于制造业,而数字化控制以其灵活性和智能性成为切割电源的必然发展趋势。 针对传统切割电源中采用高频引弧会造成强烈的电磁干扰,会对电源本身及周边设备产生影响,甚至对操作人员产生危害。本文研究了一种非高频引弧技术,通过对该引弧技术及弧转移过程的分析,提出了等离子切割电源控制系统的控制难点,并设计了一种复合型PID控制,通过MATLAB对其控制原理进行建模仿真,验证了该控制方法的可实现性及优越性。 为实现等离子切割技术的多应用场合,本文在实现传统切割模式的基础上,研究了网格切割技术、等离子气刨技术,并对其控制做了详细的分析与设计。 为了验证本文研究的控制方法,采用TI公司的TMS320F2808作为数字控制器的主控芯片,在充分利用该芯片资源的基础上结合等离子切割工艺需求,实现了数字控制器的硬件及软件设计。 最后,成功搭建了一台16kW的等离子切割电源,电源切割电流30A~100A可调,在该电源上调试验证本文所设计的控制系统,并进行实际切割,结果表明该数字控制系统可实现高引弧成功率,并能成功解决引弧及弧转移过程中电弧电流突变的问题,以及实现多种切割工作模式。