现代焊接设备综合测试系统

论文摘要

现代焊接设备指的是应用越来越广泛的逆变式焊机,焊机电源专用检测设备是认识弧焊电源性能的必需工具。基于对日益涌现的新型弧焊电源性能的认识与快速精确测试的需要,本论文在弧焊电源电参数检测方面进行了研究,并研制开发了一套交、直流弧焊电源测试系统,在此平台上对不同类型的弧焊电源做了电参数测量和分析的实验工作。论文研制开发的多功能弧焊电源测试系统以虚拟仪器为技术平台,系统整合了包括电子技术、计算机技术、传感和检测技术、数字技术和虚拟仪器技术等在内的现代信息技术。使用霍尔传感器采集到焊机的电压电流信号,经过了信号调理之后,通过数据采集卡,工业控制计算机最终测试到了焊机的电参数。开发了功能完备的测试软件,来分析和处理原始数据,并以图形和文本的形式呈现出来。系统不仅具有测量外特性、动特性、静态参数等传统电焊机测试台所有的功能,同时又具有波形显示、自动调节负载、全自动测试与信息管理等特点;并具有焊机动特性的评测、输入端的电压电流谐波等参数分析功能。针对CO2电弧焊电源的动特性评测的需要,综合国内目前动特性测试技术的研究现状,使用了统计方法研究了焊机的动特性和统计参数以及焊接质量的关系。通过大量的焊接实验表明,使用统计方法可以定性的分析焊接过程的稳定性,但是并不能准确地评定CO2电弧焊电源的动特性,在焊接分析技术领域,尚缺乏统一的标准和有效的手段,需要对CO2电弧焊电源的动特性的评定方法进行深入研究,寻找能准确评定CO2电弧焊电源动特性的新方法与指标。谐波是电力电子设备的重要特征,也是一大危害。由于逆变焊机电源的主电路经过多次整流逆变,谐波问题较为严重。基于对焊机电源谐波特性认识的需要,本论文开发了谐波分析模块。该模块基于快速傅立叶变换,将输入电压电流信号在频域内展开,从而得到各次谐波的幅值,以及功率因数、波形畸变率等。并对各型焊机进行了实际测试,深入了解了焊机的谐波特性。本课题所研制的焊机测试系统,对交、直流弧焊电源进行了大量实验分析,表明完全能够符合目前焊机生产线对焊机测试自动化的要求,系统的稳定性和实用性得到了验证。同时对焊机动特性和谐波特性做了大量研究和实验,深化了对弧焊电源动特性和弧焊电源性能的认识,在理论和实际应用两个方面都具有重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 弧焊电源
• 1.3 弧焊电源检测技术的研究现状
• 1.3.1 弧焊电源手动测试设备
• 1.3.2 弧焊电源自动检测设备
• 1.4 本课题研究的内容和意义
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 测试系统的设计与实现
• 2.1 测试系统的功能要求和性能指标
• 2.1.1 功能要求
• 2.1.2 技术指标
• 2.2 硬件设计
• 2.2.1 操作台
• 2.2.2 控制柜
• 2.2.3 负载箱
• 2.3 软件设计
• 2.3.1 开发工具
• 2.3.2 软件总体结构
• 2.3.3 软件详细设计
• 第三章 测试系统在焊机出厂检验中的应用
• 3.1 出厂检验
• 3.1.1 软件界面
• 3.1.2 任务创建
• 3.1.3 常规检测
• 3.1.4 动特性测试
• 3.2 数据分析
• 3.2.1 电参数测试
• 3.2.2 谐波分析
• 3.3 数据库管理
• 3.3.1 测试任务管理
• 3.3.2 系统配置
• 3.4 本章小结
• 第四章 弧焊电源的动特性与电参数
• 4.1 焊接动态过程参数分析的方法
• 4.1.1 统计分析法
• 4.1.2 子波分析法
• 4.1.3 间接测试法
• 4.2 统计过程控制原理
• 4.2.1 控制图的原理
• 4.2.2 控制图的分类
• 4.2.3 控制图的表达式
• 4.3 实验分析
• 4.3.1 实验条件
• 4.3.2 实验结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 弧焊电源的谐波测量与电能质量
• 5.1 概述
• 5.1.1 谐波的分类
• 5.1.2 谐波的危害
• 5.1.3 国内外对电网质量的研究
• 5.2 弧焊电源的谐波测量
• 5.2.1 谐波的傅立叶分析
• 5.2.2 弧焊电源能耗参数分析
• 5.3 实验分析
• 5.3.1 理论分析
• 5.3.2 实验条件
• 5.3.3 实验结果
• 5.3.4 谐波治理的建议
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表