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交流发电、逆变弧焊两用机的建模及仿真研究

盖志武  
【摘要】:交流发电、逆变弧焊两用机是由内燃机驱动的具备自行发电功能的弧焊机,是集发电、供电和用电为一体的独立的动力系统。本文概述了该类弧焊机及其相关研究领域的发展,给出了该类弧焊机的设计方案,建立了整个发电电焊机系统的模型,进行了优化设计和仿真研究。本文还对半桥式逆变电源及其对配电网的谐波污染进行了建模和仿真研究。 建立了柴油发电机驱动的逆变弧焊机及其转速控制、励磁调节和焊接电压控制的数学模型;建立了PID、模糊及模糊—PID复合控制时系统数学模型,给出了遗传算法和非线性系统控制设计模块优化各类控制系统的计算方法。建立了系统仿真模型,仿真研究和分析了焊接过程中系统的动态特性,电弧变化对系统的影响。建立了半桥式逆变电源及与其连接的配电网的完整的非线性的Matlab仿真模型,仿真试验分析了弧焊逆变电源工作过程及其动态特性,接于配电网的邻近用户的电压、电流及其THD(总谐波歧变率),弧焊逆变电源输入电压、电流的THD及频谱分析。给出了逆变电源焊接时熔滴短路过渡情况下典型电量动态过程的图形化表示。仿真实验结果与实际情况相符,本文建立的模型是柴油发电机供电系统、逆变弧焊机、配电网—逆变电源系统计算机辅助设计和分析的有效工具。


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