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本文对超声塑焊机电源频率自动跟踪控制系统进行了研究。众所周知,超声焊接过程时间短,负载变动情况复杂。负载变化以及发热、老化、磨损、疲劳等原因使得超声换能器谐振频率发生漂移,如果焊接机电源频率与超声换能器谐振频率不匹配时就会产生效率下降,焊接效果差的结果。目前国内绝大多数超声塑焊机都没有谐振频率自动跟踪控制装置,塑焊效率和效果受到很大影响,所以近年来超声塑焊机谐振频率的自动跟踪成为超声塑焊机技术的研究热点。
通过实验证明,超声换能器谐振频率漂移时,谐振频率与焊接机电源频率的差值和通过超声换能器的电压与电流的相位差呈正比关系。这个相频特性反映了焊接机电源频率与超声换能器频率失配情况,可以用来判定焊接机电源频率跟踪的实现。
本文首先对超声换能器检相电路进行设计和验证,测试出通过超声换能器的电压和电流相位差数量值和超前/滞后参数,然后通过DSP事件管理器模块采样,作为模糊控制算法的输入变量,经过模糊控制器输出PWM去控制铁芯线圈初级电压,利用电磁感应原理改变它的电感值来控制焊接机电源频率使它迅速逼近超声换能器的谐振频率,达到谐振频率自动跟踪的目的。
通过对基于DSP的检相法和模糊控制算法实现频率自动跟踪的研究,证明了这种方法具有运算速度快,实时性高的优点。这也是对超声焊接机电源频率自动跟踪控制方法进行的一次有益的探讨。