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B、模拟控制的压-频转换
A所介绍的原理，要用数字技术实现。但是从当前发表的多篇文献内容看，还未见有人把这一计算方法付诸实施。相反，许多人对模拟控制仍有较大兴趣，而且认为有快速稳定的效果。
现根据几篇文献介绍的意向（无人作具体的介绍），按照个人的理解，设计了一个模拟控制的压-频转换电路，完成电弧电压负反馈调节作用，以此能建立压-频转换控制的基本概念。现加以介绍：
脉冲MIG焊电弧电压反馈控制（压-频转换）系统电路图原理如图4-6所示：
图4-6、4-7所示电路图和波形图是建立在图4-8所示线性积分电路原理的基础上的。图4-8中A为运放，R、C为积分参数，Uin为输入直流电压，UC为积分电压，电路的基本表达式为：
由4-1式看出：若 为常数， 与 大小成比例，但方向相反；若 为常数， 与 成正比。前一种关系可用于脉冲电流时弧压的检测情况，由于 是常数，图4-6中，积分器的输出电压 （相当于式4-1中的 ），与输入电压（Ua-VREF）（相当于式4-1中的 ）（VREF：积分器的参考电压，代表平均弧压的给定值）成正比，而变化方向相反；后一种关系可用于基值电流期间的弧压检测情况，基值电流期间，维弧电压一定，图4-6积分器的输入电压（VREF- Ua）为常数，基值电流时间Tb就和Uc升成正比。由于UH是比较器B1的门限，积分器的高电平，UH就是每一周期中积分器输出电压的起点和终点，因而该电路保证了 。这个关系式不变，输出变量只有Tb。在图4-6和4-7中，Ua为焊机输出电压，代表弧长。运放A2、A3、A4、A5组成了积分器，输出高电平为UH、低电平为UL，这是一个钳位积分电路， 的下降速度由积分常数R3C4和（Ua-VREF）值决定。R3C4应配置在最宽脉冲期间，使 到达最低点UL。 的上升速度由PR1、C4和（Ua-VREF）来决定，PR1可对最长基值时间Tb（max）进行预置调整。 的电平由比较器B1与UH比较后，经微分电容C5产生一个负脉冲，去触发电流脉冲发生器N1的2头，N1的3头，立即输出高电平，3头高电平的宽度就是脉冲峰值时间Tp，由PR5、C6调整，一但调好后，就是一个固定宽度。这时N1的3头高电平，就是电流IP的给定值电压，IP的大小，由PR7调整。经过TP时间后，N1的3头成为低电平，基值Ib的给定电压，由运放A6提供，Ib的大小，由PR8调整。IP的上升沿和下降沿由R23和C8调整。在焊机为空载时，Ua为空载电压。此时焊机电流I为零，B2输出为低电平，通过VD5、VD6，使积分器输入变低，UC处于高电平UH，N1的2头处于低电平，3头为高，系统处在脉冲电流状态。高频引弧以后，焊机以脉冲峰值电流起弧，当产生IP值后，B2输出高电平，使系统处于压-频转换闭环控制状态。
参照图4-7波形图看出，若弧长加长，Ua升高， 下降速度加快，在TP时间内， 降低的幅度增大；转入Tb后， 就从较低电平上升，到达UH的时间加长、Tb加大、脉冲距离拉远、平均电流下降、焊丝熔化速度减慢。在等速送丝下，弧长向短的方向恢复。若弧长变短，Ua降低， 下降较慢，转为基流时， 从较高的电平起始，因而到达UH的时间变短，即Tb变短，下一个脉冲电流较早来临，使平均电流增大，熔化速度加快，弧长又向长的方向恢复。以上两种情况的弧长调整都在本脉冲周期内实现，因而是一种响应速度最快的稳弧方式。
该系统并没有把弧长变化信号进行放大，而是把它转化为积分器电压斜率的变化，调整精度，主要取决于比较器分辨程度，和我公司本脉冲焊机的反馈控制原理相类似。 |
