等離子切割電源前饋補償雙閉環(huán)復合控制策略

3 仿真及實驗
3．1 仿真結果分析
采用Simulink搭建等離子切割電源電路拓撲結構，對提出的前饋補償雙閉環(huán)控制策略進行仿真驗證；對電源短路定電流低頻引弧、引弧轉移至切割及能量突變過程進行仿真，仿真結果如圖6所示。仿真結果驗證了采用的控制策略具有良好的穩(wěn)定性和快速性，表明了該控制策略的可行性和正確性。

3．2 實驗結果分析
根據(jù)仿真結果及控制策略的分析，設計TMS320F2808數(shù)字控制器，搭建20 kW，切割電流為100 A的實驗樣機。圖7a示出低頻引弧過程。
起弧前，電極與噴嘴處于短路狀態(tài)，引弧電流為25 A，在壓縮氣體到來時，出現(xiàn)弧電流跌落，需快速建立弧電壓來維持電流穩(wěn)定，保證成功起弧。
圖7b示出弧轉移過程，此過程由非轉移弧向轉移弧轉變，電弧轉移時會出現(xiàn)弧柱電壓跌落，此時需快速跟隨電流變化并迅速穩(wěn)定電弧，可見實驗達到良好的控制效果。

圖7c示出轉移弧穩(wěn)定時能量突變過程，電流由25 A突增至80 A，切割電流快速跟隨且穩(wěn)定。
圖7d示出在50 A切割情況下的波形，具有良好的穩(wěn)定性。

4 結論
提出了前饋補償雙閉環(huán)復合控制策略設計TMS320F2808數(shù)字控制器，搭建20 kW／100 A等離子切割電源實驗平臺進行驗證，結果表明所提控制策略對系統(tǒng)輸出電壓及切割電流具備良好的動態(tài)響應過程和魯棒性，結果表明控制策略能快速響應并跟蹤系統(tǒng)突變，且系統(tǒng)超調很小，在引弧過程、弧轉移及能量突變過程中具有優(yōu)異的動態(tài)性能和穩(wěn)定性，非線性處理能力強，十分適用于低頻引弧方式下的逆變式切割電源。實驗結果證明了該控制策略的可行性和正確性，同時，改善了電源性能，還提高了切割質量和切割效果。