多功能內燃弧焊發電機的製作方法

2023-07-29 00:53:56 2

專利名稱：多功能內燃弧焊發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及焊接設備領域，特別涉及一種內燃弧焊發電機。
技術背景
由於焊接施工對象和焊接施工條件的不同，催生了不同的焊接設備細分市場，也 對焊接設備的研發與生產提出了不同的要求。
從使用的能源構成上對電焊機進行分類，分為市電型和自發電型兩大類。市電型 電焊機的基本特點是採用市售交流電作為電源，主要應用於工礦企業等作業場所比較固 定，以及用電方便的場合；而自發電型電焊機的特點是發動機(汽油機或柴油機)驅動發電 機，發出的焊接電流用於焊接，主要應用於無動力電供應，以及需要流動性作業的焊接施工 現場，如橋梁、鐵路、高速公路、市政管網的現場安裝施工，特別適用於油氣管線以及鐵路線 的焊接施工作業。
由於長輸管線敷設工程的施工，具有氣候條件地理環境複雜、施工流動性大、焊接 質量要求高的特點，決定了長輸管線首選工業級的自發電型焊接設備。並且，由於油氣管線 屬於壓力容器類焊接施工，對焊接設備的研發與生產提出了更高的要求，決定了油氣管線 焊接施工作業，必須以追求適應新材料新工藝、確保焊接質量、提高焊接生產率、提高環境 適應性、降低費用、降低工人勞動強度等方面作為為努力目標和發展方向。
油氣管線焊接施工作業已經發展出了多種焊接工藝方法和相應的焊接設備。其中 對於中小口徑的管線，代表性的焊接工藝方法為氬弧焊+低氫焊條手弧焊；對於中大口徑 的管線，具有代表性的兩種高效優質的焊接工藝方法為纖維素焊條下向焊+自保護藥性 焊絲半自動焊。
目前油氣管線焊接施工使用的焊接設備，其主流產品結構主要採用發動機(汽油 機或柴油機)，驅動繞有焊接繞組的工頻發電機輸出焊接用三相工頻交流電，並經可控矽整 流後輸出所需直流電，依可控矽這種可控型功率器件實現對焊接電流的直接調控，從而獲 得所需的外特性曲線輸出，以滿足「氬弧焊」、「低氫焊條手弧焊」、「纖維素焊條立向下焊」和 「自保護藥芯焊絲半自動焊」焊接工藝方法對焊機外特性曲線、焊接工藝性能的要求。
而這其中不單單是要解決可靠性、整體結構等技術問題，更重要的是採用何種控 制方式，以及如何確定控制迴路各關鍵節點的參數搭配，滿足「纖維素焊條立向下焊」和「自 保護藥芯焊絲半自動焊」對焊機的焊接工藝性能以及焊接工藝適應性的高要求。特別是對 於「自保護藥芯焊絲半自動焊」，焊機的動態響應速度和響應過程，必須充分適應自保護藥 芯焊絲半自動焊的熔滴過渡方式和過渡時機，不僅要方便使用，而且還要避免出現諸如啟 弧未焊透、啟弧氣孔、焊接氣孔、焊接未熔合、焊接夾渣、收弧氣孔等諸多可能出現的焊接缺 陷。
由於技術難度過大，因此只有美國林肯公司、美國米勒公司、義大利莫薩公司、日 本新大華公司等少數幾個主流公司推出了較為成熟的可控矽整流結構的產品，並且均具有 同時發電、焊接的能力。
重慶運達公司的H300K機型也較好地解決了上述問題，其較明顯的技術特點是， 所使用的可控矽除作整流外，同時還作為電子開關使用。通過對中頻發電機所輸出的下降 外特曲線進行性動態掃描，輸出所需的「恆流+外拖」外特性曲線以及「平硬」外特性曲線， 並滿足對焊機焊接工藝性能以及焊接工藝適應性的高要求，同時仍保留了結構緊湊、體積 小、重量輕的特點。但是H300K機型的發電機為中頻發電機，本身就輸出下降外特性曲線， 並且使用的是可控矽整流開關。在進行性動態掃描時，實際上是在最大和最小下降外特性 曲線之間切換，因此控制較為粗糙。
隨著焊接材料及焊接工藝水平不斷發展，對焊接設備的焊接工藝性能及工藝適應 性提出了越來越高的要求，因此需要進一步提高對焊接電流調控的精細程度。
採用通用的同步發電機組配高性能逆變焊機，也能構建出能夠對焊接電流進行高 精密調控的一體化弧焊發電機。但是逆變焊機的逆變主迴路因使用隔離和降壓用的高頻變 壓器存在的動態磁偏等問題，可能帶來的一系列故障，而且逆變結構較複雜，給維修帶來困 難。
以美國林肯公司、美國米勒公司、義大利莫薩公司為代表的主流公司均未採用逆 變結構，而是採用了 IGBT斬波結構。由於是對焊接電流直接進行調控，並且單只IGBT模塊 的容量有限，因此只是小電流弧焊發電機採用單只IGBT模塊進行PWM斬波；對於大電流弧 焊發電機，根據焊接電流的大小，則需採用兩隻或多隻同型號IGBT模塊並聯的結構。但是 由於IGBT模塊本身的性能參數分散性很大，因此直接並聯時，難以保證流過IGBT模塊電流 的均衡，會導致導通好的IGBT模塊出現過載現象，從而影響整機的可靠性。美國林肯公司 的斬波主迴路採用了特殊設計的雙繞組濾波電感對兩隻IGBT模塊進行動態均流的結構。 測試表明，該種結構的IGBT模塊，在每個斬波周期，導通階段的初期均流效果明顯，但是在 導通階段的末期，由於電流變化率的降低，故均流效果明顯下降。因此需要採取進行IGBT 模塊參數篩選配對的技術措施，也就是篩選出性能參數基本一致的IGBT模塊配對使用。因 此當IGBT模塊損壞時，不能直接更換IGBT模塊，而仍需要IGBT模塊參數篩選配對，否則會 因不均流而影響使用壽命，由於IGBT模塊篩選配對工藝複雜，會給維修帶來困難。發明內容
本實用新型的目的在於提供一種多功能內燃弧焊發電機，針對斬波開關管(如 IGBT模塊)並聯均流困難的問題，提供了一種壓控電阻的結構和控制方式，在不需要參數篩 選配對的情況下，就可以實現斬波開關管(如IGBT模塊)的並聯均流，並且實現精密並聯均 流。進一步提高整機的可靠性，提高維修的便利度。並且針對研製的壓控電阻斬波主迴路 結構，設計了雙閉環負反饋控制迴路結構，在滿足上述高要求的同時，滿足焊接工藝性能的 要求，並實現「氬弧焊」、「低氫焊條手弧焊」、「纖維素焊條立向下焊」和「自保護藥芯焊絲半 自動焊」。
本發明所述的一種多功能內燃弧焊發電機包括內燃機、發電機轉子、觸發電路、可 控矽整流開關、三相橋式整流器整流、輔助電源整流電路、激磁電流調節電路、發電機定子、 第一開關管T1、第二二極體D2和第一電容C1、第一二極體D1和斬波主迴路；其中定子的嵌線 槽內有外託繞組、焊接繞組、輔助電源繞組、反饋繞組和勵磁繞組，外託繞組經過可控矽整 流開關與斬波主迴路的輸出端同極性並聯，觸發電路連接可控矽整流開關；焊接繞組經三相橋式整流器整流和第二電容濾波後輸出低壓大電流直流，此電流經過斬波主迴路為電弧 負載供電；輔助電源繞組經輔助電源整流電路整流，輸出為220V直流電源；反饋繞組經過 激勵電流調節電路連接第一開關管T1的基極，第一開關管T1的集電極連接發電機轉子；勵 磁繞組經第二二極體A和第一電容C1、第一二極體D1和定子連接。
所述的激磁電流調節電路包括整流器濾波電路、激磁比較環節、激磁給定電路和 激磁控制電路，經過整流器濾波電路的反饋繞組和激磁給定電路分別連接到激磁比較環 節，第一開關管T1的基極通過激磁控制電路連接激磁比較環節的輸出，這些環節共同構成 激磁電流負反饋控制電路。
所述的可控矽整流開關包括第一可控矽SCR1、第二可控矽SC&、第三可控矽SCR3、 第七二極體D7、第八極管D8和第九二極體D9 ；其中，第一可控矽SCR1連接第七二極體D7,第 二可控矽SC&連接第八二極體D8,第三可控矽SCIi3連接第九二極體D9,三個可控矽的控制 系統安裝在同一機架上。
所述的斬波主迴路至少有兩路，且每一路斬波主迴路包括順次連接的開關管、續 流二極體和濾波電感，還有開關管的驅動電路和開關管的吸收網絡，每個開關管的驅動電 路都由相應內環負反饋控制迴路控制。本實用新型中的斬波主迴路具有並聯的兩路，一路 包括順次連接的第二開關管T2、第一續流二極體D5和第一濾波電感La，還有第二開關管T2 的驅動電路(14)和由第一電阻R1、第三二極體D3和第三電容C3構成的第二開關管T2的吸 收網絡；另一路包括順次連接的第三開關管T3、第二續流二極體D6和第二濾波電感Lb，還有 第三開關管T3的驅動電路(15)和由第二電阻&、第四二極體D4和第四電容C4構成的第三 開關管T3的吸收網絡。
所述第二開關管T2的驅動電路由第一內環霍爾電流傳感器Ha、內環控制電路、第 六電阻af)、可控電阻和第一濾波電路構成的第二開關管T2的內環負反饋控制迴路控制； 所述第三開關管T3的驅動電路由第二內環霍爾電流傳感器Hb、內環控制電路、第六電阻、可 控電阻和第一濾波電路構成的開關管T3的內環負反饋控制迴路控制。
所述的內環控制電路包括第二濾波電路、第三濾波電路、第一內環比較環節、第二 內環比較環節、第一內環PWM調控電路和第二內環PWM調控電路；其中，第二濾波電路和第 二內環PWM調控電路分別連接第一內環比較環節，第三濾波電路和第一內環PWM調控電路 分別連接第二內環比較環節。
所述可控電阻包括第四開關管T4、第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻& ；其中， 所述第五電阻&連接第四開關管T4的基極，第四電阻R4連接第四開關管T4的集電極，第三 電阻&連接第四開關管T4的發射極和第四電阻R4;該可控電阻由光電耦合器、外環控制電 路、外環給定電路、外環霍爾電流傳感器H和電壓採樣電路構成的外環負反饋控制迴路控 制。
所述的外環控制電路包括外特性轉換開關K1、第五濾波電路、第六濾波電路、外環 比較環節、外環PWM調控電路、推力選擇開關K2、推力控制電路、推力給定電路、第四濾波電 路和推力比較環節；其中，推力給定電路、第四濾波電路和推力控制電路分別連接推力比 較環節，第一外特性轉換開關Kh、第二外特性轉換開關K"、第一推力選擇開關I^1和外環 PWM調控電路分別連接外環比較環節，第一外特性轉換開關Kh連接第五濾波電路或第六 濾波電路，第二外特性轉換開關IV2連接降特性給定電路或平特性給定電路，第三外特性轉換開關Ku連接第一推力選擇開關IV1 ；其中的外環給定電路，分為降特性給定電路和平特 性給定電路。
本發明中的發電機由發動機驅動，發電機的定子中同時繞有焊接繞組和輔助電源 繞組，輔助電源繞組經輔助電源整流電路整流，輸出為220V直流電源，焊接繞組經整流濾 波，並由斬波主迴路斬波調控後為焊接電弧供電，實現同時發電和焊接的要求。
本發明採用了斬波結構，雖然逆變焊機和斬波焊機在調控方式上沒有本質上的區 別，但採用斬波結構時，結構更為簡潔，並且避免了在逆變主迴路因使用隔離和降壓用的高 頻變壓器帶來的動態磁偏等問題，可能引起的一系列故障。而且走訪用戶表明，斬波結構屬 於低壓結構，其維修比逆變這種高壓結構簡單方便得多。
本發明中的斬波主迴路採用內環負反饋控制迴路控制，高速開關斬波管對流過的 焊接電流進行頻率高達數十千赫茲的高速斬波控制，因此可以掃描輸出無數條下降外特性 曲線，因此能夠實現所需的精密控制效果，獲得了比之H300K機型更為優良的動態指標和 焊接工藝性能。
本發明由於開關管的驅動電路由內環負反饋控制迴路控制，使斬波主迴路具有壓 控電阻特性，能實現兩路斬波主迴路的精密並聯均流，以及確保能夠與「自保護藥芯焊絲半 自動焊」熔滴過渡方式和過渡時機相適應。
本發明研發的壓控電阻控制法，不僅能夠確保斬波開關管能夠精密並聯均流，還 可以依據斬波主迴路的壓控電阻特性，避免斬波開關管可能出現的過大瞬態短路電流，這 是確保斬波開關管以及整個系統工作可靠的重要技術措施；另外，因為能夠實現開關管的 精密並聯均流，可以通過增加斬波主迴路以及相應的內環負反饋控制迴路的路數，構建更 大容量的焊接電源。同時，當所需功率不大時，可以只採用一路斬波主迴路以及相應的內環 負反饋控制迴路構建所需小容量的焊接電源，因此還具有模塊化的結構特徵。
本發明中的斬波主迴路具有壓控電阻特性，可控電阻由外環負反饋控制迴路控 制，整機能輸出「恆流」、「恆流+外拖」以及「平硬」外特性曲線，能滿足「氬弧焊」、「低氫焊 條手弧焊」、「纖維素焊條立向下焊」和「自保護藥芯焊絲半自動焊」焊接工藝方法對焊機外 特性曲線的要求。
該控制方案不僅能夠確保斬波開關管工作可靠，而且能夠保證整機具有優良的動 特性、焊接工藝性能以及焊接工藝適應性，滿足油氣管線焊接施工，焊接質量要求高、適應 新材料新工藝、確保焊接質量、提高焊接生產率、提高環境適應性、降低費用、降低工人勞動 強度的高要求。


圖1為本發明的結構原理圖； 圖2為內環控制電路原理圖；圖3為外環控制電路原理圖； 圖4為可控電阻原理圖； 圖5為可控矽整流開關觸發電路原理圖； 圖6為激磁電流調節電路原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
參見圖1所示的一種多功能內燃弧焊發電機，包括內燃機1、發電機轉子2、觸發電 路3、可控矽整流開關4、三相橋式整流器整流5、輔助電源整流電路6、激磁電流調節電路7、 發電機定子8、第一開關管T1、第二二極體&和第一電容C1、第一二極體D1和斬波主迴路； 其特徵是定子的嵌線槽內有外託繞組9、焊接繞組10、輔助電源繞組11、反饋繞組12和勵磁 繞組13，外託繞組9經過可控矽整流開關4與斬波主迴路的輸出端同極性並聯，觸發電路3 連接可控矽整流開關4 ；焊接繞組10經三相橋式整流器5整流和第二電容C2濾波後輸出低 壓大電流直流，此電流經過斬波主迴路為電弧負載供電；輔助電源繞組11經輔助電源整流 電路6整流，輸出為220V直流電源；反饋繞組12經過激勵電流調節電路7連接第一開關管 T1的基極，第一開關管T1的集電極連接發電機轉子2 ；勵磁繞組13經第二二極體&和第一 電容C1、第一二極體D1和定子連接。
參見圖1，斬波主迴路可以採用多路並聯，本實施例以兩路並聯為例，一路包括順 次連接的第二開關管T2、第一續流二極體D5和第一濾波電感La，還有第二開關管T2的驅動 電路(14)和第二開關管T2的吸收網絡即第一電阻R1、第三二極體D3和第三電容C3 ；另一 路包括順次連接的第三開關管T3、第二續流二極體D6和第二濾波電感Lb，還有第三開關管 T3的驅動電路(15)和第三開關管T3的吸收網絡即第二電阻&、第四二極體D4和第四電容 C4;斬波開關管可以使用場效應管，也可以使用IGBT管，或者使用它們的模塊，本實施例中 用的是IGBT管。
參見圖1和圖2所示的第二開關管T2的驅動電路14由第一內環霍爾電流傳感器 Ha、內環控制電路17、第六電阻&、可控電阻18和第一濾波電路16構成的開關管T2的內環 負反饋控制迴路控制；所述第三開關管T3的驅動電路15由第二內環霍爾電流傳感器Hb、內 環控制電路17、第六電阻&、可控電阻18、第一濾波電路16構成的開關管T3的內環負反饋 控制迴路控制。兩路內環負反饋控制迴路使用內環霍爾電流傳感器Ha、Hb分別採集兩路斬 波主迴路的電流作為反饋信號，分壓電阻採集斬波主迴路的端電壓，作為共同的給定 電壓，由此實現兩路斬波主迴路的精密並聯均流，並且使斬波主迴路具有壓控電阻特性。該 電阻串接於焊接主迴路中，為電弧負載輸出下降的外特性曲線。通過調節&的值，即可調 節內環負反饋控制迴路控制的給定電壓信號 =nu，從而調節該壓控電阻的值，並調節焊 接輸出。
參見圖5所示的可控矽整流開關4包括第一可控矽SCR1、第二可控矽SC&、第三可 控矽SCIi3、第七二極體D7、第八極管D8和第九二極體D9 ；其中，第一可控矽SCR1連接第七二 極管D7,第二可控矽SC&連接第八二極體D8,第三可控矽SCIi3連接第九二極體D9。
參見圖6所示的激磁電流調節電路7包括整流器濾波電路42、激磁比較環節41、 激磁給定電路43和激磁控制電路40，經過整流器濾波電路42的反饋繞組12和激磁給定電 路43分別連接到激磁比較環節41，其中，第一開關管T1的基極通過激磁控制電路40連接 激磁比較環節41的輸出，這些環節共同構成激磁電流負反饋控制電路。
參見圖2所示的內環控制電路17包括第二濾波電路23、第三濾波電路沈、第一內 環比較環節對、第二內環比較環節25、第一內環PWM調控電路27和第二內環PWM調控電路 觀；其中，第二濾波電路23和第二內環PWM調控電路28分別連接第一內環比較環節24，第三濾波電路26和第一內環PWM調控電路27分別連接第二內環比較環節25。
參見圖1和4所示的可控電阻18包括第四開關管T4、第三電阻R3、第四電阻R4和 第五電其中，第五電阻&連接第四開關管T4的基極，第四電阻R4連接第四開關管T4 的集電極，第三電阻&連接第四開關管T4的發射極和第四電阻R4 ；該可控電阻18由光電耦 合器19、外環控制電路20、外環給定電路21、外環霍爾電流傳感器H和電壓採樣電路22構 成的外環負反饋控制迴路控制。可控電阻的值&通過外環負反饋控制迴路對可控電阻18 進行調控來實現。
參見圖3所示的外環控制電路20包括外特性轉換開關K1、第五濾波電路32、第六 濾波電路33、外環比較環節35、外環PWM調控電路34、推力選擇開關K2、推力控制電路31、 推力給定電路四、第四濾波電路30和推力比較環節38 ；其中，第二外特性轉換開關Ku連 接降特性給定電路36或平特性給定電路37，推力給定電路四、第四濾波電路30和推力控 制電路31分別連接推力比較環節38，第一外特性轉換開關IV1、第二外特性轉換開關&_2、 第一推力選擇開關I^1和外環PWM調控電路34分別連接外環比較環節35，第三外特性轉換 開關Ku連接第一推力選擇開關I1，第二外特性轉換開關IV2連接降特性給定電路36或平 特性給定電路37 ；其中的外環給定電路21，分為降特性給定電路36和平特性給定電路37。
當外特性轉換開關K1置於「P」位置時，其觸點第一外特性轉換開關Kh和第二外 特性轉換開關IV2將第五濾波電路32、平特性給定電路37、外環比較環節35、外環PWM調控 電路34、電壓採樣電路22以及開關管T2、T3的內環負反饋控制迴路接成電弧電壓負反饋 控制系統，自動調節內環壓控電阻的阻值，通過調節內環壓控電阻的阻值，掃描輸出「平硬」 外特性曲線，滿足「自保護藥芯焊絲半自動焊」對焊機輸出「平硬」外特性曲線的要求。
當外特性轉換開關K1置於「J」位置時，其觸點K1+ K1^2將濾波電路33、將特性給 定電路36、外環比較環節35、外環PWM調控電路34、外環霍爾電流傳感器H以及開關管T2 、T3的內環負反饋控制迴路接成焊接電流負反饋控制系統，自動調節內環壓控電阻的阻值， 通過調節內環壓控電阻的阻值，掃描輸出「恆流」或「恆流+外拖」外特性曲線，滿足「氬弧 焊」、「低氫焊條手弧焊」、「纖維素焊條立向下焊」對焊機輸出「恆流」或「恆流+外拖」外特 性曲線的要求。
當外特性轉換開關K1置於「J」位置，推力選擇開關K2置於「1」、「2」位置時，觸點 K1^ K2^1將推力控制電路31、推力給定電路四、推力比較環節38、濾波電路30與外環比較 環節35接通。推力選擇開關K2置於「1」位置時，其觸點K2_2將可控矽整流開關4的觸發電 路3中的觸發控制電路39的信號輸入端接於觸發電位「+V。。」上，提供最大推力控制，輸出 推力最大的「恆流+外拖」外特性曲線輸出，滿足「纖維素焊條立向下焊」對焊機輸出「恆 流+外拖」外特性曲線的要求；當推力選擇開關K2置於「2」時位置時，可控矽整流開關4關 閉，僅將推力控制電路31、推力給定電路四、推力比較環節38、濾波電路30接通，提供較小 推力控制，輸出推力較小的「恆流+外拖」外特性曲線輸出，滿足「低氫焊條手弧焊」對焊機 輸出「恆流+外拖」外特性曲線的要求。
當外特性轉換開關K1置於「 J」位置，推力選擇開關K2置於「3」位置時不提供推 力控制，輸出「恆流」外特性曲線輸出，滿足「氬弧焊」對焊機輸出「恆流」外特性曲線的要 求。
試驗表明，本發明首次提出並研製的「壓控電阻動態掃描」控制技術，不僅能夠方便地獲得所需的「恆流」、「恆流+外拖」以及「平硬」外特性曲線輸出，在全電流調節範圍內 和全電壓調節範圍內均獲得了優良的動態品質和焊接工藝性能，滿足了油氣管線的焊接施 工「氬弧焊」、「纖維素焊條立向下焊」和「自保護藥芯焊絲半自動焊」焊接工藝方法對焊機 的焊接工藝性能和工藝適應性的高要求，並構建成多功能內燃弧焊發電機。
權利要求
1.一種多功能內燃弧焊發電機，包括內燃機(1)、發電機轉子(2)、觸發電路(3)、可控 矽整流開關(4)、三相橋式整流器整流(5)、輔助電源整流電路(6)、激磁電流調節電路(7)、 發電機定子(8)、第一開關管T1、第二二極體D2和第一電容C1、第一二極體D1*斬波主迴路； 其特徵是發電機定子(8)的嵌線槽內有外託繞組(9)、焊接繞組(10)、輔助電源繞組(11)、 反饋繞組(12)和勵磁繞組(13)，外託繞組(9)經過可控矽整流開關(4)與斬波主迴路的輸 出端同極性並聯，觸發電路(3)連接可控矽整流開關(4)；焊接繞組(10)經三相橋式整流 器(5)整流和第二電容C2濾波後輸出低壓大電流直流，此電流經過斬波主迴路為電弧負載 供電；輔助電源繞組(11)經輔助電源整流電路(6)整流，輸出為220V直流電源；反饋繞組 (12)經過激勵電流調節電路(7)連接第一開關管T1的基極，第一開關管T1的集電極連接發 電機轉子(2)；勵磁繞組(13)經第二二極體&和第一電容C1、第一二極體D1和定子連接。
2.根據權利要求1所述的多功能內燃弧焊發電機，其特徵在於激磁電流調節電路(7) 包括整流器濾波電路(42)、激磁比較環節(41)、激磁給定電路(43)和激磁控制電路(40)， 經過整流器濾波電路(42 )的反饋繞組(12)和激磁給定電路(43)分別連接到激磁比較環節 (41)，其中，第一開關管T1的基極通過激磁控制電路(40)連接激磁比較環節(41)的輸出， 這些環節共同構成激磁電流負反饋控制電路。
3.根據權利要求1所述的多功能內燃弧焊發電機，其特徵在於斬波主迴路至少有兩 路，且每一路斬波主迴路包括順次連接的開關管、續流二極體和濾波電感，還有開關管的驅 動電路和開關管的吸收網絡，每個開關管的驅動電路都由相應的內環負反饋控制迴路控 制。
4.根據權利要求1或3所述的多功能內燃弧焊發電機，其特徵在於斬波主迴路具有並 聯的兩路，一路包括順次連接的第二開關管T2、第一續流二極體D5和第一濾波電感La，還有 第二開關管T2的驅動電路(14)和由第一電阻R1、第三二極體D3和第三電容C3構成的第二 開關管T2的吸收網絡；另一路包括順次連接的第三開關管T3、第二續流二極體D6和第二濾 波電感Lb，還有第三開關管T3的驅動電路(15)和由第二電阻&、第四二極體D4和第四電容 C4構成的第三開關管T3的吸收網絡。
5.根據權利要求4所述的多功能內燃弧焊發電機，其特徵在於第二開關管T2的驅動電 路(14)由第一內環霍爾電流傳感器Ha、內環控制電路(17)、第六電阻Rf、可控電阻(18)和 第一濾波電路(16)構成的第二開關管T2的內環負反饋控制迴路控制；所述第三開關管T3 的驅動電路(15)由第二內環霍爾電流傳感器Hb、內環控制電路(17)、第六電阻Rf、可控電阻 (18)、第一濾波電路(16)構成的開關管T3的內環負反饋控制迴路控制。
6.根據權利要求5所述的多功能內燃弧焊發電機，其特徵在於內環控制電路(17)包括 第二濾波電路(23)、第三濾波電路(26)、第一內環比較環節(24)、第二內環比較環節(25)、 第一內環PWM調控電路(27 )和第二內環PWM調控電路(28 )；其中，第二濾波電路(23 )和第 二內環PWM調控電路(28)分別連接第一內環比較環節(24)，第三濾波電路(26)和第一內 環PWM調控電路(27 )分別連接第二內環比較環節(25 )。
7.根據權利要求5所述的多功能內燃弧焊發電機，其特徵在於可控電阻(18)包括第四 開關管T4、第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻& ；其中，第五電阻&連接第四開關管T4的 基極，第四電阻禮連接第四開關管T4的集電極，第三電阻R3連接第四開關管T4的發射極和第四電阻R4 ；該可控電阻(18)由光電耦合器(19)、外環控制電路(20)、外環給定電路(21)、 外環霍爾電流傳感器H和電壓採樣電路(22 )構成的外環負反饋控制迴路控制。
8.根據權利要求7所述的多功能內燃弧焊發電機，其特徵在於外環控制電路(20)包括 外特性轉換開關K1、第五濾波電路(32)、第六濾波電路(33)、外環比較環節(35)、外環PWM 調控電路(34)、推力選擇開關K2、推力控制電路(31)、推力給定電路(29)、第四濾波電路(30)和推力比較環節(38)；其中，推力給定電路(29)、第四濾波電路(30)和推力控制電路(31)分別連接推力比較環節(38)，第一外特性轉換開關IV1、第二外特性轉換開關IV2、第一 推力選擇開關IV1和外環PWM調控電路(34)分別連接外環比較環節(35)，第一外特性轉換 開關IV1連接第五濾波電路(32 )或第六濾波電路(33 )，第二外特性轉換開關IV2連接降特 性給定電路(36)或平特性給定電路(37)，第三外特性轉換開關Ku連接第一推力選擇開關 K2^1 ；其中的外環給定電路(21)分為降特性給定電路(36)和平特性給定電路(37)。
全文摘要
本發明涉及一種多功能內燃弧焊發電機，包括內燃機、發電機轉子、觸發電路、可控矽整流開關、三相橋式整流器整流、輔助電源整流電路、激磁電流調節電路、發電機定子、第一開關管T1、第二二極體D2和第一電容C1、第一二極體D1和斬波主迴路。本發明針對斬波開關管並聯均流困難的問題，提供了一種壓控電阻的結構和控制方式，可控電阻由光電耦合器、外環控制電路、外環給定電路、外環霍爾電流傳感器、電壓採樣電路構成的外環負反饋控制迴路控制，通過選擇和切換外環霍爾電流傳感器和電壓採樣電路輸出的反饋信號，獲得「恆流」、「恆流+外拖」和「平硬」外特性曲線輸出，滿足「氬弧焊」、「低氫焊條手弧焊」、「纖維素焊條立向下焊」對焊機外特性曲線和焊接工藝性能的要求。
文檔編號H02K3/16GK102035300SQ20101061142
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者劉明宇, 彭書松, 李紅, 鄭勇, 陳朝禮 申請人:重慶運達科技有限公司