Dc-dc逆變式電焊機的製作方法

2023-05-24 18:13:51 2

專利名稱：Dc-dc逆變式電焊機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及焊接設備，特別涉及一種DC-DC逆變式電焊機。
背景技術：
普通電焊機通常使用在容易獲得交流電源的場所，在一些特定環境中，如野外作 業、礦山井下等，當有焊接需要時，往往難以獲得常用的交流電源，就無法使用了。而且，普 通電焊機體積和重量都較大，不易於搬動，更不便於攜帶。因此，給特定環境下的生產企業 和用戶的使用帶來了非常大的不便。 在電焊機的工作過程中，當無負載電流時，主迴路輸出為空載電壓；當負載電流增 加，輸出電壓線性下降，經引弧過程，電流升高，進入穩壓過程，此時電壓恆定而電流可變， 稱作穩壓段；當電流達到一定值時，輸出電流需保持不變，而電壓可變，稱作恆流段，恆流段 產生正常焊接軌跡。但是，傳統的電焊機在焊接過程中，當出現短路或接近短路恆流軌跡電 壓降低時，由於動態響應性能差，焊接電弧不穩定，會造成焊接產生粘連，焊縫成型質量不 好。

實用新型內容本實用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種可以使用現場設備自帶直流電源，
滿足特定環境下的焊接需求，動態響應快，焊接質量高和使用方便的DC-DC逆變式電焊機。 為達到上述目的，本實用新型提供的DC-DC逆變式電焊機，包括主迴路、控制電路
和顯示電路，所述主迴路包括依次相連的輸入電路、IGBT逆變電路、濾波電路和直流輸出電
路，所述控制電路連接有給定電路、與所述直流輸出電路相連的電壓電流採樣電路和顯示
電路，所述給定電路、電壓電流採樣電路的輸入信號接至所述控制電路，所述控制電路的輸
出信號接至所述IGBT逆變電路和顯示電路，所述直流輸出電路輸出焊接電流。 本實用新型DC-DC逆變式電焊機，其中所述控制電路設置有雙端脈寬調製電路，
所述給定電路、電流電壓採樣電路與所述雙端脈寬調製電路相連，所述雙端脈寬調製電路
用於將所述電流電壓採樣電路的電壓信號與所述給定電路外拖拐點電壓的給定值相比較
後輸出控制信號至所述IGBT逆變電路，所述直流輸出電路的輸出為焊接推力電流。 本實用新型DC-DC逆變式電焊機，其中所述雙端脈寬調製電路採用型號為T1494
的晶片構成。 本實用新型DC-DC逆變式電焊機，其中所述外接直流電源的電壓為80-240V，直流 輸出電路輸出的焊接電流為400A，焊接電壓為20VDC。 本實用新型DC-DC逆變式電焊機的優點和積極效果在於由於該焊機設置了與直 流電源相接的輸入電路，可以使用現場設備自帶的直流電源，滿足了特定環境下的焊接需 求。採用IGBT功率模塊為開關元件，運用智能化控制技術，焊機動態響應快，輸出動、靜特 性按照理想曲線實現，因而焊接質量高，使用也很方便。 此外，該焊機設置有雙端脈寬調製電路，具有推力調節功能，引弧容易且有效地克服了焊條粘連的問題。
圖1是本實用新型DC-DC逆變式電焊機的方框圖； 圖2是雙端脈寬調製電路的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型DC-DC逆變式電焊機的實施例。 參照圖l，本實用新型提供的DC-DC逆變式電焊機採用IPM智能功率模塊構成，包 括主迴路、控制電路6和顯示電路5，主迴路包括依次相連的輸入電路1、 IGBT逆變電路2、 濾波電路3和直流輸出電路4，控制電路6連接有給定電路8、與直流輸出電路4相連的電 壓電流採樣電路7和顯示電路5。輸入電路1用於與外接直流電源相連，給定電路8、電壓 電流採樣電路7的輸入信號接至控制電路6，控制電路6的輸出信號接至的IGBT逆變電路 2和顯示電路5，直流輸出電路4輸出焊接電流。 外接的80-240V直流電源經輸入電路1對輸入電流進行平滑並穩壓後供後續IGBT 逆變電路2使用。IGBT逆變電路2是本焊機的核心，完成從直流到大功率高頻脈衝的變換。 濾波電路3把大功率高頻脈衝轉化為脈動成分很小的直流電流輸出，作為焊接電流。直流 輸出電路4輸出的焊接電流為400A，焊接電壓為20VDC。 控制電路6是焊機輸出動靜特性的控制中心。通過電壓電流採樣電路7對輸出 電壓和電流的實時檢領"當無負載電流時，控制主迴路輸出80V的空載電壓；當負載電流增 加，輸出電壓線性下降(此為引弧過程)，當電流達到約30A(內部可調)時進入穩壓過程， 此時電壓恆定而電流可變，稱作穩壓段；當電流達到設定值時，輸出電流將保持不變，而電 壓可變，稱作恆流段，恆流段為正常焊接軌跡。當焊接過程的恆流軌跡電壓低於給定電路8 的外拖設定值時，工作電流不再恆定，而是隨電壓的減小而線性增加，此特性將在短路或接 近短路時產生焊接推力，阻止粘連，故而外拖調節又稱推力調節。 在本實用新型DC-DC逆變式電焊機的實施例中，控制電路6設置有雙端脈寬調製 電路，雙端脈寬調製電路採用型號為T1494的晶片構成。給定電路8、電流電壓採樣電路7 與雙端脈寬調製電路相連，雙端脈寬調製電路將電流電壓採樣電路7的電壓信號與給定電 路外拖拐點電壓的給定值相比較後輸出控制信號至IGBT逆變電路2，直流輸出電路4的輸 出為焊接推力電流。其電氣原理如圖2所示，ICl是通用脈寬調製控制晶片，2IN+(2IN-)為 內部誤差放大器輸入端，C2(E2)為P麗控制信號輸出端。"I"為焊接電流信號，RP1為拐點 設定電位器，RP2為焊接電流設定電位器。其具體工作過程是當輸出電壓UO高於拐點電 壓的給定值時，由於加法器A2B採取單電源供電，輸出為0V。此時輸出電流完全由RP2控 制，當輸出電流較低時(即焊接電流I小)，A1B組成的移位放大電路輸出就低，這樣送給 IC1的誤差放大器輸入端就存在誤差信號並且為正，IC1則加大P麗控制信號的脈寬去驅動 IGBT逆變電路2，從而增大輸出電流，反之亦然。當輸出電壓低於拐點電壓的給定值時，A2B 組成的加法器輸出大於OV，這樣由A3B組成的加法電路輸出就會隨著輸出電壓低於拐點電 壓的給定值的增大而增大，這就相當於增大了設定電流值，從而產生外拖效果。 上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的構思和範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計方案前提下，本領域中普通工程 技術人員對本實用新型的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入本實用新型的保護範 圍，本實用新型請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
權利要求一種DC-DC逆變式電焊機，包括主迴路、控制電路(6)和顯示電路(5)，其特徵在於所述主迴路包括依次相連的輸入電路(1)、IGBT逆變電路(2)、濾波電路(3)和直流輸出電路(4)，所述控制電路(6)分別連接有給定電路(8)、與所述直流輸出電路(4)相連的電壓電流採樣電路(7)和顯示電路(5)，所述輸入電路(1)用於與外接直流電源相連，所述給定電路(8)、電壓電流採樣電路(7)的輸入信號接至所述控制電路(6)，所述控制電路(6)的輸出信號接至所述IGBT逆變電路(2)和顯示電路(5)，所述直流輸出電路(4)輸出焊接電流；其中所述控制電路(6)設置有雙端脈寬調製電路，所述給定電路(8)、電流電壓採樣電路(7)與所述雙端脈寬調製電路相連，所述雙端脈寬調製電路用於將所述電流電壓採樣電路(7)的電壓信號與所述給定電路(8)的外拖拐點電壓的給定值相比較後輸出控制信號至所述IGBT逆變電路(2)，所述直流輸出電路(4)的輸出為焊接推力電流。
2. 根據權利要求1所述的DC-DC逆變式電焊機，其特徵在於其中所述雙端脈寬調製 電路採用型號為T1494的晶片構成。
3. 根據權利要求1或2所述的DC-DC逆變式電焊機，其特徵在於其中所述外接直流 電源的電壓為80-240V，直流輸出電路(4)輸出的焊接電流為400A，焊接電壓為20VDC。
專利摘要本實用新型DC-DC逆變式電焊機包括主迴路、控制電路和顯示電路，主迴路包括輸入電路、IGBT逆變電路、濾波電路和直流輸出電路，控制電路連接有給定電路、與直流輸出電路相連的電壓電流採樣電路和顯示電路，給定電路、電壓電流採樣電路的輸入信號接至控制電路，控制電路的輸出信號接至IGBT逆變電路和顯示電路，直流輸出電路輸出焊接電流。其優點和積極效果在於該焊機可以使用現場設備自帶直流電源，滿足了特定環境下的焊接需求。採用IGBT功率模塊為開關元件，運用智能化控制技術，焊機動態響應快，可按照理想曲線實現輸出動、靜特性，焊接質量高，使用也很方便。該焊機設置有雙端脈寬調製電路，具有推力調節功能，引弧容易且有效地克服了焊條粘連的問題。
文檔編號B23K9/00GK201493594SQ200920309739
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月7日 優先權日2009年9月7日
發明者劉振翮, 張淳 申請人:淮南市長安機電設備有限公司