專利名稱：大功率逆變焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電焊機(jī)，特別是一種電弧焊接用的大功率逆變焊機(jī)。
眾所周知由于逆變焊機(jī)變壓器工作頻率(如10KHz)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工頻(50Hz)，而變壓器體積、重量與其工作頻率成反比，因而逆變焊機(jī)具有體積小、重量輕、高效節(jié)電及特性好(電流穩(wěn)定，飛濺少)等特點(diǎn)。但目前所生產(chǎn)的逆變焊機(jī)最大焊接電流只達(dá)630A，這種焊機(jī)可滿足常規(guī)的手工電弧焊需要。但在理弧自動(dòng)焊、藥芯焊絲自保護(hù)焊、碳弧氣刨等場合，需要更大額定焊接電流的焊機(jī)(如800A、1000A、1250A、1500A、2000A)，而現(xiàn)有的單元逆變器就很難輸出這樣大的電流，這已成為逆變焊機(jī)在上述焊接領(lǐng)域應(yīng)用的障礙。為解決這一問題，通常是將兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的逆變焊機(jī)并聯(lián)組成一臺(tái)大電流逆變焊機(jī)，做法是將其三相電源接線端并接和將正負(fù)輸出端并接，而這種方法存在缺點(diǎn)如下1、有多個(gè)電流調(diào)節(jié)電位器，使用不便；2、多組電源存在交互干擾；3、各并聯(lián)逆變電源均流調(diào)整麻煩。
另有一種大電流逆變焊機(jī)是將多個(gè)功率單元并聯(lián)，而用一個(gè)控制板同時(shí)控制該多個(gè)逆變功率單元，這種方法可解決用多個(gè)電位器調(diào)節(jié)電流所帶來的問題，但只能從總的輸出電流來取電流反饋信號(hào)，無法反映每個(gè)單機(jī)的電流(功率)大小。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，而提供一種調(diào)整方便、輸出電流可達(dá)800-2000A的大功率逆變焊機(jī)。該焊機(jī)用一個(gè)電位器調(diào)節(jié)電流，并可達(dá)到各逆變單元均流。
本實(shí)用新型的上述目的是由如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
一種大功率逆變焊機(jī)，包括弧焊逆變器主電路、驅(qū)動(dòng)板和一控制板，該弧焊逆變器主電路是由n個(gè)弧焊逆變單元并聯(lián)組成；其特征在于n個(gè)弧焊逆變單元的電力半導(dǎo)體器件的控制極與對應(yīng)的n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的觸發(fā)信號(hào)輸出端相接，n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的控制信號(hào)輸入端分別接控制板的對應(yīng)輸出端；每一弧焊逆變單元的功率變壓器初級(jí)串接一用于電流信號(hào)取樣的電流互感器，n個(gè)電流互感器的輸出繞組接控制板的對應(yīng)接線端；該控制板上，設(shè)有n個(gè)整流電路，上述n個(gè)電流互感器的輸出繞組經(jīng)由控制板的對應(yīng)接線端接對應(yīng)的整流器，n個(gè)整流器的輸出并接后接脈沖寬度調(diào)制器(PWM)中的誤差放大器的輸入端，用于控制脈寬調(diào)制器輸出脈沖的占空比；對應(yīng)于上述n個(gè)驅(qū)動(dòng)板，設(shè)有n個(gè)脈沖分配電路，n個(gè)脈沖分配電路的輸入端接脈沖寬度調(diào)制器(PWM)輸出腳，將脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的一組輸出信號(hào)經(jīng)由n個(gè)脈沖分配電路變成n組輸出信號(hào)接上述n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的輸入接線端。
除上述必要技術(shù)特征外，在具體實(shí)施過程中，還可補(bǔ)充如下技術(shù)內(nèi)容該弧焊逆變器主電路中各臺(tái)弧焊逆變單元，逆變整流后的正端相并聯(lián)后為總電源正；各臺(tái)弧焊逆變單元，逆變整流后的負(fù)端串接電感后并聯(lián)為總電源負(fù)。
該弧焊逆變器主電路中各臺(tái)弧焊逆變單元，逆變整流后的正端相并聯(lián)后為總電源正；各臺(tái)弧焊逆變單元，逆變整流后的負(fù)端相互并聯(lián)后串接電感為總電源負(fù)。
所說的電力半導(dǎo)體模塊是IGBT模塊或IPM模塊。
電流互感器的輸出繞組具有中心抽頭，所接整流電路是由兩個(gè)二極管所構(gòu)成的全波整流器。
該脈沖分配電路是門電路。
n＝2、3、4、…中的任一數(shù)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、用一個(gè)控制板控制多個(gè)功率單元，控制方便。
2、電流信號(hào)取自各個(gè)功率單元，達(dá)到真正均流。
3、調(diào)整方便。
為對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征及其所達(dá)成的功效有進(jìn)一步了解，茲列舉一具體實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下
圖1是本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實(shí)用新型控制板部分電路圖。
如圖1、圖3所示，本實(shí)用新型所提供的一種大功率逆變焊機(jī)，包括弧焊逆變器主電路1、控制板2和驅(qū)動(dòng)板3，該弧焊逆變器主電路1是由n臺(tái)弧焊逆變單元11、12、…1n并聯(lián)組成，該弧焊逆變單元主要是由整流濾波電路111、逆變器112、功率變壓器T1及低壓整流電路所組成。在圖1的實(shí)施例中，逆變器是由單只電力半導(dǎo)體模塊和分壓電容組成的半橋式逆變器，在其他的實(shí)施例中，也可以是其他橋式逆變器；對應(yīng)于上述n臺(tái)弧焊逆變單元設(shè)有n個(gè)驅(qū)動(dòng)板21、22、…2n，n個(gè)弧焊逆變單元的電力半導(dǎo)體模塊的n組控制極A11、S11、A21、S21，A12、S12、A22、S22，…，A1n、S1n、A2n、S2n與其對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)板的觸發(fā)信號(hào)輸出端相接，n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的控制信號(hào)輸入端分別接控制板的對應(yīng)輸出端Y11、Y21、Y31，Y12、Y22、Y32，…，Y1n、Y2n、Y3n；每一弧焊逆變單元的功率變壓器初級(jí)串接一用于取樣電流信號(hào)的電流互感器，共有n個(gè)電流互感器H1、H2、…、Hn，n個(gè)電流互感器的輸出繞組接控制板的對應(yīng)接線端Y0、H11、H12，H21、H22，…，Hn1、Hn2。
該控制板與單機(jī)控制板的主要區(qū)別是設(shè)有n個(gè)整流器，n個(gè)整流器的輸出并接后接脈沖寬度調(diào)制器(PWM)中的誤差放大器的輸入端，用于控制脈寬調(diào)制器輸出脈沖的占空比。在圖示實(shí)施例中，所用脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的型號(hào)是3525。上述n個(gè)電流互感器的輸出繞組經(jīng)由控制板的對應(yīng)接線端H11、H12，H21、H22，…，Hn1、Hn2接對應(yīng)的整流器，n個(gè)整流器的輸出負(fù)端并接后的接點(diǎn)Y0接脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的2腳，n個(gè)整流器的輸出正端并接后接脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的1腳，該1、2腳即上述脈沖寬度調(diào)制器(PWM)中的誤差放大器的輸入腳。對應(yīng)于上述n個(gè)驅(qū)動(dòng)板，設(shè)有n個(gè)脈沖分配電路，n個(gè)脈沖分配電路的輸入端接脈沖寬度調(diào)制器(PWM)輸出腳，將脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的一組輸出信號(hào)經(jīng)由n個(gè)脈沖分配電路變成n組輸出信號(hào)接上述n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的Y31、Y32…Y3，Y21、Y22…Y2n，Y11、Y12…Y1n接線端。在圖示實(shí)施例中，所說的脈沖分配電路是門電路，在具體實(shí)施中，該門電路是四與非門集成電路，四與非門集成電路的9腳接脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的14腳，四與非門集成電路的12腳接脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的11腳，各四與非門集成電路的4腳與10腳并接后通過控制板的接點(diǎn)接上述n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的Y31、Y32、…、Y3n接線端，該Y31、Y32、…、Y3n腳接控制板所供給的+5V電源，各四與非門集成電路的8腳通過控制板的接點(diǎn)接上述n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的Y21、Y22、…、Y2n接線端，各四與非門集成電路的11腳通過控制板的接點(diǎn)接上述n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的Y11、Y12、…、Y1n接線端。
在圖示具體實(shí)施例中，該電力半導(dǎo)體模塊是IGBT模塊或IPM模塊。電流互感器的輸出繞組具有中心抽頭，所接控制板內(nèi)的整流電路是由兩個(gè)二極管所構(gòu)成的全波整流。在其他實(shí)施例中可用電流互感器的輸出繞組無中心抽頭，而所接整流電路是由四個(gè)二極管所構(gòu)成的全波整流橋。
該弧焊逆變器主電路中各臺(tái)弧焊逆變單元的輸出正端相并聯(lián)后為總電源正；各臺(tái)弧焊逆變單元在逆變整流后的負(fù)端分別串接電感L1、L2、…Ln后并聯(lián)為總電源負(fù)(如圖1所示)。也可以是主電路中各臺(tái)弧焊逆變單元的輸出正端相并聯(lián)后為總電源正；各臺(tái)弧焊逆變單元在逆變整流后的負(fù)端相互并聯(lián)后串接電感L為總電源負(fù)(如圖2所示)。
對于輸出800安培的逆變焊機(jī)可用兩臺(tái)400安培的逆變焊機(jī)并聯(lián)，n為2；對于輸出1250安培的逆變焊機(jī)可用三臺(tái)400安培的逆變焊機(jī)并聯(lián)，n為3；對于輸出1500安培的逆變焊機(jī)可用三臺(tái)500安培的逆變焊機(jī)并聯(lián)，n為3；1600安培的用四臺(tái)400安培的逆變焊機(jī)并聯(lián)，n為4，如此等等。
綜上所述，本實(shí)用新型所提供的大功率逆變焊機(jī)，解決了長期以來逆變焊機(jī)的最大電流不超過600安培的瓶頸，其輸出電流可高達(dá)2000安培以上，且使用方便、性能好。
權(quán)利要求1.一種大功率逆變焊機(jī)，包括弧焊逆變器主電路、驅(qū)動(dòng)板和一控制板，該弧焊逆變器主電路是由n個(gè)弧焊逆變單元并聯(lián)組成；其特征在于n個(gè)弧焊逆變單元的電力半導(dǎo)體器件的控制極與對應(yīng)的n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的觸發(fā)信號(hào)輸出端相接，n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的控制信號(hào)輸入端分別接控制板的對應(yīng)輸出端；每一弧焊逆變單元的功率變壓器初級(jí)串接一用于電流信號(hào)取樣的電流互感器，n個(gè)電流互感器的輸出繞組接控制板的對應(yīng)接線端；該控制板上，設(shè)有n個(gè)整流電路，上述n個(gè)電流互感器的輸出繞組經(jīng)由控制板的對應(yīng)接線端接對應(yīng)的整流器，n個(gè)整流器的輸出并接后接脈沖寬度調(diào)制器中的誤差放大器的輸入端，用于控制脈寬調(diào)制器輸出脈沖的占空比；對應(yīng)于上述n個(gè)驅(qū)動(dòng)板，設(shè)有n個(gè)脈沖分配電路，n個(gè)脈沖分配電路的輸入端接脈沖寬度調(diào)制器輸出腳，將脈沖寬度調(diào)制器的一組輸出信號(hào)經(jīng)由n個(gè)脈沖分配電路變成n組輸出信號(hào)接上述n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的輸入接線端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的大功率逆變焊機(jī)，其特征在于該弧焊逆變器主電路中各臺(tái)弧焊逆變單元，逆變整流后的正端相并聯(lián)后為總電源正；各臺(tái)弧焊逆變單元，逆變整流后的負(fù)端串接電感后并聯(lián)為總電源負(fù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的大功率逆變焊機(jī)，其特征在于該弧焊逆變器主電路中各臺(tái)弧焊逆變單元，逆變整流后的正端相并聯(lián)后為總電源正；各臺(tái)弧焊逆變單元，逆變整流后的負(fù)端相互并聯(lián)后串接電感為總電源負(fù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的大功率逆變焊機(jī)，其特征在于該電力半導(dǎo)體模塊是IGBT模塊或IPM模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的大功率逆變焊機(jī)，其特征在于電流互感器的輸出繞組具有中心抽頭，所接整流電路是由兩個(gè)二極管所構(gòu)成的全波整流器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說的大功率逆變焊機(jī)，其特征在于該脈沖分配電路是門電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所說的大功率逆變焊機(jī)，其特征在于n＝2、3、4、…中的任一數(shù)。
專利摘要一種大功率逆變焊機(jī)，包括弧焊逆變器主電路、驅(qū)動(dòng)板和一控制板，其主電路是由n個(gè)弧焊逆變單元并聯(lián)組成，特征是n個(gè)驅(qū)動(dòng)板的輸出接對應(yīng)的電力半導(dǎo)體模塊的控制極，其輸入端分別接控制板的對應(yīng)輸出端；每一弧焊逆變單元的功率變壓器初級(jí)串接電流互感器，n個(gè)電流互感器的輸出繞組接控制板的對應(yīng)接線端。優(yōu)點(diǎn)是用一個(gè)控制板控制多個(gè)功率單元，控制方便；電流信號(hào)取自各個(gè)功率單元，達(dá)到真正均流；調(diào)整方便。
文檔編號(hào)B23K9/09GK2475502SQ0122438
公開日2002年2月6日 申請日期2001年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月24日
發(fā)明者劉振英 申請人:劉振英