專利名稱：無輸出端反饋逆變焊機控制方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種電焊機，尤其是逆變式電焊機的控制方法及裝置。
背景技術：
逆變電焊機需要檢測焊接電壓、電流進行反饋控制，從而根據(jù)不同焊接方法所輸 出相應特性的焊接電壓和電流。目前逆變電焊機的焊接電壓和電流從電焊機的輸出端進行 檢測，容易產生干擾。如果對檢測信號進行隔離處理，如采用線性光藕或霍爾傳感器，則電 路復雜、可靠性降低且成本高。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種無輸出端反饋逆變焊機的控制方法及裝 置。該方案采用變壓器原邊電流檢測，通過信號處理實現(xiàn)焊接電流檢測；通過系統(tǒng)脈寬調制 (P麗)信號的處理實現(xiàn)焊接電壓檢測，從而實現(xiàn)無輸出端反饋的逆變電焊機控制。
本方案是通過如下措施實現(xiàn)的，主要包括變壓器原邊電流檢測環(huán)節(jié)1 、焊接電流檢 測環(huán)節(jié)2、輸出特性控制環(huán)節(jié)3，最大電流限制環(huán)節(jié)4，脈寬調制(PWM)環(huán)節(jié)5、焊接電壓檢測 環(huán)節(jié)6。由環(huán)節(jié)1檢測變壓器原邊電流Ip后一路送至環(huán)節(jié)5，另一路送至環(huán)節(jié)2處理后得 到焊接電流反饋信號If。環(huán)節(jié)6對環(huán)節(jié)5的P麗信號處理得到焊接電壓反饋信號Uf。環(huán) 節(jié)3根據(jù)焊接電壓給定信 號Ug、焊接電流給定信號Ig、環(huán)節(jié)2輸出的焊接電流反饋信號If 和環(huán)節(jié)6輸出的焊接電壓反饋信號Uf進行焊接電壓電流特性控制，環(huán)節(jié)4進行最大焊接電 流限制。環(huán)節(jié)3產生一個P麗控制信號送至環(huán)節(jié)5，環(huán)節(jié)5根據(jù)該控制信號以及原邊電流信 號產生P麗信號。本方案的特征是焊接電壓反饋信號Uf通過P麗信號獲取，焊接電流反饋 信號If通過原邊電流信號獲取，從而不需要從電焊機的輸出端進行焊接電壓和焊接電流 的檢測；本發(fā)明采用兩路獨立的PI運算環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了最大焊接電流限制。


圖1為本發(fā)明具體實施方式
的結構示意圖。
圖2為本發(fā)明具體實施方式
的電路示意圖。
具體實施例方式
根據(jù)附圖1敘述本發(fā)明的電路組成結構。由環(huán)節(jié)1檢測變壓器原邊電流Ip后一 路送至環(huán)節(jié)5，另一路送至環(huán)節(jié)2處理后得到焊接電流反饋信號If 。環(huán)節(jié)6對環(huán)節(jié)5的P麗 信號處理得到焊接電壓反饋信號Uf 。環(huán)節(jié)3根據(jù)焊接電壓給定信號Ug、焊接電流給定信號 Ig、環(huán)節(jié)2輸出的焊接電流反饋信號If和環(huán)節(jié)6輸出的焊接電壓反饋信號Uf進行焊接電 壓、電流特性控制，環(huán)節(jié)4進行最大焊接電流限制。環(huán)節(jié)3產生一個P麗控制信號送至環(huán)節(jié) 5，環(huán)節(jié)5根據(jù)該控制信號以及原邊電流信號產生P麗信號。本方案的特征是焊接電壓反饋 信號Uf通過P麗信號獲取，焊接電流反饋信號If通過原邊電流信號獲取，從而不需要從電焊機的輸出端進行焊接電壓和焊接電流的檢測。 原邊電流檢測環(huán)節(jié)1中LI是電流互感器，它置于主變壓器原邊。D1、D2、D3和D4 組成全橋整流電路，對Ll采樣的原邊電流信號進行整流并由電阻R30轉化為電壓信號，從 而實現(xiàn)了主變壓器原邊電流的檢測。 焊接電流檢測環(huán)節(jié)2中，電壓比較器U2A采用LM339 ， Q3采用PNP三極管，當C8的 電壓未達到環(huán)節(jié)1中R30的電壓時，U2A的4腳電壓比5腳電壓高，U2A的2腳電壓輸出低 電平使Q3導通，C8處于充電狀態(tài)，當C8的電壓達到環(huán)節(jié)1中R30的電壓時充電停止，所以 C8的電壓保持在R30電壓峰值電壓，而R30的峰值電壓正比于電焊機的焊接電流，因此C8 的電壓為焊接電流的反饋信號If。 輸出特性控制環(huán)節(jié)3中，U1B為運算放大器LM324, U1B與R2、R3、R4、C1組成比例 積分(PI)調節(jié)器，焊接電流給定信號Ig從R4輸入，焊接電流反饋信號If經R1后通過電 壓跟隨器U1D從R2輸入，PI運算結果經R5輸出至環(huán)節(jié)5中U3的5腳進行P麗控制。Uf 為6輸出的焊接電壓反饋信號，當Uf小于R8的電壓時U2B的1腳翻轉為低電平，使電壓跟 隨器U1D的輸入電壓將由If減小到Rl與R6的分壓，輸出焊接電流增大，實現(xiàn)了恒流外拐 的輸出特性。 最大電流限制環(huán)節(jié)4中，U1C與R9、 RIO、 Rl 1 、 R12、 C2組成PI調節(jié)器，當焊接電流 反饋信號If大于Rll與R12的分壓時，U2C的8腳電壓開始下降，使Q1導通，從而使環(huán)節(jié)3 中U1B的7腳電壓不超過U1C的8腳電壓，實現(xiàn)最大焊接電流限制。 脈寬調制環(huán)節(jié)5中，U3為電流模式P麗控制芯片UC3846， Q2為NPN三極管，U3的 內部運算放大器結成電壓跟隨器，變壓器原邊電流信號從R23、R22進入U3的電流檢測端4 腳進行峰值電流控制，同時變壓器原邊電流信號經R19接U3的電流封鎖端，當出現(xiàn)過流時 實現(xiàn)對輸出的P麗信號封鎖。 環(huán)節(jié)6中，D5、 D6陽極接5中U3的P麗輸出端11腳和14展卩，P麗信號經R28與 C9濾波得到P麗信號占空比的平均值，由于逆變焊機的焊接電壓正比于P麗信號占空比，因 此R29上的電壓正比與電焊機的焊接電壓，故該電壓為焊接電壓反饋信號Uf 。
權利要求
一種無輸出端反饋逆變焊機控制方法，該方法包括環(huán)節(jié)(1)檢測變壓器原邊電流Ip后一路送至環(huán)節(jié)(5)，另一路送至環(huán)節(jié)(2)處理后得到焊接電流反饋信號If，環(huán)節(jié)(6)對環(huán)節(jié)(5)的PWM信號處理得到焊接電壓反饋信號Uf；環(huán)節(jié)(3)根據(jù)焊接電壓給定信號Ug、焊接電流給定信號Ig、環(huán)節(jié)(2)輸出的焊接電流反饋信號If和環(huán)節(jié)(6)輸出的焊接電壓反饋信號Uf進行焊接電壓電流特性控制，環(huán)節(jié)(4)進行最大焊接電流限制；環(huán)節(jié)(3)產生一個PWM控制信號送至環(huán)節(jié)(5)，環(huán)節(jié)(5)根據(jù)該控制信號以及原邊電流信號產生PWM信號；其特征是不需要從電焊機的輸出端進行焊接電壓和焊接電流的檢測。
2. 根據(jù)權利要求書l所述的方法，其特征是環(huán)節(jié)(6)焊接電壓反饋信號取自P麗信號 平均值得到的。
3. 根據(jù)權利要求書l所述的方法，其特征是環(huán)節(jié)(2)焊接電流反饋信號取自原邊電流 信號的峰值得到的。
4. 根據(jù)權利要求書1所述的方法，其特征是有兩路獨立的PI調解器(3)和(4) ， (3)用 于控制焊接電壓、電流特性，(4)用于限制最大焊接電流。
5. —種無輸出端反饋逆變焊機控制裝置，包括變壓器原邊電流檢測環(huán)節(jié)(1)、焊接電 流檢測環(huán)節(jié)(2)、輸出特性控制環(huán)節(jié)(3)，最大電流限制環(huán)節(jié)(4)，脈寬調制(P麗)環(huán)節(jié)(5)、 焊接電壓檢測環(huán)節(jié)(6)。
6. 根據(jù)權利要求書5所述，其特征是焊接電流檢測環(huán)節(jié)(2)中，電壓比較器U2A采用 LM339, Q3采用PNP三極管，當C8的電壓未達到(1)中R30的電壓時，U2A的4腳電壓比5 腳電壓高，U2A的2腳輸出低電平使Q3導通，C8處于充電狀態(tài)，當C8的電壓達到(1)中R30 的電壓時充電停止，所以C8的電壓保持在R30的峰值電壓，從而輸出焊接電流反饋信號If 。
7. 根據(jù)權利要求書5所述，其特征是環(huán)節(jié)(6)中，D5、D6陽極接(5)中U3的P麗輸出 端11腳和14腳，P麗信號經R28與C9濾波得到P麗信號占空比的平均值，由此得到焊接 電壓反饋信號Uf 。
8. 根據(jù)權利要求書5所述，其特征是最大電流限制環(huán)節(jié)(4)中，U1C與R9、 RIO、 Rll、 R12、C2組成PI調節(jié)器，當焊接電流反饋信號If大于Rll與R12的分壓時，U2C的8腳電壓 開始下降，使Ql導通，從而使(3)中U1B的7腳電壓不超過U1C的8腳電壓，實現(xiàn)最大焊接 電流限制。
9. 根據(jù)權利要求書5所述，其特征是脈寬調制環(huán)節(jié)(5)中，U3為電流模式P麗控制芯 片UC3846， Q2為NPN三極管，U3的內部運算放大器結成電壓跟隨器，U3的10腳輸出脈沖 信號經C6開通Q2定時給C7放電，變壓器原邊電流信號從R23、 R22進入U3的電流檢測端 4腳進行峰值電流控制，同時變壓器原邊電流信號經R19接U3的電流封鎖端16腳，當出現(xiàn) 過流時實現(xiàn)對輸出脈沖的封鎖。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無輸出端反饋逆變焊機控制方法。該方法包括環(huán)節(jié)1檢測變壓器原邊電流Ip后一路送至環(huán)節(jié)5，另一路送至環(huán)節(jié)2處理后得到焊接電流反饋信號If；環(huán)節(jié)6處理環(huán)節(jié)5的PWM信號得到焊接電壓反饋信號Uf；環(huán)節(jié)3根據(jù)焊接電壓給定信號Ug、焊接電流給定信號Ig、環(huán)節(jié)2輸出的焊接電流反饋信號If和環(huán)節(jié)6輸出的焊接電壓反饋信號Uf進行焊接電壓、電流特性控制，環(huán)節(jié)4對最大焊接電流進行限制；環(huán)節(jié)3產生一個PWM控制信號送至環(huán)節(jié)5，環(huán)節(jié)5根據(jù)該控制信號以及原邊電流信號產生PWM信號，從而實現(xiàn)無輸出端反饋的逆變電焊機控制。此外，還公布了實現(xiàn)該方法的裝置。
文檔編號B23K9/10GK101791735SQ201010001488
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權日2010年1月8日
發(fā)明者侯潤石, 蘭照丹, 李振升, 王進成, 董俊娟, 褚華 申請人:杭州凱爾達電焊機有限公司