專利名稱：一種逆變式交直流脈沖非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電焊機(jī)產(chǎn)品領(lǐng)域，具體涉及一種逆變式交直流脈沖非熔化極惰性 氣體保護(hù)焊機(jī)。
背景技術(shù)：
空氣等離子弧切割是依靠高溫高速的等離子弧及其焰流，把部分金屬熔化及蒸 發(fā)，并吹離基體，隨著等離子弧割炬的移動(dòng)而形成切縫。由于其弧柱的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前絕 大多數(shù)金屬及其氧化物的熔點(diǎn)，所以它可以切割絕大多數(shù)材料?？諝獾入x子切割已廣泛地 應(yīng)用于汽車、機(jī)車車輛、化工、船舶、機(jī)房、通風(fēng)、環(huán)保等生產(chǎn)中的板材下料。目前行業(yè)內(nèi)電弧焊接電源生產(chǎn)企業(yè)較多，從最原始的機(jī)械調(diào)節(jié)型弧焊電源、電磁 控制型電弧焊、到最先進(jìn)的電子控制型逆變式弧焊都有不同比例的市場(chǎng)，但從節(jié)能和環(huán)保 發(fā)展的趨勢(shì)看來，前兩種技術(shù)類型必將被淘汰，實(shí)際上目前市場(chǎng)以被電子控制型逐漸蠶食， 其份額逐漸減小，大力發(fā)展電子控制型逆變式弧焊已是必然。行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)電子控制型逆變 式弧焊也有為數(shù)不少企業(yè)，同時(shí)很多傳統(tǒng)技術(shù)型生產(chǎn)企業(yè)也意識(shí)到市場(chǎng)的趨勢(shì)，正逐步在 產(chǎn)品技術(shù)上開始轉(zhuǎn)型?，F(xiàn)有電子控制型逆變式弧焊的技術(shù)也五花八門，其質(zhì)量和規(guī)模是良 莠不齊?，F(xiàn)在行業(yè)內(nèi)的電弧焊方法主要有手工電弧焊、鎢極直流恒流氬弧焊、直流脈沖氬 弧焊、交流恒流氬弧焊、交流脈沖氬弧焊等，但在使用以上電弧焊方法時(shí)，需要利用與該電 弧焊方法對(duì)應(yīng)的電弧焊設(shè)備，當(dāng)在焊接過程中需要使用多種電弧焊方法時(shí)，就需要利用多 臺(tái)電弧焊設(shè)備，使得在焊接工作過程變得十分麻煩，成本也十分高昂。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述缺陷，本實(shí)用新型的目的即在于提供一種逆變式交直流脈沖非熔化極 惰性氣體保護(hù)焊機(jī)。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型一種逆變式交直流脈沖非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī)，包括按電流流通方向順序連接的電磁兼容電路、啟動(dòng)保護(hù)電路、一次整流電路、濾波 電路、逆變電路、變壓電路、二次整流電路、電抗續(xù)流電路、二次逆變電路、高頻引弧電路和 直流輸出電路組成的主電流線路；電流在所述的二次整流電路中分為兩支路，一路進(jìn)入電抗續(xù)流電路并沿著主電流 線路導(dǎo)通，另一路通過反饋給定電路進(jìn)入主控制電路；所述電流在進(jìn)入主控制電路后分為三支路，第一支路電流依次通過一次驅(qū)動(dòng)電路 和驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)入所述主電流線路中的一次逆變電路，第二支路電流通過二次驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)入 所述主電流線路中的二次逆變電路，第三支路電流通過高頻發(fā)生器進(jìn)入所述主電流線路中 的高頻引弧電路；所述主控制電路還與第一輔助電源、控制輸入電路、過流過熱檢測(cè)電路、異常指示電路、焊槍開關(guān)控制電路、氣閥連接；所述第一輔助電源用于為所述主控制電路、一次驅(qū)動(dòng)電路提供工作電源；所述控制輸入電路用于向所述主控制電路輸入控制信息；所述過流過熱檢測(cè)電路用于當(dāng)檢測(cè)到電路上的電流值和溫度值超過閾值時(shí)，向所 述主控制電路發(fā)送停機(jī)信號(hào)；所述異常指示電路用于當(dāng)收到所述主控制電路發(fā)送的停機(jī)信號(hào)時(shí)，顯示異常指 示；所述焊槍開關(guān)控制電路用于向所述主控制電路發(fā)送焊槍開關(guān)信號(hào)；所述氣閥用于根據(jù)所述主控制電路發(fā)送的控制信息，進(jìn)行開關(guān)操作；所述二次驅(qū)動(dòng)電路還與第二輔助電源連接，用于給二次驅(qū)動(dòng)電路提供電源。本實(shí)用新型同時(shí)具有手工電弧焊、鎢極直流恒流氬弧焊、直流脈沖氬弧焊、交流恒 流氬弧焊、交流脈沖氬弧焊功能，使得本實(shí)用新型的兼容性大大的提高，在多種電弧焊方法 之間的切換十分方便，節(jié)省了大量的設(shè)備及生產(chǎn)成本，給使用者提供極大的方便。

[0020]為了易于說明，本實(shí)用新型由下述的較佳實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。[0021]圖1是本實(shí)用新型的電路工作流程示意圖；[0022]圖2是本實(shí)用新型的脈沖控制電路原理圖；[0023]圖3是本實(shí)用新型的交流控制電路原理圖；[0024]圖4是本實(shí)用新型的二次逆變電路原理圖；[0025]圖5是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型一種逆變式交直流脈沖非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī)，包 括按電流流通方向順序連接的電磁兼容電路1、啟動(dòng)保護(hù)電路2、一次整流電路3、 濾波電路4、逆變電路5、變壓電路6、二次整流電路7、電抗續(xù)流電路8、二次逆變電路9、高 頻引弧電路10和直流輸出電路11組成的主電流線路；電流在所述的二次整流電路7中分為兩支路，一路進(jìn)入電抗續(xù)流電路8并沿著主 電流線路導(dǎo)通，另一路通過反饋給定電路15進(jìn)入主控制電路16 ；所述電流在進(jìn)入主控制電路16后分為三支路，第一支路電流依次通過一次驅(qū)動(dòng) 電路17和驅(qū)動(dòng)模塊18進(jìn)入所述主電流線路中的一次逆變電路5，第二支路電流通過二次驅(qū) 動(dòng)電路21進(jìn)入所述主電流線路中的二次逆變電路9，第三支路電流通過高頻發(fā)生器22進(jìn)入 所述主電流線路中的高頻引弧電路10 ；所述主控制電路16還與第一輔助電源19、控制輸入電路14、過流過熱檢測(cè)電路 24、異常指示電路23、焊槍開關(guān)控制電路13、氣閥12連接；
4[0032]所述第一輔助電源19用于為所述主控制電路16、一次驅(qū)動(dòng)電路17提供工作電 源；所述控制輸入電路14用于向所述主控制電路16輸入控制信息；所述過流過熱檢測(cè)電路24用于當(dāng)檢測(cè)到電路上的電流值和溫度值超過閾值時(shí)， 向所述主控制電路16發(fā)送停機(jī)信號(hào)；所述異常指示電路23用于當(dāng)收到所述主控制電路16發(fā)送的停機(jī)信號(hào)時(shí)，顯示異 常指示；所述焊槍開關(guān)控制電路13用于向所述主控制電路16發(fā)送焊槍開關(guān)信號(hào)；所述氣閥12用于根據(jù)所述主控制電路16發(fā)送的控制信息，進(jìn)行開關(guān)操作；所述二次驅(qū)動(dòng)電路21還與第二輔助電源20連接，用于給二次驅(qū)動(dòng)電路21提供電源。在上述實(shí)施例中，各部分電路原理如下電磁兼容電路1:降低本機(jī)對(duì)電網(wǎng)的污染，同時(shí)減少電網(wǎng)對(duì)本機(jī)的干擾，使其在 要求的范圍內(nèi)。啟動(dòng)保護(hù)電路2 該電路包含過壓保護(hù)電路，電源啟動(dòng)電路。在開機(jī)時(shí)電流只能通 過啟動(dòng)電阻用以限制浪涌電流。正常工作后，啟動(dòng)電阻被繼電器短路。為避免因誤接380V 及電網(wǎng)波動(dòng)帶來的高壓損壞機(jī)器，要求能安全起動(dòng)，過壓后切斷供電回路，從而不損壞后級(jí) 工作電路。一次整流電路3 把輸入的50Hz工頻交流電轉(zhuǎn)換成直流電。濾波電路4 將脈動(dòng)的直流電變?yōu)槠交€(wěn)定的直流電。逆變電路5 采用全橋電路，完成直流的逆變并輸出穩(wěn)定的高頻交流電流。變壓電路6 將308V的高壓隔離變換成適合電弧焊接所需要的幾十伏的低壓。二次整流電路7 把高頻交流轉(zhuǎn)換成直流輸出。電抗續(xù)流電路8 具有平波續(xù)流作用，可使輸出電流變得連續(xù)穩(wěn)定，保證焊接質(zhì)量。二次逆變電路9 將二次整流濾波輸出的直流再逆變成交流方波輸出或直流直接 輸出。高頻引弧電路10 將高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高壓高頻交流耦合到焊接回路，幫助建立 電弧。直流輸出電路11 外接焊接電纜進(jìn)行焊接操作。氣閥12 供氬氣通斷控制。焊槍開關(guān)控制電路13 隔離傳遞焊槍開關(guān)信號(hào)，保證控制電路不受高頻干擾?？刂戚斎腚娐?4 提供焊接功能的轉(zhuǎn)換、焊接參數(shù)的設(shè)定。反饋給定電路15 將輸出的電流取樣與界面給定信號(hào)比較，通過積分調(diào)節(jié)器得到 誤差信號(hào)，控制電源處理器脈寬使輸出保持穩(wěn)定。主控制電路16 包含PWM電源處理器控制電路、氣體控制電路、引弧控制電路、脈 沖控制電路、交流控制電路、焊接功能轉(zhuǎn)換等控制電路。一次驅(qū)動(dòng)電路17:對(duì)控制電路輸出的控制脈沖信號(hào)進(jìn)行放大。驅(qū)動(dòng)模塊18 由1個(gè)初級(jí)繞組和4個(gè)次級(jí)繞組的變壓器及波形整形電路組成，給
5全橋提供逆變所需的不同相位的開關(guān)信號(hào)，并且保證和控制回路隔離傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)。第一輔助電源19 給主控制電路、一次驅(qū)動(dòng)電路提供穩(wěn)定的低壓直流電源。第二輔助電源20 給二次驅(qū)動(dòng)電路提供穩(wěn)定的低壓直流電源，并與主控制電路及 一次電路隔離。二次驅(qū)動(dòng)電路21 放大控制信號(hào)并為二次逆變提供不同相位的開關(guān)信號(hào)。高頻發(fā)生器22 將主變初級(jí)上電壓通過升壓，再經(jīng)過4倍壓整流，通過放電嘴組成 的放電諧振電路、產(chǎn)生高壓高頻交流。異常指示電路23 對(duì)主機(jī)的過流和過熱現(xiàn)象進(jìn)行顯示，當(dāng)指示燈亮后短時(shí)間內(nèi)能 自行恢復(fù)為過熱，當(dāng)指示燈亮后不能自行恢復(fù)，需開機(jī)重啟動(dòng)后恢復(fù)為過流。過流過熱檢測(cè)電路24 由電流互感器檢測(cè)一次主回路工作電流，一旦電流超過允 許值，便通過控制模塊停止逆變電路工作。熱敏開關(guān)安裝于主變壓器側(cè)，當(dāng)溫度達(dá)到主變的 安全點(diǎn)時(shí)熱敏開關(guān)動(dòng)作，也通過控制模塊停止逆變電路工作。進(jìn)一步，所述主控制電路16包括PWM電源處理器控制電路、氣體控制電路、引弧 控制電路、脈沖控制電路、交流控制電路、焊接功能轉(zhuǎn)換控制電路。進(jìn)一步，所述脈沖控制電路由第一脈沖發(fā)生電路、脈沖寬度調(diào)整電路、脈沖基值調(diào) 整電路組成。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，該脈沖控制電路主要由運(yùn)算放大器U1B、電阻R2-R5，電 容C1、可調(diào)VR1構(gòu)成脈沖發(fā)生電路，C0N1外接開關(guān)決定脈沖有無，可調(diào)VR1調(diào)節(jié)脈沖頻率。 運(yùn)算放大器U1C、電阻R6-R8、可調(diào)VR2、穩(wěn)壓管Z1構(gòu)成脈沖寬度調(diào)整電路，可調(diào)VR2對(duì)脈沖 占空比進(jìn)行調(diào)整?？烧{(diào)VR3、二極管D1構(gòu)成脈沖基值調(diào)整電路，可調(diào)VR3對(duì)脈沖基值進(jìn)行調(diào)
iF. o進(jìn)一步，所述交流控制電路由第二脈沖發(fā)生電路、交流有無控制電路、交流清理寬 度調(diào)整電路、交流驅(qū)動(dòng)電路組成。具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，該交流控制電路主要由運(yùn)算放大器 U1D、電阻R14-R17，電容C6、構(gòu)成脈沖發(fā)生電路。三極管Q1、電阻R11-R13、穩(wěn)壓管Z2、電容 C5、C0N2外接開關(guān)、構(gòu)成交流有無控制電路。運(yùn)算放大器U2A、電阻R18-R20、可調(diào)VR4、穩(wěn)壓 管Z3、二極管D3、D4、電容C7、C8構(gòu)成交流清理寬度調(diào)整電路，可調(diào)VR4對(duì)交流清理寬度進(jìn) 行調(diào)整。運(yùn)算放大器U3A、U3B、電阻R21-R24、二極管D5-D8構(gòu)成交流驅(qū)動(dòng)電路。進(jìn)一步，所述二次逆變電路包括全橋二次逆變電路和吸收及引弧電路；具體結(jié) 構(gòu)如圖4所示該全橋二次逆變電路主要由場(chǎng)效應(yīng)管Q1-Q4、場(chǎng)效應(yīng)管柵極均流電阻R8-R11、場(chǎng) 效應(yīng)管柵源極箝位穩(wěn)壓管D4-D11組成，INPUT為二次直流輸入，OUTPUT為交流方波或二次 直流輸出；吸收及引弧電路主要由電容C1-C8、電阻R1-R7、場(chǎng)效應(yīng)管Q5、二極管D1-D1組 成。本實(shí)用新型為一種同時(shí)具有手工電弧焊、鎢極直流恒流氬弧焊、直流脈沖氬弧焊、 交流恒流氬弧焊、交流脈沖氬弧焊功能的非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī)，它是絕緣柵型場(chǎng)效 應(yīng)管電子控制型逆變式弧焊電源，分為一次和二次兩個(gè)逆變器機(jī)芯，成左右排列，每個(gè)逆變 器機(jī)芯由PCBA上下兩塊板同左右結(jié)構(gòu)鋁型材散熱器組合安裝而成，構(gòu)成水平風(fēng)道。如圖5 所示本實(shí)用新型的安裝結(jié)構(gòu)如下詳述，具體為一次逆變部分包含電磁兼容板33，底板31，中板32，控制板28，參數(shù)給定板29。所 述底板31中放置有啟動(dòng)保護(hù)電路2、一次整流電路3及濾波電路4 ；所述上板25中放置有驅(qū)動(dòng)模塊18、一次逆變電路5 ；所述中板11放置有變壓電路6、二次整流電路7 ；所述控制板 28中放置有第一次輔助電源19、反饋給定電路15、焊槍開關(guān)控制電路13、氣體控制電路、引 弧控制電路、脈沖控制電路、交流控制電路、焊接功能轉(zhuǎn)換控制電路。二次逆變部分包含全橋上37下36兩塊板。高頻引弧電路10、電抗續(xù)流電路8外置。一次逆變電路通過左右兩組散熱器26組合上板25與中板32單元構(gòu)成逆變器機(jī) 芯和水平吹風(fēng)式風(fēng)道34，將功率器件場(chǎng)管、二次整流快恢復(fù)二極管置于散熱器上下兩側(cè)，一 次整流硅橋38裝于風(fēng)機(jī)側(cè)下方、將發(fā)熱器件變壓器27置于機(jī)芯的風(fēng)腔內(nèi)、電抗器30及引 弧器31置于機(jī)芯的出風(fēng)口。而將啟動(dòng)保護(hù)2、一次整流電路3、濾波電路4和高頻變壓器等 溫升很低的底板31置于機(jī)底。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種逆變式交直流脈沖非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī)，其特征在于，包括按電流流通方向順序連接的電磁兼容電路、啟動(dòng)保護(hù)電路、一次整流電路、濾波電路、逆變電路、變壓電路、二次整流電路、電抗續(xù)流電路、二次逆變電路、高頻引弧電路和直流輸出電路組成的主電流線路；電流在所述的二次整流電路中分為兩支路，一路進(jìn)入電抗續(xù)流電路并沿著主電流線路導(dǎo)通，另一路通過反饋給定電路進(jìn)入主控制電路；所述電流在進(jìn)入主控制電路后分為三支路，第一支路電流依次通過一次驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)入所述主電流線路中的一次逆變電路，第二支路電流通過二次驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)入所述主電流線路中的二次逆變電路，第三支路電流通過高頻發(fā)生器進(jìn)入所述主電流線路中的高頻引弧電路；所述主控制電路還與第一輔助電源、控制輸入電路、過流過熱檢測(cè)電路、異常指示電路、焊槍開關(guān)控制電路、氣閥連接；所述第一輔助電源用于為所述主控制電路、一次驅(qū)動(dòng)電路提供工作電源；所述控制輸入電路用于向所述主控制電路輸入控制信息；所述過流過熱檢測(cè)電路用于當(dāng)檢測(cè)到電路上的電流值和溫度值超過閾值時(shí)，向所述主控制電路發(fā)送停機(jī)信號(hào)；所述異常指示電路用于當(dāng)收到所述主控制電路發(fā)送的停機(jī)信號(hào)時(shí)，顯示異常指示；所述焊槍開關(guān)控制電路用于向所述主控制電路發(fā)送焊槍開關(guān)信號(hào)；所述氣閥用于根據(jù)所述主控制電路發(fā)送的控制信息，進(jìn)行開關(guān)操作；所述二次驅(qū)動(dòng)電路還與第二輔助電源連接，用于給二次驅(qū)動(dòng)電路提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變式交直流脈沖非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī)，其特征在 于，所述主控制電路包括PWM電源處理器控制電路、氣體控制電路、引弧控制電路、脈沖控 制電路、交流控制電路、焊接功能轉(zhuǎn)換控制電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變式交直流脈沖非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī)，其特征在 于，所述脈沖控制電路包括由運(yùn)算放大器、四個(gè)電阻，電容、可調(diào)變阻器構(gòu)成的第一脈沖發(fā) 生電路；由運(yùn)算放大器、三個(gè)電阻、可調(diào)變阻器、穩(wěn)壓管構(gòu)成的脈沖寬度調(diào)整電路；由可調(diào) 變阻器、二極管構(gòu)成的脈沖基值調(diào)整電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆變式交直流脈沖非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī)，其特征在 于，所述交流控制電路包括由運(yùn)算放大器、四個(gè)電阻，電容、構(gòu)成的第二脈沖發(fā)生電路；由 三極管、三個(gè)電阻、穩(wěn)壓管、電容、外接開關(guān)構(gòu)成的交流有無控制電路；由運(yùn)算放大器、三個(gè) 電阻、可調(diào)變阻器、穩(wěn)壓管、兩個(gè)二極管、兩個(gè)電容構(gòu)成的交流清理寬度調(diào)整電路；由兩個(gè)運(yùn) 算放大器、四個(gè)電阻、四個(gè)二極管構(gòu)成的交流驅(qū)動(dòng)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆變式交直流脈沖非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī)，其特征在 于，所述二次逆變電路包括全橋二次逆變電路和吸收及引弧電路；所述全橋二次逆變電路由四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管、四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管柵極均流電阻、八個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管 柵源極箝位穩(wěn)壓管組成；所述吸收及引弧電路，由八個(gè)電容、七個(gè)電阻、場(chǎng)效應(yīng)管、三個(gè)二極管組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電焊機(jī)產(chǎn)品領(lǐng)域，具體涉及一種逆變式交直流脈沖非熔化極惰性氣體保護(hù)焊機(jī)。本實(shí)用新型主要由按電流流通方向順序連接的電磁兼容電路、啟動(dòng)保護(hù)電路、一次整流電路、濾波電路、逆變電路、變壓電路、二次整流電路、電抗續(xù)流電路、二次逆變電路、高頻引弧電路和直流輸出電路組成的主電流線路，電流在所述的二次整流電路中分為兩支路，其中一支路通過反饋給定電路進(jìn)入主控制電路；在主控制電路中分別通過一次驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)模塊、二次驅(qū)動(dòng)電路，高頻發(fā)生器分別進(jìn)入主電流線路中。本實(shí)用新型中已包含常用弧焊焊接功能，能大量節(jié)省設(shè)備及資金，給使用提供很大的方便。
文檔編號(hào)B23K9/06GK201760694SQ20102053871
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者楊勇, 楊振文 申請(qǐng)人:深圳市華意隆實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司