專利名稱：可控硅弧焊整流器及集成控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種弧焊整流器及其控制電路，特別是集成化(IC)的控制電路。
對現(xiàn)有技術(shù)中的弧焊整流器及控制電路，基本上采用的是分離元件，如機(jī)械委成都電焊機(jī)研究所轉(zhuǎn)讓給廠家生產(chǎn)的ZX5系列可控硅手工弧焊整流器，其控制電路除使用兩只集成運(yùn)算放大器外，其余皆采用三極管、單結(jié)晶體管等分離元件，電路的功能也欠佳，因此，弧焊整流器的可靠性、穩(wěn)定性都不是令人滿意。特別是在使用上、調(diào)試上都帶來一定的困難。更不容易做到小型化。
本實(shí)用新型的任務(wù)要提供一種帶有平衡電抗器雙反星形可控硅弧焊整流器的集成化控制電路。包括同步電路、移相電路、觸發(fā)電路、電流負(fù)反饋電路、電壓反饋電路、過載保護(hù)電路等集成化控制電路，從而提高焊機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性，保證了焊機(jī)的焊接質(zhì)量，簡化了對弧焊機(jī)的調(diào)試，降低了成本，實(shí)現(xiàn)了控制板的小型化。
本實(shí)用新型的任務(wù)是以如下方式完成的。
本實(shí)用新型由主電路［13］(主變壓器B1、可控硅整流器SCR1－SCR3；SCR4－SCR6、平衡電抗器PDK、輸出電抗器DK、分流器FL)和集成元件組成的控制電路［14］和電源［15］構(gòu)成?？刂齐娐分械募蛇\(yùn)算放大器(T01－T05；T08－T11)、集成與非門(T06－T07；T12－T13)、脈沖變壓器(MB1、MB2)、可控制硅(SCR7－SCR8)、二極管、電阻、電容組成三路變二路的同步、移相、觸發(fā)電路，去觸發(fā)主電路［13］中的六只可控硅(SCR1－SCR3；SCR4－SCR6)，并設(shè)有電流負(fù)反饋電路、電壓反饋電路和過載保護(hù)電路等構(gòu)成可控硅弧焊整流器及集成化控制電路。
本實(shí)用新型由于采用集成化元件，在電路上又采用了一定的控制措施，因而本實(shí)用新型應(yīng)用廣泛，不僅可做為手工電弧焊、TIG焊、埋弧自動焊、電弧氣刨電源。換其反饋電路還可以用做CO2焊，MIG焊電源、也可做為整流器電源。該裝置具有可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性能好、焊接工藝性強(qiáng)、調(diào)試方便、成本低、使用方便、控制板小型化等優(yōu)點(diǎn)。為焊接行業(yè)開辟了新崛。
實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出


圖1是弧焊整流器結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是弧焊整流器主電路原理線路圖。
圖3是弧焊整流器控制電路的同步電路、移相電路、觸發(fā)電路原理線路圖。
圖4是弧焊整流器控制電路的電流負(fù)反饋電路、電壓反饋電路、過載保護(hù)電路原理線路圖。
參照
圖1，本實(shí)用新型包括三相主變壓器［1］、三相整流器［2］、平衡電抗器［3］、輸出電抗器［4］和分流器［5］構(gòu)成的主電路［13］和一個(gè)由同步變壓器［6］、同步電路［7］、移相電路［8］、觸發(fā)電路［9］、過載保護(hù)電路［10］、電流負(fù)反饋電路［11］、電壓反饋電路［12］等構(gòu)成的控制電路［14］及電源電路［15］組成可控硅弧焊整流器及集成化控制電路。
如圖2主電路［13］的主變壓器B1接成Y／Y－，其六只可控硅(SCR1－SCR3；SCR4－SCR6)與平衡電抗器PDK構(gòu)成帶平衡電抗器雙反星形可控硅整流器，其中三只可控硅(SCR1－SCR3)為一組，其控制極經(jīng)三只電阻R分別與三只二極管(Z1－Z3)的負(fù)極相接，而二極管(Z1－Z3)的正極相連接于一點(diǎn)，引出端為“a”；另一組可控硅(SCR4－SCR6)接法與前者相同，引出端為“d”，而兩組可控硅的陽極各自連在一起，引出端分別為“b”和“c”，兩引出端“b”和“c”通過平衡電抗器PDK相接，平衡電抗器的中點(diǎn)與輸出電抗器［DK］、分流器［FL］相串聯(lián)，其引出端為“G”，主變壓器B1的“中點(diǎn)”引出端為“H”，則HG即為弧焊整流器的輸出端。
圖3所示控制電路［14］的同步電路由接成三路比較器的集成運(yùn)放大器(T01－T03)組成三相同步信號采樣電路和由集成運(yùn)算放大器(T04－T05)、集成與非門(T06－T07)、電阻、電容、二極管(D1－D2、D3－D4)等組成的三路變?yōu)閮陕返姆窒辔⒎址糯笳坞娐窐?gòu)成，獲得兩路相位相差180°，每路相差120°的低電位同步脈沖信號。移相電路［8］由集成運(yùn)算放大器(T08－T09)、電阻、電容組成兩路鋸齒波電壓比較電路，運(yùn)算放大器反相輸入端，在同步信號作用下形成的鋸齒波電壓，其同相輸入端經(jīng)(n)端輸入反饋信號，兩電壓經(jīng)比較實(shí)現(xiàn)移相。集成運(yùn)算放大器(T10－T11)、電阻、電容、發(fā)光二極管等組成兩路受控方波發(fā)生器，集成與非門(T12－T13)、輸出脈沖變壓器(MB1、MB2)、可控硅(SCR7、SCR8)、電阻、電容、二極管等組成兩路系列方波脈沖觸發(fā)電路［9］，由移相電路［8］控制系列方波脈沖第一方波的前沿，實(shí)現(xiàn)了對觸發(fā)電路中兩只可控硅(SCR7、SCR8)的移相觸發(fā)，進(jìn)而達(dá)到觸發(fā)主電路中的六只可控硅(SCR1－SCR3；SCR4－SCR6)。集成與非門(T12－T13)的兩輸入端連接為一點(diǎn)(m)，為過載保護(hù)控制端，當(dāng)m端為低電位時(shí)，觸發(fā)電路無輸出。
圖4所示為電流負(fù)反饋、電壓反饋、過載保護(hù)電路和網(wǎng)壓補(bǔ)償電路的原理線路。電流負(fù)反饋電路［11］由集成運(yùn)算放大器(T14－T15)、電位器(W1、W5、W6)、電阻、電容、穩(wěn)壓管等組成的兩級直流放大器，保證了弧焊整流器獲得陡降外特性。輸出電流的大小，由電位器(W5、W6)整定，焊接電流的大小、由電位器(W6)來調(diào)整，由集成運(yùn)算放大器(T16)、電位器(W2、W3)、開關(guān)K2、電阻、電容和二極管等組成電弧吹力或推力電流的電壓反饋電路，當(dāng)開關(guān)(K2)置向低電位端時(shí)，電弧電壓反饋信號經(jīng)由集成運(yùn)算放大器(T16)比較放大結(jié)果，使電弧電壓降至30伏左右時(shí)，電位器(W3)輸出負(fù)電位，經(jīng)集成運(yùn)算放大器(T15)放大后，經(jīng)過W6送至移相電路(T08－T09)的輸入端(n)點(diǎn)，使弧焊整流器外特性形成電弧吹力外拖。當(dāng)開關(guān)(K2)置向高電位端時(shí)，則外特性降至20伏以下時(shí)，形成推力電流外拖，當(dāng)電位器(W1、W2)聯(lián)動時(shí)，保證了外特性的外拖拐點(diǎn)隨負(fù)載線升高而升高。由集成運(yùn)算放大器(T17)、可控硅SCR9、電阻、電容、二極管構(gòu)成過載保護(hù)電路［10］，當(dāng)弧焊整流器輸出電流超過額定電流值的三倍時(shí)，可控硅SCR9導(dǎo)通，使(m)點(diǎn)為低電位，觸發(fā)電路無輸出。由電位器W4、電阻、及控制電源構(gòu)成網(wǎng)壓補(bǔ)償電路，其“e”端接穩(wěn)壓電源［15］的正穩(wěn)壓輸出端，其“f”點(diǎn)接穩(wěn)壓電源［15］的末穩(wěn)壓輸出端，網(wǎng)壓的補(bǔ)償電壓的精度，由電位器(W4)整定。
本實(shí)用新型其控制電路穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)、調(diào)試方便，其焊接工藝性能好，應(yīng)用范圍廣泛。除做手工電弧焊電源外，還能用于TIG焊、埋弧自動焊和碳弧氣刨電源，為焊接行業(yè)開辟了新崛。
權(quán)利要求1.一種由主變壓器[1]、可控硅整流器[2]、平衡電抗器[3]、輸出電抗器[4]、分流器[5]、同步變壓器[6]、同步電路[7]、移相電路[8]、觸發(fā)電路[9]、過載保護(hù)電路[10]、電流負(fù)反饋電路[11]、電壓反饋電路[12]、電源電路[15]組成的可控硅弧焊整流器及控制電路，其特征在于a)同步電路[7]由集成運(yùn)算放大器(T01-T03)接成三路電壓比較器組成的三相同步信號采樣電路和集成運(yùn)算放大器(T04-T05)、集成與非門(T06-T07)、及電阻、電容、二極管組成三路變?yōu)閮陕返姆窒辔⒎址糯笳坞娐窐?gòu)成。b)觸發(fā)電路[9]由集成運(yùn)算放大器(T10-T11)、電阻、電容、發(fā)光二極管(D5、D6)組成兩路受控方波發(fā)生器和由集成與非門(T12-T13)、發(fā)光二極管(D7、D8)、脈沖變壓器(MB1、MB2)、可控硅(SCR7、SCR8)、電阻、電容組成兩路系列方波觸發(fā)電路構(gòu)成。
2.按權(quán)利要求1所述的可控硅整流器及控制電路，其特征在于過載保護(hù)電路［10］輸出端連接于集成與非門(T12－T13)的輸入端的一點(diǎn)(m)。
專利摘要一種可控硅弧焊整流器及集成化控制電路，其主電路為帶平衡電抗器雙反星形可控硅整流式，其控制電路由同步、移相、觸發(fā)、電流負(fù)反饋、電壓反饋、過載保護(hù)電路組成?？刂齐娐肪捎眉稍黾恿丝煽啃?，使弧焊整流器調(diào)試、維修簡便，可使控制板小型化，廣泛應(yīng)用于手工電弧焊、埋弧自動焊、TIG焊、電弧氣刨電源。電路先進(jìn)，焊接質(zhì)量好，應(yīng)用范圍廣，深受焊接行業(yè)歡迎。
文檔編號B23K9/00GK2034098SQ88205380
公開日1989年3月15日 申請日期1988年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月10日
發(fā)明者何樹治, 元哲石, 殷世強(qiáng), 遲劍峰 申請人:吉林工業(yè)大學(xué), 元哲石, 殷世強(qiáng), 遲劍峰