專利名稱：全集成控制多功能可控硅逆變電焊機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電焊設備，特別是關于全集成控制多功能可控硅逆變電焊機。
現(xiàn)有的電焊機一般均為硅整流焊機，這種電焊機體積大，重量重，能耗高，浪費材料。隨著逆變技術和微電子技術的發(fā)展及其在焊接領域中的應用，出現(xiàn)了各種逆變電焊機，對傳統(tǒng)的以鐵芯線圈為主體的結構模式進行了徹底的改造，使傳統(tǒng)焊機由機電產(chǎn)品轉變?yōu)榇蠊β孰娮赢a(chǎn)品。
實用新型專利CN2055425U公開了一種高效節(jié)能可控硅逆變式電焊機，由主回路三相交流電經(jīng)三相橋整流濾波后，經(jīng)逆變器逆變成中頻交流電流，同時把電壓降至適合焊接的電壓，再經(jīng)快速整流二極管整流后變?yōu)橹绷麟?，?jīng)過電抗器輸出以供焊接，焊接電流的調(diào)節(jié)是由控制電路通過主回路可控硅的開關頻率來實現(xiàn)的，因此實現(xiàn)了節(jié)能、節(jié)省材料的目的。但此控制系統(tǒng)較為復雜，大量使用分離元件，因此電焊機的可靠性得不到保證，調(diào)試困難，維護不方便，而且這種焊機功能單一。
本發(fā)明的目的是提供一種新型全集成控制多功能可控硅逆變電焊機，其控制電路全部由集成塊所構成，實現(xiàn)全集成控制。
本發(fā)明的另一個目的是在電焊機中設置過壓泄放電路來防止開關電路過壓擊穿。
本發(fā)明的再一個目的是改變電焊機結構，將開關電路接在輸入整流電路和主變壓器之間，采用串聯(lián)半橋式逆變方式，使開關管數(shù)量少，功率大。
本發(fā)明的又一個目的是采用恒流控制電路使焊機具有恒流外特性;采用外拖控制電路使焊機具有恒流外拖外特性;采用恒壓控制電路使焊機具有平外特性。
按照本發(fā)明的電焊機，將開關電路連接在輸入整流電路和主變壓器之間，而此開關電路采用串聯(lián)半橋式可控硅逆變電路。
按照本發(fā)明，在原有的電焊機的輸入整流電路和上述開關電路之間設置過壓泄放電路，以防止開關電路的過壓擊穿。
按照本發(fā)明控制電路全部由集成塊組成，用于控制開關電路和保護電路，并進行實現(xiàn)多功能焊接。此全集成控制電路可由8個普通集成塊所組成，分別構成恒流和恒壓控制電路、熱引弧控制電路，觸發(fā)電路、功率放大電路、二倍分頻電路、過熱保護控制電路、多諧振蕩電路、脈沖整形電路，反壓信號檢測電路、空載電壓建立電路，過壓保護控制電路等加上電流、電壓檢測電路和外拖設定和控制電路，形成完整的控制電路。
按照本發(fā)明電焊機，由于采用串聯(lián)半橋逆變方式，所以開關管數(shù)量少，輸出功率大，焊接電流可達400A。由于采用全集成控制使得控制系統(tǒng)結構簡單、可靠、體積小、功耗低、抗干擾能力強，實現(xiàn)一機多用。
按照本發(fā)明，焊機具有三種外特性，即恒流外特性，恒流外拖外特性和平外特性，從而實現(xiàn)藥皮焊條直流手弧焊、藥皮焊條脈沖手弧焊、直流TIG焊、脈沖TIG焊、直流MIG焊和脈沖MIG焊。
本發(fā)明的各種目的和具體結構可以通過附圖來作出詳細說明。


圖1是本發(fā)明的全集成控制多功能可控硅逆變電焊機主回路原理圖。
圖2是本發(fā)明的電焊機控制系統(tǒng)框圖。
如圖1所示，本發(fā)明的全集成控制多功能可控硅逆變電焊機由普通可控硅逆變焊機的輸入整流電路(1)、開關電路(3)、控制電路(4)、保護電路(5)、主變壓器(6)、輸出整流電路(7)、電抗器(8)和本發(fā)明的過壓泄放電路(2)所串接而成。開關電路(3)是串聯(lián)半橋式可控硅逆變電路，連接在輸入整流電路(1)和主變壓器(6)之間，過壓泄放電路(2)則連接在所述的輸入整流電路(1)和開關電路(3)之間。
按照本發(fā)明，控制電路采用全集成控制電路，其原理框圖如圖2所示。其結構是電壓檢測電路(27)的輸出端分別連接到空載電壓建立電路(25)、過壓保護控制電路(26)、恒壓控制電路(20)和熱引弧控制電路(15)，這四個電路的輸出都連接到多諧振蕩電路(21)上，和此多諧振蕩電路相連接的還有反壓信號檢測電路(19)、直流脈沖焊控制電路(24)、外拖控制電路(22)、恒流控制電路(12)、過熱保護控制電路(17)，有外拖設定電路(23)和外拖控制電路(22)相接，有電流檢測電路(11)和電流調(diào)節(jié)電路(13)與恒流控制電路(12)相接，所說的多諧振蕩電路(21)的輸出端連接到依次串接的脈沖整形電路(18)、二倍分頻電路(16)、功率放大電路(14)，此功率放大電路(14)的輸出分別接到二個觸發(fā)電路(9)、(10)。
在本實施方案中，全集成控制電路由8個集成塊所組成集成塊LM324/1構成恒流控制電路(12)、熱引弧控制電路(15)、恒壓控制電路(20);集成塊LM324/2構成空載電壓建立電路(25)和過壓保護控制電路(26)，集成塊TPL521構成反壓信號檢測電路(19)，集成塊NEC555構成直流脈沖焊控制電路(24)，集成塊CD40106構成多諧振蕩電路(21)和過熱保護電路(17)，集成塊CD4538構成脈沖整形電路(18)，集成塊CD4027構成二倍分頻電路(16)，集成塊H009構成功率放大電路(14)和二個觸發(fā)電路(9)、(10)。
如圖所示，本發(fā)明的電焊機采用三相50Hz交流輸入，經(jīng)輸入整流電路(1)將交流電轉變?yōu)橹绷麟?，送至過壓泄放電路(2)，當電壓超過額定值時，將超過部分泄放掉，從而有效地防止了開關電路的過壓擊穿。直流電經(jīng)開關電路中頻交流電容、可控硅和主變壓器實現(xiàn)半橋式逆變后再變成中頻交流電，同時把電壓降到適合焊接的值，再經(jīng)輸出整流電路將中頻交流電變成直流電，經(jīng)電抗器(8)輸出以實施焊接。
本發(fā)明的電焊機焊接電流調(diào)節(jié)是依靠多諧振蕩電路(21)等控制環(huán)節(jié)實現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)而完成焊接電流調(diào)節(jié)的。如上所述，多諧振蕩電路(21)的輸入有過壓保護控制電路(26)、空載電壓建立電路(25)、熱引弧控制電路(15)、恒壓控制電路(20)、過熱保護控制電路(17)、反壓信號檢測電路(19)、直流脈沖焊接控制電路(24)、外拖控制電路(22)的輸出，因而可以分別實現(xiàn)恒流外特性，恒流外拖外特性和平外特性，進而實現(xiàn)多種焊接功能。熱引弧控制環(huán)節(jié)用于實現(xiàn)小電流焊接時的引弧工作，保證引弧順利進行;反壓信號檢測電路(19)、過熱保護控制電路(17)及過壓保護控制電路(26)分別用于防止逆變器顛覆，防止輸出整流管的電壓擊穿，因而保證了焊機的正常可靠工作。直流脈沖焊接控制環(huán)節(jié)用于實現(xiàn)脈沖焊接功能，電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)用于焊接電流調(diào)節(jié)，同時具有電流遞增衰減功能，使焊機易于實現(xiàn)自動焊接。
本發(fā)明的電焊機在以下控制環(huán)節(jié)作用下實現(xiàn)各種焊接功能在恒流控制等環(huán)節(jié)作用下，實現(xiàn)直流TIG焊;在恒流控制和直流脈沖焊控制等環(huán)節(jié)作用下，實現(xiàn)脈沖TIG焊;在外拖控制等環(huán)節(jié)作用下，實現(xiàn)藥皮焊條直流手弧焊;在外拖控制和直流脈沖焊控制等環(huán)節(jié)作用下，實現(xiàn)藥皮焊條脈沖手弧焊。
本發(fā)明的電焊機工藝試驗表明，電焊工作穩(wěn)定可靠，動態(tài)響應速度快，焊接電流穩(wěn)定，熔池平靜，焊縫均勻平滑。當采用脈沖焊時，可獲得有規(guī)律的魚鱗紋焊縫，成型美觀，可用于全位置焊接。焊接薄板時，可以較好地控制熱輸入量，改善工藝性能。
試驗結果還表明，與硅整流焊機相比，本發(fā)明的電焊機，每臺節(jié)約銅40kg，節(jié)約硅鋼片80kg，效率提高85%，功率因素提高到95%以上。
權利要求
1.一種由輸入整流電路(1)、開關電路(3)、控制電路(4)、保護電路(5)、主變壓器(6)、輸出整流電路(7)、電抗器(8)所組成的可控硅逆變電焊機，其特征在于1)所說的開關電路(3)是串聯(lián)半橋式可控硅逆變電路，連接在輸入整流電路(1)和主變壓器(6)之間，2)有一過壓泄放電路(2)連接在輸入整流電路(1)和開關電路(3)之間，3)所說的控制電路為全集成控制電路，其結構是電壓檢測電路(27)的輸出端分別連接到空載電壓建立電路(25)、過壓保護控制電路(26)、恒壓控制電路(20)和熱引弧控制電路(15)，這四個電路的輸出都連接到多諧振蕩電路(21)上，和此多諧振蕩電路相連接的還有反壓信號檢測電路(19)，直流脈沖焊控制電路(24)、外拖控制電路(22)、恒流控制電路(12)、過熱保護電路(17)，有外拖設定電路(23)和外拖控制電路電路(22)相接，有電流檢測電路(11)和電流調(diào)節(jié)電路(13)與恒流控制電路(12)相接，所說的多諧振蕩電路(21)的輸出端連接到依次串接的脈沖整形電路(18)、二倍分頻電路(16)、功率放大電路(14)，此功率放大電路的輸出分別接到二個觸發(fā)電路(9)、(10)。
2.根據(jù)權利要求1的可控硅逆變電焊機，其特征在于所述的全集成控制電路由8個集成塊所構成集成塊LM324/1構成恒流控制電路(12)、熱引弧控制電路(15)、恒壓控制電路(20);集成塊LM324/2構成空載電壓建立電路(25)和過壓保護控制電路(26)，集成塊TPL521構成反壓信號檢測電路(19)，集成塊NEC555構成直流脈沖焊控制電路(24)，集成塊CD40106構成多諧振蕩電路(21)和過熱保護電路(17)，集成塊CD4538構成脈沖整形電路(18)，集成塊CD4027構成二倍分頻電路(16)，集成塊H009構成功率放大電路(14)和二個觸發(fā)電路(9)、(10)。
全文摘要
一種全集成控制多功能可控硅逆變電焊機，采用串聯(lián)半橋式可控硅逆變電路和過壓泄放電路，全集成控制電路由8個集成塊所組成。這種電焊機控制電路結構簡單可靠，輸出功率大，輸出電流可達400A，體積小，功耗低，抗干擾能力強，實現(xiàn)一機多用，即藥皮焊條直流手弧焊，藥皮焊條脈沖手弧焊，直流TIG焊，脈沖TIG焊，直流MIG焊，脈沖MIG焊。并能實現(xiàn)恒流外特性，恒流外拖外特性和平外特性，焊機的效率達到85％，功率因素達到95％以上。
文檔編號B23K9/10GK1071108SQ92109858
公開日1993年4月21日 申請日期1992年8月29日 優(yōu)先權日1992年8月29日
發(fā)明者趙舉東, 紀國慶, 鄭重儉, 高維良 申請人:鞍山鋼鐵公司, 鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所