專利名稱：逆變氬弧焊機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及氬弧焊機(jī)的控制裝置，特別是一種逆變氬弧焊機(jī)控制裝置。
普通的氬弧焊機(jī)多采用可控硅整流電源，其焊接電弧粗大，且容易散弧，整機(jī)體積大而笨重，不便外出攜帶，操作麻煩，達(dá)不到理想的應(yīng)用效果。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種電弧燃燒穩(wěn)定，電弧集中，挺直度好，能夠進(jìn)行精密焊接，焊接性能優(yōu)良，而且體積小，重量輕，移動(dòng)方便，價(jià)格合理的逆變氬弧焊機(jī)控制裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的由焊槍開關(guān)信號(hào)、氬氣控制電路、引弧控制電路、軟啟動(dòng)電路、電流給定電路、電流取樣整形電路、比較電路、過流保護(hù)電路、脈沖輸出電路等構(gòu)成。在比較電路與脈沖輸出電路之間還接有以集成芯片U3(SG3525AN)為核心，及其外圍元件電阻R16、R17、R19、R20、R21、R67、電容C4、C31、C6、C7、C8、穩(wěn)壓二極管D6組成的脈寬控制電路。其中芯片U3的3腳接電阻R17后與5腳一起連接正15伏電源，1腳和12腳接地，8腳經(jīng)電容C7、電阻R1接軟啟動(dòng)電路，作為軟啟動(dòng)控制端，9腳一路接控制信號(hào)端，另一路經(jīng)D2接比較電路，第5、6、7腳經(jīng)電阻R19、R20和電容C6產(chǎn)生啟動(dòng)振蕩信號(hào)，其頻率為25千赫，U3的10腳經(jīng)穩(wěn)壓管D6、二極管D8接過流保護(hù)電路，U3的11腳輸出控制脈沖經(jīng)電阻R18接至脈沖輸出電路，脈沖占空比最大只有50％，脈沖信號(hào)經(jīng)由變壓器T1和三極管VT6、VT7及電容C22、電阻R37、二極管D21、D22組成的脈沖輸出電路，并經(jīng)變壓器T1的次級(jí)及接口J3耦合到主回路場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比，由于采用了逆變電源作為焊接電源，先將交流電整流為直流，利用場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)的導(dǎo)通與關(guān)斷特性再將直流電逆變?yōu)?5千赫的交流電加到高頻變壓器上，該變壓器次級(jí)電壓再整流后加到焊槍上。使本實(shí)用新型不僅具有電弧燃燒穩(wěn)定，電弧集中，挺直度好，能夠進(jìn)行精密焊接，焊接性能優(yōu)良，而且具有體積小，重量輕，移動(dòng)方便等優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型加以說明。


圖1為主回路電原理圖；圖2為控制回路方框圖；圖3為控制原理圖；圖4為附屬電路原理圖。
如
圖1所示，主回路包括整流電路、濾波電路、場(chǎng)效應(yīng)管逆變、變壓器降壓、二次整流濾波及引弧脈沖耦合電路等部分組成。其工作原理是采用單相220伏交流電源，其中電阻R1是為防止合閘電流沖擊的限流電阻，繼電器觸點(diǎn)J1在合閘后2秒將電阻R1切除，R2、R3是電容C1的放電電阻，在焊機(jī)停電時(shí)將C1的電荷放掉，以策安全。當(dāng)控制脈沖到來時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4同時(shí)導(dǎo)通，高頻變壓器通電，同時(shí)變壓器次級(jí)繞組產(chǎn)生電流，(快恢復(fù)二極管D12、D13導(dǎo)通)，當(dāng)控制脈沖消失瞬間，變壓器本身儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)化為電流通過二極管D5、D6向電容C1充電，變壓器磁通復(fù)位到原始狀態(tài)。電感L1用來平滑次級(jí)電流，二極管D11、D1、D13作為脈沖截止期間的續(xù)流通道。變壓器T2將高頻引弧脈沖耦合到焊槍回路，實(shí)現(xiàn)引弧。電容C7、C8及電阻R16使引弧脈沖旁路以防止高壓脈沖進(jìn)入主回路。電容C3、C4，二極管D7、D8，電阻R10、R11是場(chǎng)效應(yīng)管的過壓保護(hù)元件，電容C5、C6，電阻R12、R13、R14、R15是快恢復(fù)二極管的過壓保護(hù)元件。
如圖2、圖3所示，焊機(jī)的控制電路以集成芯片U3(SG3525AN)為核心，其中U3的3腳連接電阻R17后與5腳一起接正15伏電源，1腳和12腳接地，8腳經(jīng)電容C7，電阻R1接軟啟動(dòng)電路，作為軟啟動(dòng)控制端。U3的9腳接控制信號(hào)，5、6、7腳經(jīng)電阻R19、R20和電容C6產(chǎn)生振蕩信號(hào)，其頻率為25千赫，從11腳輸出控制脈沖，脈沖占空比最大只有50％。脈沖信號(hào)經(jīng)由變壓器T1和三極管VT6、VT7及電容C22等元件組成的脈沖輸出電路，并經(jīng)變壓器T1次級(jí)及接口J1耦合到主回路場(chǎng)效應(yīng)管柵極。
主回路電流取樣使用互感器，電流信號(hào)經(jīng)整形后成為頂部帶斜坡的脈沖，經(jīng)電阻R26、R27、電容C10送到比較器B1的4腳，電流給定信號(hào)經(jīng)電阻R13送至B1的5腳，兩信號(hào)比較后產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，此脈沖經(jīng)二極管D2送到芯片U3(SG3525AN)的9腳，以調(diào)節(jié)控制脈沖的寬度，達(dá)到調(diào)節(jié)電流的目的。
經(jīng)整形后的電流信號(hào)同時(shí)送到比較器B1的8腳，而比較器B1的9腳上加有固定的5伏電壓(由電阻R30和R31分壓取得，對(duì)應(yīng)于過電流保護(hù)值)，電流信號(hào)一旦達(dá)到保護(hù)值，比較器就翻轉(zhuǎn)，同時(shí)觸發(fā)由比較器B2構(gòu)成的保護(hù)回路動(dòng)作，則由B2的2腳輸出高電平，經(jīng)二極管D8和穩(wěn)壓管D6加到芯片U3的10腳，U3無脈沖輸出，從而避免主回路產(chǎn)生過流。為了保護(hù)主變壓器不致過熱損壞，在比較器B2的8腳對(duì)地接有溫度繼電器，當(dāng)溫度超限時(shí)，溫度繼電器開始工作。由于比較器B2輸出高電平加到芯片U3的10腳，使U3無脈沖輸出，此時(shí)焊機(jī)不能繼續(xù)工作，須待變壓器溫度降到正常值時(shí)方能繼續(xù)工作，達(dá)到了過流保護(hù)的目的。
由比較器B3和電容C7、電阻R1構(gòu)成軟啟動(dòng)電路，B3的8腳加有固定6伏電壓(由電阻R63和R64分壓得到)，當(dāng)焊槍開關(guān)未接通時(shí)，B3的9腳為低電平，此時(shí)由B3的14腳輸出低電平，將電容C7短接而無法充電，此時(shí)U3的8腳為0伏無脈沖輸出，焊機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)。當(dāng)焊機(jī)開關(guān)接通時(shí)，15伏電壓經(jīng)焊槍開關(guān)和電阻R66加到B3的9腳，此時(shí)B3的14腳內(nèi)部晶體管截止，電容C7由芯片U3的內(nèi)部恒流源充電，U3的8腳電壓慢慢上升，輸出脈寬度由窄逐步變寬，使主回路電流逐步增大，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)功能。
如圖4所示為附屬電路包括保護(hù)氣體氬氣控制和引弧脈沖的控制，工作原理是焊槍開關(guān)信號(hào)經(jīng)過二極管D15、電阻R69、R60加到三極管VT5基極，VT5導(dǎo)通，繼電器1C吸合，氬氣閥打開向焊槍提供氬氣。放開焊槍開關(guān)，由于電容C29的放電作用，VT5延時(shí)幾秒才能截止，繼電器1C延時(shí)釋放，使氬氣延時(shí)幾秒才關(guān)閉，從而防止高溫焊縫氧化。繼電器2C吸合時(shí)引弧脈沖工作，比較器B3的5腳加有1伏左右的偏置電壓，其2腳輸出高電平。B3的6腳加有6伏偏置電壓，其1腳輸出為低電平，此時(shí)繼電器2C不能吸合。當(dāng)焊槍接通時(shí)，15伏電壓通過D14、R5加到B3的7腳，使B3的1腳輸出高電平，三極管VT4導(dǎo)通，繼電器2C吸合產(chǎn)生引弧脈沖。起弧以后，主回路電流經(jīng)至感器產(chǎn)生信號(hào)，通過D10、R46加到B3的4腳，使B3的2腳輸出低電平，繼電器2C釋放，引弧脈沖停止，轉(zhuǎn)入正常焊接。
權(quán)利要求1.一種逆變氬弧焊機(jī)控制裝置，由焊槍開關(guān)信號(hào)、氬氣控制電路、引弧控制電路、軟啟動(dòng)電路、電流給定電路、電流取樣整形電路、比較電路、過流保護(hù)電路、脈沖輸出電路等構(gòu)成，其特征在于在比較電路與脈沖輸出電路之間還接有以集成芯片U3(SG3525AN)為核心，及其外圍元件電阻R16、R17、R19、R20、R21、R67、電容C4、C31、C6、C7、C8、穩(wěn)壓二極管D6組成的脈寬控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于所說的芯片U3的3腳接電阻R17后與5腳一起接正15伏電源，1腳和12腳接地，8腳經(jīng)電容C7、電阻R1接軟啟動(dòng)電路，作為軟啟動(dòng)控制端，9腳一路接控制信號(hào)端，另一路經(jīng)D2接比較電路，第5、6、7腳經(jīng)電阻R19、R20和電容C6產(chǎn)生啟動(dòng)振蕩信號(hào)，其頻率為25千赫，U3的10腳經(jīng)穩(wěn)壓管D6、二極管D8連接過流保護(hù)電路，U3的11腳輸出控制脈沖經(jīng)電阻R18接至脈沖輸出電路，脈沖占空比最大只有50％，脈沖信號(hào)經(jīng)變壓器T1和三極管VT6、VT7及電容C22、電阻R37、二極管D21、D22組成的脈沖輸出電路，并經(jīng)脈沖變壓器次級(jí)及接口J3耦合到主回路場(chǎng)效應(yīng)管柵極。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種逆變氬弧焊機(jī)控制裝置,由氬氣控制電路、引弧控制電路、軟啟動(dòng)電路、電流取樣整形電路、比較電路、過流保護(hù)電路及脈沖輸出電路,其特征是,在比較電路與脈沖輸出電路之間還接有由芯片U3及其外圍元件電阻、電容、二極管組成的脈寬控制電路。由于采用了逆變電源作為焊接電源,使該焊機(jī)電弧燃燒穩(wěn)定,電弧集中,挺直度好,能進(jìn)行精密焊接,焊接性能優(yōu)良。具有體積小,重量輕,移動(dòng)方便等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K9/167GK2333473SQ98234660
公開日1999年8月18日 申請(qǐng)日期1998年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月15日
發(fā)明者劉倫彥, 溫清松, 溫自力 申請(qǐng)人:廣州市東山區(qū)長(zhǎng)勝焊接設(shè)備廠