專利名稱：基于pwm技術(shù)的埋弧焊送絲電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)控制電路，具體是指一種基于PWM技術(shù)的埋 弧焊送絲電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。
背景技術(shù)：
埋弧自動(dòng)焊接作為一種傳統(tǒng)的焊接方式，其送絲電機(jī)的控制電路多種多
樣，大致可以分為以下幾類 一、基于觸點(diǎn)的邏輯控制電路，即應(yīng)用繼電器 或繼電器組構(gòu)成直流伺服電機(jī)的方向切換電路。此種電路的特點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單， 但由于觸點(diǎn)的閉合一斷開(kāi)易在接觸點(diǎn)打火，再加上環(huán)境問(wèn)題，容易導(dǎo)致灰塵 過(guò)多而影響工作的可靠性。其控制邏輯分為兩類， 一類為"硬"切換，即在 觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，流經(jīng)觸點(diǎn)內(nèi)部仍然有較大電流，依靠觸點(diǎn)拉弧產(chǎn)生的間隙較大 將電弧拉斷，此種方法經(jīng)常容易導(dǎo)致繼電器損壞，需要經(jīng)常更換繼電器；另 一類則為"軟"切換，即在觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)，內(nèi)部電流降為0 A，切換的大多數(shù) 情況是沒(méi)有電流，但是由于工作過(guò)程中灰塵導(dǎo)致接觸不好，仍然會(huì)出現(xiàn)打火 現(xiàn)象，因此故障率也比較高。
近年來(lái)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了較為成熟的控制技術(shù)，即第二類 的采用可控硅作為控制原件的控制電路。該電路利用可控硅換向的方式省去 了電機(jī)換向的觸點(diǎn)，成為第一代無(wú)觸點(diǎn)換向技術(shù)。該技術(shù)除具有無(wú)觸點(diǎn)的特 點(diǎn)外，由于SCR (半導(dǎo)體控制整流器)器件還具有高耐壓、大容量等優(yōu)點(diǎn)， 因此使得故障率明顯的降低。但是，其缺點(diǎn)為在低速時(shí)其性能不佳，加之是 采用正弦波控制，因此在普通的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)中運(yùn)用較多，不適合廣泛推廣。為了提高焊接性能，最近出現(xiàn)了第三類以PWM (脈寬調(diào)制技術(shù))技術(shù) 為代表的驅(qū)動(dòng)電路，并要求開(kāi)關(guān)管可以關(guān)斷，用來(lái)切換電機(jī)方向。由于普通
的SCR器件無(wú)法滿足該要求，于是采用了 MOSFET (高壓金屬氧化物硅場(chǎng) 效應(yīng)晶體管)管來(lái)代替。當(dāng)采用PWM的H橋或半橋電路時(shí)，其技術(shù)性能優(yōu) 異，但是由于電機(jī)及減速箱具有較大的慣性，其反電動(dòng)勢(shì)能較大，電路的可 靠性能較差。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服采用PWM技術(shù)時(shí)，送絲電機(jī)從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn) 過(guò)程中電機(jī)及減速箱具有較大的慣性、反電動(dòng)勢(shì)能較大及電路可靠性能較差 的缺陷，提供一種能夠顯著降低送絲電機(jī)從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)過(guò)程中電機(jī)及減速箱 的慣性、反電動(dòng)勢(shì)能的基于PWM技術(shù)的埋弧焊送絲電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種自動(dòng)埋弧焊送絲電機(jī)正 反轉(zhuǎn)控制電路，主要由第一延時(shí)電路、第二延時(shí)電路、剎車邏輯控制電路及 輸出電路組成，所述的第一延時(shí)電路的輸入端與第二延時(shí)電路的輸入端相連 接；第一延時(shí)電路及第二延時(shí)電路的輸出端均分別與剎車邏輯控制電路的輸 入端相連，輸出電路的輸入端與剎車邏輯控制電路的輸出端相連接。
進(jìn)一步的，所述第一延時(shí)電路由二極管D13、電阻R47、電阻R48及電 容C27組成，電容C27的一端與電阻R48相連，電容C27的另一端與電阻 R47的一端相連后接于二級(jí)管D13的P極，電阻R48的另一端與電阻R47 的另一端相連后接于二極管D13的N極，同時(shí)，電容C27與電阻R48的連 接點(diǎn)還直接接地；第二延時(shí)電路由二極管D14、電阻R58及電容C28組成， 電容C28的一端與電阻R58的一端相連后接于二極管D14的N極，電阻R58的另一端直接與二極管D14的P極相連，同時(shí)，電容C28的另一端直接接地； 二極管D14的P極與二極管D13的N極相連后形成輸入端CT。
所述的剎車邏輯控制電路為非門IC5A的輸入端與二極管D13的P極 相連，其輸出端經(jīng)非門IC5C、電阻R37、 二極管D17后與二極管D15的P 極相連，同時(shí)，二極管D17的輸出端還與與非門IC5E的一個(gè)輸入端相連； 非門IC5B的輸入端與二極管D14的N極相連，其輸出端與與非門IC5E的 另一個(gè)輸入端相連；二極管D16的P極與二極管D14的P極相連，二極管 D16的N極與二極管D15的N極相連后與異或門IC5F的一個(gè)輸入端相連； 與非門IC5E的輸出端經(jīng)非門IC5D后與異或門IC5F的另一個(gè)輸入端相連， 異或門IC5F的輸出端直接形成剎車邏輯控制電路的輸出端QR;同時(shí)，非門 IC5C的輸出端還直接引出形成剎車邏輯控制電路的輸出端QF，非門IC5D 的輸出端還直接引出形成剎車邏輯控制電路的輸出端QS。
所述的輸出電路由二極管D35、 二極管D34構(gòu)成，二極管D34的P極直 接與輸出端QR相連；二極管D35的P極直接與輸出端QS相連，同時(shí)，二 極管D35的N極與二極管D34的N極相連后形成輸出電路的輸出端QR3。 同時(shí)，在二極管D17和與非門IC5E的連接點(diǎn)還設(shè)有第三延時(shí)電路，所述的 第三延時(shí)電路由電阻R49及電容C29組成，且電阻R49的一端及電容C29 的正極均與二極管D17的N極相連，電阻R49的另一端則直接與電容C29 的負(fù)極相連。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果 (1)本實(shí)用新型在送絲電機(jī)從正轉(zhuǎn)(送絲)到反轉(zhuǎn)(退絲)過(guò)程中加入 了一個(gè)剎車過(guò)程，有效地將電機(jī)及減速箱的慣性能量降低到零后再實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，從而有效的克服了傳統(tǒng)送絲電機(jī)在從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)過(guò)程中的直通故障；
(2)由于送絲電機(jī)反轉(zhuǎn)(退絲)時(shí)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于送絲電機(jī)正轉(zhuǎn)(送絲) 時(shí)的速度，因此本實(shí)用新型在送絲電機(jī)從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的過(guò)程中取消了該剎車 過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了小能量換向，有效的避免了電路故障。


圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型運(yùn)行時(shí)的波形圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí) 用新型的實(shí)施方式不限于此。 實(shí)施例
如圖1所示，二極管D13、電阻R47、電阻R48及電容C27—起組成了 本發(fā)明的第一延時(shí)電路，二極管D14、電阻R58及電容C28則一起組成了本 發(fā)明的第二延時(shí)電路。所述電容C27的一端與電阻R48相連，電容C27的另 一端與電阻R47的一端相連后接于二級(jí)管D13的P極，電阻R48的另一端 與電阻R47的另一端相連后接于二極管D13的N極，同時(shí)，電容C27與電 阻R48的連接點(diǎn)還直接接地。第二延時(shí)電路中的電容C28的一端與電阻R58 的一端相連后接于二極管D14的N極，電阻R58的另一端直接與二極管D14 的P極相連，同時(shí)，電容C28的另一端直接接地。二極管D14的P極與二極 管D13的N極相連后形成輸入端CT。第一延時(shí)電路及第二延時(shí)電路的輸出 端均與剎車邏輯控制電路相連后再與輸出電路相連接。
所述的剎車邏輯控制電路根據(jù)輸入端CT輸入的信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的高電平或低電平，并經(jīng)輸出電路輸出后控制送絲電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。而剎車邏輯控制電
路由四個(gè)非門、 一個(gè)與非門、 一個(gè)異或門、三個(gè)二極管D15和D16，以及一 個(gè)第三延時(shí)電路構(gòu)成，其連接關(guān)系為非門IC5A的輸入端與二極管D13的 P極相連，其輸出端與非門IC5C的輸入端相連。非門IC5C的輸出端經(jīng)電阻 R37后與二極管D17的P極相連接。而非門IC5C的輸出端還直接引出形成 剎車邏輯控制電路的一個(gè)輸出端QF (以下簡(jiǎn)稱輸出端QF)。 二極管D17的 N極還分別與二極管D15的P極以及與非門IC5E的一個(gè)輸入端相連接。非 門IC5B的輸入端與二極管D14的N極相連，其輸出端直接同與非門IC5E 的另一個(gè)輸入端相連接。二極管D16的P極與二極管D14的P極相連，二 極管Dl6的N極與二極管Dl5的N極相連后接于異或門IC5F的一個(gè)輸入端。 與非門IC5E的輸出端與非門IC5D的輸入端相連，而非門IC5D的輸出端則 與異或門IC5F的另一個(gè)輸入端相連接。同時(shí)，非門IC5D的輸出端還直接引 出形成剎車邏輯控制電路的另一個(gè)輸出端QS (以下簡(jiǎn)稱輸出端QS)。
所述的第三延時(shí)電路由電解電容C29及電阻R49組成，電解電容C29 的正極及電阻R49的一端均與二極管D17的N極相連，而電解電容C29的 負(fù)極直接與電阻R49的另一端相連接。同時(shí)，電解電容C29的負(fù)極也接地。
所述的輸出電路則由兩只二極管D35和D34構(gòu)成，二極管D34的P極 直接與異或門IC5F的輸出端相連，同時(shí)該異或門IC5F的輸出端還直接引出 形成剎車邏輯控制電路的第三個(gè)輸出端QR (以下簡(jiǎn)稱輸出端QR)，而二極 管D35的P極則與非門IC5D的輸出端相連接。同時(shí)，二極管D34和D35 的N極相連接后形成輸出電路的輸出端QR3 (以下簡(jiǎn)稱輸出端QR3)。
在實(shí)際的安裝過(guò)程中，剎車邏輯控制電路的輸出端和輸出電路的輸出端直接與現(xiàn)有的PWM控制的送絲電機(jī)電路相連即可。即，輸出端QF分別與 電阻R14和電阻R59的一端相連，而輸出端QR則直接與電阻R60的一端相 連，輸出端QR3直接與電阻R13的一端相連接。
本實(shí)用新型控制過(guò)程中的波形如圖2所示當(dāng)輸入端CT輸入一個(gè)上升 沿信號(hào)時(shí)，二極管D13因反偏而截止，該上升沿信號(hào)經(jīng)第一延時(shí)電路后立即 產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間常數(shù)為22ms的延時(shí)時(shí)間AT，且輸出端QF立即輸出一個(gè)低電 平信號(hào)。在輸入端CT輸入上升沿信號(hào)的同時(shí)，二極管D14導(dǎo)通，該信號(hào)經(jīng) 剎車邏輯控制電路和輸出電路后分別從輸出端QR、 QS和QR3輸出一個(gè)低 電平，此時(shí)，送絲電機(jī)M處于停止?fàn)顟B(tài)。
經(jīng)過(guò)22ms以后，即由第一延時(shí)電路產(chǎn)生的延時(shí)時(shí)間AT結(jié)束時(shí)，輸入 端CT輸入的上升沿信號(hào)經(jīng)剎車邏輯控制電路中的非門IC5A和非門IC5C后 立即從輸出端QF輸出高電平。由于輸出端QR3和輸出端QR均為低電平， 使得與送絲電機(jī)M相連接的MOSFET管Q3和Q2關(guān)斷；而此時(shí)的輸出端 QF為高電平，從而使得與送絲電機(jī)M相連接的MOSFET管Ql和Q4導(dǎo)通， 則輸入電壓VE經(jīng)MOSFET管Ql、送絲電機(jī)M及MOSFET管Q4后進(jìn)入公 共端，從而使送絲電機(jī)M的電路導(dǎo)通，送絲電機(jī)M處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)。
當(dāng)輸入端CT由上升沿信號(hào)變?yōu)橄陆笛匦盘?hào)時(shí)，二極管D13導(dǎo)通，該信 號(hào)經(jīng)非門IC5A和非門IC5C后立即在輸出端QF輸出低電平。在輸入端CT 由上升沿信號(hào)變?yōu)橄陆笛匦盘?hào)的同時(shí)，二極管D14因反偏而截止，該信號(hào)經(jīng) 第二延時(shí)電路后立即產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間常數(shù)為22ms的延時(shí)時(shí)間AT。同時(shí)，由電 阻R49和電容C29組成的第三延時(shí)電路也立即產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間常數(shù)為0.7s的延 時(shí)時(shí)間At。由于此時(shí)的輸出端QS、 QR3和QR繼續(xù)處于低電平狀態(tài)，因此，送絲電機(jī)M處于剎車狀態(tài)。
經(jīng)過(guò)22ms后，即由第二延時(shí)電路產(chǎn)生的延時(shí)時(shí)間AT結(jié)束時(shí)，輸出端 QS、 QR3立即從低電平變?yōu)楦唠娖健Ｓ捎谳敵龆薗R此時(shí)還處于第三延時(shí)電 路所產(chǎn)生的延時(shí)時(shí)間At的時(shí)間內(nèi)，因此輸出端QR繼續(xù)處于低電平狀態(tài)。送 絲電機(jī)M繼續(xù)處于剎車狀態(tài)，并通過(guò)輸出端QS繼續(xù)釋放能量。
經(jīng)過(guò)0.7s后，即由第三延時(shí)電路產(chǎn)生的延時(shí)時(shí)間At結(jié)束時(shí)，輸出端QR 立即由低電平變?yōu)楦唠娖剑藭r(shí)送絲電機(jī)M的剎車過(guò)程結(jié)束。由于此時(shí)輸出 端QR為高電平，輸出端QR3為高電平，輸出端QF為低電平，因此MOSFET 管Q2、 Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)，而MOSFET管Q1、 Q4則處于關(guān)斷狀態(tài)，輸入電 壓VE經(jīng)MOSFET管Q2和Q3后與公共端相連接，從而使得送絲電機(jī)M進(jìn) 入反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
由于送絲電機(jī)M在從正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)過(guò)程中，通過(guò)剎車過(guò)程將其能量釋 放，因此能夠有效的避免送絲電機(jī)M從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)過(guò)程中的直通故障。由于 送絲電機(jī)M在正轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)具有很大的慣性，而在反轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)其慣性很小，因 此在從送絲電機(jī)M從反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)時(shí)，就不需要經(jīng)過(guò)剎車過(guò)程。
如上所述，便可較好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
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權(quán)利要求1、基于PWM技術(shù)的埋弧焊送絲電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，其特征在于，主要由第一延時(shí)電路、第二延時(shí)電路、剎車邏輯控制電路及輸出電路組成，所述的第一延時(shí)電路的輸入端與第二延時(shí)電路的輸入端相連接；第一延時(shí)電路及第二延時(shí)電路的輸出端均分別與剎車邏輯控制電路的輸入端相連，輸出電路的輸入端與剎車邏輯控制電路的輸出端相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PWM技術(shù)的埋弧焊送絲電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 電路，其特征在于，所述第一延時(shí)電路由二極管D13、電阻R47、電阻R48 及電容C27組成，電容C27的一端與電阻R48相連，電容C27的另一端與 電阻R47的一端相連后接于二級(jí)管D13的P極，電阻R48的另一端與電阻 R47的另一端相連后接于二極管D13的N極，同時(shí)，電容C27與電阻R48 的連接點(diǎn)還直接接地；第二延時(shí)電路由二極管D14、電阻R58及電容C28組 成，電容C28的一端與電阻R58的一端相連后接于二極管D14的N極，電 阻R58的另一端直接與二極管D14的P極相連，同時(shí)，電容C28的另一端 直接接地；二極管D14的P極與二極管D13的N極相連后形成輸入端CT。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于PWM技術(shù)的埋弧焊送絲電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 電路，其特征在于，所述的剎車邏輯控制電路為非門IC5A的輸入端與二 極管D13的P極相連，其輸出端經(jīng)非門IC5C、電阻R37、 二極管D17后與 二極管D15的P極相連，同時(shí)，二極管D17的輸出端還與與非門IC5E的一 個(gè)輸入端相連；非門IC5B的輸入端與二極管D14的N極相連，其輸出端與 與非門IC5E的另一個(gè)輸入端相連；二極管D16的P極與二極管D14的P極 相連，二極管D16的N極與二極管D15的N極相連后與異或門IC5F的一個(gè) 輸入端相連；與非門IC5E的輸出端經(jīng)非門IC5D后與異或門IC5F的另一個(gè)輸入端相連，異或門IC5F的輸出端直接形成剎車邏輯控制電路的輸出端QR; 同時(shí)，非門IC5C的輸出端還直接引出形成剎車邏輯控制電路的輸出端QF， 非門IC5D的輸出端還直接引出形成剎車邏輯控制電路的輸出端QS。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于PWM技術(shù)的埋弧焊送絲電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 電路，其特征在于，所述的輸出電路由二極管D35、 二極管D34構(gòu)成，二極 管D34的P極直接與輸出端QR相連；二極管D35的P極直接與輸出端QS 相連，同時(shí)，二極管D35的N極與二極管D34的N極相連后形成輸出電路 的輸出端QR3。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于PWM技術(shù)的埋弧焊送絲電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 電路，其特征在于，在二極管D17和與非門IC5E的連接點(diǎn)還設(shè)有第三延時(shí) 電路，所述的第三延時(shí)電路由電阻R49及電容C29組成，且電阻R49的一端 及電容C29的正極均與二極管D17的N極相連，電阻R49的另一端則直接 與電容C29的負(fù)極相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于PWM技術(shù)的埋弧焊送絲電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，其特征在于，主要由第一延時(shí)電路、第二延時(shí)電路、剎車邏輯控制電路及輸出電路組成，所述的第一延時(shí)電路的輸入端與第二延時(shí)電路的輸入端相連接；第一延時(shí)電路及第二延時(shí)電路的輸出端均分別與剎車邏輯控制電路的輸入端相連，輸出電路的輸入端與剎車邏輯控制電路的輸出端相連接。本實(shí)用新型在送絲電機(jī)從正轉(zhuǎn)(送絲)到反轉(zhuǎn)(退絲)過(guò)程中加入了一個(gè)剎車過(guò)程，有效地將電機(jī)及減速箱的慣性能量降低到零后再實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，從而有效的克服了傳統(tǒng)送絲電機(jī)在從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)過(guò)程中的直通故障。
文檔編號(hào)H02P1/18GK201388178SQ20092007980
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者蔡立民 申請(qǐng)人:成都華遠(yuǎn)電器設(shè)備有限公司