專利名稱：多電源并聯(lián)組合焊接電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括手工焊、氣體保護(hù)焊、埋弧焊、電渣焊、等離子焊及等離子切 割中使用的電源設(shè)備。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，用于自動(dòng)或手工焊接設(shè)備的焊接電源，通常是由三相整流橋組，濾 波電路，逆變開關(guān)電路，控制電路，驅(qū)動(dòng)電路次級(jí)整流電路等組成的單一供電電源。一般由 單一類電源構(gòu)成的焊接電源，由于不能滿足需要更大焊接電流的焊接環(huán)境，尤其是大型設(shè) 備的焊接，而達(dá)不到所需電流的要求。如北京時(shí)代、山東奧泰、深圳佳士、瑞典伊薩公司采用 了如圖3所示的僅是兩臺(tái)此類電源并聯(lián)構(gòu)成的雙并聯(lián)電源焊接設(shè)備。該電源設(shè)備是一種不 允許每個(gè)電源輸出不均衡電流，制作成本較高、電路調(diào)試?yán)щy的電源設(shè)備。這種雙并聯(lián)系統(tǒng)的焊接電源，由于在整個(gè)焊接電流范圍內(nèi)很難做到完全均衡地輸 出電流，在焊接過程中，若其中有一套電源失效或損壞時(shí)，焊接系統(tǒng)就會(huì)立即失控，導(dǎo)致斷 弧或沾弧等現(xiàn)象，帶來嚴(yán)重的焊接質(zhì)量問題。由于上述雙并聯(lián)系統(tǒng)的焊接電源并聯(lián)回路上 并聯(lián)電源的電流控制不獨(dú)立，不能防止初、次級(jí)電流過大，而損壞大功率逆變器件。往往在 焊接運(yùn)行過程中，電源的運(yùn)行工作不穩(wěn)定。電流輸出的可靠性極差，很難避免每個(gè)電源輸出 不均衡電流，因此時(shí)常發(fā)生電流失衡，發(fā)生令人心驚膽戰(zhàn)的電源爆管事故，導(dǎo)致整個(gè)電源報(bào) 廢。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)雙并聯(lián)焊接電源電流輸出不均衡的缺點(diǎn)，本發(fā)明的任務(wù)是提出 一種結(jié)構(gòu)原理簡單，并聯(lián)電源電流控制獨(dú)立，總輸出電流恒定不變，并可允許每個(gè)電源輸出 不均衡電流，工作十分穩(wěn)定可靠，調(diào)試難度小，特別適合大批量生產(chǎn)的多臺(tái)并聯(lián)式焊接電源 系統(tǒng)。本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達(dá)到，一種多電源并聯(lián)組合焊接電源，包 括，至少兩臺(tái)獨(dú)立逆變電源構(gòu)成的并聯(lián)組合焊接電源，其特征在于，在至少由二組電源并聯(lián) 組合焊接電源中，設(shè)有一個(gè)經(jīng)焊接電流控制板輸出端驅(qū)動(dòng)每個(gè)并聯(lián)逆變電源組的電路，每 個(gè)并聯(lián)逆變電源組的輸出端并聯(lián)后，經(jīng)分流器后輸出至焊接口，使疊加后并聯(lián)電源組的輸 出總電流保持恒定的第一電流閉環(huán)控制回路(B回路)；且每個(gè)并聯(lián)逆變電源組中，各自均 連接有一個(gè)帶限流保護(hù)的驅(qū)動(dòng)器，而構(gòu)成的相互獨(dú)立的第二電源電流閉環(huán)控制回路(A回 路)本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果本發(fā)明在并聯(lián)逆變電源的總輸出端接入一個(gè)分流器，使之成的第一電流閉環(huán)控制 回路系統(tǒng)，它能使并聯(lián)電源組疊加后的輸出總電流保持恒定，保證了疊加并聯(lián)后的總電流 輸出穩(wěn)定。本發(fā)明在每臺(tái)普通逆變電源上，配置一個(gè)帶有限流控制的驅(qū)動(dòng)盒，由此構(gòu)成的由逆變器和限流保護(hù)電路組成的基本電源的第二電流閉環(huán)控制回路。大大的提高了基本電源 的可靠性和穩(wěn)定性。這個(gè)電流閉環(huán)回路在整個(gè)基本電源中起到防止初、次級(jí)電流過大，而損 壞大功率逆變器件的作用(即限流控制)，從而保護(hù)了逆變焊接系統(tǒng)工作的可靠性。因此當(dāng) 它們并聯(lián)到一起時(shí)，各自的驅(qū)動(dòng)器保護(hù)各自的逆變電源，同時(shí)也允許每一個(gè)基本電源，允許 有不均衡的電流輸出。使該基本電源能進(jìn)行無數(shù)個(gè)并聯(lián)組合成為可能。并聯(lián)組合后的大電 流，經(jīng)過一次電流閉環(huán)控制后，可以得到恒定的大電流輸出。進(jìn)一步避免了現(xiàn)有技術(shù)時(shí)常發(fā) 生電流失衡，發(fā)生電源爆管的缺陷。本發(fā)明將具有限流保護(hù)功能的限流保護(hù)電路與逆變驅(qū)動(dòng)器結(jié)合，并將每個(gè)驅(qū)動(dòng)器 單獨(dú)配置到每個(gè)逆變電源中，形成電源的獨(dú)立電流控制，保證了每個(gè)基本電源的可靠運(yùn)行。 由于每個(gè)基本電源都設(shè)有的限流保護(hù)?？梢栽试S每個(gè)基本電源組輸出不均衡的電流，但在 焊接總輸出電流時(shí)，輸出的電流保持恒定不變，進(jìn)而確保了整個(gè)焊接電源系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠 的運(yùn)行，為提高焊接質(zhì)量，拓展焊接電源的使用范圍提供了發(fā)展空間，特別適合大批量生產(chǎn) 的多臺(tái)并聯(lián)式焊接電源系統(tǒng)。由于本發(fā)明允許每個(gè)基本電源輸出不均衡的電流值，焊接總輸出的的電流恒定不 變，因此，大大降低了調(diào)試的難度，使并聯(lián)疊加變得更加容易。


圖1是本發(fā)明多電源并聯(lián)組合焊接電源一個(gè)實(shí)施例的電路示意圖。圖2是本發(fā)明帶限流控制的驅(qū)動(dòng)電路示意圖。圖3是目前廣泛使用的雙并聯(lián)電路示意圖。
具體實(shí)施例方式參閱圖1和圖2?；倦娫从梢粋€(gè)逆變器和一個(gè)帶有限流控制的驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成。本發(fā) 明的多臺(tái)并聯(lián)式組合焊接電源，是至少由兩臺(tái)帶有限流控制驅(qū)動(dòng)盒和獨(dú)立逆變電源構(gòu)成的 并聯(lián)組合焊接電源系統(tǒng)。在至少由二組電源并聯(lián)組合焊接電源系統(tǒng)中，設(shè)有一個(gè)經(jīng)焊接電 流控制板輸出端驅(qū)動(dòng)每個(gè)并聯(lián)逆變電源組的電路，每個(gè)并聯(lián)逆變電源組的輸出端并聯(lián)后， 經(jīng)分流器后輸出至焊接口，使疊加后并聯(lián)電源組的輸出總電流保持恒定的第一電流閉環(huán)控 制回路，即B回路；且每個(gè)并聯(lián)逆變電源組中，各自均連接有一個(gè)帶限流保護(hù)的驅(qū)動(dòng)器，而 構(gòu)成的相互獨(dú)立的第二電源電流閉環(huán)控制回路，即A回路。換句話說，該第二電源電流閉環(huán) 控制回路是分流器設(shè)置在并聯(lián)電源組總輸出線路上，通過電流反饋線的信號(hào)直接進(jìn)入電流 控制板構(gòu)成的總電流閉環(huán)反饋回路。上述第二電源電流閉環(huán)控制回路A通?？梢匝b在限流控制驅(qū)動(dòng)盒內(nèi)。并聯(lián)在第一 電流閉環(huán)控制B回路中的并聯(lián)電源組，可以是至少由二臺(tái)基本逆變電源組成，每個(gè)基本電 源中都含有一個(gè)獨(dú)立的閉環(huán)控制電路，用以確?；倦娫吹目煽啃?。在上述組合焊接電源 系統(tǒng)中，可任選一個(gè)基本電源作為主電源，其余的則為輔助電源。比如由第一組并聯(lián)在電路 中的基本電源為主電源，其余并聯(lián)于電路中的基本電源為輔助電源。并聯(lián)電源系統(tǒng)中基本 電源的數(shù)量，由所需總輸出電流的大小來確定。如在圖1中是由八個(gè)基本電源并聯(lián)組成的 焊接系統(tǒng)，其中第一個(gè)基本電源為主電源，其余七個(gè)基本電源為輔助電源。焊接電流可以是 1000A，每個(gè)基本電源輸出的電流可以是125A，此時(shí)，每個(gè)基本電源輸出電流的大小僅為額定值的62.5%。限流保護(hù)能力可以設(shè)定在額定值的80%，S卩160A。在圖1中，基本電源有三條控制線與焊接電流控制板直接相連，在這三條線控制 中，有一條是用以檢測(cè)電弧電壓的電壓反饋線，另兩條是用以檢測(cè)焊接狀態(tài)的電抗連接線。 電壓反饋線連接在所述主電源的整流二極管的輸出端，另一頭連接在焊接電流控制板的電 壓檢測(cè)電路上，另外兩根電抗器輸出線一端連接在主電源的輸出電抗器上，另一端接在焊 接電流控制板的電流檢測(cè)電路上。參閱圖2。連接在逆變器上的限流保護(hù)電路包括，與互感器TR2次級(jí)接線端E1、E2 上連接的橋式濾波整流電路和經(jīng)并聯(lián)電阻R14、R15、二極管D16、接點(diǎn)并聯(lián)電阻RIO、RllU 穩(wěn)壓二極管D15并聯(lián)回路上連接的電容C12，以及并聯(lián)在C12和串聯(lián)在脈沖輸入端到電阻 R16上并聯(lián)的集成電路IClA和三個(gè)并聯(lián)的集成電路IC1B、IC1C、IC1D組成的脈沖 門限電路。 與脈沖門限電路相連的逆變驅(qū)動(dòng)器，包括，將脈沖信號(hào)送至場(chǎng)效應(yīng)管TlO柵極，由電阻R13 和R12組成的分壓電路和兩個(gè)串聯(lián)在TlO電路上，將TlO放大信號(hào)傳至整形電路的穩(wěn)壓二 極管 D18、D17。380V三相交流電源，經(jīng)次級(jí)整流電流電路和次級(jí)變壓TR1、互感器TR2，經(jīng)過 D11-D14橋式濾波整流電路，整流濾波后，變成直流電壓+560V B，加在次級(jí)變壓器回路上的 二極管Dl和大功率逆變管Tl上，將OVB電壓加在二極管D2和大功率逆變管T2上。其中， 由二極管Dl和D2以及大功率逆變管Tl和T2構(gòu)成半推式逆變電路，在大功率逆變管Tl和 T2導(dǎo)通時(shí)，初級(jí)電流首先通過560VB直流電壓，經(jīng)大功率逆變管Tl后，再到互感器TR2的初 級(jí)和焊接變壓器TRl的初級(jí)，最后通過大功率逆變管T2返回到0VB。當(dāng)逆變器關(guān)斷時(shí)，焊接變壓器TRl儲(chǔ)存的能量，通過二極管Dl和D2重新存回到 560VB的直流電源中，焊接電流是通過焊接變壓器TRl的次級(jí)，再經(jīng)過次級(jí)整流電路后輸 出ο脈沖信號(hào)通過脈沖輸入端到電阻R16上，再輸入到集成電路IClA的輸入端。當(dāng) 焊接變壓器的初級(jí)電流小于限流值時(shí)，三個(gè)并聯(lián)的集成電路IC1B、IC1C、IClD的一個(gè)端口 均為低電平，此時(shí)，三個(gè)集成電路允許IClA的脈沖信號(hào)通過，并反相一次后輸出到電阻R13 上，經(jīng)電阻R13和R12分壓后，脈沖信號(hào)送至場(chǎng)效應(yīng)管TlO的柵極，經(jīng)TlO放大后，再經(jīng)脈沖 變壓器TR3的隔離，傳至兩個(gè)獨(dú)立的整形電路(整形電路1和整形電路2)，去驅(qū)動(dòng)大功率逆 變功率管Tl和T2。當(dāng)焊接變壓器初級(jí)電流增大時(shí)，互感器TR2的次級(jí)電流也隨之加大，次級(jí)電流通 過接線端El和E2，進(jìn)入由快速二極管Dll至D14構(gòu)成的整流橋，經(jīng)濾波電容器ClO濾波后， 加至穩(wěn)壓二極管D15。在初級(jí)電流未達(dá)到限流電流值時(shí)，穩(wěn)壓二極管D15不導(dǎo)通。所以電容器C12沒有 電壓，集成電路IClB到IC1D，正常輸出脈沖信號(hào)。當(dāng)焊接變壓器的初級(jí)電流達(dá)到或超過限流電流值時(shí)，電容器ClO上的電壓高過穩(wěn) 壓二極管D15的導(dǎo)通電壓，穩(wěn)壓二極管D15導(dǎo)通，電壓通過電阻R10，加至電容器C12和IClB 至IClD的另一輸入端。此時(shí)，三個(gè)并聯(lián)的集成電路IClB至IClD的一個(gè)輸入端為高電平， 封住了 IClB和IClD的輸出端，所以切斷了脈沖輸入，達(dá)到了限流的目的。當(dāng)焊接變壓器初級(jí)電流小于限流值時(shí)，二極管D15開路，電容器ClO上的電壓為低 電平。集成電路IClB至IClD重新恢復(fù)脈沖信號(hào)輸出。焊接變壓器重新恢復(fù)到工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
一種多電源并聯(lián)組合焊接電源，包括，至少兩臺(tái)獨(dú)立逆變電源構(gòu)成的并聯(lián)組合焊接電源，其特征在于，在至少由二組電源并聯(lián)組合焊接電源中，設(shè)有一個(gè)經(jīng)焊接電流控制板輸出端驅(qū)動(dòng)每個(gè)并聯(lián)逆變電源組的電路，每個(gè)并聯(lián)逆變電源組的輸出端并聯(lián)后，經(jīng)分流器后輸出至焊接口，使疊加后并聯(lián)電源組的輸出總電流保持恒定的第一電流閉環(huán)控制回路；且每個(gè)并聯(lián)逆變電源組中，各自均連接有一個(gè)帶限流保護(hù)的驅(qū)動(dòng)器，而構(gòu)成的相互獨(dú)立的第二電源電流閉環(huán)控制回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源并聯(lián)組合焊接電源，其特征在于，在所述組合焊接電 源系統(tǒng)中，可任選一個(gè)基本電源作為主電源，其余的則為輔助電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源并聯(lián)組合焊接電源，其特征在于，主電源有三條控制 線與焊接電流控制板直接相連，在這三條線控制中，有一條是用以檢測(cè)電弧電壓的電壓反 饋線，另兩條是用以檢測(cè)焊接狀態(tài)的電抗連接線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源并聯(lián)組合焊接電源，其特征在于，電壓反饋線連接在 所述主電源的整流二極管的輸出端，另一頭連接在焊接電流控制板的電壓檢測(cè)電路上，另 外兩根電抗器輸出線一端連接在主電源的輸出電抗器上，另一端接在焊接電流控制板的電 流檢測(cè)電路上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源并聯(lián)組合焊接電源，其特征在于，分流器設(shè)置在并聯(lián) 電源組總輸出線路上，通過電流反饋線的信號(hào)直接進(jìn)入電流控制板構(gòu)成總電流閉環(huán)反饋回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源并聯(lián)組合焊接電源，其特征在于，連接在逆變器上的 限流保護(hù)電路包括，與互感器TR2次級(jí)接線端(E1、E2)上連接的橋式濾波整流電路和經(jīng)并 聯(lián)電阻R14、R15、二極管D16、接點(diǎn)并聯(lián)電阻RIO、R111、穩(wěn)壓二極管D15并聯(lián)回路上連接的 電容C12，以及并聯(lián)在C12和串聯(lián)在脈沖輸入端到電阻R16上并聯(lián)的集成電路IC1A和三個(gè) 并聯(lián)的集成電路IC1B、IC1C、IC1D組成的脈沖門限電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多電源并聯(lián)組合焊接電源，其特征在于，當(dāng)焊接變壓器的初 級(jí)電流小于限流值時(shí)，三個(gè)并聯(lián)的集成電路IC1B、IC1C、IC1D的一個(gè)端口均為低電平，且三 個(gè)集成電路允許IC1A的脈沖信號(hào)通過，并反相一次后輸出到電阻R13上，經(jīng)電阻R13和R12 分壓后，脈沖信號(hào)送至場(chǎng)效應(yīng)管T10的柵極，經(jīng)T10放大后，再經(jīng)脈沖變壓器TR3的隔離，傳 至兩個(gè)獨(dú)立的整形電路(整形電路1和整形電路2)，去驅(qū)動(dòng)大功率逆變功率管T1和T2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多電源并聯(lián)組合焊接電源，其特征在于，與脈沖門限電路相 連的逆變驅(qū)動(dòng)器，包括，將脈沖信號(hào)送至場(chǎng)效應(yīng)管T10柵極，由電阻R13和R12組成的分壓 電路和兩個(gè)串聯(lián)在T10電路上，將T10放大信號(hào)傳至整形電路的穩(wěn)壓二極管D18、D17。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種多電源并聯(lián)組合焊接電源，旨在提供一種結(jié)構(gòu)原理簡單，并聯(lián)電源電流控制獨(dú)立，總輸出電流恒定不變，并允許每個(gè)電源輸出不均衡電流，工作穩(wěn)定可靠的焊接電源。它包括，至少兩臺(tái)獨(dú)立逆變電源構(gòu)成的并聯(lián)組合焊接電源。在至少由二組電源并聯(lián)組合焊接電源中，設(shè)有一個(gè)經(jīng)焊接電流控制板輸出端驅(qū)動(dòng)每個(gè)并聯(lián)逆變電源組的電路，每個(gè)并聯(lián)逆變電源組的輸出端并聯(lián)后，經(jīng)分流器后輸出至焊接口，使疊加后并聯(lián)電源組的輸出總電流保持恒定的第一電流閉環(huán)控制回路(B回路)；且每個(gè)并聯(lián)逆變電源組中，各自均連接有一個(gè)帶限流保護(hù)的驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成相互獨(dú)立的第二電源電流閉環(huán)控制回路(A回路)。解決了現(xiàn)有技術(shù)發(fā)生電流失衡，時(shí)常引起的電源爆管事故，損壞電源的問題。
文檔編號(hào)H02M1/32GK101860072SQ20101014930
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者殷宇, 鄒靜 申請(qǐng)人:成都康瑞特科技開發(fā)有限責(zé)任公司