專利名稱：一種野外應急弧焊電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種焊接技術。特別是涉及野外無市電場合完成焊接的一種野外應急弧焊電源。
背景技術：
常規(guī)的弧焊電源，是靠市電輸入完成焊接的。這就決定了在沒有市電供應的施工場合下，是不能靠常規(guī)的弧焊電源來完成焊接的。但是，在某些沒有市電供應的野外施工，例如長輸管線的施工現(xiàn)場等，又是必須能夠進行焊接才可完成施工任務的。目前，通常是采用柴油發(fā)電機發(fā)電，供給常規(guī)弧焊電源來完成焊接的。但是，柴油發(fā)電機發(fā)電供應弧焊電源，具有如下的缺點 I、電壓不穩(wěn)。導致常規(guī)弧焊電源焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。2、耗能較大。這是由于能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)較多導致功率因素較低。3、污染環(huán)境。由于柴油燃燒產(chǎn)生的廢氣及柴油發(fā)電機的噪音等，對野外生態(tài)環(huán)境有一定的影響。4、造價高、較笨重。柴油發(fā)電機-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)，成本較高，體積和重量均較大，運輸、施工等均較不便。也有采用專用柴油電焊機的解決方案。該方案是將柴油發(fā)電機和焊接電源整合成一臺設備，其中的焊接電源是適配柴油發(fā)電機而進行設計的。但也僅僅可以避免如上所述的“電壓不穩(wěn)導致焊接質(zhì)量不穩(wěn)定”的缺點，其它缺點依然存在。例如，現(xiàn)有的所述的柴油發(fā)電機的常規(guī)焊接電源系統(tǒng)如圖I (a)所示；現(xiàn)有的柴油電焊機如圖I (b)所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種在不降低焊接質(zhì)量前提下的節(jié)能環(huán)保型弧焊電源，以逐步取代柴油發(fā)電機-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)，達成節(jié)能環(huán)保的綠色焊接目標的野外應急弧焊電源。本發(fā)明所采用的技術方案是一種野外應急弧焊電源，包括依次連接的蓄電池組、IGBT模組和輸出濾波單元，所述的輸出濾波單元的輸出端連接負載即電弧，還設置有控制單元，所述的控制單元的信號輸出端通過驅(qū)動模塊連接IGBT模組的信號輸入端，所述的輸出濾波單元的輸出端還通過霍爾電壓電流傳感器連接控制單元的信號輸入端。所述的蓄電池組的輸出還連接有低壓報警和過流報警單元，所述的低壓報警和過流報警單元的信號輸出端連接所述的控制單元的信號輸入端，所述的控制單元的信號輸出端還連接充電模塊，所述的充電模塊的輸出連接所述的蓄電池組。所述的控制單元的信號輸入端還連接有便于用戶操作的參數(shù)設定和狀態(tài)顯示模塊。所述的控制單元輸出的PWM信號通過驅(qū)動模塊輸入至IGBT模組。
本發(fā)明的一種野外應急弧焊電源，有如下有益效果I、節(jié)能。由于能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少，因此功率因素較高。2、環(huán)保。由于采用的是清潔能源蓄電池，因此不會產(chǎn)生柴油燃燒所產(chǎn)生的廢氣及噪聲，有利于野外自然環(huán)境的保護。3、焊接質(zhì)量穩(wěn)定。由于柴油發(fā)電機發(fā)電電壓不穩(wěn)定，而常規(guī)弧焊電源的設計基礎又是電壓穩(wěn)定的市電供電，因此焊接質(zhì)量相對而言不太穩(wěn)定。但野外應急弧焊電源采用電壓穩(wěn)定的蓄電池組作為一次電源，并依據(jù)蓄電池供電特點制作弧焊電源，因此焊接質(zhì)量相對較穩(wěn)定。 4、造價低、體積小。由于柴油發(fā)電機體積往往較大，導致柴油發(fā)電機-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)體積較大，而且造價較高。但野外應急弧焊電源體積遠小于現(xiàn)有的野外焊接系統(tǒng)。5、安全性高。由于柴油發(fā)電機-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)需要大量的柴油供應，易燃的柴油成為了安全隱患，安全性較低。而野外應急弧焊電源，由于采用蓄電池作為一次電源，安全性較高。綜上所述，野外應急弧焊電源與現(xiàn)有技術相比，具有諸多優(yōu)點，完全可以替代耗能大、污染環(huán)境、焊接質(zhì)量較差的柴油發(fā)電機-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)，所產(chǎn)生的社會效益和經(jīng)濟效益均相當可觀。


圖I是現(xiàn)有的野外焊接用電源的構成框圖其中(a)是柴油發(fā)電機-常規(guī)焊接電源系統(tǒng)組成，(b)是柴油電焊機組成；圖2是本發(fā)明的野外應急弧焊電源組成；圖3是本發(fā)明的野外應急弧焊電源的構成框圖；圖中，I :蓄電池組2:IGBT模組3 :輸出濾波單元4 :負載5:霍爾電壓電流傳感器 6 :控制單元7 :驅(qū)動模塊8 :參數(shù)設定和狀態(tài)顯示模塊9:充電模塊10 :低壓報警和過流報警單元圖4是本發(fā)明中充電模塊的電路原理圖；圖5是本發(fā)明中低壓報警和過流報警單元的電路原理圖；圖6是本發(fā)明中參數(shù)設定和狀態(tài)顯示模塊的電路原理圖。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發(fā)明的一種野外應急弧焊電源做出詳細說明。本發(fā)明的一種野外應急弧焊電源，是采用清潔能源蓄電池作為一次電源，通過逆變輸出交流方波、交流正弦波或通過斬波成直流方波等各種電能變換方式來保證焊接。如圖3所示，本發(fā)明的一種野外應急弧焊電源，包括依次連接的蓄電池組1、IGBT模組2和輸出濾波單元3，所述的輸出濾波單元3的輸出端連接負載即電弧4，還設置有控制單元6，所述的控制單元6的信號輸出端通過驅(qū)動模塊7連接IGBT模組2的信號輸入端，所述的輸出濾波單元3的輸出端還通過霍爾電壓電流傳感器5連接控制單元6的信號輸入端。所述的蓄電池組I的輸出還連接有低壓報警和過流報警單元10，所述的低壓報警和過流報警單元10的信號輸出端連接所述的控制單元6的信號輸入端，所述的控制單元6的信號輸出端還連接充電模塊9，所述的充電模塊9的輸出連接所述的蓄電池組I。所述的控制單元6是由DSP或MCU構成，本實施例采用型號為C8051F340的MCU作為控制單元?？刂茊卧?的信號輸入端還連接有便于用戶操作的參數(shù)設定和狀態(tài)顯示模塊8。所述的控制單元6輸出的PWM信號通過驅(qū)動模塊7輸入至IGBT模組2。本實施例中，所述的IGBT模組2采用2個型號為BSM200GB170DLC的IGBT模塊； 所述的驅(qū)動模塊7采用型號為SI8234的集成塊；所述的充電模塊9如圖4所示；所述的低壓報警和過流報警單元10如圖5所示；所述的參數(shù)設定和狀態(tài)顯示模塊8如圖6所示。由圖2可見，本發(fā)明的一種野外應急弧焊電源的一次電源為蓄電池。通過控制IGBT模組，將蓄電池的直流電逆變?yōu)檎医涣麟娀蚍讲ń涣麟?，亦可將蓄電池的直流電斬波為直流方波，以適應不同的焊接要求。DSP或MCU通過霍爾傳感器檢測電弧電壓和焊接電流，采取適當?shù)目刂撇呗裕刂戚敵鱿鄳腜WM波，控制IGBT的開關行為，達成控制外特性和動特性的要求。隨著蓄電池電壓的逐漸下降，通過調(diào)整占空比自動保證輸出電壓電流的穩(wěn)定，保證焊接質(zhì)量。為保證循環(huán)使用，該電源還包括蓄電池的充電模塊。充電模塊可進行恒流-恒壓-涓流三階段充電功能，并可根據(jù)不同的蓄電池選用已存儲的不同的充電曲線，保證最佳的充電效果，達成蓄電池的良性循環(huán)使用。該電源配有的焊接和充電參數(shù)設定、狀態(tài)顯示模塊，便于用戶的操作。本發(fā)明的一種野外應急弧焊電源是適合于野外應急使用的全數(shù)字化的弧焊電源。
權利要求
1.ー種野外應急弧焊電源，其特征在于，包括依次連接的蓄電池組(1)、IGBT模組(2)和輸出濾波単元(3)，所述的輸出濾波單元(3)的輸出端連接負載即電弧(4)，還設置有控制単元(6)，所述的控制単元(6)的信號輸出端通過驅(qū)動模塊(7)連接IGBT模組(2)的信號輸入端，所述的輸出濾波單元(3)的輸出端還通過霍爾電壓電流傳感器(5)連接控制単元(6)的信號輸入端。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種野外應急弧焊電源，其特征在于，所述的蓄電池組(I)的輸出還連接有低壓報警和過流報警單元(10)，所述的低壓報警和過流報警單元(10)的信號輸出端連接所述的控制単元(6)的信號輸入端，所述的控制単元(6)的信號輸出端還連接充電模塊(9)，所述的充電模塊(9)的輸出連接所述的蓄電池組(I)。
3.根據(jù)權利要求I所述的ー種野外應急弧焊電源，其特征在于，所述的控制単元(6)的信號輸入端還連接有便于用戶操作的參數(shù)設定和狀態(tài)顯示模塊(8 )。
4.根據(jù)權利要求I所述的ー種野外應急弧焊電源，其特征在于，所述的控制単元(6)輸出的PWM信號通過驅(qū)動模塊(7)輸入至IGBT模組(2)。
全文摘要
一種野外應急弧焊電源,依次連接的蓄電池組、IGBT模組和輸出濾波單元，輸出濾波單元的輸出端連接負載即電弧，還設置有控制單元，控制單元的信號輸出端通過驅(qū)動模塊連接IGBT模組的信號輸入端，輸出濾波單元的輸出端還通過霍爾電壓電流傳感器連接控制單元的信號輸入端。蓄電池組的輸出還連接有低壓報警和過流報警單元，低壓報警和過流報警單元的信號輸出端連接控制單元的信號輸入端，控制單元的信號輸出端還連接充電模塊，充電模塊的輸出連接蓄電池組。本發(fā)明節(jié)能，環(huán)保，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，造價低、體積小，且安全性高。本發(fā)明完全可以替代耗能大、污染環(huán)境、焊接質(zhì)量較差的柴油發(fā)電機-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)。
文檔編號H02M7/537GK102684538SQ201210173628
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權日2012年5月30日
發(fā)明者董天順, 薛海濤, 鄭振太 申請人:河北工業(yè)大學