CN101293301A - 逆变节能防触电遥控电弧焊机 - Google Patents
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Abstract
一种逆变节能防触电遥控电弧焊机，包括：控制模块以及与该控制模块相连接的采样电路、功率模块、风机和显示模块，所述采样电路用于采样焊接的反馈电压，所述控制模块根据该反馈电压判断当前焊接状态以输出控制信号控制所述风机的运行时间，所述功率模块接收所述控制模块的控制以输出焊接功率。进一步地，还可包括与所述控制模块通讯连接的遥控电路，所述遥控电路用于在未焊接状态下调节焊接参数，并将该焊接参数发送至所述控制模块，所述控制模块根据该焊接参数控制所述功率模块的输出焊接功率。既达到了节能的效果，又实现了防触电功能，同时实现遥控的功能，降低了工人操作的复杂性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电弧焊机，特别涉及一种逆变节能防触电遥控电弧焊机。
背景技术
普通的焊条电弧焊机的空载电压一般都要在60V以上，例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变控制的焊机在60～80V左右，而可控硅交直流两用机的空载电压则更高，针对于造船行业比较恶劣的作业环境，焊接操作工人在工作环境比较潮湿或者身体大量出汗的情况下，随时有触电的危险，危及人身安全。而且在非焊接状态下，焊机输出空载电压仍然保持60V以上，风机一直在不停运转，这样不仅浪费了大量的电能，对于风机的使用寿命也有不小的影响。此外，由于焊机不具备遥控功能，导致焊接操作工人在现场施工时如果需要调节焊接参数时，必须从焊接现场返回到焊机前来进行操作，这样不但耗费了大量的工时，而且增加工人操作的复杂性。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供一种逆变节能防触电遥控电弧焊机，以节约电能。
本发明的另一目的在于，提供一种逆变节能防触电遥控电弧焊机，以降低工人操作的复杂性。
一种逆变节能防触电遥控电弧焊机，其特征在于包括：控制模块以及与该控制模块相连接的采样电路、功率模块、风机和显示模块，所述采样电路用于采样焊接的反馈电压，所述控制模块根据该反馈电压判断当前焊接状态以输出控制信号控制所述风机的运行时间，所述功率模块接收所述控制模块的控制以输出焊接功率。通过所述控制模块根据焊接状态控制所述风机的运行时间，这样可解决风机在未焊接时仍不停运转而浪费电能的问题。
进一步地，还包括与所述控制模块通讯连接的遥控电路，所述遥控电路用于在未焊接状态下调节焊接参数，并将该焊接参数发送至所述控制模块，所述控制模块根据该焊接参数控制所述功率模块的输出焊接功率。这样工人无需从焊接现场返回到焊机前来进行操作，有效地降低工人操作的复杂性。
进一步地，所述采样电路包括依次连接的电压采样电路、滤波及积分电路、线性光耦、跟随电路，其中：
所述电压采样电路，用于采样两个焊接电极上的反馈电压；
滤波及积分电路，用于对所述电压采样电路采样的反馈电压进行滤波和积分；
线性光耦，用于对经过滤波和积分后的反馈电压进行线性传递和隔离；
跟随电路，与所述线性光耦的输出端相连接，输出信号至所述控制模块。
进一步地，所述焊接状态包括保护状态、短路状态、空载状态、焊接状态、焊接结束状态，在保护和空载状态下风机均停止运转；在短路和焊机状态，风机均正常运转；在焊接结束状态，单片机根据焊接的预置电流设定风机运转时间，风机在运行此段时间后停止。
进一步地，所述预置电流及其对应的风机运转时间如下：
在0～100A，运行时间为30秒；
在100～199A，运行时间为60秒；
在200～299A，运行时间为90秒；
在300～399A，运行时间为120秒；
在400～500A，运行时间为150秒。
进一步地，所述遥控电路包括：
电源输入整流及滤波电路，用于将外部输入电流进行整流和滤波后，为辅助单片机和驱动芯片供电；
辅助单片机，用于接收用户输入的焊接电流，并将该焊接电流转换成脉冲信号输出；
驱动芯片，与所述辅助单片机相连接，用于驱动变压器电路，并将所述辅助单片机输出的脉冲信号加载至变压器的输入端；
变压器电路，其输入端与驱动芯片相连接，用于将所述脉冲信号由电缆反馈至光耦隔离器件；
光耦隔离器件，用于将反馈的脉冲信号光耦隔离后反馈至控制模块。
进一步地，所述控制模块与所述辅助单片机为一相同的单片机。
本发明提供的逆变节能防触电遥控电弧焊机，在未焊接状态下空载电压始终保持在13±2V左右，远低于安全电压36V的标准，风机也停止运转，既达到了节能的效果，又实现了防触电功能，同时实现遥控的功能，降低了工人操作的复杂性。
附图说明
图1为逆变节能防触电遥控电弧焊机原理框图；
图2为采样电路原理框图；
图3为采样电路设计实例；
图4为风机运转电路设计实例；
图5为遥控电路原理框图；
图6为遥控电路设计实例。
具体实施方式
如图1所示，一种逆变节能防触电遥控电弧焊机，包括控制模块以及与该控制模块相连接的采样电路、功率模块、风机和显示模块，其中，所述采样电路用于采样焊接的反馈电压，所述控制模块根据该反馈电压判断当前焊接状态以输出控制信号控制所述风机的运行时间，所述功率模块接收所述控制模块的控制以输出焊接功率。
其中，还包括与所述控制模块通讯连接的遥控电路，所述遥控电路用于在未焊接状态下调节焊接参数，并将该焊接参数发送至所述控制模块，所述控制模块接收该焊接参数后输出控制信号至所述功率模块。
其中，所述控制模块可以采用一单片机实现，以下以“单片机”表述所述“控制模块”。
其中，所述采样电路的原理框图如图2所示，其设计实例如图3所示，其具体包括依次连接的电压采样电路、滤波及积分电路、线性光耦、跟随电路，其中，
所述电压采样电路，用于采样两个焊接电极上的反馈电压；
滤波及积分电路，用于对所述电压采样电路采样的反馈电压进行滤波和积分；
线性光耦，用于对经过滤波和积分后的反馈电压进行线性传递和隔离；
跟随电路，与所述线性光耦的输出端相连接，输出信号至所述单片机。
图3中插座WV的电压即为需要采样的反馈电压，通过上述滤波电路、积分电路、线性光耦及跟随电路的作用后输出一定的电压信号，在不同的状态下该电压信号有不同的数值，最终反馈给单片机来判断究竟处于何种状态。例如，在未焊接状态下，单片机输出空载电压为零，WV上电压即为13±2V左右的电压，所以最终输出正负极空载电压即为13±2V左右的电压；焊条接触工件时，相当于WV短路，单片机立即输出正常的空载电压60～80V左右，此时WV上的电压即为60～80V左右；而在正常焊接时，WV上的电压为20～80V。
其中，所述风机运转电路的主要工作原理如下：由单片机的输出信号控制风机的运转与否，其主要原理如图4所示，单片机的输出高信号时，三极管T205工作，此时风机运转；反之，当单片机输出低信号时，风机就会停止运转，而单片机输出信号的高低主要由电压采样信号决定处于何种焊接状态来决定。根据电压反馈信号，所述单片机判断以下状态中的何种状态：
保护状态，即WV上电压为13±2V左右的电压；
短路状态，即焊条接触工件时；
空载状态，即焊条离开工件时；
焊接状态，即在正常焊接时，WV上的电压为20～80V。
焊接结束状态，即电压经焊接状态后逐步升高至空载电压，再降为保护电压。
对应上述状态，单片机设定如下控制方式：
在保护和空载状态下，风机均停止运转；
在短路和焊机状态，风机均正常运转；
在焊接结束状态，单片机根据焊接的预置电流设定风机运转时间，风机在运行此段时间后将停止，以节约电能。
所述预置电流及其对应的风机运转时间如下：
在0～100A，运行时间为30秒；
在100～199A，运行时间为60秒；
在200～299A，运行时间为90秒；
在300～399A，运行时间为120秒；
在400～500A，运行时间为150秒。
所述遥控电路的原理框图如图5所示，包括：
电源输入整流及滤波电路，用于将外部输入电流进行整流和滤波后，为辅助单片机和驱动芯片供电；
辅助单片机，用于接收用户输入的焊接电流，并将该焊接电流转换成脉冲信号输出，所述辅助单片机的工作电压为+5V；
驱动芯片，与所述辅助单片机相连接，用于驱动变压器电路，并将所述辅助单片机输出的脉冲信号加载至变压器的输入端，所述驱动芯片的工作电压为+15V；
变压器电路，其输入端与驱动芯片相连接，用于将所述脉冲信号由电缆反馈至光耦隔离器件；
光耦隔离器件，反馈的脉冲信号经光耦隔离后反馈至单片机。
遥控电路在整个逆变节能防触电遥控电弧焊机中的工作过程如下：
在未焊接状态下，焊机输出空载电压为13±2V左右，一旦焊条接触工件，此时将遥控电路连接在输出正负极上，焊机输出空载电压转换为60～80V，遥控电路开始工作，通过辅助单片机调节所需的焊接电流，待焊接电流调节完成后，即可进行正常的焊接操作。
为保证安全，在焊接过程中遥控电路不能进行操作，当前次焊接结束后，遥控电路可按照上述步骤再次进行操作。
其中，所述辅助单片机与所述控制模块可采用相同的单片机，这样可使相互之间的通讯更加兼容，简化了电路的设计。
Claims (7)
1、一种逆变节能防触电遥控电弧焊机，其特征在于包括：控制模块以及与该控制模块相连接的采样电路、功率模块、风机和显示模块，所述采样电路用于采样焊接的反馈电压，所述控制模块根据该反馈电压判断当前焊接状态以输出控制信号控制所述风机的运行时间，所述功率模块接收所述控制模块的控制以输出焊接功率。
2、根据权利要求1所述的逆变节能防触电遥控电弧焊机，其特征在于：还包括与所述控制模块通讯连接的遥控电路，所述遥控电路用于在未焊接状态下调节焊接参数，并将该焊接参数发送至所述控制模块，所述控制模块根据该焊接参数控制所述功率模块的输出焊接功率。
3、根据权利要求1或2所述的逆变节能防触电遥控电弧焊机，其特征在于：所述采样电路包括依次连接的电压采样电路、滤波及积分电路、线性光耦、跟随电路，其中：
所述电压采样电路，用于采样两个焊接电极上的反馈电压；
滤波及积分电路，用于对所述电压采样电路采样的反馈电压进行滤波和积分；
线性光耦，用于对经过滤波和积分后的反馈电压进行线性传递和隔离；
跟随电路，与所述线性光耦的输出端相连接，输出信号至所述控制模块。
4、根据权利要求1或2所述的逆变节能防触电遥控电弧焊机，其特征在于：所述焊接状态包括保护状态、短路状态、空载状态、焊接状态、焊接结束状态，在保护和空载状态下风机均停止运转；在短路和焊机状态，风机均正常运转；在焊接结束状态，所述控制模块根据焊接的预置电流设定风机运转时间，风机在运行此段时间后停止。
5、根据权利要求5所述的逆变节能防触电遥控电弧焊机，其特征在于：所述预置电流及其对应的风机运转时间如下：
在0～100A，运行时间为30秒；
在100～199A，运行时间为60秒；
在200～299A，运行时间为90秒；
在300～399A，运行时间为120秒；
在400～500A，运行时间为150秒。
6、根据权利要求2所述的逆变节能防触电遥控电弧焊机，其特征在于：所述遥控电路包括：
电源输入整流及滤波电路，用于将外部输入电流进行整流和滤波后，为辅助单片机和驱动芯片供电；
辅助单片机，用于接收用户输入的焊接电流，并将该焊接电流转换成脉冲信号输出；
驱动芯片，与所述辅助单片机相连接，用于驱动变压器电路，并将所述辅助单片机输出的脉冲信号加载至变压器的输入端；
变压器电路，其输入端与驱动芯片相连接，用于将所述脉冲信号由电缆反馈至光耦隔离器件；
光耦隔离器件，用于将反馈的脉冲信号光耦隔离后反馈至控制模块。
7、根据权利要求6所述的逆变节能防触电遥控电弧焊机，其特征在于：所述控制模块与所述辅助单片机为一相同的单片机。
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| CNA2008100390416A Pending CN101293301A (zh) | 2008-06-17 | 2008-06-17 | 逆变节能防触电遥控电弧焊机 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8680431B2 (en) | 2010-11-15 | 2014-03-25 | Lincoln Global, Inc. | Device and method to control a power source |
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2008
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20081029 |