CN102922090A - 发动机焊机节能调速控制电路及节能调速控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种发动机焊机节能调速控制电路，有一含调节模块的焊接电流调节电路，调节模块的电压值与焊接电流具有第一函数关系；一控制器，调节模块输出端接一控制器输入端；位移传感器，一控制器输出端接一电动机控制电路来控制电动机转动，电动机的电机轴接发动机油门拉线，发动机油门拉线接发动机转速拉杆，发动机转速拉杆接位移传感器机械端，位移传感器电压输出端接第一控制器输入端，位移传感器电压与发动机转速有第二函数关系。一种节能调速方法是调节模块电压映射的焊接电流为零达预定时间，使发动机怠速；大于零较位移传感器的电压值小，改变发动机转速，减小位移传感器电压，反之增大之；相等时不变。根据焊接电流调节发动机转速，节省中小电流、能耗及机器磨损。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机焊机节能调速控制电路。还涉及一种发动机焊机节能调速控制方法。
背景技术
原来的发动机焊机具备全速(3750rpm)、怠速(2300rpm)两种工作模式，即焊接或辅助电源使用时发动机全速运转，不使用时7S后怠速运转。下面给出一个焊接电流和发动机转速的关系图：
最大焊接电流：330A 发动机转速：3750rpm
最大焊接电流：150A 发动机转速：3750rpm
最大焊接电流：60A 发动机转速：3750rpm
无焊接电流：0A 发动机转速：2300rpm(怠速)
这种焊机发动机的焊接电流无论大小，均是全速运行，无功部分耗费的燃料多，且高转速带来很大的磨损，对发送机零件造成不必要的磨损，增加了维修费用。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种根据焊接电流大小调节发动机转速的发动机焊机节能调速控制电路，减小发动机无功部分的燃料耗费以及零件的磨损。
本发明的另一目的是提供一种发动机焊机节能调速控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种发动机焊机节能调速控制电路，包括
焊接电流调节电路，其具有一调节模块，调节模块值输出的值不同时输出的焊接电流不同，所述调节模块的电压值与焊接电流的大小具有第一函数关系；
第一控制器，所述焊接电流调节电路中的调节模块的输出端连接所述第一控制器的输入端，所述第一控制器据此获得焊接电流电压值；
位移传感器，包括电压输出端和机械端，所述第一控制器的输出端连接一电动机的控制电路，用以控制电动机转动，所述电动机的电机轴连接所述发动机焊机的发动机油门拉线，发动机油门拉线连接发动机转速拉杆，发动机转速拉杆连接所述位移传感器的机械端，所述位移传感器的电压输出端连接所述第一控制器的输入端，所述位移传感器的电压与发动机转速具有第二函数关系；
所述第一控制器将所述调节模块的电压值与位移传感器输出的电压值进行比较，并根据比较结果调节发动机转速，使发动机转速与焊接电流大小适配。
进一步地，所述焊接电流调节电路的调节模块是可调电阻器，其连接在焊接电源电路中，通过调节其阻值大小控制输出焊接电流的大小。
进一步地，所述可调电阻器是电位器。
进一步地，所述可调电阻器是滑动变阻器。
进一步地，所述位移传感器为拉绳式位移传感器，所述拉绳式位移传感器的机械端是拉绳。
进一步地，所述电动机为步进电机或马达。
一种发动机焊机节能调速控制方法，包括
焊接电流调节电路，其具有一调节模块，调节模块值输出的值不同时输出的焊接电流不同，所述调节模块的电压值与焊接电流的大小具有第一函数关系；
第一控制器，所述焊接电流调节电路中的调节模块的输出端连接所述第一控制器的输入端，所述第一控制器据此获得焊接电流电压值；
位移传感器，包括电压输出端和机械端，所述第一控制器的输出端连接一电动机的控制电路，用以控制电动机转动，所述电动机的电机轴连接所述发动机焊机的发动机油门拉线，发动机油门拉线连接发动机转速拉杆，发动机转速拉杆连接所述位移传感器的机械端，所述位移传感器的电压输出端连接所述第一控制器的输入端，所述位移传感器的电压与发动机转速具有第二函数关系；
所述方法包括：
1)检测所述调节模块的电压值；
当所述调节模块的电压值映射的焊接电流值大于零时，执行以下步骤：
11)检测所述位移传感器的电压值，比较所述调节模块的电压值和所述位移传感器的电压值的大小；
111)当调节模块的电压值小于所述位移传感器的电压值时，控制电动机的电机轴向对应方向转动，电机轴带动发动机油门拉线旋转，发动机油门拉线带动发动机转速拉杆动作，改变发动机转速，使所述位移传感器电压值减小；
112)当调节模块的电压值大于所述位移传感器的电压值时，控制电动机的电机轴反方向转动，电机轴带动发动机油门拉线反方向旋转，发动机油门拉线带动发动机转速拉杆反方向动作，控制改变发动机转速，使所述位移传感器电压值增大；
113)当调节模块的电压值等于所述位移传感器的电压值时，发动机转速不变；
当所述电压值映射的焊接电流值等于零时，在达到预定时间时控制发动机怠速运行。
进一步地，所述预定时间为7s。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明根据焊接电流的大小调节发动机的转速，在有焊接电流时，焊接电流大，则发动机转速高，焊接电流小，发动机转速低，无焊接电流时怠速，使发动机转速与焊接电流匹配，防止无论焊机电流大小，发动机均全速运转时的能耗以及机器磨损，节省中小电流焊接时发动机高转速运转带来的能耗及机器磨损。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明的一种具体的发动机焊机节能调速控制电路的电路图；
图3是本发明的一种具体的机械图；
图4是本发明图1对应的发动机焊机节能调速控制方法；
图5是本发明图2和图3所对应的具体电路图对应的具体的发动机焊机节能调速控制方法。
具体实施方式
如图1所示，本发明是一种发动机焊机节能调速控制电路，包括
焊接电流调节电路10，其具有一调节模块101，调节模块101输出的值不同时输出的焊接电流不同，所述调节模块101的电压值与焊接电流的大小具有第一函数关系；
第一控制器11，所述焊接电流调节电路10中的调节模块101的输出端连接所述第一控制器11的输入端，所述第一控制器11据此获得焊接电流电压值；
位移传感器12，包括电压输出端121和机械端122，所述第一控制器11的输出端连接一电动机的控制电路131，用以控制电动机转动，所述电动机的电机轴132连接所述发动机焊机的发动机油门拉线141，发动机油门拉线141连接发动机转速拉杆142，发动机转速拉杆142连接所述位移传感器12的机械端122，所述位移传感器12的电压输出端121连接所述第一控制器11的输入端，所述位移传感器12的电压与发动机转速具有第二函数关系，其反应的是发动机的转速。
所述第一控制器11将所述调节模块101的电压值与位移传感器12输出的电压值进行比较，并根据比较结果调节发动机转速，使发动机转速与焊接电流大小适配。
本发明发动机焊机节能调速控制电路的工作原理为：检测所述调节模块的电压值，如果调节模块的电压值映射的焊接电流值是零，则说明无焊接，发动机怠速运行，如果有焊接电流，调节模块的电压值小于位移传感器的电压值，则使电机轴向对应方向旋转，带动油门拉线旋转，油门拉线带线发动机转速拉杆动作，改变发动机转速，使位移传感器的电压值减小，减小的结果可使两者之间有一差值，也可为零(当调节模块的电压和位移传感器的电压值相等时发动机转速与焊接电流适合)。反之，反方向旋转电机轴，使发动机转速与上述相反改变。
本发明根据焊接电流的大小调节发动机的转速，在有焊接电流时，焊接电流大，则发动机转速高，焊接电流小，发动机转速低，无焊接电流时怠速，使发动机转速与焊接电流匹配，防止无论焊机电流大小，发动机均全速运转时的能耗以及机器磨损，节省中小电流焊接时发动机高转速运转带来的能耗及机器磨损。
图2和图3给出了本发明发动机焊机节能调速控制电路的一个具体实施例，图3中标号13为电动机。在该具体实施例中所述调节模块101采用电位器R，所述焊接电流调节电路10除了电位器R还包括一单片机IC4、光电耦合器PC5和一可控硅SCR，所述电位器R的第一端子30通过插接件CN1连接12V直流电源，第二端子31通过电阻R31接地，使所述电位器R接在焊接电源电路中。电位器R的输出端通过线路53连接单片机IC4的一个输入管脚，单片机IC4的一个输出管脚通过线路54连接光电耦合器PC5的一个管脚，光电耦合器PC5的一个另一个管脚连接所述可控硅SCR的控制端。调节电位器R的阻值，单片机IC4获得不同的输入值，并根据不同的输入值控制可控硅SCR为不同的触发相位角，从而改变焊接电流的大小。当然，此处还可用其他可调电阻器，如滑动变阻器。
在图2中，所述第一控制器11采用单片机IC1，电位器R的第三端子32通过线路51连接单片机IC1的一个输入管脚，单片机IC1获得电位器R的电压值。单片机IC1的一个输出管脚通过插接件CN5连接步进电机的控制电路，或通过插接件CN6连接马达的控制电路，从而可控制步进电机或马达转动，可根据需要选择步进电机或马达，使用更加灵活，且当一个电路损坏无法使用时另一个电路还可备用，提高了电路的使用寿命。参照图3，步进电机或马达的电机轴连接发动机焊机的发动机油门拉线141，发动机油门拉线141连接发动机转速拉杆142，发动机转速拉杆142连接一拉绳式位移传感器18的拉绳，拉绳则是拉绳式传感器18的机械端。拉绳式位移传感器在结构上精巧构成，充分结合了角度传感器和直线位移传感器的优点，是一款安装尺寸小、结构紧凑、测量行程大、精度高的传感器，行程从几百毫米至十几米不等。拉绳式位移传感器18的电压输出端连接单片机IC1的一个输入管脚，单片机IC1获得拉绳式位移传感器18的电压值。拉绳式位移传感器18的电压值反应的是发动机的转速，发动机转速与焊接电流大小成正比。
上述所有有依靠插接件连接的位置均可去掉插接件直接连接对应部件。使用插接件更换器件更加方便。
本发明图1所示的实施例对应的发动机焊机节能调速控制方法，包括
焊接电流调节电路10，其具有一调节模块101，调节模块101输出的值不同时输出的焊接电流不同，所述调节模块101的电压值与焊接电流的大小具有第一函数关系；
第一控制器11，所述焊接电流调节电路10中的调节模块101的输出端连接所述第一控制器11的输入端，所述第一控制器11据此获得焊接电流电压值；
位移传感器12，包括电压输出端121和机械端122，所述第一控制器11的输出端连接一电动机的控制电路131，用以控制电动机转动，所述电动机的电机轴132连接所述发动机焊机的发动机油门拉线141，发动机油门拉线141连接发动机转速拉杆142，发动机转速拉杆142连接所述位移传感器12的机械端122，所述位移传感器12的电压输出端121连接所述第一控制器11的输入端，所述位移传感器12的电压与发动机转速具有第二函数关系，其反应的是发动机的转速；
参照图4，所述方法包括：
S11、检测所述调节模块的电压值；
S12、判断所述调节模块的电压值映射的焊接电流值是否等于零
当所述调节模块的电压值映射的焊接电流值大于零时，执行以下步骤：
S121、检测所述位移传感器的电压值，判断所述调节模块的电压值是否等于所述位移传感器的电压值；
当调节模块的电压值不等于所述位移传感器的电压值时，执行
S1211、判断调节模块的电压值是否小于所述位移传感器的电压值：
S12111、当调节模块的电压值小于所述位移传感器的电压值时，控制电动机向对应方向转动，电机轴带动发动机油门拉线旋转，发动机油门拉线带动发动机转速拉杆动作，改变发动机转速，使所述位移传感器电压值减小；
S12112、当调节模块的电压值大于所述位移传感器的电压值时，控制电动机反方向转动，电机轴带动发动机油门拉线反方向旋转，发动机油门拉线带动发动机转速拉杆反方向动作，控制改变发动机转速，使所述位移传感器电压值增大；
S122、当调节模块的电压值等于所述位移传感器的电压值时，发动机转速不变；
S13、当所述调节模块的电压值映射的焊接电流值等于零时，在达到预定时间(如7s)时控制发动机怠速运行。
本发明发动机焊机节能调速控制方法根据焊接电流的大小调节发动机的转速，在有焊接电流时，焊接电流大，则发动机转速高，焊接电流小，发动机转速低，无焊接电流时怠速，使发动机转速与焊接电流匹配，防止无论焊机电流大小，发动机均全速运转时的能耗以及机器磨损，节省中小电流焊接时发动机高转速运转带来的能耗及机器磨损。
参照图5，图2所的具体实施例所对应的发动机焊机节能调速控制方法为：
S21、检测所述电位器的电压值；
S22、判断所述电位器的电压值映射的焊接电流值是否等于零
当所述电位器的电压值映射的焊接电流值大于零时，执行以下步骤：
S221、检测所述拉绳式位移传感器的电压值，判断所述电位器的电压值是否等于所述拉绳式位移传感器的电压值；
当电位器的电压值不等于所述拉绳式位移传感器的电压值时，执行
S2211、判断所述电位器的电压值是否小于所述拉绳式位移传感器的电压值：
S22111、当电位器的电压值小于所述拉绳式位移传感器的电压值时，控制步进电机或马达向对应方向转动，电机轴带动发动机油门拉线旋转，发动机油门拉线带动发动机转速拉杆动作，改变发动机转速，使所述拉绳式位移传感器电压值减小；
S22112、当电位器的电压值大于所述拉绳式位移传感器的电压值时，控制步进电机或马达反方向转动，电机轴带动发动机油门拉线反方向旋转，发动机油门拉线带动发动机转速拉杆反方向动作，控制改变发动机转速，如增加转速，使所述拉绳式位移传感器电压值增大；
S222、当电位器的电压值等于所述拉绳式位移传感器的电压值时，发动机转速不变；
S23、当所述电位器的电压值映射的焊接电流值等于零时，在达到预定时间(如7s)时控制发动机怠速运行。
下面给出了一个比较表用来说明本发明的效果：
常规电路
最大焊接电流：330A 发动机转速：3750rpm
最大焊接电流：150A 发动机转速：3750rpm
最大焊接电流：60A 发动机转速：3750rpm
无焊接电流：0A 发动机转速：2300rpm(怠速)
应用了发动机焊机节能调速控制电路后
最大焊接电流：330A 发动机转速：3750rpm
最大焊接电流：150A 发动机转速：3100rpm
最大焊接电流：60A 发动机转速：2600rpm
无焊接电流：0A 发动机转速：2300rpm(怠速)
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种发动机焊机节能调速控制电路，其特征在于：包括
焊接电流调节电路，其具有一调节模块，调节模块值输出的值不同时输出的焊接电流不同，所述调节模块的电压值与焊接电流的大小具有第一函数关系；
第一控制器，所述焊接电流调节电路中的调节模块的输出端连接所述第一控制器的输入端，所述第一控制器据此获得焊接电流电压值；
位移传感器，包括电压输出端和机械端，所述第一控制器的输出端连接一电动机的控制电路，用以控制电动机转动，所述电动机的电机轴连接所述发动机焊机的发动机油门拉线，发动机油门拉线连接发动机转速拉杆，发动机转速拉杆连接所述位移传感器的机械端，所述位移传感器的电压输出端连接所述第一控制器的输入端，所述位移传感器的电压与发动机转速具有第二函数关系；
所述第一控制器将所述调节模块的电压值与位移传感器输出的电压值进行比较，并根据比较结果调节发动机转速，使发动机转速与焊接电流大小适配。
2.根据权利要求1所述的发动机焊机节能调速控制电路，其特征在于：所述焊接电流调节电路的调节模块是可调电阻器，其连接在焊接电源电路中，通过调节其阻值大小控制输出焊接电流的大小。
3.根据权利要求2所述的发动机焊机节能调速控制电路，其特征在于：所述可调电阻器是电位器。
4.根据权利要求2所述的发动机焊机节能调速控制电路，其特征在于：所述可调电阻器是滑动变阻器。
5.根据权利要求1所述的发动机焊机节能调速控制电路，其特征在于：所述位移传感器为拉绳式位移传感器，所述拉绳式位移传感器的机械端是拉绳。
6.根据权利要求1所述的发动机焊机节能调速控制电路，其特征在于：所述电动机为步进电机或马达。
7.一种发动机焊机节能调速控制方法，其特征在于：包括
焊接电流调节电路，其具有一调节模块，调节模块值输出的值不同时输出的焊接电流不同，所述调节模块的电压值与焊接电流的大小具有第一函数关系；
第一控制器，所述焊接电流调节电路中的调节模块的输出端连接所述第一控制器的输入端，所述第一控制器据此获得焊接电流电压值；
位移传感器，包括电压输出端和机械端，所述第一控制器的输出端连接一电动机的控制电路，用以控制电动机转动，所述电动机的电机轴连接所述发动机焊机的发动机油门拉线，发动机油门拉线连接发动机转速拉杆，发动机转速拉杆连接所述位移传感器的机械端，所述位移传感器的电压输出端连接所述第一控制器的输入端，所述位移传感器的电压与发动机转速具有第二函数关系；
所述方法包括：
1)检测所述调节模块的电压值；
当所述调节模块的电压值映射的焊接电流值大于零时，执行以下步骤：
11)检测所述位移传感器的电压值，比较所述调节模块的电压值和所述位移传感器的电压值的大小；
111)当调节模块的电压值小于所述位移传感器的电压值时，控制电动机的电机轴向对应方向转动，电机轴带动发动机油门拉线旋转，发动机油门拉线带动发动机转速拉杆动作，改变发动机转速，使所述位移传感器电压值减小；
112)当调节模块的电压值大于所述位移传感器的电压值时，控制电动机的电机轴反方向转动，电机轴带动发动机油门拉线反方向旋转，发动机油门拉线带动发动机转速拉杆反方向动作，控制改变发动机转速，使所述位移传感器电压值增大；
113)当调节模块的电压值等于所述位移传感器的电压值时，发动机转速不变；
当所述电压值映射的焊接电流值等于零时，在达到预定时间时控制发动机怠速运行。
8.根据权利要求7所述的发动机焊机节能调速控制方法，其特征在于：所述预定时间为7s。
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Denomination of invention: Energy saving speed regulation control circuit and energy saving speed regulation control method of engine welding machine Effective date of registration: 20211021 Granted publication date: 20150325 Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee Pledgor: DENOH SEIMITSU ELECTRIC APPLIANCE (BEIJING) Co.,Ltd. Registration number: Y2021990001000 |
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