CN105880798B - 一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路 - Google Patents

Abstract

一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路，含有电源模块、整流单元、电压检测模块、电压比较器、电压下降延时模块、继电器驱动、继电器、高频整流模块，该电路通过检测和控制，在正常焊接时能够在焊机主输出叠加一个同极性的直流输出电压，采用直流维弧技术，有效解决因交流电压过零而引起的断弧问题，简单方便，提高了工作效率。

Description

一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路

技术领域

本发明涉及到电子电路技术和焊接控制技术，特别是一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路。

背景技术

我国改革开放以来，国民经济快速增长，“科技创新，自主创新”已成为当今工业发展的主流，我国工业逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。交流焊接工艺技术适用于各种铝、镁及其合金材料的焊接。这种焊接工艺可以利用交流负极性半波的阴极雾化作用，清除铝、镁及其合金表面的氧化膜，同时具有直流正接焊的优点。交流方波可以解决大电流下过零灭弧的问题，但在小电流焊接情况下，在输出电压极性翻转时，会造成断弧现象，需要增加维弧措施，否则影响焊接过程。目前，过零维弧的方法有高压脉冲维弧、高频维弧和交流矩形波维弧，主要以高压脉冲维弧为主。逆变型交直流方波氩弧焊机在焊接过程中，其输出极性不断变化，在电压过零时会出现断弧现象，为了解决上述问题，本行业的科技人员不断地去探索、研究，希望研制出一种先进的电焊机输安全保护电路，虽然取得了一些成效，但在实际应用中仍然存在着尚未克服的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路，该电路通过检测和控制，在正常焊接时能够在焊机主输出叠加一个同极性的直流输出电压，采用直流维弧技术，有效解决因交流电压过零而引起的断弧问题，简单方便，提高了工作效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：含有电源模块、整流单元、电压检测模块、电压比较器、电压下降延时模块、继电器驱动、继电器、高频整流模块，整流单元的后端为电压检测模块，电压检测模块的后端为电压比较器，电压比较器的后端为电压下降延时模块，电压下降延时模块的后端为继电器驱动；电源模块的前端分别与高频交流电压输入、整流单元连接，组成了一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路。

本发明采用的技术原理是：在逆变型交直流方波氩弧焊机工作时，其高频主变压器初次级均为高频的PWM交流电压，该交流电压提供给维弧电路。维弧电路的输入与逆变型交直流方波氩弧焊机高频主变压器次级相连，输出是经高频整流模块得到的直流电压，该直流电压通过外接的电阻R1、R2给电容C1、C2充电，形成相对于图中G点的两个电源(C1构成正电源、C2构成负电源)，这两个直流电源与逆变型交直流方波氩弧焊机极性控制开关前端连接。图中：电子开关SW1、SW2是逆变型交直流方波氩弧焊机的输出控制开关，当SW1导通时，焊机输出正电压；当SW2导通时，焊机输出负电压。维弧电路输出的电压比焊机主输出电压要高，正是这个高的电压在焊机输出极性变化时起到了引弧的作用，保证了电压过零时的维弧效果。控制功率继电器的通断，决定了维弧电压是否输出。电源模块将高频的PWM交流电压转换为维弧电路的控制电压Vcc，作为其它模块的工作电压。整流单元和电压检测模块获得逆变型交直流方波氩弧焊机方波输出电压的有效值，该值与参考电压Vref比较，经过电压下降延时模块后，由继电器驱动输出控制功率继电器。当逆变型交直流方波氩弧焊机正常工作时，由整流单元和电压检测模块获得的方波输出电压的有效值低于参考电压Vref，电压比较器输出高电平，电压下降延时模块不延时，继电器驱动输出为高电平，功率继电器得电，节点闭合，维弧直流电压输出到焊机主输出实现维弧功能。当逆变型交直流方波氩弧焊机由正常工作转变到空载时，由整流单元和电压检测模块获得的方波输出电压的有效值高于参考电压Vref，电压比较器输出由高电平转变为低电平，电压下降延时模块产生延时，继电器驱动输出继续为高电平，功率继电器得电，节点闭合，维弧直流电压继续输出，等到延时时间到之后，继电器驱动输出为低电平，功率继电器失电，节点断开，维弧电路不输出直流电压，将维弧电压从主输出切除，从而有效地解决交流焊接的维弧问题。

本发明的有益效果是：一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路是使逆变型交直流方波氩弧焊机在正常焊接输出电压极性翻转过程中提供直流电压实现维弧功能，在焊机由正常焊接到空载时，由延时模块延时后将维弧电路切除，停止直流电压的输出，从而有效地解决交流焊接的维弧问题。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明进一步描述：

图1中是一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路结构示意图。

在图1中：1、电源模块、2、整流单元、3、电压检测模块、4、电压比较器、5、电压下降延时模块、6、继电器驱动、7、继电器、8、高频整流模块。

具体实施方式

在图1中：整流单元2的后端为电压检测模块3，电压检测模块3的后端为电压比较器4，电压比较器4的后端为电压下降延时模块5，电压下降延时模块5的后端为继电器驱动6；电源模块1的前端分别与高频交流电压输入、整流单元2连接，组成了一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路。

在逆变型交直流方波氩弧焊机工作时，其高频主变压器初次级均为高频的PWM交流电压，该交流电压提供给维弧电路。维弧电路的输入与逆变型交直流方波氩弧焊机高频主变压器次级相连，输出是经高频整流模块8得到的直流电压，该直流电压通过外接的电阻R1、R2给电容C1、C2充电，形成相对于图中G点的两个电源(C1构成正电源、C2构成负电源)，这两个直流电源与逆变型交直流方波氩弧焊机极性控制开关前端连接。图中：电子开关SW1、SW2是逆变型交直流方波氩弧焊机的输出控制开关，当SW1导通时，焊机输出正电压；当SW2导通时，焊机输出负电压。维弧电路输出的电压比焊机主输出电压要高，正是这个高的电压在焊机输出极性变化时起到了引弧的作用，保证了电压过零时的维弧效果。控制功率继电器7的通断，决定了维弧电压是否输出。电源模块1将高频的PWM交流电压转换为维弧电路的控制电压Vcc，作为其它模块的工作电压。整流单元2和电压检测模块3获得逆变型交直流方波氩弧焊机方波输出电压的有效值，该值与参考电压Vref比较，经过电压下降延时模块5后，由继电器驱动6输出控制功率继电器7。当逆变型交直流方波氩弧焊机正常工作时，由整流单元2和电压检测模块3获得的方波输出电压的有效值低于参考电压Vref，电压比较器4输出高电平，电压下降延时模块5不延时，继电器驱动6输出为高电平，功率继电器7得电，节点闭合，维弧直流电压输出到焊机主输出实现维弧功能。当逆变型交直流方波氩弧焊机由正常工作转变到空载时，由整流单元2和电压检测模块3获得的方波输出电压的有效值高于参考电压Vref，电压比较器4输出由高电平转变为低电平，电压下降延时模块5产生延时，继电器驱动6输出继续为高电平，功率继电器7得电，节点闭合，维弧直流电压继续输出，等到延时时间到之后，继电器驱动6输出为低电平，功率继电器7失电，节点断开，维弧电路不输出直流电压，将维弧电压从主输出切除，从而有效地解决交流焊接的维弧问题。

Claims (1)

1.一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路，含有电源模块、整流单元、电压检测模块、电压比较器、电压下降延时模块、继电器驱动、继电器、高频整流模块，其特征在于：整流单元的后端为电压检测模块，电压检测模块的后端为电压比较器，电压比较器的后端为电压下降延时模块，电压下降延时模块的后端为继电器驱动；电源模块的前端分别与高频交流电压输入、整流单元连接，组成了一种逆变型交直流方波氩弧焊机的维弧电路。