CN107414252B

CN107414252B - 一种逆变手工焊机

Info

Publication number: CN107414252B
Application number: CN201710861536.6A
Authority: CN
Inventors: 朱红帅
Original assignee: Zhejiang Create Mechanical & Electrical Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Create Mechanical & Electrical Technology Co Ltd
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-10-29
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: CN107414252A

Abstract

本发明公开了一种逆变手工焊机，旨在提供一种具有节能控温的优势逆变手工焊机，解决了节能、环保的问题，其技术方案要点是包括壳体、设置于壳体内的电路板结构，所述壳体上设置散热孔，电路板结构包括主电路、控温电路以及备用电源装置，所述控温电路包括若干温度传感器、信号处理器、以及驱动器，所述驱动器连接有调速风扇，每个温度传感器连接信号处理器，信号处理器连接驱动器，驱动器连接调速风扇；其中，信号处理器对每个温度传感器输出的信号与设定值进行比较，输出超过设定值的传感器个数数据，驱动器根据个数数据输出驱动信号以控制调速风扇的风速档位。

Description

一种逆变手工焊机

技术领域

本发明涉及电焊机，特别涉及一种逆变手工焊机。

背景技术

随着工业生产的不断发展，产生的工业热量也越来越多，这部分热量急需要解决。为了清除环保设备中产生的热量，一般会在环保设备中设置散热器，对于环保设备中的散热器来说，不仅需要较强的电流，还要将线路板的电气元件产生的热量降低。

公开号为CN201720579U的中国专利，公开了一种逆变直流手工焊机，包括一整流器、平滑电路、电抗器电路、送丝马达、导电嘴、焊接电弧，整流器、平滑电路、电抗器电路从左到右依次连接，电抗器电路电连接导电嘴，逆变直流变压器连接在焊机输入端和整流器之间，输出控制电路控制连接平滑电路和送丝马达，焊接电流检测电路和焊丝断路检测电路一端与输出控制电路，另端连接电抗器电路的输出端，焊接电流检测电路通过放大分流器连接在电抗器电路的输出端上。

上述电路结构在工作的时候，产生的热量较大，如果简单的设置风扇进行散热，则效果并不理想，并且也不够节能。

针对上述缺陷，如何进行有效的节能控温是本发明需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种逆变手工焊机，具有节能控温的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种逆变手工焊机，包括壳体、设置于壳体内的电路板结构，所述壳体上设置散热孔，所述电路板结构包括主电路、控温电路以及备用电源装置，所述控温电路包括若干温度传感器、信号处理器、以及驱动器，所述驱动器连接有调速风扇，每个温度传感器连接信号处理器，信号处理器连接驱动器，驱动器连接调速风扇；其中，信号处理器对每个温度传感器输出的信号与设定值进行比较，输出超过设定值的传感器个数数据，驱动器根据个数数据输出驱动信号以控制调速风扇的风速档位。

通过上述设置，当壳体内由于设备工作而温度升高，此时经过分析，不同位置发热量会有所不同，在一个壳体的空间内，如果只是简单利用定速的风扇进行降温，如果温度过高，风扇风速一定，降温能力跟不上；温度不高，风扇风速不变，则浪费电能；由此，本方案可以根据在壳体内布设多个温度传感器对不同空间位置的温度进行监测，并且通过数据处理，当多处温度超过设定值，则适应性的调节调速风扇的风速，从而实现风速随温度传感器感应个数进行调节，此方案另外还有利于对不同位置温度的采集，由于在壳体的空间内，各个位置的由于发热元件有所不同，发热源辐射的能量有所不同，温度采集的准确性提高，突破了温度感应的范围局限。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述信号处理器包括与温度传感器数量对应的比较电路、以及加法器，每个比较电路的输出端连接加法器的输入端，所述加法器用以累加比较电路的输出数据。

通过上述设置，温度传感器感应温度并转换为电信号，电信号为模拟信号，与外界环境温度成正比。通过比较电路将模拟信号转换为电平信号，只有模拟信号超过设定值后则比较电路由电平输出，通过加法器对电平信号进行累加，从而可以累计温度传感器感应的温度异常的个数。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述比较电路包括比较器和连接比较器输入端的基准设定电路，基准设定电路包括电阻R1和电位器Rp1，电压Vcc依次通过电阻R1和电位器Rp1至接地端，电阻R1和电位器Rp1之间的连接点用以输出基准信号。

通过上述设置，通过基准设定电路中的电位器Rp1，使用者可以调节基准信号的大小，从而可以改变设定值的大小。可以根据不同部位设置不同的温度设定值，适应性和适用性较广。

作为本发明的具体方案可以优选为：每个所述温度传感器上设置均有定时开关电路，所述定时开关电路用以控制温度传感器的工作电源间隔第一设定时间进行接通。

通过上述设置，通过定时开关间断的工作，可以有效节省温度传感器的电能。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述备用电源装置包括太阳能电池板和储能电池，太阳能电池板设置于壳体外并电连接于储能电池，储能电池通过开关电连接控温电路。

通过上述设置，备用电源装置采用太阳能电池板获取能量，提供设备清洁能源，并且可以通过储能电池进行存储能量，并可以为控温电路供电。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述备用电源装置还包括温差发电机，温差发电机电连接储能电池。

通过上述设置，采用温差发电机来进一步利用壳体内的温度和壳外的温度差别，从而可以进行热能的部分回收利用。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述主电路包括依次连接的输入整流滤波电路、逆变器、中频变压器以及输出整流滤波电路，还包括用以检测主电路输出电流的电流反馈电路、用以检测主电路输出电压的电压反馈电路、用以给定电压数据和电流数据的参数设定模块、PWM调制电路、以及连接逆变器和PWM调制电路之间的驱动电路；所述PWM调制电路根据反馈电压、反馈电流、给定电压、给定电流数据进行调制PWM波。

通过上述设置，主电路采用双闭环控制，是指电压的闭合控制和电流的闭环控制。具体案例如：从而逆变焊机工作时，先将单相220V/50Hz电压整流并滤波后，变为逆变主回路所需的310V左右平滑直流电压。然后将该直流电压送入逆变主回路，经过大功率电子元件IGBT的交替逆变作用转变成为20K左右的中频交流电压，再经过中频降压变压器降压至适合于焊接的几十伏电压，最后经过整流滤波后得到直流焊接输出。借助于控制电路及反馈回路，以及焊接回路的阻抗，可以得到焊接工艺所需的外特性和动特性。其交流变换顺序为:工频交流——直流——中频交流——降压——直流。焊机在“交流——直流——交流”阶段的电压频率发生了改变，所以逆变焊也成为变频焊机。变频技术则有效节省电能损耗。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述主电路的输入端连接有人体感应电路，所述人体感应电路包括依次连接的人体红外传感器、判断电路以及切换电路，所述人体红外传感器用以感应人体信号并转换为电信号，所述判断电路根据人体红外传感器的电信号判断人体是否进入设定的感应范围，切换电路用以在人体进入设定的感应范围时闭合接通主电路的输入线路，否则将主电路的输入线路保持断开状态。

通过上述设置，感应人体是否进入到感应范围，通过感应人体自动进行断电功能，当人体离开人体红外传感器的感应范围，则可以自动切断主电路的输入，从而停止焊机工作。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述切换电路包括三极管Q1、继电器K1、电阻R2以及电容C1，电压V1通过电阻R2连接继电器K1的线圈一端，继电器K1的线圈另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基集用以接收判断电路的信号，三极管Q1的发射极接地，继电器K1的常开触点K1-1连接于主电路的输入端。

通过上述设置，对于直流继电器，吸合时需要比较大的电流，一旦吸合就只要很小的保持电流了，使用RC组合电路可以很好的解决继电器的节能运行问题。根据继电器的线圈直流电阻选取电阻R2，一般取2倍线圈直流电阻。C1的选取一般大于1000UF就可以了。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述温度传感器为温度标签，所述信号处理器包括用以采集温度标签输出的无线信号的信号采集器，所述信号采集器将温度信号传递给信号处理器。

通过上述设置，采用温度标签可以有效简化电路结构，减少线路布线，利用无线信号进行数据传输，高效可靠。

综上所述，本发明具有以下有益效果：在壳体内布设多个温度传感器，并进行温度采集，利用调速风扇，控制壳体内部温度，借助随动方案以节省电能，对于切换电路采用节能方案，并能够多方面进行能源重复利用，将热能和光能都有效利用，另外还可以利用无线方式，实现温度数据的传输。

附图说明

图1为实施例1的壳体结构示意图；

图2为实施例1的电路板结构方框图；

图3为实施例1的控温电路的方框图；

图4为实施例1的信号处理器的电路图；

图5为实施例2的控温电路的方框图；

图6为实施例2的定时开关电路的电路图；

图7为实施例1和2的备用电源装置的方框图；

图8为实施例1和2的主电路的方框图；

图9为实施例3的人体感应电路的电路图。

图中：100、壳体；110、散热孔；210、主电路；211、输入整流滤波电路；212、逆变器；213、中频变压器；214、输出整流滤波电路；215、电流反馈电路；216、电压反馈电路；217、参数设定模块；218、PWM调制电路；219、驱动电路；220、控温电路；221、温度传感器；222、信号处理器；2221、比较电路；22211、比较器；22212、基准设定电路；2222、加法器；223、驱动器；230、备用电源装置；231、太阳能电池板；232、储能电池；233、温差发电机；300、调速风扇；400、定时开关电路；500、人体感应电路；510、人体红外传感器；520、判断电路；530、切换电路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种逆变手工焊机，如图1和图2所示，包括壳体100、设置于壳体100内的电路板结构，壳体100上设置散热孔110。

图2中，电路板结构包括主电路210、控温电路220以及备用电源装置230。

如图3所示，控温电路220包括若干温度传感器221、信号处理器222、以及驱动器223，驱动器223连接有调速风扇300。本实施例中选用3个温度传感器221，每个温度传感器221连接信号处理器222，信号处理器222连接驱动器223，驱动器223连接调速风扇300。3个温度传感器221可以根据壳体100结构，分别布置在壳体100的3个发热位置上。发热位置是指：电路板结构中发热元件靠近的地方。其中，信号处理器222对每个温度传感器221输出的信号与设定值进行比较，输出超过设定值的传感器个数数据，驱动器223根据个数数据输出驱动信号以控制调速风扇300的风速档位。

当壳体100内由于设备工作而温度升高，此时经过分析，不同位置发热量会有所不同，在一个壳体100的空间内，如果只是简单利用定速的风扇进行降温，如果温度过高，风扇风速一定，降温能力跟不上；温度不高，风扇风速不变，则浪费电能；由此，本方案可以根据在壳体100内布设多个温度传感器221对不同空间位置的温度进行监测，并且通过数据处理，当多处温度超过设定值，则适应性的调节调速风扇300的风速，从而实现风速随温度传感器221感应个数进行调节，此方案另外还有利于对不同位置温度的采集，由于在壳体100的空间内，各个位置的由于发热元件有所不同，发热源辐射的能量有所不同，温度采集的准确性提高，突破了温度感应的范围局限。

具体的，如图4所示，信号处理器222包括与温度传感器221数量对应的比较电路2221、以及加法器2222，每个比较电路2221的输出端连接加法器2222的输入端，加法器2222用以累加比较电路2221的输出数据。

每个比较电路2221包括一个比较器22211和连接比较器22211输入端的一个基准设定电路22212。基准设定电路22212包括电阻R1和电位器Rp1，电压Vcc依次通过电阻R1和电位器Rp1至接地端，电阻R1和电位器Rp1之间的连接点用以输出基准信号Vref1。通过基准设定电路22212中的电位器Rp1，使用者可以调节基准信号的大小，从而可以改变设定值的大小。可以根据不同部位设置不同的温度设定值，适应性和适用性较广。每个比较电路2221的基准设定电路22212的基准信号独立可调。如图4中的Vref1、Vref2、Vref3可以代表不同大小的基准信号。

工作时：温度传感器221感应温度并转换为电信号，电信号为模拟信号，与外界环境温度成正比。通过比较电路2221将模拟信号转换为电平信号，只有模拟信号超过设定值后则比较电路2221由电平输出，通过加法器2222对电平信号进行累加，从而可以累计温度传感器221感应的温度异常的个数。

如图7所示，备用电源装置230包括太阳能电池板231和储能电池232，太阳能电池板231设置于壳体100外并电连接于储能电池232，储能电池232通过开关SA1电连接控温电路220。备用电源装置230采用太阳能电池板231获取能量，提供设备清洁能源，并且可以通过储能电池232进行存储能量，并可以为控温电路220供电。

备用电源装置230还包括温差发电机233，温差发电机233电连接储能电池232。采用温差发电机233来进一步利用壳体100内的温度和壳外的温度差别，从而可以进行热能的部分回收利用。

如图8所示，主电路210包括依次连接的输入整流滤波电路211、逆变器212、中频变压器213以及输出整流滤波电路214。还包括用以检测主电路210输出电流的电流反馈电路215、用以检测主电路210输出电压的电压反馈电路216、用以给定电压数据和电流数据的参数设定模块217、PWM调制电路218、以及连接逆变器212和PWM调制电路218之间的驱动电路219；PWM调制电路218根据反馈电压、反馈电流、给定电压、给定电流数据进行调制PWM波。

主电路210采用双闭环控制，是指电压的闭合控制和电流的闭环控制。具体案例如：从而逆变焊机工作时，先将单相220V/50Hz电压整流并滤波后，变为逆变主回路所需的310V左右平滑直流电压。然后将该直流电压送入逆变主回路，经过大功率电子元件IGBT的交替逆变作用转变成为20K左右的中频交流电压，再经过中频降压变压器降压至适合于焊接的几十伏电压，最后经过整流滤波后得到直流焊接输出。借助于控制电路及反馈回路，以及焊接回路的阻抗，可以得到焊接工艺所需的外特性和动特性。其交流变换顺序为:工频交流——直流——中频交流——降压——直流。焊机在“交流——直流——交流”阶段的电压频率发生了改变，所以逆变焊具有变频的功能。变频技术则有效节省电能损耗。

实施例2：

一种逆变手工焊机，如图5所示，包括实施例1，与实施例1的区别在于：每个温度传感器221上设置均有定时开关电路400，定时开关电路400用以控制温度传感器221的工作电源间隔第一设定时间进行接通。通过定时开关间断的工作，可以有效节省温度传感器221的电能。

定时开关电路400包括以芯片IC555为主体的功能电路。定时开关电路400具体包括电阻R11、R12、R13、电容C11、C12、三极管Q11、以及继电器KM2。通过如图6的电路连接，后电压Vcc通电后，芯片IC555的3引脚每间隔一段时间输出高电平，从而驱动三极管Q11导通，使得继电器KM2得电，从而温度传感器221工作。

实施例3：

一种逆变手工焊机，如图9所示，与上述实施例1和2的区别在于：主电路210的输入端连接有人体感应电路500，人体感应电路500包括依次连接的人体红外传感器510、判断电路520以及切换电路530，人体红外传感器510用以感应人体信号并转换为电信号，判断电路520根据人体红外传感器510的电信号判断人体是否进入设定的感应范围，切换电路530用以在人体进入设定的感应范围时闭合接通主电路210的输入线路，否则将主电路210的输入线路保持断开状态。

感应人体是否进入到感应范围，通过感应人体自动进行断电功能，当人体离开人体红外传感器510的感应范围，则可以自动切断主电路210的输入，从而停止焊机工作。

判断电路520可以单独有单片机模块构成，也可以由单片机模块和比较器22211构成，用以对人体感应范围的判断。

切换电路530包括三极管Q1、继电器K1、电阻R2以及电容C1，电压V1通过电阻R2连接继电器K1的线圈一端，继电器K1的线圈另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基集用以接收判断电路520的信号，三极管Q1的发射极接地，继电器K1的常开触点K1-1连接于主电路210的输入端。对于直流继电器，吸合时需要比较大的电流，一旦吸合就只要很小的保持电流了，使用RC组合电路可以很好的解决继电器的节能运行问题。根据继电器的线圈直流电阻选取电阻R2，一般取2倍线圈直流电阻。C1的选取一般大于1000UF就可以了。

实施例4：

温度传感器221为温度标签，信号处理器222包括用以采集温度标签输出的无线信号的信号采集器，信号采集器将温度信号传递给信号处理器222。采用温度标签可以有效简化电路结构，减少线路布线，利用无线信号进行数据传输，高效可靠。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种逆变手工焊机，包括壳体(100)、设置于壳体(100)内的电路板结构，所述壳体(100)上设置散热孔(110)，其特征在于：所述电路板结构包括主电路(210)、控温电路(220)以及备用电源装置(230)，所述控温电路(220)包括若干温度传感器(221)、信号处理器(222)、以及驱动器(223)，所述驱动器(223)连接有调速风扇(300)，每个温度传感器(221)连接信号处理器(222)，信号处理器(222)连接驱动器(223)，驱动器(223)连接调速风扇(300)；其中，信号处理器(222)对每个温度传感器(221)输出的信号与设定值进行比较，输出超过设定值的传感器个数数据，驱动器(223)根据个数数据输出驱动信号以控制调速风扇(300)的风速档位；

所述信号处理器(222)包括与温度传感器(221)数量对应的比较电路(2221)、以及加法器(2222)，每个比较电路(2221)的输出端连接加法器(2222)的输入端，所述加法器(2222)用以累加比较电路(2221)的输出数据；

所述比较电路(2221)包括比较器(22211)和连接比较器(22211)输入端的基准设定电路(22212)，基准设定电路(22212)包括电阻R1和电位器Rp1，电压Vcc依次通过电阻R1和电位器Rp1至接地端，电阻R1和电位器Rp1之间的连接点用以输出基准信号；

所述主电路(210)的输入端连接有人体感应电路(500)，所述人体感应电路(500)包括依次连接的人体红外传感器(510)、判断电路(520)以及切换电路(530)，所述人体红外传感器(510)用以感应人体信号并转换为电信号，所述判断电路(520)根据人体红外传感器(510)的电信号判断人体是否进入设定的感应范围，切换电路(530)用以在人体进入设定的感应范围时闭合接通主电路(210)的输入线路，否则将主电路(210)的输入线路保持断开状态；

所述切换电路(530)包括三极管Q1、继电器K1、电阻R2以及电容C1，电压V1通过电阻R2连接继电器K1的线圈一端，继电器K1的线圈另一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基集用以接收判断电路(520)的信号，三极管Q1的发射极接地，继电器K1的常开触点K1-1连接于主电路(210)的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种逆变手工焊机，其特征在于：每个所述温度传感器(221)上设置均有定时开关电路(400)，所述定时开关电路(400)用以控制温度传感器(221)的工作电源间隔第一设定时间进行接通。

3.根据权利要求1所述的一种逆变手工焊机，其特征在于：所述备用电源装置(230)包括太阳能电池板(231)和储能电池(232)，太阳能电池板(231)设置于壳体(100)外并电连接于储能电池(232)，储能电池(232)通过开关电连接控温电路(220)。

4.根据权利要求1所述的一种逆变手工焊机，其特征在于：所述备用电源装置(230)还包括温差发电机(233)，温差发电机(233)电连接储能电池(232)。

5.根据权利要求1所述的一种逆变手工焊机，其特征在于：所述主电路(210)包括依次连接的输入整流滤波电路(211)、逆变器(212)、中频变压器(213)以及输出整流滤波电路(214)，还包括用以检测主电路(210)输出电流的电流反馈电路(215)、用以检测主电路(210)输出电压的电压反馈电路(216)、用以给定电压数据和电流数据的参数设定模块(217)、PWM调制电路(218)、以及连接逆变器(212)和PWM调制电路(218)之间的驱动电路(219)；所述PWM调制电路(218)根据反馈电压、反馈电流、给定电压、给定电流数据进行调制PWM波。

6.根据权利要求1所述的一种逆变手工焊机，其特征在于：所述温度传感器(221)为温度标签，所述信号处理器(222)包括用以采集温度标签输出的无线信号的信号采集器，所述信号采集器将温度信号传递给信号处理器(222)。