CN201735932U

CN201735932U - 一种具有防粘功能和提升引弧功能的逆变式弧焊机

Info

Publication number: CN201735932U
Application number: CN2010205387287U
Authority: CN
Inventors: 杨振文; 杨勇
Original assignee: SHENZHEN HUAYILONG INDUSTRIAL DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Huayilong Industrial Development Co., Ltd
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2020-09-21

Abstract

本实用新型提供一种具有防粘功能和提升引弧功能逆变式弧焊机，包括顺序连接的启动及保护电路、一次整流及一次整流滤波电路、逆变电路、隔离降压电路、二次整流及二次整流滤波电路、直流输出电路、控制模块以及驱动电路，且驱动电路与逆变电路相连，直流输出电路及控制模块之间并列设有低空载控制电路和反馈给定电路，所述防粘功能和提升引弧功能逆变式弧焊机还设有防粘和提升引弧功能电路，该防粘和提升引弧功能电路分别连接直流输出电路和控制模块。可以有效防止焊接操作时焊条和工件短路后粘住以至于损坏工件，提高操作的方便性。

Description

一种具有防粘功能和提升引弧功能的逆变式弧焊机

技术领域

本实用新型涉及一种逆变式弧焊机，尤其涉及一种具有防粘功能和提升引弧功能的逆变式弧焊机。

背景技术

目前电弧焊接机生产企业较多，从最原始的机械调节型弧焊机、电磁控制型电弧焊机、到最先进的电子控制型逆变式弧焊机都有不同比例的市场。其中电子控制型逆变式弧焊机乃市场发展的趋势，行业内生产电子控制型逆变式弧焊也有为数不少企业，同时很多传统技术型生产企业也意识到市场的趋势，正逐步在产品技术上开始转型。现有电子控制型逆变式弧焊的技术也五花八门，其质量和规模是良莠不齐。

目前市场上的电子控制逆变式弧焊机，在使用过程中，由于焊机质量不高，引弧功能不好，焊接电流过小等原因，或者操作人员熟练程度不够，操作不太注意会将焊条和工件粘上，如果强行分开，非常费力，并且其工件、焊条、焊钳都会不同程度受损。要么就将焊机的电源关上，但通常焊接时和主机有一定距离，操作起来非常麻烦。同时该种电子控制逆变式弧焊机基本不具有氩弧焊功能。另外，该种电子控制逆变式弧焊机在电子电路元件的位置安排上也存在诸多不合理的地方，导致散热效果不理想，影响弧焊机工作效率。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种可以防止焊条和工件短路后粘住以至于损坏工件、焊条、焊钳，能够提升引弧功能的逆变式弧焊机。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种具有防粘功能和提升引弧功能逆变式弧焊机，包括顺序连接的启动及保护电路、一次整流及一次整流滤波电路、逆变电路、隔离降压电路、二次整流及二次整流滤波电路、直流输出电路、控制模块以及驱动电路，且驱动电路与逆变电路相连，直流输出电路及控制模块之间并列设有低空载控制电路和反馈给定电路，特别是所述防粘功能和提升引弧功能逆变式弧焊机还设有防粘和提升引弧功能电路，该防粘和提升引弧功能电路分别连接直流输出电路和控制模块。增设该防粘和提升引弧功能电路，可以有效检测输出电压并调整输出电流，提高引弧功能，防止焊条与工件粘连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述防粘和提升引弧功能电路由运算放大器、继电器、场管、电阻、电容构成。

作为上述技术方案的进一步改进，设有辅助电源，该辅助电源分别连接一次整流滤波电路和控制模块，给驱动电路和控制模块提供稳定的低压电流。

作为上述技术方案的进一步改进，设有驱动模块，该驱动模块分别连接逆变电路和驱动电路，给全桥提供逆变所需的不同相位的开关信号，并且保证和控制回路隔离传输驱动信号。

作为上述技术方案的进一步改进，设有异常指示电路及过流过热检测电路，分别与控制模块连接。

作为上述技术方案的进一步改进，设有PCB板和散热器，所述辅助电源电路、控制模块、驱动电路、逆变电路、反馈给定电路、低空载控制电路设置在上PCB板上，所述启动及保护电路、一次整流及一次整流滤波电路设置在下PCB板上，所述二次整流及二次整流滤波电路、直流输出电路设置于中PCB板上；上PCB板安装于两组散热器顶面，中PCB板安装于两组散热器底面，左右两组散热器相对安装构成水平吹风式风道，所述上PCB板与下PCB板上的电子电路元件位于该风道内，这种结构设计可以增强散热功能。

本实用新型的优点和有益效果：

本实用新型提供的一种具有防粘功能和提升引弧功能的逆变式弧焊机，在直流输出电路与控制模块之间设置防粘和提升引弧功能电路，该电路可检测输出电压，调整输出电流，从而可以有效防止焊接操作时焊条和工件短路后粘住以至于损坏工件，提高操作的方便性；同时可用于简易氩弧焊，防止工件和钨针短路后损坏元件。另外，本实用新型提供的一种防粘功能和提升引弧功能的逆变式弧焊机电子电路元件排列有序，散热功能良好，整机结构简单，易于大批量生产。

附图说明

图1.本实用新型的电路方框图。

图2.本实用新型的电路原理图。

图3.本实用新型的安装结构示意图。

具体实施方式

本实用新型电子控制型逆变式弧焊包括输入启动及保护电路、一次整流及一次整流滤波电路、电子功率开关电路、隔离降压电路、二次整流及二次整流滤波电路、反馈及给定电路、PWM控制模块、隔离驱动电路、辅助电源电路、低空载输出电压控制电路、防粘功能和提升引弧功能。

将所有电路布局在PCB板上制成四个单元，包括设有辅助电源10、控制模块11、驱动模块8、驱动电路9、逆变电路4、反馈给定电路12、异常指示电路13、过流过热检测电路14、低空载控制电路15的上PCB板，设有启动保护电路1、一次整流电路2、滤波电路3的下PCB板，设有变压器5、二次整流电路6、直流输出电路7的中PCB板以及防粘和提升引弧功能控制板。

通过左右两组散热器组合上PCB板与中PCB板单元构成逆变器机芯和水平吹风式风道，将功率器件场管、二次整流块恢复二极管置于散热器上下两侧，一次整流硅桥装于风机侧下方、将发热器件变压器、电抗器置于机芯的风腔内。而将启动保护、一次整流后滤波电路，温升很低的电路及器件置于机底。

为了更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。以下的描述仅是示范性和解释性的，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

下面参考图1和图2，对本实用新型中的具体电路进行详细描述：

1．启动与保护电路：该电路由3U2、3D1、3RV1、3D2、3R3、3RV2、3RT1构成过压保护电路，3RT2、3J1、3R4、3D3、3C5、3VT1、3D4构成电源启动电路。在开机时电流只能通过启动电阻3RT1、3RT2，用以限制浪涌电流。正常工作后，启动电阻3RT1、3RT2被继电器3J1短路。本电路中，为避免因开机浪涌电流冲击造成启动电阻损坏，采用了热敏电阻（PTC3RT1和NTC3RT2），它们具有良好的耐冲击性。为避免因误接380V及电网波动带来的高压损坏机器，要求能安全起动，由3U2、3D1、3RV1、3D2、3R3组成的过压检测电路判断输入电压是否过高，当电压超过压敏电阻3RV1的工作电压时，该电路动作使3VT1截止，进而3J1断开，同时大功率压敏电阻起加速作用，使PTC3RT1迅速断开，切断供电回路，从而不损坏后级工作电路。

2．一次整流电路：由3U1把输入的50Hz工频交流电转换成直流电。

3．滤波电路：由3R1、3R2、3C1-3C4构成，将脉动的直流电变为平滑稳定的直流电，3R1、3R2为放电电阻，在关机以后，滤波电容中存有很高电压，为了安全，用此电阻将存电放掉。

4．逆变电路：由1VT1-1VT3、1VT4-1VT6、1VT7-1VT9、1VT10-1VT12等四组、每组3个场管并联构成全桥电路，完成直流的逆变并输出稳定的高频电流。由1C21、1C22构成高频滤波电路，在高频逆变中，需要给开关管提供高频电流，而电解滤波电容因本身电感及引线电感的原因，不能提供高频电流，因此需要高频电容提供。

5．变压电路：通过隔直电容1C27、1C28、1C29将主变2T1、2T2、2T3并联，进行电压电流变换，将308V的高压隔离变换成适合电弧焊接所需要的几十伏的低压。1C27、1C28、1C29为隔直电容，避免直流电流流过变压器造成变压器饱而接入此电容。

6．二次整流电路：由2D1A-2D12A、2D1B-2D12B把高频交流转换成直流输出，2L1-2L2电抗器具有平波续流作用，可使输出电流变得连续稳定，保证焊接质量。

7．直流输出：外接焊接电缆进行焊接操作。

8．驱动模块：由1个初级绕组和4个次级绕组的变压器及波形整形电路组成，给全桥提供逆变所需的不同相位的开关信号，并且保证和控制回路隔离传输驱动信号。

9．驱动电路:由1VT13、1VT14、1VT15、1VT16构成，对控制模块输出的控制脉冲信号进行放大。

10．辅助电源：由1VT17、1T1、1U2、1Q1等相关联器件构成，给控制模块、驱动电路提供稳定的低压直流电源。

11．控制模块：由电压型PWM电源处理器SG3525为和核心，给逆变器的电子开关提供控制信号。对电流反馈信号进行放大处理，并根据反馈、给定信号调节电子开关控制信号的脉宽。对保护信号做出反应，关闭控制信号。

12．电流给定、反馈电路：由2F1、1C13检测输出电流，构成电流负反馈电路。由1C11、1R34、1R35、1D15、1D16、1R36、1Q2、1W1、1R37构成电压负反馈及给定电路，具有自适应比例推力调节电路，当焊接弧压过低时，自动按弧压比例提高焊接电流，防止焊接过程中的粘条，保证焊接的稳定性。

13．异常指示电路：由1D20、1C18、1R27、1R28构成，对主机的过流和过热现象进行显示，当指示灯亮后短时间内能自行恢复为过热，当指示灯亮后不能自行恢复，需开机重启动后恢复为过流。

14．过流、过热检测电路：由电流互感器1T2检测一次主回路工作电流，经桥式整流电路1D10-1D14、通过电阻1R31、1R32、1R33改变过流保护的起控点，1R30、1C10滤除毛刺后以脉动电压的形式反馈给控制模块，一旦电流超过允许值，便通过控制模块停止逆变电路工作。热敏开关安装于主变压器侧，当温度达到主变的安全点时热敏开关动作，也通过控制模块停止逆变电路工作。

15．低空载控制电路：该电路由1D18、1R42、1R41、1R40、1C17、1D17、1U3构成，其检测点为输出正极的电抗器2L1、2L2与二次整流管之间。当焊机处于空载时，辅助电源已工作，提供的24V通过1R40、1U3、1D17形成回路，光电耦合器1U3工作，使控制模块18脚电位降到最低，从而PWM处理器停止工作、逆变器也停止工作，只有1R40下端的电压至输出，其电压就为低空载输出电压。当要焊接时，焊条与工件接触后，1R40、1R42、1D18通过正负级形成回路，1R40下端的电压迅速降到最低，光电耦合器1U3截止，控制模块18脚电位恢复，从而PWM处理器恢复工作、逆变器也恢复工作，可以正常焊接。为保证起弧性能，当焊条与工件接触后1C17通过1R41迅速充满电，而通过1R41放电需要2S的时间才能时1U3截止，在这个时间内低空载失效，而从高空载到焊接状态过渡，保证良好起弧性能。

16．防粘功能和提升引弧功能，该电路由运算放大器4U1、继电器4J1、场管4VT1、电阻4R1-4R16、电容4C1-4C3构成防粘功能电路。

功能开关S1断开时本机具有防粘功能，适合手工电弧焊，在焊接和引弧的过程中，由4U1A、4R1-4R8检测输出电压、当其电压低于5V，4U1A、4U1C输出高电平，给电容4C3充电，经过2S的时间后，4U1B输出高电平，场管4VT1导通，继电器4J1吸和，给定被降到最低，既输出为最小电流，进入防粘状态，焊条可轻松提出工件。如2S的时间内能进入焊接状态，则防粘功能失效。

功能开关S1闭合时本机具有提升引弧功能，由防粘功能和低空载输出电压的控制电路共同构成。当本机作为简易氩弧焊使用时，焊枪钨极末端和工件短路之前，主机只是低空载输出工作，短路之后主回路开始工作，并且迅速进入防粘功能（4C3已断开），使输出为最小电流，防止钨针和工件损坏，随着焊枪提升，电弧建立，输出电压U0=10+0.04I高于5V，防粘功能失效，继电器4J1自动切换为所需焊接给定电流。

同时使用低空载输出电压控制电路，目的是在钨针和工件接触后才控制主回路工作，因短路后主回路有输出比有输出后再短路的电流冲击会小些，这样最大化降低短路时工件和钨极的损伤。

下面结合附图2和附图3，对本实用新型的结构安排进行如下详细描述：

将所有电路布局在PCB板上制成四个单元，包括设有辅助电源10、控制模块11、驱动模块8、驱动模块9、逆变4、反馈给定12、异常指示13、过流过热检测14、低空载控制电路15的上PCB板，设有启动保护1、一次整流2、滤波3的下PCB板，设有变压器5、二次整流6、直流输出7的中PCB板以及防粘和提升引弧功能控制板。

图3中通过左右两组散热器2组合上板3与中板6单元构成逆变器机芯和水平吹风式风道12，将功率器件场管1、二次整流快恢复二极管7置于散热器上下两侧，一次整流硅桥11装于风机侧下方、将发热器件变压器10、电抗器4置于机芯的风腔内。而将启动保护、一次整流后滤波电路9等温升很低的底板8置于机底，防粘和提升引弧功能控制板5置于机底。

Claims

1.一种具有防粘功能和提升引弧功能的逆变式弧焊机，包括顺序连接的启动及保护电路、一次整流及一次整流滤波电路、逆变电路、隔离降压电路、二次整流及二次整流滤波电路、直流输出电路、控制模块以及驱动电路，且驱动电路与逆变电路相连，直流输出电路及控制模块之间并列设有低空载控制电路和反馈给定电路，其特征在于，所述防粘功能和提升引弧功能逆变式弧焊机还设有防粘和提升引弧功能电路，该防粘和提升引弧功能电路分别连接直流输出电路和控制模块。

2.根据权利要求1所述的具有防粘功能和提升引弧功能的逆变式弧焊机，其特征在于，所述防粘和提升引弧功能电路由运算放大器、继电器、场管、电阻、电容构成。

3.根据权利要求1所述的具有防粘功能和提升引弧功能逆变式弧焊机，其特征在于，设有辅助电源，该辅助电源分别连接一次整流滤波电路和控制模块。

4.根据权利要求1所述的具有防粘功能和提升引弧功能的逆变式弧焊机，其特征在于，设有驱动模块，该驱动模块分别连接逆变电路和驱动电路。

5.根据权利要求1所述的具有防粘功能和提升引弧功能的逆变式弧焊机，其特征在于，设有异常指示电路及过流过热检测电路，分别与控制模块连接。

6.根据权利要求1所述的具有防粘功能和提升引弧功能的逆变式弧焊机，其特征在于，设有PCB板和散热器，所述辅助电源电路、控制模块、驱动电路、逆变电路、反馈给定电路、低空载控制电路设置在上PCB板上，所述启动及保护电路、一次整流及一次整流滤波电路设置在下PCB板上，所述二次整流及二次整流滤波电路、直流输出电路设置于中PCB板上；上PCB板安装于两组散热器顶面，中PCB板安装于两组散热器底面，左右两组散热器相对安装构成水平吹风式风道，所述上PCB板与下PCB板上的电子电路元件位于该风道内。