CN201862897U - 一种多功能逆变式焊割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电焊机产品领域，具体涉及一种多功能逆变式焊割机。本实用新型主要由按电流流通方向顺序连接的：启动保护电路、一次整流电路、滤波电路、逆变电路、变压电路、二次整流电路、串并转换电路、高频引弧电路和直流输出电路组成的主电流线路；所述多功能逆变式焊割机还包括：焊割选择电路和转换控制电路，所述焊割选择电路用于向所述转换控制电路输入电路选择信息，所述转换控制电路根据接收到的电路选择信息向所述串并转换电路发生电路选择信号；使得本实用新型为同时具有手工电弧焊、钨极氩弧焊、等离子切割功能的的绝缘栅型场效应管电子控制型多功能逆变式焊割电源，给使用者提供极大的方便。

Description

一种多功能逆变式焊割机

技术领域

本实用新型涉及电焊机产品领域，具体涉及一种多功能逆变式焊割机。 

背景技术

目前行业内电弧焊接电源生产企业较多，从最原始的机械调节型弧焊电源、电磁控制型电弧焊、到最先进的电子控制型逆变式弧焊都有不同比例的市场，但从节能和环保发展的趋势看来，前两种技术类型必将被淘汰，实际上目前市场以被电子控制型逐渐蚕食，其份额逐渐减小，大力发展电子控制型逆变式弧焊已是必然。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。 

一般五金或机械加工对焊割设备都有所需求，特别是一些规模比较小的五金修理或加工门市，对焊割设备的功能种类要求较多，但传统的焊割设备的功能相对单一，要完成一次作业往往需要利用多台电弧焊设备，使得在焊接工作过程变得十分麻烦，成本也十分高昂。 

发明内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种多功能逆变式焊割机。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的： 

本实用新型一种多功能逆变式焊割机，包括：按电流流通方向顺序连接的：启动保护电路、一次整流电路、滤波电路、逆变电路、变压电路、二次整流电路、串并转换电路、高频引弧电路和直流输出电路组成的主电流线路； 

电流在所述的直流输出电路中分为三支路，第一支路进行电流输出，第二支路通过引弧控制电路和高频发生器进入所述高频引弧电路，第三支路按顺序通过反馈给定电路、控制模块、驱动电路与驱动模块进入所述逆变电路； 

所述主控制电路还与过流过热检测电路、异常指示电路、焊枪开关控制电路连接； 

所述过流过热检测电路用于当检测到电路上的电流值和/或温度值超过阈值时，通过所述控制模块向所述异常指示电路发送相对应的报警信号，并通过所述控制模块向所述逆变电路发送停机信号；所述异常指示电路用于当收到所述控制模块转发的报警信号时，显示异常指示； 

所述焊枪开关控制电路用于向气体控制电路和所述控制模块发送焊枪开关信号，当所述气体控制电路接收到所述焊枪开关控制电路的焊枪开关信号时，驱动气阀执行与焊枪开关信号相应的工作； 

电流在所述一次整流电路中分为两支路，一路进入滤波电路沿着主电流线路顺序导通，另一路控制辅助电源对控制模块和驱动电路进行供电； 

所述多功能逆变式焊割机还包括：焊割选择电路和转换控制电路，所述焊割选择电路用于向所述转换控制电路输入电路选择信息，所述转换控制电路根据接收到的电路选择信息后向所述串并转换电路发送电路选择控制信号。 

本实用新型为同时具有手工电弧焊、钨极氩弧焊、等离子切割功能的的绝缘栅型场效应管电子控制型多功能逆变式焊割电源，使得本实用新型的兼容性大大的提高，若在一次工程作业中需要用到多种电弧焊割方法时，对电弧焊割方法之间的切换十分方便，节省了大量的设备及生产成本，给使用者提供极大的方便。 

附图说明 

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。 

图1是本实用新型的电路工作流程示意图； 

图2是本实用新型的电路原理示意图； 

图3是本实用新型的结构原理示意图。 

具体实施方式 

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

请参阅图1，本实用新型一种多功能逆变式焊割机，包括： 

按电流流通方向顺序连接的：启动保护电路1、一次整流电路2、滤波电路3、逆变电路4、变压电路5、二次整流电路6、串并转换电路7、高频引弧电路8和直流输出电路9组成的主电流线路； 

电流在所述的直流输出电路中分为三支路，第一支路进行电流输出，第二支路通过引弧控制电路22和高频发生器23进入所述高频引弧电路8，第三支路按顺序通过反馈给定电路11、控制模块14、驱动电路15与驱动模块16进入所述逆变电路4； 

所述控制模块14还与过流过热检测电路12、异常指示电路13、焊枪开关控制电路17连接； 

所述过流过热检测电路12用于当检测到电路上的电流值和/或温度值超过阈值时，通过所述控制模块14向异常指示电路13发送相对应的报警信号，并通过所述控制模块14向所述逆变电路4发送停机信号；所述异常指示电路13用于当收到所述控制模块14转发的报警信号时，显示异常指示； 

所述焊枪开关控制电路17用于向气体控制电路18和所述控制模块14发送焊枪开关信号，当所述气体控制电路18接收到所述焊枪开关控制电路17的焊枪开关信号时，驱动气阀19执行与焊枪开关信号相应的工作； 

电流在所述一次整流电路2中分为两支路，一路进入滤波电路3沿着主电流线路顺序导通，另一路控制辅助电源10对控制模块14和驱动电路15进行供电； 

所述多功能逆变式焊割机还包括：焊割选择电路20和转换控制电路21，所述焊割选择电路20用于向所述转换控制电路21输入电路选择信息，所述转换控制电路21根据接收到的电路选择信息后向所述串并转换电路7发送电路选择控制信号。 

如图2所示，本实用新型的具体电路原理如下： 

启动保护电路1：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（PTC 3RT1和NTC 3RT2），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PTC 3RT1迅速断开，切断供电回路，从而不损坏后级工作电路。 

一次整流电路2：由3U1把输入的50Hz工频交流电转换成直流电。 

滤波电路3：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。 

逆变电路4：由1VT1-1VT3、1VT4-1VT6、1VT7-1VT9、1VT10-1VT12四组、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。 

变压电路5：通过隔直电容1C27、1C28、1C29将主变2T1、2T2、2T3三个并联，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。 

二次整流电路6：由2D1-2D8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。 

串并转换电路7：该电路主要由继电器2J1、2J2，主变压器2T1、2T2，快恢复二极管2D1—2D8，电抗器2L1、2L2，分流器2F1等相关器件构成。所述串并转换电路通过继电器2J1、2J2来改变主变压器2T1、2T2的四组直流输出电源的串并关系，实现焊割功能的转换，当电源并联时，输出电压低、电流大，此时，作为氩弧焊机和手工弧焊的状态；串联时，电压高、电流小，为切割状态。通过对2F1、2T1A、2D1、2D2一组输出的电流进行取样，实现四组输出的恒流控制。 

高频引弧电路8：该电路主要由高频引弧器2T3、高频耦合电容2C9及2RV1构成，将底板输出的高频电流通过高频引弧器2T3隔离传输到焊接端负极，经过焊枪、工件、正极、高频耦合电容2C9及2RV1形成回路再到负极。 

直流输出电路9：外接焊接电缆进行焊接操作。 

辅助电源10：由1VT17、1T1、1U2、1Q1等相关联器件构成，给控制电路14、驱动电路15提供稳定的低压直流电源。 

反馈给定电路11：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。 

过流过热检测电路12：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、1R31、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14，一旦电流超过允许值，便通过控制模块14停止逆变电路4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14停止逆变电路4工作。 

异常指示电路13：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。 

控制模块14：由电压型控制模块电源处理器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。对保护信号作出反应，关闭控制信号。 

驱动电路15:由1VT13、1VT14、1VT15、1VT16构成，对控制电路输出的控制脉冲信号进行放大。 

驱动模块16：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。 

焊枪开关控制电路17：该电路由3RT3、3RT4、3D5、3Q1、3Q2、3D6构成，控制控制模块14和气阀19是否工作。 

气体控制电路18：该电路由3C9、3C10、3R8、3R9、3C11、3VT1构成，由3C9、3C10、3R8、3R9组成的充放电路决定3VT的关断时间，也就决定气体延时时间。 

气阀19：供氩气和空气通断控制。 

焊割选择电路20：该电路为面板焊割功能转换开关S1。 

转换控制电路21：该电路主要由继电器1J1、面板控制转换开关S1、光电耦合器1U3等相关元器件构成。所述转换控制电路通过开关S1控制继电器1J1和光电耦合器1U3，当选择钨极氩弧焊TIG模式时引弧可控，控制模块14受焊枪开关控制电路17控制。当选择手工电弧焊ARC模式时引弧控制停止工作，控制模块14不受焊枪开关控制电路17控制。当选择等离子切割CUT模式时引弧可控，控制模块14受焊枪开关控制电路17控制，输出到串并转换电路7中的继电器2J1、2J2工作。 

引弧控制电路22：该电路主要由三极管3Q1、继电器3J3、稳压管3D15等器件构成，由3R10、3C2、3D15、3Q1、3J3检测输出端的工作电压，由于空载和焊接的输出电压通常相差一倍，通过此现象控制电路在空载时使继电器3J3吸合，接通高频信号源，而在带载时使继电器3J1释放，断开高频信号源。 

高频发生器23：该电路主要由高频变压器3T1、高压硅粒3D11-3D14、高压电容3C16-3C21、引弧器2T3、电阻3R11、3R12组成，当机器处于空载时3J3吸合，3TI将逆变的310V交流升压，再通过3D11-3D14、3C16-3C21组成的4倍压整流电路升到4000V直流，再通过3C20-3C21、2T3、放电嘴组成的放电谐振电路、产生高压高频交流。 

请参看图3，本实用新型的结构具体如下： 

本实用新型将所有电路布局在PCB板上制成上、中、底板三个单元，包括上板32（辅助电源10、控制模块14、驱动模块16、驱动电路15、逆变电路4、反馈给定电路11、异常指示电路13、过流过热检测电路12、焊割选择电路20、转换控制电路21），底板33（启动保护电路1、一次整流电路2、滤波电路3、焊枪开关控制电路17、气体控制电路18、高频发生器23、引弧控制电路22）、中板34（变压电路5、二次整流电路6、串并转换电路7、高频引弧电路8、直流输出电路9）。通过左右两组散热器31组合上板32与中板34单元构成逆变器机芯和水平吹风式风道35，将功率器件场管、二次整流电路6中的快恢复二极管置于散热器31上下两侧，一次整流电路2中的硅桥装于风机侧下方、将发热器件变压电路5置于机芯的风腔内、电抗器及高频引弧电路8置于机芯的出风口。而将启动保护电路1、滤波电路3等温升很低的底板33置于机底。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (3)

1.一种多功能逆变式焊割机，其特征在于，包括：按电流流通方向顺序连接的：启动保护电路、一次整流电路、滤波电路、逆变电路、变压电路、二次整流电路、串并转换电路、高频引弧电路和直流输出电路组成的主电流线路；

电流在所述的直流输出电路中分为三支路，第一支路进行电流输出，第二支路通过引弧控制电路和高频发生器进入所述高频引弧电路，第三支路按顺序通过反馈给定电路、控制模块、驱动电路与驱动模块进入所述逆变电路；

所述主控制电路还与过流过热检测电路、异常指示电路、焊枪开关控制电路连接；

所述过流过热检测电路用于当检测到电路上的电流值和/或温度值超过阈值时，通过所述控制模块向所述异常指示电路发送相对应的报警信号，并通过所述控制模块向所述逆变电路发送停机信号；所述异常指示电路用于当收到所述控制模块转发的报警信号时，显示异常指示；

所述焊枪开关控制电路用于向气体控制电路和所述控制模块发送焊枪开关信号，当所述气体控制电路接收到所述焊枪开关控制电路的焊枪开关信号时，驱动气阀执行与焊枪开关信号相应的工作；

电流在所述一次整流电路中分为两支路，一路进入滤波电路沿着主电流线路顺序导通，另一路控制辅助电源对控制模块和驱动电路进行供电；

所述多功能逆变式焊割机还包括：焊割选择电路和转换控制电路，所述焊割选择电路用于向所述转换控制电路输入电路选择信息，所述转换控制电路根据接收到的电路选择信息后向所述串并转换电路发送电路选择控制信号。

2.根据权利要求1所述的多功能逆变式焊割机，其特征在于，所述串并转换电路由两个继电器，两个主变压器，八个快恢复二极管，两个电抗器，和一个分流器构成；所述串并转换电路通过继电器来改变主变压器的四组直流输出的串并关系，实现焊割功能的转换，通过一组输出的电流进行取样，实现四组输出的恒流控制。

3.根据权利要求2所述的多功能逆变式焊割机，其特征在于，所述转换控制电路由继电器、面板控制转换开关、光电耦合器构成。

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