CN202607059U

CN202607059U - 绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机

Info

Publication number: CN202607059U
Application number: CN 201220078325
Authority: CN
Inventors: 郭少朋; 张通淼
Original assignee: SHANGHAI HUTONG ENTERPRISE GROUP CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI HUTONG ENTERPRISE GROUP CO Ltd
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2022-03-05

Abstract

一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，包括由前面板、后面板、下面板、上面板、左面板、右面板构成的壳体及设置在所述的壳体内的控制装置；所述的壳体内设有一中层板、左散热器、右散热器及分流器。本实用新型由于采用了IGBT逆变技术，提高了焊机的动态响应速度；本实用新型由于采用主控制电路对整机进行闭环控制，使焊接电源具有良好的抗电网波动能力，焊接性能优异；本实用新型不仅体积小、重量轻，而且控制电路简单故障率低，有合理的静外特性和良好的动态性能，使得起弧容易，电弧稳定，焊接质量高，自调节能力强，焊接电流连续可调，工件变形小，焊缝成型美观等优点。

Description

绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机

技术领域

本实用新型涉及一种焊机，具体涉及一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机。

背景技术

目前的交直流氩弧机绝大多数为可控硅（SRC）的工频整流的电源。由于可控硅的开关频率为50-60HZ，所以主变压器非常笨重。由U=4.44NBSf公式（其中U表示变压器的输入电压，N为绕制匝数，S为变压器的铁芯截面积，f为输入电压的频率,B为铁芯的磁感应强度）可知：U、B和N不变的情况下，f增大，则S减小；工频为50Hz，而绝缘栅双极晶体管的开关频率为20000Hz，可见其它条件相同的情况下，绝缘栅双极晶体管的逆变电源的主变压器可以比工频整流的主变压器小400倍左右，可见这种工频整流电源耗材、耗电、体积大、重量重。再者由于工频整流的交直流氩弧机电流过零时很平缓，就需要加高压来维弧，不然就会断弧。

逆变技术用于切割电源已近二十来年，当初是可控硅（SCR）逆变。由于逆变频率不高使得体积大、重量重、成本高，现已停止生产。现有工业级的交直流氩弧电源几乎都采用绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor 简称IGBT）逆变，采用传统的硬开关，成熟的硬开关电源技术能够将电源开关工作过程中所产生的开关损耗降到最低，其简单的控制电路便于设计和操作。

鉴于上述问题，本实用新型公开了一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机。其具有如下文所述之技术特征，以解决现有的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，它是一种用于CO₂气体保护焊的高性能通用半自动焊机，可实现手工焊，CO₂气体保护焊。

本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机的目的是通过以下技术方案实现的：一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，包括由前面板、后面板、下面板、上面板、左面板、右面板构成的壳体及设置在所述的壳体内的控制装置；所述的壳体内设有一中层板、左散热器、右散热器及分流器。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其中，所述的前面板的上部还设有显示面板、送丝机电缆接口、负极输出端子及控制电缆接口，所述的显示面板呈矩形；所述的送丝机电缆接口及负极输出端子设置在前面板的下部两侧，位于风机的下方，所述的控制电缆接口安装于前面板下侧，位于负极输出端子和送丝机电缆接口之间。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其中，所述的显示面板包括设置在显示面板顶端两侧的电流表和电压表、分别设置在所述的电流表和电压表下方的电焊电流电位器和电子电感电位器、设置在所述的显示面板中部的欠压保护指示灯、电源指示灯、过热保护指示灯、长焊/短焊选择开关及电焊/气保焊选择开关。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其中，所述的后面板上分别设有输入接线端子、空气开关、加热器插座及风机。所述的输入接线端子设置在后面板的上部左侧，所述的空气开关设置在后面板的上部右侧，所述的加热器插座位于所述的输入接线端子及空气开关的中部下方，所述的风机设置在所述的后面板的下部，位于所述的加热器插座下方。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其中，所述的后面板上还设有一接地螺栓，所述的接地螺栓位于后面板的下部右侧。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其中，所述的控制装置包括逆变操作机构、水平设置在壳体内中层板上的控制变压器、主控制电路及驱动电路，还包括主变压器及接线盒；所述的主控制电路分别与所述的控制变压器及驱动电路连接；所述的主控制电路设置在中层板前侧，包括主电路板及送丝电源供应板；所述的控制变压器设置在中层板的中部；所述的驱动电路设置在中层板下方，位于中层板的左侧，位于左散热器及右散热器的前方；所述的主变压器悬挂于所述的中层板下，位于中层板的右侧，所述的接线盒安装于中层板之上，连接空气开关。

上述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其中，所述的逆变操作机构包括三相整流桥、无极电容、绝缘栅双极晶体管模块、绝缘栅双极晶体管吸收板、二次整流板及输出电抗；所述的三相整流桥、无极电容设置在所述的中层板上，所述的绝缘栅双极晶体管模块及绝缘栅双极晶体管吸收板分别设置于左散热器上方，所述的绝缘栅双极晶体管吸收板位于绝缘栅双极晶体管模块下方，所述的控制变压器置于中层板下侧，悬置于左散热器及右散热器前，连接绝缘栅双极晶体管模块、输出电抗和二次整流板；所述的二次整流板设置在右散热器上；所述的输出电抗设置于下面板前端，左散热器及右散热器的正前方。

本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机由于采用了上述方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机由于采用了IGBT逆变技术，工频三相380V电源输入整流后变为高频交流，经降压、整流、滤波后输出适合于焊接的直流电，通过这个过程，提高了焊机的动态响应速度。

2、本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机由于采用主控制电路对整机进行闭环控制，使焊接电源具有良好的抗电网波动能力，焊接性能忧异。

3、本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机不仅体积小、重量轻，而且控制电路简单故障率低，有合理的静外特性和良好的动态性能，使得起弧容易，电弧稳定，焊接质量高，自调节能力强，焊接电流连续可调，工件变形小，焊缝成型美观等优点。

以下，将通过具体的实施例做进一步的说明，然而实施例仅是本实用新型可选实施方式的举例，其所公开的特征仅用于说明及阐述本实用新型的技术方案，并不用于限定本实用新型的保护范围。

附图说明

为了更好的理解本实用新型，可参照本说明书援引的以供参考的附图，附图中：

图1是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机的主视图。

图2是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机的后视图。

图3是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机的右视图。

图4是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机的左视图。

图5是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机的电路原理图。

图6是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机实现逆变的电路原理图。

图7是本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机实现逆变的各部件连接图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明：

请参见附图1及附图2所示，本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机包括由前面板011、后面板012、下面板、上面板、左面板、右面板构成的壳体01及设置在所述的壳体01内的控制装置02；所述的后面板012上分别设有输入接线端子014、空气开关015、加热器插座016及风机017；所述的前面板011的上部还设有显示面板013、送丝机电缆接口018、负极输出端子019及控制电缆接口010；所述的壳体01内设有一中层板03、左散热器04、右散热器05及分流器06。所述的后面板012上还设有一接地螺栓0121，所述的接地螺栓0121位于后面板012的下部右侧。

所述的显示面板013呈矩形，显示面板013包括设置在显示面板013顶端两侧的电流表0131和电压表0132、分别设置在所述的电流表0131和电压表0132下方的电焊电流电位器0133和电子电感电位器0134、设置在所述的显示面板013中部的欠压保护指示灯0135、电源指示灯0136、过热保护指示灯0137、长焊/短焊选择开关0138及电焊/气保焊选择开关0139。

所述的送丝机电缆接口018及负极输出端子019设置在前面板011的下部两侧，所述的控制电缆接口010安装于前面板011下侧，位于负极输出端子019和送丝机电缆接口018之间。

所述的输入接线端子014设置在后面板012的上部左侧，所述的空气开关015设置在后面板012的上部右侧，所述的加热器插座016位于所述的输入接线端子014及空气开关015的中部下方，所述的风机017设置在所述的后面板012的下部，位于所述的加热器插座016下方。

请参见附图3及附图4所示，所述的控制装置02包括逆变操作机构021、水平设置在壳体01内中层板03上的控制变压器022、主控制电路023及驱动电路024，还包括主变压器025及接线盒026；所述的主控制电路023分别与所述的控制变压器022及驱动电路024连接；所述的主控制电路023设置在中层板03前侧，包括主电路板0231及送丝电源供应板；所述的控制变压器022设置在中层板03的中部；所述的驱动电路024设置在中层板03下方，位于中层板03的左侧，位于左散热器03及右散热器04的前方；所述的主变压器025悬挂于所述的中层板03下，位于中层板03的右侧，所述的接线盒026安装于中层板03之上，连接空气开关015。

所述的逆变操作机构021包括三相整流桥0211、无极电容0212、绝缘栅双极晶体管模块0213、绝缘栅双极晶体管吸收板0214、二次整流板0215及输出电抗0216；所述的三相整流桥0211、无极电容0212设置在所述的中层板03上，所述的绝缘栅双极晶体管模块0213及绝缘栅双极晶体管吸收板0214分别设置于左散热器04上方，所述的绝缘栅双极晶体管吸收板0214位于绝缘栅双极晶体管模块0213下方，所述的控制变压器022置于中层板03下侧，悬置于左散热器03及右散热器04前，连接绝缘栅双极晶体管模块0213、输出电抗0216和二次整流板0215；所述的二次整流板0215设置在右散热器04上；所述的输出电抗0216设置于下面板前端，左散热器03及右散热器04的正前方。

所述的主变压器025将高压的交流电进行降压处理；主控制电路023使用塑料柱将其与中层板023隔离，主控制电路023汇集机器的所有反馈信号，同时向机器的各个部件发出工作信号；绝缘栅双极晶体管模块0213用于把上述整流输出的直流电压转换成中频矩形脉冲电压，这个转换过程称为逆变。

所述的输入接线端子014外接380V三相交流电源，输入接线端子014的三个输出端分别与空气开关015的三个输入端对应连接，空气开关015的三个输出端分别与三相整流桥0211的三个输入端对应连接，风机016两端分别接三相整流桥0211的输入两端，三相整流桥0211的三相输出端将直流分别输送到无极电容0212两端，无极电容0212两端分别接绝缘栅双极晶体管模块0213的输入正负两极，驱动电路024连接绝缘栅双极晶体管模块0213，主变压器025的初、次级两端分别连接绝缘栅双极晶体管模块0213和二次整流板0215，控制变压器022将经绝缘栅双极晶体管模块0213逆变后的交流电流降压后输送到二次整流板0215中，二次整流板0215对输入电流进行整流，将整流后的直流输出。主变压器025另一端接输出电抗0216，输出电抗0216的另一侧连接分流器06，分流器06与送丝机电缆接口018相连接，且分流器06的电流反馈线将反馈信号传送至主控制电路023，控制变压器022的两端分别接三相整流桥0211的输入两端。控制变压器022的输出端与主控制电路023相连接，主控制电路023分别连接着显示面板013和驱动电路024。

请参见附图5及附图7所示，通过空气开关015将外接电源输入，空气开关015连接三相整流桥0211的输入端，所述的三相整流桥0211的输入端连接着风机017，风机017为整机提供制冷效果，同时所述的三相整流桥0211的输入端与控制变压器022（T3）相连接，所述的控制变压器022（T3）的另一端与主控制电路023的P2口相接，为主控制电路023提供电源，所述的三相整流桥0211输出两端分别接无极电容0212（C3）的两端，电流经无极电容0212（C3）后与绝缘栅双极晶体管模块0213的正负输入两极相连接，所述的绝缘栅双极晶体管模块0213输出两端分别接主变压器025（T1）的初级，在所述的主变压器025（T1）的初级上设置过流线圈，过流线圈与主控制电路023的P4口相连，为主机提供过流保护，所述的绝缘栅双极晶体管模块0213的四组Y、R、Y、R接线端分别于接线盒026相连接，所述的接线盒026的另一端连接主控制电路023的P3口，所述的主变压器025（T1）的次级分别接由晶体管D3和D2组成的二次整流板0215，经二次整流板0215后与送丝机电缆接口018相连接，所述变压器的第三端接输出电抗0216（L1），所述的输出电抗0216（L1）另一端与分流器06相连，所述的分流器06两端分别与主控制电路023的P11口相连，为主控制电路023提供电流反馈信号，同时分流器06还与主机的负极输出端子019相连，所述的绝缘栅双极晶体管吸收板0214分别与主机负极输出端子019和送丝机电缆接口018。显示面板013上的电流表0131、电压表0132、电源指示灯0136、过热保护指示灯0137、欠压保护指示灯0135与主控制电路023的P7口连接，所述的电焊电流电位器0133的调节旋钮与主控制电路023的P8口连接，所述的长焊/短焊选择开关0138与主控制电路023的P9口相连接，所述的电焊/气保焊选择开关0139与主控制电路023的P8口连接。

请参见附图6所示，逆变操作机构021的电路还包括：一第一二极管D1的阴极与第一绝缘栅双极晶体管T1的集电极连接，第一二极管D1的阳极与第一绝缘栅双极晶体管T1的发射极连接；一第二二极管D2的阴极与第二绝缘栅双极晶体管T2的集电极连接，第二二极管D2的阳极与第二绝缘栅双极晶体管T2的发射极连接；一第三二极管D3的阴极与第三绝缘栅双极晶体管T3的集电极连接，第三二极管D3的阳极与第三绝缘栅双极晶体管T3的发射极连接；一第四二极管D4的阴极与第四绝缘栅双极晶体管T4的集电极连接，第四二极管D4的阳极与第四绝缘栅双极晶体管T4的发射极连接；以及一第一电阻R1与一第一电容C1串联后并联在第一二极管D1的发射极与集电极两端，一第二电阻R2与一第二电容C2串联后并联在第二二极管D2的发射极与集电极两端，一第三电阻R3与一第三电容C3串联后并联在第三二极管D3的发射极与集电极两端，一第四电阻R4与一第四电容C4串联后并联在第四二极管D4的发射极与集电极两端；还包括一第五电阻R5与一第五电容C5串联后并联在接到主变压器025初级线圈的两端。

逆变原理：当单管（IGBT）T1和单管（IGBT）T3同时开通时电流的流向：+→T1→A1→B1→B2→A2→T3→-，开通时间到后就关断。单管（IGBT）T1、T2、T3、T4此时处于共同关断时间。共同关断时间到后单管（IGBT）T4和单管（IGBT）T2同时开通，其电流的流向：+→T4→A2→B2→B1→A1→T2→-，开通时间到后就关断。单管（IGBT）T1、T2、T3、T4此时又处于共同关断时间。一个周期就完成了。可以看出T1与T3开通时电流是从主变压器025的初级线的B1流向B2，T4与T2开通时电流是从主变压器025的初级线的B2流向B1，在主变压器025的初级线圈就产生了高频交流，就这样实行逆变。D1、D2、D3、D4四只快速二极管起续流的作用；R1与C1、R2与C2、R3与C3、R4与C4、R5与C5组成阻容（RC）吸收电路，吸收尖峰电压。

左散热器04、右散热器05固定在下面板的后方，给位于左散热器04、右散热器05上的器件强制散热的功能；驱动电路024驱动电路连接着主控制电路023和绝缘栅双极晶体管模块0213，主控制电路023发出驱动信号，驱动电路024接收到驱动信号后控制绝缘栅双极晶体管模块0213的电路开关工作；输出电抗0216能够将输出电流进行滤波；分流器06安装在输出电抗0216和负极输出端子019之间，起到电流反馈和电流显示的作用；二次整流板0215将交流电二次整流为适合焊接的直流电；三相整流桥0211用于将输入的三相交流电整合为直流电；接线盒026起到分支输入电源的作用；显示面板013的主要功能是辅助用户操作主机，使焊机正常有序的工作；负极输出端子019充当焊接过程中的负极，送丝机电缆接口018主要用于主机与送丝机的输出连接；控制电缆接口010主要起到主机和送丝机的信号和电源的连接功能；空气开关015在发生严重过载或短路时跳闸时起过流保护作用。输入接线端子014连接三相380V电源为整机的工作提供足够的电源供应；加热器插座016在气保焊过程中起到预热二氧化碳气体的作用；接地螺栓0121起到保护接地的作用；风机017对发热器件起到强迫制冷的作用。

综上所述，本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机由于采用了IGBT逆变技术，工频三相380V电源输入整流后变为高频交流，经降压、整流、滤波后输出适合于焊接的直流电，通过这个过程，提高了焊机的动态响应速度；本实用新型由于采用主控制电路对整机进行闭环控制，使焊接电源具有良好的抗电网波动能力，焊接性能忧异；本实用新型不仅体积小、重量轻，而且控制电路简单故障率低，有合理的静外特性和良好的动态性能，使得起弧容易，电弧稳定，焊接质量高，自调节能力强，焊接电流连续可调，工件变形小，焊缝成型美观等优点。

上述内容为本实用新型绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机的具体实施例的列举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

Claims

1.一种绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其特征在于：包括由前面板（011）、后面板（012）、下面板、上面板、左面板、右面板构成的壳体（01）及设置在所述的壳体（01）内的控制装置（02）；所述的壳体（01）内设有一中层板（03）、左散热器（04）、右散热器（05）及分流器（06）。

2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其特征在于：所述的前面板（011）的上部还设有显示面板（013）、送丝机电缆接口（018）、负极输出端子（019）及控制电缆接口（010），所述的显示面板（013）呈矩形；所述的送丝机电缆接口（018）及负极输出端子（019）设置在前面板（011）的下部两侧，位于风机（017）的下方，所述的控制电缆接口（010）安装于前面板（011）下侧，位于负极输出端子（019）和送丝机电缆接口（018）之间。

3.根据权利要求2所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其特征在于：所述的显示面板（013）包括设置在显示面板（013）顶端两侧的电流表（0131）和电压表（0132）、分别设置在所述的电流表（0131）和电压表（0132）下方的电焊电流电位器（0133）和电子电感电位器（0134）、设置在所述的显示面板（013）中部的欠压保护指示灯（0135）、电源指示灯（0136）、过热保护指示灯（0137）、长焊/短焊选择开关（0138）及电焊/气保焊选择开关（0139）。

4.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其特征在于：所述的后面板（012）上分别设有输入接线端子（014）、空气开关（015）、加热器插座（016）及风机（017）；

所述的输入接线端子（014）设置在后面板（012）的上部左侧，所述的空气开关（015）设置在后面板（012）的上部右侧，所述的加热器插座（016）位于所述的输入接线端子（014）及空气开关（015）的中部下方，所述的风机（017）设置在所述的后面板（012）的下部，位于所述的加热器插座（016）下方。

5.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其特征在于：所述的后面板（012）上还设有一接地螺栓（0121），所述的接地螺栓（0121）位于后面板（012）的下部右侧。

6.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其特征在于：所述的控制装置（02）包括逆变操作机构（021）、水平设置在壳体（01）内中层板（03）上的控制变压器（022）、主控制电路（023）及驱动电路（024），还包括主变压器（025）及接线盒（026）；所述的主控制电路（023）分别与所述的控制变压器（022）及驱动电路（024）连接；所述的主控制电路（023）设置在中层板（03）前侧，包括主电路板（0231）及送丝电源供应板；所述的控制变压器（022）设置在中层板（03）的中部；所述的驱动电路（024）设置在中层板（03）下方，位于中层板（03）的左侧，位于左散热器（03）及右散热器（04）的前方；所述的主变压器（025）悬挂于所述的中层板（03）下，位于中层板（03）的右侧，所述的接线盒（026）安装于中层板（03）之上，连接空气开关（015）。

7.根据权利要求6所述的绝缘栅双极晶体管气保焊、手工焊分体机，其特征在于：所述的逆变操作机构（021）包括三相整流桥（0211）、无极电容（0212）、绝缘栅双极晶体管模块（0213）、绝缘栅双极晶体管吸收板（0214）、二次整流板（0215）及输出电抗（0216）；

所述的三相整流桥（0211）、无极电容（0212）设置在所述的中层板（03）上，所述的绝缘栅双极晶体管模块（0213）及绝缘栅双极晶体管吸收板（0214）分别设置于左散热器（04）上方，所述的绝缘栅双极晶体管吸收板（0214）位于绝缘栅双极晶体管模块（0213）下方，所述的控制变压器（022）置于中层板（03）下侧，悬置于左散热器（03）及右散热器（04）前，连接绝缘栅双极晶体管模块（0213）、输出电抗（0216）和二次整流板（0215）；所述的二次整流板（0215）设置在右散热器（04）上；所述的输出电抗（0216）设置于下面板前端，左散热器（03）及右散热器（04）的正前方。