CN202622132U

CN202622132U - 数字控制多功能逆变直流手工弧焊机

Info

Publication number: CN202622132U
Application number: CN 201220091104
Authority: CN
Inventors: 李月娥; 李承文; 陈克选; 尚天德
Original assignee: 尚天德
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2022-03-12

Abstract

本实用新型公开一种数字控制多功能逆变直流手工弧焊机，该机由系统控制板电路、IGBT驱动电路、采样板电路组成，三相工频交流电经三相桥式全波整流和滤波后，通过PWM脉宽调制器处理后所得控制信号输入至IGBT驱动芯片，得到焊接所需要的电流和电压，采样板电路对焊接电流和焊接电压进行实时采集后反馈给处理器，并通过数字信号处理器控制，与模拟控制来传递电能和变换电参数，将传统的弧焊电源的50Hz或60Hz工频由逆变器则把工频提高到20KHz，进行电能的传递和变换。本实用新型由于采用数字化技术，具有良好的弧焊工艺性能。由于采用快速开关功率电子元件，可得到最合适的外特性曲线形状，实现对焊接工艺参数的精密控制，满足理想的焊接工艺需求。

Description

数字控制多功能逆变直流手工弧焊机

技术领域

本实用新型属于电焊机领域，具体说是一种数字控制多功能逆变直流手工弧焊机。

背景技术

常规的电焊机，主要用矽钢片制成的变压器为主要元器件，苯重，体积大，轻的有数十公斤，重的则达数百公斤，一般都在专门或露天作业。电焊机使用时噪声大，不方便，效率低。

随着电子技术、数字化技术的发展，数字化多功能焊接电源开始出现。为数字化焊机的问世提供了技术支撑，由数字信号处理器控制，与模拟控制焊接电源相结合，逆变器及数字化焊机成为焊机发展的主流方向。

发明内容

鉴于日常生活的需要，本实用新型的目的在于提供一种数字控制多功能逆变直流手工弧焊机。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种数字控制多功能逆变直流手工弧焊机，主要由机壳、提手、冷却风扇、风扇罩、漏电保护开关、异常指示灯、电流电位器、负输出端子、正输出端子、胶脚、电路板横支架、电流电位器连接线、指示灯连接线、IGBT控制模块、变压器连接线、中间连接线、系统控制板、RCD吸收模块、IGBT模块、电路板竖支架、输入电缆、接地螺丝、机座、整流管组、散热器、变压器、风扇电机连接线、IGBT驱动板、电容器、采样板、二相零式整流桥、输出电缆线、开关引出线、开关引入线组成。机壳内设有电路板横支架和电路板竖支架，底部设有机座，胶脚置于机座下面；机壳后面设有风扇罩，提手设在机壳顶部，机壳前面板为操作界面，设有漏电保护开关、异常指示灯和电流电位器，分别通过开关引入线、开关引出线、指示灯连接线和电流电位器连接线与控制系统连接；三相380V工业交流电从机壳后侧由输入电缆输入到整流管组，地线与接地螺丝相接，经电容器滤波后得到直流电，在IGBT控制模块和RCD吸收模块的控制和保护下，通过IGBT模块逆变后输出交流电，输出电压的大小由IGBT驱动板控制。IGBT模块装夹在散热器中，冷却风扇通过风扇电机连接线与电机连通，交流电通过变压器连接线输入到变压器，然后次级交流电通过中间连接线输入到二相零式整流桥，所得直流电通过输出电缆线与电焊机正输出端子和负输出端子接通，通过霍尔传感器得到的电压和电流信号经过采样板处理后送至系统控制板处理。

上述的控制系统由系统控制板电路、IGBT驱动电路、采样板电路组成。三相工频交流电经三相桥式全波整流和滤波后，通过PWM脉宽调制器处理后所得控制信号输入至IGBT驱动芯片，得到焊接所需要的电流和电压。采样电路对焊接电流和焊接电压进行实时采集后反馈给处理器。

上述的系统控制板电路包括处理器、外围电路、高频引弧控制电路控制端、显示电路控制端、键盘输入电路输入端、PMW控制器SG3525控制电路、IGBT驱动控制电路，处理器配置有存储器2764、锁存器74HC373、和D/A转换器MAX530。

上述的IGBT驱动电路由四片IGBT专用驱动芯片M57962组成，分别驱动含有两块双IGBT功率管的集成模块。M57962的V_IN引脚与电源+15V相连，其控制信号输入端IN与PWM脉宽调制器SG3525相连，进行脉宽调制。

上述的信号采样板电路：串联于高频变压器次级负输出端的霍尔电流传感器信号通过运算放大器TL072放大后经三端可调稳压器LM337后输入处理器；并联于高频变压器次级输出端的霍尔电压传感器采样信号经运算放大器TL072放大后输入处理器。

本实用新型的优点和产生的有益效果：

1、高效节能。本实用新型具有良好的弧焊工艺性能由于采用快速开关功率电子元件，效率可达90％以上，节电20％-35％(随负载的大小有所变化)，空载损耗极小，只有几十瓦，仅为传统弧焊电源的十几分之一；

2、质量轻、体积小。本实用新型变压器铁芯材料主要采用铁氧体和微晶材料，变压器重量降低。逆变焊机中变压器重量是焊机重量的1/5-1/10。逆变焊机重量是同容量整流焊机的1/2-1/4；克服了传统焊机中变压器是硅钢片，变压器的重量占了焊机重量的80％以上的不足。

3、电气性能良好。采用电子元件控制，可实现数字化和柔性、多功能控制；减少无功损耗和提高功率因数；

附图说明

图1为本实用新型外壳示意图。

图2为图1内部结构示意图。

图3为图2中系统控制板电路原理图。

图4为图2中IGBT驱动电路原理图。

图5为图2中采样电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型技术方案再作进一步的说明：

如图1-2所示，一种数字控制多功能逆变直流手工弧焊机，主要由机壳1、提手2、冷却风扇3、风扇罩4、漏电保护开关5、异常指示灯6、电流电位器7、负输出端子8、正输出端子9、胶脚10、电路板横支架11、电流电位器连接线12、指示灯连接线13、IGBT控制模块14、变压器连接线15、中间连接线16、系统控制板17、RCD吸收模块18、IGBT模块19、电路板竖支架20、输入电缆21、接地螺丝22、机座23、整流管组24、散热器25、变压器26、风扇电机连接线27、IGBT驱动板28、电容器29、采样板30、二相零式整流桥31、输出电缆线32、开关引出线33、开关引入线34组成。机壳1内设有电路板横支架11和电路板竖支架20，底部设有机座23，胶脚10置于机座23下面；机壳1后面设有风扇罩4，提手2设在机壳1顶部机壳1前面板为操作界面，面板上设有漏电保护开关5、异常指示灯6和电流电位器7，分别通过开关引入线34、开关引出线33、指示灯连接线13和电流电位器连接线12与控制系统连接；三相380V工业交流电从机壳1后侧由输入电缆21输入到整流管组24，地线与接地螺丝22相接，经电容器29滤波后得到540V的直流电。系统控制板17包括处理器、外围电路、高频引弧控制电路控制端、显示电路控制端、键盘输入电路输入端、PMW控制器SG3525控制电路、IGBT驱动器控制电路，处理器配置有存储器2764、锁存器74HC373、和D/A转换器MAX530(如图3所示)。IGBT驱动板28由四片IGBT专用驱动芯片M57962组成，分别驱动含有两块双IGBT功率管的集成模块。M57962的V_IN引脚与电源+15V相连，其控制信号输入端IN与PWM脉宽调制器SG3525相连，进行脉宽调制(如图4所示)。采样板电路串联于高频变压器次级负输出端的霍尔电流传感器信号通过运算放大器TL072放大后经三端可调稳压器LM337后输入处理器；并联于高频变压器次级输出端的霍尔电压传感器采样信号经运算放大器TL072放大后输入处理器(如图5所示)。在IGBT控制模块14和RCD吸收模块18的控制和保护下，通过IGBT模块19逆变后输出20KHz的交流电，输出电压的大小由IGBT驱动板28控制。IGBT模块19装夹在散热器25上，冷却风扇3通过风扇电机连接线27与电机连通，对散热器25进行风冷。20KHz交流电通过变压器连接线15输入到变压器26，变压器26位于两散热器25中间，然后次级交流电通过中间连接线16输入到二相零式整流桥31，所得直流电通过输出电缆线32与电焊机正输出端子9和负输出端子8接通，通过霍尔传感器得到的电压和电流信号经过采样板30处理后送至系统控制板17处理。

Claims

1.一种数字控制多功能逆变直流手工弧焊机，主要由机壳(1)、提手(2)、冷却风扇(3)、风扇罩(4)、漏电保护开关(5)、异常指示灯(6)、电流电位器(7)、负输出端子(8)、正输出端子(9)、胶脚(10)、电路板横支架(11)、电流电位器连接线(12)、指示灯连接线(13)、IGBT控制模块(14)、变压器连接线(15)、中间连接线(16)、系统控制板(17)、RCD吸收模块(18)、IGBT模块(19)、电路板竖支架(20)、输入电缆(21)、接地螺丝(22)、机座(23)、整流管组(24)、散热器(25)、变压器(26)、风扇电机连接线(27)、IGBT驱动板(28)、电容器(29)、采样板(30)、二相零式整流桥(31)、输出电缆线(32)开关引出线(33)、开关引入线(34)组成，其特征是机壳(1)内设有电路板横支架(11)和电路板竖支架(20)，底部设有机座(23)，胶脚(10)置于机座(23)下面；机壳(1)后面设有风扇罩(4)，提手(2)设在机壳(1)顶部，机壳(1)前面板为操作界面，面板上设有漏电保护开关(5)、异常指示灯(6)和电流电位器(7)，分别通过开关引入线(34)、开关引出线(33)、指示灯连接线(13)和电流电位器连接线(12)与控制系统连接；三相380V工业交流电从机壳(1)后侧由输入电缆(21)输入到整流管组(24)，地线与接地螺丝(22)相接，经电容器(29)滤波后得到直流电，在IGBT控制模块(14)和RCD吸收模块(18)的控制下，通过IGBT模块(19)逆变后输出交流电，输出电压的大小由IGBT驱动板(28)控制，IGBT模块(19)装夹在散热器(25)上，冷却风扇(3)通过风扇电机连接线(27)与电机连通，交流电通过变压器连接线(15)输入到变压器(26)，然后次级交流电通过中间连接线(16)输入到二相零式整流桥(31)，所得直流电通过输出电缆线(32)与电焊机正输出端子(9)和负输出端子(8)接通，通过霍尔传感器得到的电压和电流信号经过采样板(30)处理后送至系统控制板(17)处理。

2.根据权利要求1所述的一种数字控制多功能逆变直流手工弧焊机，其特征是上述的控制系统由系统控制板电路、IGBT驱动电路、采样板电路组成，三相工频交流电经三相桥式全波整流和滤波后，通过PWM脉宽调制器处理后所得控制信号输入至IGBT驱动芯片，得到焊接所需要的电流和电压，采样电路对焊接电流和焊接电压进行实时采集后反馈给处理器。

3.根据权利要求2所述的一种数字控制多功能逆变直流手工弧焊机，其特征是上述的系统控制板电路包括处理器、外围电路、高频引弧控制电路控制端、显示电路控制端、键盘输入电路输入端、PMW控制器SG3525控制电路、IGBT驱动器控制电路，处理器配置有存储器2764、锁存器74HC373、和D/A转换器MAX530。

4.根据权利要求2所述的一种数字控制多功能逆变直流手工弧焊机，其特征是上述的IGBT驱动电路由四片IGBT专用驱动芯片M57962组成，分别驱动含有两块双IGBT功率管的集成模块，M57962的V_IN引脚与电源+15V相连，其控制信号输入端IN与PWM脉宽调制器SG3525相连，进行脉宽调制。

5.根据权利要求2所述的一种数字控制多功能逆变直流手工弧焊机，其特征是上述的采样板电路串联于高频变压器次级负输出端的霍尔电流传感器信号通过运算放大器TL072放大后经三端可调稳压器LM337后输入处理器；并联于高频变压器次级输出端的霍尔电压传感器采样信号经运算放大器TL072放大后输入处理器。