CN206455276U - 一种逆变焊机的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种逆变焊机的控制系统，包括驱动电路、电流传感器、电压传感器、控制电路和数字信号处理电路；所述控制电路和数字信号处理电路电性连接，所述电流传感器和电压传感器实时采集焊枪位置的电流和电压信号，所述数字信号处理电路接收所述电流和电压信号后，生成控制信号，输入到驱动电路，所述驱动电路与逆变电路连接；380V交流电通过一输入处理电路后输送到逆变电路，逆变电路与一高频变压器连接，所述高频变压器与输出处理电路连接，所述输出处理电路与焊枪连接；所述控制电路与PWM模块连接，所述PWM模块与送丝电路连接。该逆变焊机的控制系统能够实现全数字化控制，系统电路结构简单，响应速度快，抗干扰能力强。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种逆变焊机的控制系统。
背景技术
逆变是指把直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要大功率电子开关器件，采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的的逆变焊机成为IGBT逆变焊机。逆变焊机的工作过程如下：将三相或单相工频交流电整流，经滤波后得到一个较平滑的直流电，由IGBT组成的逆变电路将该直流电变为几十KHZ的交流电，经主变压器降压后，再经整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。
由于逆变工作频率很高，所以主变压器的铁心截面积和线圈匝数大大减少，因此，逆变焊机可以在很大程度上节省金属材料，减少外形尺寸及重量，大大减少电能损耗，更重要的是，逆变焊机能够在微妙级的时间内对输出电流进行调整，所以就能实现焊接过程所要求的理想控制过程，获得满意的焊接效果。
但是，现有技术中，由于现有的逆变焊机一般采用单片机为控制核心，只能实现半数字化的控制，电弧焊一般包括起弧、燃弧以及收弧过程，燃弧过程容易受到干扰，因此需要焊机的电源更加良好的动态性，半数字化的控制是难以实现的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种逆变焊机的控制系统，能够实现全数字化控制，系统电路结构简单，响应速度快，抗干扰能力强。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
一种逆变焊机的控制系统，包括驱动电路、电流传感器、电压传感器、控制电路和数字信号处理电路；所述控制电路和数字信号处理电路电性连接，所述电流传感器和电压传感器实时采集焊枪位置的电流和电压信号，所述数字信号处理电路接收所述电流和电压信号后，生成控制信号，输入到驱动电路，所述驱动电路与逆变电路连接；380V交流电通过一输入处理电路后输送到逆变电路，逆变电路与一高频变压器连接，所述高频变压器与输出处理电路连接，所述输出处理电路与焊枪连接；所述控制电路与PWM模块连接，所述PWM模块与送丝电路连接。
进一步的，所述逆变电路是IGBT逆变器，所述驱动电路与所述IGBT逆变器的IGBT模块连接，控制所述IGBTD的通断，从而产生所需要的脉宽。
进一步的，所述输入处理电路包括整流电路和滤波电路，三相380V交流电经整流和滤波后输出540V直流电。
进一步的，所述输出处理电路包括副边整流桥和输出滤波电感，所述540V直流电经过逆变电路、高频变压器、副边整流桥和输出滤波电感处理后得到逆变焊机所需的电流、电压。
进一步的，所述数字信息处理电路包括数字信号处理器、电压/电流信号采集模块以及PWM输出模块；所述控制电路包括单片机、送丝电机控制模块以及人机交互界面；所述电压/电流信号采集模块与所述电流传感器、所述电压传感器连接，所述数字信号处理器与所述单片机串行连接，所述人机交互界面输入预设电流和电压参数，所述单片机将所述预设电流和电压参数传送到所述数字信号处理器；所述PWM输出模块与所述驱动电路连接，所述送丝电机控制模块与所述送丝电路连接。
进一步的，所述数字信号处理器和所述单片机还具有串行通讯模块，通过所述串行通讯模块与上位机连接。
进一步的，所述数字信号处理电路还包括过热保护模块、欠压保护模块以及过流保护模块，所述过热保护模块、欠压保护模块以及过流保护模块与所述数字信号处理器连接。在发生过热、欠压、过流等现象时，生产保护信号，切断驱动脉冲。
进一步的，所述控制电路还包括以太网接口模块，所述以太网接口模块与所述单片机连接。
进一步的，所述单片机还与一故障指示模块连接。当逆变焊机出现故障时，发错报警提示。
采用上述技术方案，由于采用了数字信号处理电路和控制电路，使得控制系统形成了一个主从式结构，数字信号处理电路用于完成焊接实时参数的采集、PI运算和PWM波形的产生，而控制电路可以实现人机交互、送丝机以及外部通讯等功能。合理地内部分工，能够实现全数字化控制，系统电路结构简单，响应速度快，抗干扰能力强。
附图说明
图1为本实用新型的逆变焊机控制系统的结构框图；
图2为数字信号处理电路和控制电路结构框图。
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说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种逆变焊机的控制系统，包括驱动电路、电流传感器、电压传感器、控制电路和数字信号处理电路；所述控制电路和数字信号处理电路电性连接，所述电流传感器和电压传感器实时采集焊枪位置的电流和电压信号，所述数字信号处理电路接收所述电流和电压信号后，生成控制信号，输入到驱动电路，所述驱动电路与逆变电路连接；380V交流电通过一输入处理电路后输送到逆变电路，逆变电路与一高频变压器连接，所述高频变压器与输出处理电路连接，所述输出处理电路与焊枪连接；所述控制电路与PWM模块连接，所述PWM模块与送丝电路连接。
其中，所述逆变电路是IGBT逆变器，所述驱动电路与所述IGBT逆变器的IGBT模块连接，控制所述IGBTD的通断，从而产生所需要的脉宽。
其中，所述输入处理电路包括整流电路和滤波电路，三相380V交流电经整流和滤波后输出540V直流电。
其中，所述输出处理电路包括副边整流桥和输出滤波电感，所述540V直流电经过逆变电路、高频变压器、副边整流桥和输出滤波电感处理后得到逆变焊机所需的电流、电压。
如图2所示，所述数字信息处理电路包括数字信号处理器、电压/电流信号采集模块以及PWM输出模块；所述控制电路包括单片机、送丝电机控制模块以及人机交互界面；所述电压/电流信号采集模块与所述电流传感器、所述电压传感器连接，所述数字信号处理器与所述单片机串行连接，所述人机交互界面输入预设电流和电压参数，所述单片机将所述预设电流和电压参数传送到所述数字信号处理器；所述PWM输出模块与所述驱动电路连接，所述送丝电机控制模块与所述送丝电路连接。
其中，所述数字信号处理器和所述单片机还具有串行通讯模块，通过所述串行通讯模块与上位机连接。
其中，所述数字信号处理电路还包括过热保护模块、欠压保护模块以及过流保护模块，所述过热保护模块、欠压保护模块以及过流保护模块与所述数字信号处理器连接。在发生过热、欠压、过流等现象时，生产保护信号，切断驱动脉冲。
其中，所述控制电路还包括以太网接口模块，所述以太网接口模块与所述单片机连接。
其中，所述单片机还与一故障指示模块连接。当逆变焊机出现故障时，发错报警提示。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种逆变焊机的控制系统，其特征在于，包括驱动电路、电流传感器、电压传感器、控制电路和数字信号处理电路；所述控制电路和数字信号处理电路电性连接，所述电流传感器和电压传感器实时采集焊枪位置的电流和电压信号，所述数字信号处理电路接收所述电流和电压信号后，生成控制信号，输入到驱动电路，所述驱动电路与逆变电路连接；380V交流电通过一输入处理电路后输送到逆变电路，逆变电路与一高频变压器连接，所述高频变压器与输出处理电路连接，所述输出处理电路与焊枪连接；所述控制电路与PWM模块连接，所述PWM模块与送丝电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种逆变焊机的控制系统，其特征在于，所述逆变电路是IGBT逆变器，所述驱动电路与所述IGBT逆变器的IGBT模块连接，控制所述IGBTD的通断。
3.根据权利要求2所述的一种逆变焊机的控制系统，其特征在于，所述输入处理电路包括整流电路和滤波电路，三相380V交流电经整流和滤波后输出540V直流电。
4.根据权利要求3所述的一种逆变焊机的控制系统，其特征在于，所述输出处理电路包括副边整流桥和输出滤波电感，所述540V直流电经过逆变电路、高频变压器、副边整流桥和输出滤波电感处理后得到逆变焊机所需的电流、电压。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种逆变焊机的控制系统，其特征在于，所述数字信息处理电路包括数字信号处理器、电压/电流信号采集模块以及PWM输出模块；所述控制电路包括单片机、送丝电机控制模块以及人机交互界面；所述电压/电流信号采集模块与所述电流传感器、所述电压传感器连接，所述数字信号处理器与所述单片机串行连接，所述人机交互界面输入预设电流和电压参数，所述单片机将所述预设电流和电压参数传送到所述数字信号处理器；所述PWM输出模块与所述驱动电路连接，所述送丝电机控制模块与所述送丝电路连接。
6.根据权利要求5所述的一种逆变焊机的控制系统，其特征在于，所述数字信号处理器和所述单片机还具有串行通讯模块，通过所述串行通讯模块与上位机连接。
7.根据权利要求5所述的一种逆变焊机的控制系统，其特征在于，所述数字信号处理电路还包括过热保护模块、欠压保护模块以及过流保护模块，所述过热保护模块、欠压保护模块以及过流保护模块与所述数字信号处理器连接。
8.根据权利要求5所述的一种逆变焊机的控制系统，其特征在于，所述控制电路还包括以太网接口模块，所述以太网接口模块与所述单片机连接。
9.根据权利要求5所述的一种逆变焊机的控制系统，其特征在于，所述单片机还与一故障指示模块连接。
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