CN209394133U - 氦弧焊机电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种氦弧焊机电路，包括PWM控制电路，以及整流滤波电路、PWM逆变电路、高频变压器、高频整流滤波电路、包括高频引弧耦合电路，高频引弧耦合电路分别与高频整流滤波电路和焊接输出电性连接，PWM控制电路分别与PWM逆变电路和高频引弧耦合电路电性连接。本实用新型由于采用了高频引弧耦合电路，即采用了交流高频与直流高压相结合的引弧方式，从而降低了高频能量的干扰，同时提高了引弧成功率，在氦压2.9MPa情况下仍能成功引弧，具有干扰小、引弧时间短、引弧成功率高、可靠性高和高频辐射小等优点。

Description

氦弧焊机电路

技术领域

本实用新型涉及焊机技术领域，尤其是涉及一种氦弧焊机电路。

背景技术

氦弧焊是使用氦气为保护气体，采用高压击穿氦气的起弧方式。氦弧焊即钨极惰性气体保护弧焊，指用工业钨或活性钨作不熔化电极，惰性气体(氦气)作保护的焊接方法，简称TIG。常见的TIG焊接电源在高氦压下引弧成功率不高，可靠性低，不采用简单增加高频能量的方式来解决，因为高频能量越强高频干扰也越大。

发明内容

为了克服上述问题，本实用新型提供一种引弧成功率高和可靠性高的氦弧焊机电路。

本实用新型的技术方案是：提供一种氦弧焊机电路，包括PWM控制电路，以及整流滤波电路、PWM逆变电路、高频变压器和高频整流滤波电路，还包括高频引弧耦合电路，所述高频引弧耦合电路分别与所述高频整流滤波电路和焊接输出电性连接，所述PWM控制电路分别与所述PWM逆变电路和所述高频引弧耦合电路电性连接。

作为对本实用新型的改进，所述整流滤波电路包括空气开关和EMI滤波器，所述空气开关的输入端与三相电电性连接，所述空气开关的输出端与所述EMI滤波器的输出电性连接。

作为对本实用新型的改进，所述PWM逆变电路包括整流桥、第一电容、第一电阻和第二电容，所述第一电容、所述第一电阻和所述第二电容并联形成并联电路，所述整流滤波电路的输出端与所述整流桥的输入端电性连接，所述整流桥的输出端与所述并联电路电性连接。

作为对本实用新型的改进，所述高频引弧耦合电路包括直流恒流源、第三电容、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一稳压二极管、第一MOS管、第一升压变压器和第七电容，所述直流恒流源的正极分别与所述第三电容的一端、所述第二电阻的一端和所述第一二极管的正极分别电性连接，所述第一二极管的负极与所述第一升压变压器的第一原边绕组的一端电性连接，所述第一原边绕组的另一端与所述高频整流滤波电路的正极电性连接；所述直流恒流源的负极分别与所述第三电容的另一端、所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端、所述第一稳压二极管的正极、所述第一MOS管的源极和地电性连接，直流恒流源开关控制信号分别与所述第三电阻的另一端、所述第一稳压二极管的负极和所述第一MOS管的栅极电性连接，所述第一MOS管的漏极与所述第一升压变压器的第一副边绕组的一端电性连接，所述第一副边绕组的另一端与所述第七电容的一端和所述高频整流滤波电路的负极电性连接，所述第七电容的另一端接地。

作为对本实用新型的改进，所述第一MOS管是N管。

作为对本实用新型的改进，还包括高频供电电源、第五电容、第四电阻、第五电阻、第二稳压二极管、第二MOS管和第二升压变压器，所述高频供电电源的正极分别与所述第五电容的一端、第四电阻的一端和所述第二升压变压器的第二原边绕组的一端电性连接，所述高频供电电源的负极分别与所述第五电容的另一端、所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的一端、所述第二稳压二极管的正极、所述第二MOS管的源极和地电性连接；高频开关控制信号分别与所述第五电阻的另一端、所述第二稳压二极管的负极和所述第二MOS管的栅极电性连接，所述第二MOS管的漏极与所述第二升压变压器的第二原边绕组的另一端电性连接。

作为对本实用新型的改进，所述第二MOS管是N管。

作为对本实用新型的改进，还包括高频耦合变压器，所述第二升压变压器的第二副边绕组的一端与所述高频耦合变压器的第三原边绕组的一端电性连接，所述第二升压变压器的第二副边绕组的另一端与所述高频耦合变压器的第三原边绕组的另一端电性连接。

作为对本实用新型的改进，还包括第六电阻、第六电容和第四电容，所述高频耦合变压器的第三副边绕组的一端分别与所述高频整流滤波电路的负极、所述第六电阻的一端和所述第六电容的一端电性连接，所述高频耦合变压器的第三副边绕组的另一端与焊接输出的负极电性连接；焊接输出的正极分别与所述第六电阻的另一端、所述第六电容的另一端、所述第四电容的一端和所述高频整流滤波电路的正极电性连接，所述第四电容的另一端接地。

本实用新型由于采用了高频引弧耦合电路，即采用了交流高频与直流高压相结合的引弧方式，从而降低了高频能量的干扰，同时提高了引弧成功率，在氦压2.9MPa情况下仍能成功引弧，具有干扰小、引弧时间短、引弧成功率高、可靠性高和高频辐射小等优点。

附图说明

图1是本实用新型的原理方框示意图。

图2是图1中整流滤波电路和PWM逆变电路的电路原理结构示意图。

图3是图1中高频引弧耦合电路的电路原理结构示意图。

其中：1、整流滤波电路；11、空气开关；12、EMI滤波器；2、PWM逆变电路；21、整流桥；3、高频变压器；4、高频整流滤波电路；5、高频引弧耦合电路；51、直流恒流源；52、高频供电电源；53、直流恒流源开关控制信号；54、高频开关控制信号、6、焊接输出；7、PWM控制电路。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

请参见图1至图3，图1所揭示的是一种氦弧焊机电路的原理方框示意图，图2是图1中整流滤波电路和PWM逆变电路的电路原理结构示意图，图3是图1中高频引弧耦合电路5的电路原理结构示意图。所述氦弧焊机电路包括PWM控制电路7，以及依次电性连接的整流滤波电路1、PWM逆变电路2、高频变压器3和高频整流滤波电路4。还包括高频引弧耦合电路5，所述高频引弧耦合电路5分别与所述高频整流滤波电路4和焊接输出6电性连接，所述PWM控制电路7分别与所述PWM逆变电路2和所述高频引弧耦合电路5电性连接。所述高频引弧耦合电路5是用于引弧，引弧成功后，所述高频引弧耦合电路5相等于负载电路，所述PWM控制电路7用于控制输出电流大小。

本实施例中，所述整流滤波电路1包括空气开关11和EMI滤波器12，所述空气开关11的输入端与三相电电性连接，所述空气开关11的输出端与所述EMI滤波器12的输出电性连接。所述EMI滤波器12，防止高频干扰，采用无源功率因数校正、减少谐波分量、减少对输入电网的污染。需要说明的是，所述空气开关11和所述EMI滤波器12都是现有技术，因此在这里不对其进行详细的解释说明。三相电是380V/50HZ正弦交流电，经所述PWM逆变电路2进行变频，再经整流、滤波后，输出直流电流、电压，电路通过反馈采样，并进行所述PWM控制电路7，从而使输出电压、电流符合要求。超前臂是零电流开通零电压关断，滞后臂是零电流开通与关断，此工作方式大大提高了IGBT模块的安全性。

本实施例中，所述PWM逆变电路2包括整流桥21、第一电容C1、第一电阻R1和第二电容C2，所述第一电容C1、所述第一电阻R1和所述第二电容C2并联形成并联电路，所述整流滤波电路1的输出端与所述整流桥21的输入端电性连接，所述整流桥21的输出端与所述并联电路电性连接。需要说明的是，所述整流桥21、所述高频变压器3、所述高频整流滤波电路4和所述PWM控制电路7都是现有技术，因此在这里不对其进行详细的解释说明。本实用新型主要是对所述高频引弧耦合电路5进行改进，下面将详细说明所述高频引弧耦合电路5的结构。

本实施例中，所述高频引弧耦合电路5包括直流恒流源51、第三电容C3、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1、第一稳压二极管D2、第一MOS管Q1、第一升压变压器T1和第七电容C7，所述直流恒流源51的正极分别与所述第三电容C3的一端、所述第二电阻R2的一端和所述第一二极管D1的正极分别电性连接，所述第一二极管D1的负极与所述第一升压变压器T1的第一原边绕组的一端电性连接，所述第一原边绕组的另一端与所述高频整流滤波电路4的正极电性连接；所述直流恒流源51的负极分别与所述第三电容C3的另一端、所述第二电阻R2的另一端、所述第三电阻R3的一端、所述第一稳压二极管D2的正极、所述第一MOS管Q1的源极和地电性连接，直流恒流源开关控制信号53分别与所述第三电阻R3的另一端、所述第一稳压二极管D2的负极和所述第一MOS管Q1的栅极电性连接，所述第一MOS管Q1的漏极与所述第一升压变压器T1的第一副边绕组的一端电性连接，所述第一副边绕组的另一端与所述第七电容C7的一端和所述高频整流滤波电路4的负极电性连接，所述第七电容C7的另一端接地。

还包括高频供电电源52、第五电容C5、第四电阻R4、第五电阻R5、第二稳压二极管D3、第二MOS管Q2和第二升压变压器T2，所述高频供电电源52的正极分别与所述第五电容C5的一端、第四电阻R4的一端和所述第二升压变压器T2的第二原边绕组的一端电性连接，所述高频供电电源52的负极分别与所述第五电容C5的另一端、所述第四电阻R4的另一端、所述第五电阻R5的一端、所述第二稳压二极管D3的正极、所述第二MOS管Q2的源极和地电性连接；高频开关控制信号54分别与所述第五电阻R5的另一端、所述第二稳压二极管D3的负极和所述第二MOS管Q2的栅极电性连接，所述第二MOS管Q2的漏极与所述第二升压变压器T2的第二原边绕组的另一端电性连接。

还包括高频耦合变压器T3，所述第二升压变压器T2的第二副边绕组的一端与所述高频耦合变压器T3的第三原边绕组的一端电性连接，所述第二升压变压器T2的第二副边绕组的另一端与所述高频耦合变压器T3的第三原边绕组的另一端电性连接。

还包括第六电阻R6、第六电容C6和第四电容C4，所述高频耦合变压器T3的第三副边绕组的一端分别与所述高频整流滤波电路4的负极、所述第六电阻R6的一端和所述第六电容C6的一端电性连接，所述高频耦合变压器T3的第三副边绕组的另一端与焊接输出6的负极电性连接；焊接输出6的正极分别与所述第六电阻R6的另一端、所述第六电容C6的另一端、所述第四电容C4的一端和所述高频整流滤波电路4的正极电性连接，所述第四电容C4的另一端接地。

所述第一MOS管Q1是N型管，所述第二MOS管Q2是N型管。

在引弧的过程中，所述第一升压变压器T1和所述第二升压变压器T2，从50Hz提高到20kHz左右，同一时间内，有更多电离高频脉冲输出，增强电离气氛，增加引弧能力。电弧形成后，迅速将所述直流恒流源51和所述高频供电电源52关闭，减少高频输出干扰，不影响焊接质量。

本实用新型由于采用了所述高频引弧耦合电路，即采用了交流高频与直流高压相结合的引弧方式，从而降低了高频能量的干扰，同时提高了引弧成功率，在氦压2.9MPa情况下仍能成功引弧，具有干扰小、引弧时间短、引弧成功率高、可靠性高和高频辐射小等优点。

需要说明的是，针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地解释本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (9)

1.一种氦弧焊机电路，包括PWM控制电路，以及整流滤波电路、PWM逆变电路、高频变压器和高频整流滤波电路，其特征在于：还包括高频引弧耦合电路，所述高频引弧耦合电路分别与所述高频整流滤波电路和焊接输出电性连接，所述PWM控制电路分别与所述PWM逆变电路和所述高频引弧耦合电路电性连接。

2.根据权利要求1所述的氦弧焊机电路，其特征在于：所述整流滤波电路包括空气开关和EMI滤波器，所述空气开关的输入端与三相电电性连接，所述空气开关的输出端与所述EMI滤波器的输出电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的氦弧焊机电路，其特征在于：所述PWM逆变电路包括整流桥、第一电容、第一电阻和第二电容，所述第一电容、所述第一电阻和所述第二电容并联形成并联电路，所述整流滤波电路的输出端与所述整流桥的输入端电性连接，所述整流桥的输出端与所述并联电路电性连接。

4.根据权利要求1或2所述的氦弧焊机电路，其特征在于：所述高频引弧耦合电路包括直流恒流源、第三电容、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一稳压二极管、第一MOS管、第一升压变压器和第七电容，所述直流恒流源的正极分别与所述第三电容的一端、所述第二电阻的一端和所述第一二极管的正极分别电性连接，所述第一二极管的负极与所述第一升压变压器的第一原边绕组的一端电性连接，所述第一原边绕组的另一端与所述高频整流滤波电路的正极电性连接；所述直流恒流源的负极分别与所述第三电容的另一端、所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端、所述第一稳压二极管的正极、所述第一MOS管的源极和地电性连接，直流恒流源开关控制信号分别与所述第三电阻的另一端、所述第一稳压二极管的负极和所述第一MOS管的栅极电性连接，所述第一MOS管的漏极与所述第一升压变压器的第一副边绕组的一端电性连接，所述第一副边绕组的另一端与所述第七电容的一端和所述高频整流滤波电路的负极电性连接，所述第七电容的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的氦弧焊机电路，其特征在于：所述第一MOS管是N型管。

6.根据权利要求4所述的氦弧焊机电路，其特征在于：还包括高频供电电源、第五电容、第四电阻、第五电阻、第二稳压二极管、第二MOS管和第二升压变压器，所述高频供电电源的正极分别与所述第五电容的一端、第四电阻的一端和所述第二升压变压器的第二原边绕组的一端电性连接，所述高频供电电源的负极分别与所述第五电容的另一端、所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的一端、所述第二稳压二极管的正极、所述第二MOS管的源极和地电性连接；高频开关控制信号分别与所述第五电阻的另一端、所述第二稳压二极管的负极和所述第二MOS管的栅极电性连接，所述第二MOS管的漏极与所述第二升压变压器的第二原边绕组的另一端电性连接。

7.根据权利要求6所述的氦弧焊机电路，其特征在于：所述第二MOS 管是N管。

8.根据权利要求6所述的氦弧焊机电路，其特征在于：还包括高频耦合变压器，所述第二升压变压器的第二副边绕组的一端与所述高频耦合变压器的第三原边绕组的一端电性连接，所述第二升压变压器的第二副边绕组的另一端与所述高频耦合变压器的第三原边绕组的另一端电性连接。

9.根据权利要求8所述的氦弧焊机电路，其特征在于：还包括第六电阻、第六电容和第四电容，所述高频耦合变压器的第三副边绕组的一端分别与所述高频整流滤波电路的负极、所述第六电阻的一端和所述第六电容的一端电性连接，所述高频耦合变压器的第三副边绕组的另一端与焊接输出的负极电性连接；焊接输出的正极分别与所述第六电阻的另一端、所述第六电容的另一端、所述第四电容的一端和所述高频整流滤波电路的正极电性连接，所述第四电容的另一端接地。