CN2347711Y - 手工电弧焊机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种手工电弧焊机,其电路包括主回路、驱动电路、保护电路、脉宽调制及反馈放大电路和程控电路,程控电路输出接脉宽调制及反馈放大路输入,脉宽调制及反馈电路输出接驱动电路输入,驱动电路输出接主回路输入,主回路输出接保护电路输入,保护电路输出和主回路输出接脉宽调制及反馈放大电路输入,主回路输出同时接程控电路输出。体积小、重量轻、效率高、噪声低,采用脉宽调制方式控制焊接电流,主回路工作在准谐振状态,可靠性高。

Description

手工电弧焊机

本实用新型涉及一种焊机，特别是涉及一种手工电弧焊机。

以往的直流逆变电弧焊机主要有晶闸管式、晶体管式和埸效应管式。晶闸管式逆变电弧焊机采用调频方式控制焊接电流，脉冲频率只能达2KHZ，整机重量、体积较大，噪声大，且晶闸管是半可控元件，须有强迫换流电路晶闸管才能关断，使焊机可靠性难以保证；晶体管式逆变焊机由于晶体管速度有限，逆变频率只能达10KHZ，噪声大，晶体管驱动开关功率要求大，给控制带来不便，且晶体管具有二次击穿的严重隐患；而埸效应管式逆变焊机，虽然脉冲频率较高，但其开通管压降较高，容量小，需多管并联，给批量生产带来不便。

本实用新型的目的在于提供一种集上述焊机优点，克服其缺点，体积小、重量轻、效率高、噪声低、采用脉宽调制方式控制焊接电流，主回路工作于谐振状态，可靠性高的手工电弧焊机。

本实用新型手工电弧焊机是这样实现的，它包括主回路、驱动电路、保护电路、脉宽调制电路及反馈放大电路和程控电路，程控电路输出接脉宽调制及反馈放大路输入，脉宽调制及反馈电路输出接驱动电路输入，驱动电路输出接主回路输入，主回路输出接保护电路输入，保护电路输出和主回路输出接脉宽调制及反馈放大电路输入，主回路输出同时接程控电路输出。主回路由整流桥Q和电容C1构成的整流虑波电路，IGBT管T1～T4、二极管D1～D4、主变压器B1-1、电感L1和C6构成的全桥逆变电路和电感L1、电容C6构成的谐振环节，以及由主变压器B1-2、B1-3、二极管D5和D6构成的全波整流电路组成；保护电路由运算放大器U4及其外围元件构成的过流保护、电源过压保护、欠压保护电路，U5及外围元件构成的电源缺相保护电路，温度继电器Jt构成的过热保护电路，以及整流桥Q1组成；驱动电路由光电耦合器U6～U9及其外围元件组成；脉宽调及反馈放大电路由运算放大器U1:A和U25，摸拟电子开关U2，脉宽调制控制器U3及其外围电路组成；程控电路由运算放大器U1:B、U1:C和U1:D，以及外围电路组成。

本实用新型手工电弧焊机的优点在于体积小、重量轻、效率高、噪声低、采用脉宽调制方式控制焊接电流，主回路工作于谐振状态，可靠性高。

下面结合附图详细说明本实用新型实施例。

图1：本实用新型电路框图

图2：本实用新型主回路电路连接图

图3：本实用新型保护电路连接图

图4：本实用新型反馈放大及脉宽调制电路连接图

图5：本实用新型程控电路连接图

图6：本实用新型驱动电路连接图

本实用新型手工电弧焊机包括主回路、驱动电路、保护电路、脉宽调制电路及反馈放大电路和程控电路，程控电路输出接脉宽调制及反馈放大路输入，脉宽调制及反馈电路输出接驱动电路输入，驱动电路输出接主回路输入，主回路输出接保护电路输入，保护电路输出和主回路输出接脉宽调制及反馈放大电路输入，主回路输出同时接程控电路输出。

其中，主回路由整流桥Q，电容C1～C6,IGBT管T1～T4，二极管D1～D4、主变压器原边B1-1、副边B1-2、B1-3，电感L1、L2，互感器B2，分流器FL，二极管D5和D6，电阻R2～R5构成。连接关系是，三相380V交流电经空气开关Z与整流桥Q输入端连接，其中一相拉接冷却风机FS,Q的输出端间接保护电容C1，滤波电容C2，放电电阻R2,R4和C4,C2的正端接T1和T3集电极，D1和D3阴极，C2的负端经B2接T2和T4的发射极、D2和D4的阳极，T1的发射极接T2集电极、D1阳极、D 2阴极B1-1一端，B1-1另一端接L1一端，L1另一端经C6接D3阳极和D4阴极、T3发射极和T4集电极，T3和T4的基极分别接5端和7端，其发射极分别接6端和8端，C5和R5串联后接B1-1和L1两端，B1-2的一端接D5阳极，B1-3一端接D6阳极，D5和D6的阴极连接后接FL一端，FL另一端接焊机正输出12端，B1-2的中心抽头接14端和L2一端，L2另一端接接焊机的负输出11端，在D5和D6的两端分别接R6、C7和R3、C3。

保护电路由运算放大器U4(LM324)和U5(TLP521-2)，整流桥Q1，二极管D12～D22，三极管T5，电容C15～C18，电阻R37～38R和R44～R6，温度继电器JT构成。其连接关系是，主回路中B2的9端接D12阳极，D12阴极接R61、R62和R57一端，R62另一端接地和主回路中B2的10端，R61另一端接C18并经R60接U4:A正输入端3脚，R57另一端接C14和R56一端，R56另一端接U4:B正输入端5脚；R59和R58串联后接+15V和地之间，U4:A负输入2脚、R54和R55串联后接+15和地之间，运算放大器U4:A输出端1脚接D13阳极和R63一端，D13阴极接J端，R63另一端接D15阳极，D15、D16阴极R50一端接B端，R50另一端接地。接D14阴极和R51R、52一端，R52另一端接D18、D19、D20阴极，R51另一端接T5基极、U5-2输出集电极6脚，U5-2输出发射极5脚接地，U5-2正输入端3脚接R48一端，另一端接+15V,U5-2负输入端4脚接C16一端和L端，C16另一端接地。D14阳极接U5-1输出集电极8脚，和R53一端，R53另一端接+15V。U5-1输出发射极7脚接JT一触点，JT另一端接地。U5-1负输入端2脚接Q负输出，U5-1正输入端1脚经R1一端，R1另一端接Q1正输出，Q1三个输入端接380V电源。T5的发射极接地，集电极接D23和D17阴极，D23阳极经R49接+15V,D17阳极接U4:C负输入脚9。D18、D19、D20的阳极分别接U4:B、U4:C、U4:D负输入端7、8、14脚。R46一端接+15V，另一端接U4:C负输入端9脚并经R45接地。R44一端接+15V，另一端接U4:D正输入脚12并经R37接地。U4:C正输入脚10经R47、R38接U4:D负输入脚13,R47与R38连接中端接R64、R65和C17一端，R65和C17另一端接地，R64另一端接D21和D22阴极，D21和D22阳极分别接15V电源。

脉宽调制及反馈放大电路由运算放大器U1(LM324)和U25(μA741)、摸拟电子开关U2(CD4053)、脉宽调制控制器U3(SG3525A)和，二极管D7，电阻R7～R21，电容C9～C12，电位器W1和W2构成。其连接关系是，13端是从FL采来的交流信号(正)，经R7后接U1:A负输入端2脚，其输出端1脚经R8接负输入端2脚和R11一端，R12分压后至U3同相输入端2脚。U1:A正输入端3脚经R9接U2的X端14脚和R10一端，R10另一端接地、13端和R18一端。R17和R18分压，得到一个很小的负信号(-0.5V)接U2的Y0端2脚和X0端12脚，其Y1端1脚和Z端4脚相连，X1端3脚接U25输出端6脚，W1一端接+15V，另一端接地，中心头接U2的X0端5脚，该点同时经R21接U25正输入端3脚，U25负输入端2脚经R19接输出端6脚，同时接R20一端，R20另一端接W2一端，U2的C端9脚和B端10脚分别接K、C端。U2的A端11脚接H端接+15V,X1端13脚接I端，Y端15脚接D端，正电源端16脚接+15V，接地端6、7、8脚接地。U3接地端12脚接地，负输入端1脚经R13接补偿端9脚和C9一端，C9另一端接地。U3正电源端13脚、15脚接+15V，输出端11脚经R14到F端，输出端脚14至G端，RT端7脚接R15一端，另一端接U3的CT端5脚和C10一端，C10另一端接地。R16和C11一端接地，R16和C11另一端接U3软启动端8脚和D7阳极，D7阴极接A端。U3保护端10脚接保护电路中的B端。

程控电路由运算放大器U1:B(LM324)、U1:C和U1:D，二极管D8～D11，电阻R22～R36，电容C13和C14构成。其连接关系是，R22一端接-75V电源，经R23、R24、R25分压后，R22和R23连接端接主回路中11端，R23和R24连接点接U1:B正输入端5脚，K24和R25连接点接U1:C正输入端10脚，R26一端接-15V电源，另一端依次连接R27、R28,R27、R26连接点接U1:B负输入端6脚和保护电路中J端，R27和R28连接点接U1:C负输入端9脚。C13和R29串联后一端接U1:B输出端7脚，R29另一端接反馈放大及脉宽调制电中D端。R30一端接U1:B输出端7脚，另一端接反馈放大及脉宽调制电中A端和D9阴极，D9阳极接D10阳极、D11阴极R36一端和反馈放大及脉宽调制电中C端，D11阳极接地，R36另一端接+15V,D10阴极经R31接U1:D输出端14脚、U1:D正输入端12脚经R32接地。U1:D负输入端13脚接C14和R35一端及D8阳极，C14另一端接地，D8阴极和R35另一端接X端和R33一端，R33另一端接U1:C输出端8脚及R34一端，R34另一端接反馈放大及脉宽调制电中K端。

驱动电路由光电耦合器U6～U9(HCPL4504)电阻R66～R81构成。其连接关系是，±15V为四组独立电源。反馈放大及脉宽调制电中F端接U6正输入端2脚和U9负输入端3脚，反馈放大及脉宽调制电中G端接U7负输入端3脚和U8正输入端脚2,U6负输入端3脚接U7正输入端2脚，U8负输入端3脚接U9正输入端2脚。R66一端接U6正电源端8脚，另一端接+15V,R68一端接U6负电源端5脚，另一端接-15V,R67一端接U6输出端6脚和7脚，另一端接R69一端和1端，R69另一端接2端和地。R70一端接U7正电源端8脚，另一端接+15V,R72一端接U7负电源端5脚，另一端接-15V,R71一端接U7输出端6脚和7脚，另一端接R73一端和主回路中7端，R73另一端接主回路中8端和地。R74一端接U 8正电源端8脚，另一端接+15V,R76一端接U8负电源端5脚，另一端接-15V,R75一端接U8输出端6脚和7脚，另一端接R77一端和3端，R77另一端接4端和地。R78一端接U9正电源端8脚，另一端接+15V,R80一端接U9负电源端5脚，另一端接-15V,R79一端接U9输出端6脚和7脚，另一端接R81一端和主回路中5端，R81另一端接主回路中6端和地。

本实用新型手工电弧焊机的工作过程是，市电三相380V输入本机，经空气开关Z，带动冷却风机FS，通过整流滤波成为高压直流电，加在全桥逆变器两端，通过四支IGBT管T1～T4的轮流开通，转变为交流高频方波，再经高频变压器B1隔离降压，二极管D5、D6全波整流后，形成高频直流脉冲，经电抗器L2滤波，成为直流电，提供焊接电弧。

Claims (1)

1、一种手工电弧焊机，其电路包括主回路、驱动电路、保护电路、脉宽调制电路及反馈放大电路和程控电路，程控电路输出接脉宽调制及反馈放大路输入，脉宽调制及反馈电路输出接驱动电路输入，驱动电路输出接主回路输入，主回路输出接保护电路输入，保护电路输出和主回路输出接脉宽调制及反馈放大电路输入，主回路输出同时接程控电路输出，其特征在于主回路由整流桥Q和电容C1构成的整流虑波电路，IGBT管T1～T4、二极管D1～D4、主变压器B1-1、电感L1和C6构成的全桥逆变电路和电感L1、电容C6构成的谐振环节以及由主变压器B1-2、B1-3、二极管D5和D6构成的全波整流电路组成；保护电路由运算放大器U4及其外围元件构成的过流保护、电源过压保护、欠压保护电路，U5及外围元件构成的电源缺相保护电路，温度继电器Jt构成的过热保护电路，以及整流桥Q1组成；驱动电路由光电耦合器U6～U9及其外围元件组成；脉宽调制及反馈放大电路由运算放大器U1:A和U25，摸拟电子开关U2，脉宽调制控制器U3及其外围电路组成；程控电路由运算放大器U1:B、U1:C和U1:D，以及外围电路组成。

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