CN2463097Y - 智能多功能逆变式焊接/切割电源 - Google Patents

Abstract

智能多功能逆变式焊接/切割电源,其设有智能控制电路接于电源整流滤波电路的输出端和快恢复流滤波电路输出端之间;多功率变压器输出端设公用输出端经选择开K1、K2连接焊接/切割输出,公用输出设变压器经高频引弧电路4连接智能控制电路。解决了逆变主电路类型的选择、焊接与切割的统一,将手弧焊、直流氩弧焊、空气等离子切割溶为一体。具有多功能、适用性强等优点。

Description

智能多功能逆变式焊接/切割电源

本实用新型涉及逆变电源，具体涉及智能多功能逆变式焊接/切割电源，属电力电子技术领域。

七十年代前，所有的弧焊、切割电源都是采用传统的工频变压器漏抗式或磁放大式，其主要缺点是电源效率低下，体积笨重，控制特性调节困难，使用不便。随着功率电子器件的容量、性能大大提高，给弧焊电源、切割电源的发展带来了革命性的机遇。1972年，美国海运科研部门研制成功首台300A晶闸管逆变弧焊电源。而今，国际上几乎所有焊接设备制造商，如美国的火米勒、海宝、瑞典的ESAB、日本的大阪变压器、芬兰的肯比、德国的梅萨等公司都开发和生产逆变焊接/切割电源。我国逆变焊接电源在80年代初期才开始研制，1982年，华南理工大学研制出第一台50A逆变场效应管手弧焊电源样机。而今，我国已有上百个逆变焊接电源生产厂家，如四川电子焊接设备公司、天津中环电器厂等批量生产晶闸逆变弧焊电源，北京肯沃特电力电子科技公司，西安华山机械厂等批量生产场效应管逆变弧焊电源，成都佳灵电气制造公司、北京时代新技术总公司也曾批量生产IGBT逆变弧焊电源。但目前国产的逆变弧焊电源，总的特点是：(1)功能单一，焊接、切割多是独立的一台设备；(2)逆变弧焊电源所有功率变换器件主要以晶闸管为主，用途还是以手工弧焊为主，少数厂家采用IGBT为功率变换器件，但由于控制方法、保护技术、器件质量等多方面原因，使得IGBT焊机在众多用户中心打上“不可靠”的烙印：(3)国产空气等离子切割电源大都采用传统的漏抗器式磁放大器硅整流电路，体积大，效率低；(4)逆变弧焊/切割电源的控制电路主要以分立元件为主，智能化程度不高，人机对话困难，对操作使用人员的素质要求较高。

本实用新型的目的在于克服现有技术之上述不足，提供一种一机多能智能控制的多功能逆变式焊接/切割电源。

实现上述目的，本实用新型采用下述方案实现：

智能多功能逆变式焊接/切割电源，包括电源整流滤波电路、逆变电路、中频整流滤波电路，其特征在于：

1)输入电源由三相工频整流电路接IGBT高频逆变电路，逆变电

  路将直流电压转变成20KHz以上的高频交流脉冲；

2)设多功率变压器，其输入端接逆变电路的高频电压输出端，经

  高频降压并由快恢复整流、滤波后输出供焊接或切割；

3)设有智能控制电路接于电源整流滤波电路的输出端和快恢复

  流滤波电路输出端之间；

4)多功率变压器输出端设公用输出端经选择开K1、K2连接焊接

  /切割输出，公用输出设变压器经高频引弧电路4连接智能控

  制电路。所述智能控制电路由微处理器1、微处理器2和控制保护电路3组成，微处理器和控制保护电路由单片机及软件和外围电路组成。所述单片机采用89、80、87或196系列均可。所述智能控制电路的微处理器2与电磁气阀5连接，控制气阀的开关。

本实用新型以IGBT为功率变换器件，采用双单片机预测控制，电压电流双环反馈，解决了逆变主电路类型的选择、焊接与切割的统一、逆变电源焊接时外特性的确定、逆变焊接电源调节性能的确定、逆变焊接电源动特性的确定、切割工艺对逆变电源切割时的电气要求、高频高压引弧及由此引起的高频干扰抑制、逆变电源的可靠性设计等关键技术问题，将手弧焊、直流氩弧焊、空气等离子切割溶为一体，达到了高效节能、一机多用、稳定可靠、降低用户生产使用成本、使用维护方便的目的。

相比现有技术主要优点：

1．一机多能：具有手弧焊、氩弧焊、等离子切割等多利功能。

2．智能控制：对焊接/切割时的电压及电流进行实时在测与双环控制，使本机工作稳定、焊缝美观、切割平滑。

3．预测控制，故障自诊断：系统对过压、欠压、过流、过热、电源缺相、操作失误等进行自诊断，并进行预测控制，可连续满负荷工作。

4．抗干扰能力强：本机采用多种抗干扰措施，消除了高频引弧产生的强电磁干扰，使单片机和数字表能稳定可靠工作。

5．操作使用方便：无论是手工焊、氩弧焊，还是切割，一切工作都由计算机程序控制，使用人员只需按一下开关即可。

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型总体电路结构图。

实施例：如图1所示，本实用新型包括电源三相工频整流滤波电路、IGBT高频逆变电路、多主功率变压器、中频整流电路，三相工频整流滤波电路的输出和快恢复整流滤波电路输出之间设智能控制电路，三相交流电经全桥整流滤波形成直流电，通过IGBT逆变部件转成20KHz以上的高频交流脉冲，经高频降压并由快恢复整流管、电抗器整流滤波后供焊接或切割使用。智能控制电路采用双微处理器控制，由微处理器1、微处理器2和控制保护电路3组成，微处理器2接收输出信号并反馈到微处理器1输入端，由控制保护电路3对系统过压、欠压、过流、过热、电源缺相、操作失误等进行自诊断，并进行预测控制，可连续满负荷工作。图中6是辅助电源。微处理器1调整微处理器2和控制保护电路3的信号从而控制IGBT高频逆变电路的输入信号。使用本实用新型只需选择开关K、K即可进行焊接或切割之用。

本实用新型的IGBT为功率变换器件，采用双单片机预测控制，电压电流双环反馈，解决了逆变主电路类型的选择、焊接与切割的统一，将手弧焊、直流氩弧焊、空气等离子切割溶为一体。

上述电源用于380V交流电，输出空载电压可分档为70-210V，输出电流焊接时：10-250A、DC，切割时：10-30A、DC，变换效率≥90％，功率周数≥0.90，重量32kg，工作温度-5-40℃。本实用新型具有手工弧焊、直流氩弧焊、空气等离子切割功能以及恒流陡降、恒流外拖、恒压截流等外特性，体积小、重量轻、高效节能、负载持续率高、电流高速范围宽、引弧容易、电弧稳定、熔池深、飞溅小、切割切口深、切口美观、变型小，既适合石油、化工、电力、铁路、桥梁、矿山、建筑施工及设备维修等需要频繁移动的场合，也适合产品批量生产和大型结构等需要高负载持续率焊接/切割电源的加工制造。

Claims (4)

1．智能多功能逆变式焊接/切割电源，包括电源整流滤波电路、逆变电路、中频整流滤波电路，其特征在于：

1)输入电源由三相工频整流电路接IGBT高频逆变电路，逆变电路将直流电压转变成20KHz以上的高频交流脉冲；

2)设多功率变压器，其输入端接逆变电路的高频电压输出端，经高频降压并由快恢复整流、滤波后输出供焊接或切割；

3)设有智能控制电路接于电源整流滤波电路的输出端和快恢复流滤波电路输出端之间；

4)多功率变压器输出端设公用输出端经选择开K1、K2连接焊接/切割输出，公用输出设变压器经高频引弧电路4连接智能控制电路。

2．如权利要求1所述的焊接/切割电源，其特征在于：所述智能控制电路由微处理器1、微处理器2和控制保护电路3组成，微处理器和控制电路由单片机及软件和外围电路组成。

3．如权利要求2所述的焊接/切割电源，其特征在于：所述智能控制电路的微处理器2与电磁气阀5连接，控制气阀的开关。

4．如权利要求2所述的焊接/切割电源，其特征在于：所述单片机采用89、80、87或196系列均可。