全集成控制多功能可控硅逆變電焊機制造技術

一種全集成控制多功能可控硅逆變電焊機，采用串聯半橋式可控硅逆變電路和過壓泄放電路，全集成控制電路由８個集成塊所組成。這種電焊機控制電路結構簡單可靠，輸出功率大，輸出電流可達４００Ａ，體積小，功耗低，抗干擾能力強，實現一機多用，即藥皮焊條直流手弧焊，藥皮焊條脈沖手弧焊，直流ＴＩＧ焊，脈沖ＴＩＧ焊，直流ＭＩＧ焊，脈沖ＭＩＧ焊。并能實現恒流外特性，恒流外拖外特性和平外特性，焊機的效率達到８５％，功率因素達到９５％以上。（*該技術在2012年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術屬于電焊設備，特別是關于全集成控制多功能可控硅逆變電焊機。現有的電焊機一般均為硅整流焊機，這種電焊機體積大，重量重，能耗高，浪費材料。隨著逆變技術和微電子技術的發展及其在焊接領域中的應用，出現了各種逆變電焊機，對傳統的以鐵芯線圈為主體的結構模式進行了徹底的改造，使傳統焊機由機電產品轉變為大功率電子產品。技術專利CN2055425U公開了一種高效節能可控硅逆變式電焊機，由主回路三相交流電經三相橋整流濾波后，經逆變器逆變成中頻交流電流，同時把電壓降至適合焊接的電壓，再經快速整流二極管整流后變為直流電，經過電抗器輸出以供焊接，焊接電流的調節是由控制電路通過主回路可控硅的開關頻率來實現的，因此實現了節能、節省材料的目的。但此控制系統較為復雜，大量使用分離元件，因此電焊機的可靠性得不到保證，調試困難，維護不方便，而且這種焊機功能單一。本專利技術的目的是提供一種新型全集成控制多功能可控硅逆變電焊機，其控制電路全部由集成塊所構成，實現全集成控制。本專利技術的另一個目的是在電焊機中設置過壓泄放電路來防止開關電路過壓擊穿。本專利技術的再一個目的是改變電焊機結構，將開關電路接在輸入整流電路和主變壓器之間，采用串聯半橋式逆變方式，使開關管數量少，功率大。本專利技術的又一個目的是采用恒流控制電路使焊機具有恒流外特性;采用外拖控制電路使焊機具有恒流外拖外特性;采用恒壓控制電路使焊機具有平外特性。按照本專利技術的電焊機，將開關電路連接在輸入整流電路和主變壓器之間，而此開關電路采用串聯半橋式可控硅逆變電路。按照本專利技術，在原有的電焊機的輸入整流電路和上述開關電路之間設置過壓泄放電路，以防止開關電路的過壓擊穿。按照本專利技術控制電路全部由集成塊組成，用于控制開關電路和保護電路，并進行實現多功能焊接。此全集成控制電路可由8個普通集成塊所組成，分別構成恒流和恒壓控制電路、熱引弧控制電路，觸發電路、功率放大電路、二倍分頻電路、過熱保護控制電路、多諧振蕩電路、脈沖整形電路，反壓信號檢測電路、空載電壓建立電路，過壓保護控制電路等加上電流、電壓檢測電路和外拖設定和控制電路，形成完整的控制電路。按照本專利技術電焊機，由于采用串聯半橋逆變方式，所以開關管數量少，輸出功率大，焊接電流可達400A。由于采用全集成控制使得控制系統結構簡單、可靠、體積小、功耗低、抗干擾能力強，實現一機多用。按照本專利技術，焊機具有三種外特性，即恒流外特性，恒流外拖外特性和平外特性，從而實現藥皮焊條直流手弧焊、藥皮焊條脈沖手弧焊、直流TIG焊、脈沖TIG焊、直流MIG焊和脈沖MIG焊。本專利技術的各種目的和具體結構可以通過附圖來作出詳細說明。附圖說明圖1是本專利技術的全集成控制多功能可控硅逆變電焊機主回路原理圖。圖2是本專利技術的電焊機控制系統框圖。如圖1所示，本專利技術的全集成控制多功能可控硅逆變電焊機由普通可控硅逆變焊機的輸入整流電路(1)、開關電路(3)、控制電路(4)、保護電路(5)、主變壓器(6)、輸出整流電路(7)、電抗器(8)和本專利技術的過壓泄放電路(2)所串接而成。開關電路(3)是串聯半橋式可控硅逆變電路，連接在輸入整流電路(1)和主變壓器(6)之間，過壓泄放電路(2)則連接在所述的輸入整流電路(1)和開關電路(3)之間。按照本專利技術，控制電路采用全集成控制電路，其原理框圖如圖2所示。其結構是電壓檢測電路(27)的輸出端分別連接到空載電壓建立電路(25)、過壓保護控制電路(26)、恒壓控制電路(20)和熱引弧控制電路(15)，這四個電路的輸出都連接到多諧振蕩電路(21)上，和此多諧振蕩電路相連接的還有反壓信號檢測電路(19)、直流脈沖焊控制電路(24)、外拖控制電路(22)、恒流控制電路(12)、過熱保護控制電路(17)，有外拖設定電路(23)和外拖控制電路(22)相接，有電流檢測電路(11)和電流調節電路(13)與恒流控制電路(12)相接，所說的多諧振蕩電路(21)的輸出端連接到依次串接的脈沖整形電路(18)、二倍分頻電路(16)、功率放大電路(14)，此功率放大電路(14)的輸出分別接到二個觸發電路(9)、(10)。在本實施方案中，全集成控制電路由8個集成塊所組成集成塊LM324/1構成恒流控制電路(12)、熱引弧控制電路(15)、恒壓控制電路(20);集成塊LM324/2構成空載電壓建立電路(25)和過壓保護控制電路(26)，集成塊TPL521構成反壓信號檢測電路(19)，集成塊NEC555構成直流脈沖焊控制電路(24)，集成塊CD40106構成多諧振蕩電路(21)和過熱保護電路(17)，集成塊CD4538構成脈沖整形電路(18)，集成塊CD4027構成二倍分頻電路(16)，集成塊H009構成功率放大電路(14)和二個觸發電路(9)、(10)。如圖所示，本專利技術的電焊機采用三相50Hz交流輸入，經輸入整流電路(1)將交流電轉變為直流電，送至過壓泄放電路(2)，當電壓超過額定值時，將超過部分泄放掉，從而有效地防止了開關電路的過壓擊穿。直流電經開關電路中頻交流電容、可控硅和主變壓器實現半橋式逆變后再變成中頻交流電，同時把電壓降到適合焊接的值，再經輸出整流電路將中頻交流電變成直流電，經電抗器(8)輸出以實施焊接。本專利技術的電焊機焊接電流調節是依靠多諧振蕩電路(21)等控制環節實現頻率調節而完成焊接電流調節的。如上所述，多諧振蕩電路(21)的輸入有過壓保護控制電路(26)、空載電壓建立電路(25)、熱引弧控制電路(15)、恒壓控制電路(20)、過熱保護控制電路(17)、反壓信號檢測電路(19)、直流脈沖焊接控制電路(24)、外拖控制電路(22)的輸出，因而可以分別實現恒流外特性，恒流外拖外特性和平外特性，進而實現多種焊接功能。熱引弧控制環節用于實現小電流焊接時的引弧工作，保證引弧順利進行;反壓信號檢測電路(19)、過熱保護控制電路(17)及過壓保護控制電路(26)分別用于防止逆變器顛覆，防止輸出整流管的電壓擊穿，因而保證了焊機的正常可靠工作。直流脈沖焊接控制環節用于實現脈沖焊接功能，電流調節環節用于焊接電流調節，同時具有電流遞增衰減功能，使焊機易于實現自動焊接。本專利技術的電焊機在以下控制環節作用下實現各種焊接功能在恒流控制等環節作用下，實現直流TIG焊;在恒流控制和直流脈沖焊控制等環節作用下，實現脈沖TIG焊;在外拖控制等環節作用下，實現藥皮焊條直流手弧焊;在外拖控制和直流脈沖焊控制等環節作用下，實現藥皮焊條脈沖手弧焊。本專利技術的電焊機工藝試驗表明，電焊工作穩定可靠，動態響應速度快，焊接電流穩定，熔池平靜，焊縫均勻平滑。當采用脈沖焊時，可獲得有規律的魚鱗紋焊縫，成型美觀，可用于全位置焊接。焊接薄板時，可以較好地控制熱輸入量，改善工藝性能。試驗結果還表明，與硅整流焊機相比，本專利技術的電焊機，每臺節約銅40kg，節約硅鋼片80kg，效率提高85%，功率因素提高到95%以上。權利要求1.一種由輸入整流電路(1)、開關電路(3)、控制電路(4)、保護電路(5)、主變壓器(6)、輸出整流電路(7)、電抗器(8)所組成的可控硅逆變電焊機，其特征在于1)所說的開關電路(3)是串聯半橋式可控硅逆變電路，連接在輸入整流電路(1)和主變壓器(6)之間，2)有一過壓泄放電路(2)連接在輸入整流電路(1)和開關電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種由輸入整流電路（１）、開關電路（３）、控制電路（４）、保護電路（５）、主變壓器（６）、輸出整流電路（７）、電抗器（８）所組成可控硅逆變電焊機，其特征在于：１）所說的開關電路（３）是串聯半橋式可控硅逆變電路，連接在輸入整流電路（１）和主變壓器（６）之間，２）有一過壓泄放電路（２）連接在輸入整流電路（１）和開關電路（３）之間，３）所說的控制電路為全集成控制電路，其結構是：電壓檢測（２７）的輸出端分別連接到空載電壓建立電路（２５）、過壓保護控制電路（２６）、恒壓控制電路（２０）和熱引弧控制電路（１５），這四個電路的輸出都連接到多諧振蕩電路（２１）上，和此多諧振蕩電路相連接的還有反壓信號檢測電路（１９），直流脈沖焊控制電路（２４）、外拖控制電路（２２）、恒流控制電路（１２）、過熱保護電路（１７），有外拖設定電路（２３）和外拖控制電路電路（２２）相接，有電流檢測電路（１１）和電流調節電路（１３）與恒流控制電路（１２）相接，所說的多諧振蕩電路（２１）的輸出端連接到依次串接的脈沖整形電路（１８）、二倍分頻電路（１６）、功率放大電路（１４），此功率放大電路的輸出分別接到二個觸發電路（９）、（１０）。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙舉東，紀國慶，鄭重儉，高維良，
申請(專利權)人：鞍山鋼鐵公司，鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所，
類型：發明
國別省市：21[中國|遼寧]