一種NB系列氣體保護焊弧焊電源制造技術

本實用新型專利技術公開了一種ＮＢ系列氣體保護焊弧焊電源，包括機箱和內置電路，內置電路包括主電路、電流閉環控制電路構成，主電路包括整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊和整流平滑模塊依次連接組成；電流閉環控制電路包括電流電壓檢測模塊、焊接參數給定模塊、比較器、單片機控制模塊、脈寬調制模塊和高頻驅動模塊組成。本實用新型專利技術采用先進的高頻ＩＧＢＴ逆變技術，可靠性高，高效率達８８％，節能，重量輕，體積小，易于實現多特性和多功能以及多種焊接材料的轉換，一元化調節、自動匹配焊接參數，操作簡單、快捷。本實用新型專利技術電弧挺度大，焊接過程穩定，飛濺少，成形美觀，優化參數匹配，焊速可提高１００～２００％。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電力半導體開關管逆變
，具體是指一種NB系 列氣體保護焊弧焊電源。
技術介紹
目前，在氣體保護焊領域，由于其工藝所需要的大電流、大功率，國內 外傳統的氣保焊電源主要以硅整流和晶閘管整流式為主，整流式電源工作相 對可靠，技術上也比較成熟，但設備體積龐大、笨重、能耗低、效率低，且 由于結構其原因，動靜態特性方面也不夠理想。晶體管式弧焊逆變器的出現， 雖然提高了逆變頻率，達到20kHz的水平，且有利于提高效率、減小體積重 量，但是存在二次擊穿和需要較大的電流驅動。大功率場效應管弧焊逆變器 只需要極微小的電流就能實現開關控制，而且速度更快、無二次擊穿。但是， 場效應管也存在著一定的不足之處，其推廣應用受到限制。具體說來，人功率場效應管弧焊電源主要存在以下幾個方面的問題(1) 單管容量小。耐高壓(800V以上)僅有數安培，需采用多管并聯， 生產和調試較麻煩。弧焊電源的使用環境惡劣，有些焊接現場是二十四小時 連續作業，所以對其可靠性要求非常高。目前，硬開關逆變弧焊電源由于高 頻寄生振蕩、負載頻繁復雜變化、電磁干擾、偏磁等原因，特別是大功率焊 接條件下，弧焊電源存在可靠性的不夠的問題。(2) 管子功率損耗較大。場效應管由于通道電阻比較大，飽和壓降--般 載3、 4V以上，導通管子功率損耗比較大。(3) 場效應管耐高壓性能較差。(4) 不易實現焊接電源的大功率大電流化。
技術實現思路
本技術的目的就是為了解決上述現有技術中存在的不足之處，提出 一種NB系列氣體保護焊弧焊電源，該電源損耗低，可靠性高，焊接速度快，焊接工藝可實現多參數優化匹配，焊接質量高，適合大功率焊接。本技術的目的通過如下技術方案實現所述一種NB系列氣體保護焊 弧焊電源，包括機箱和內置電路，所述內置電路包括主電路、電流閉環控制 電路構成，所述主電路包括整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊和 整流平滑模塊依次連接組成，所述整流濾波模塊外接三相交流輸入電源，所述整流平滑模塊外接負載；所述電流閉環控制電路包括電流電壓檢測模塊、 焊接參數給定模塊、比較器、單片機控制模塊、脈寬調制模塊和高頻驅動模 塊組成，所述電流電壓檢測模塊一端與負載相連接，另一端與比較器輸入端 相連接，所述焊接參數給定模塊與比較器另一輸入端相連接，所述比較器輸 出端與單片機控制模塊相連接，所述單片機控制模塊與脈寬調制模塊相連接， 所述脈寬調制模塊與高頻驅動模塊相連接，所述高頻驅動模塊與高頻逆變模 塊相連接。為了更好地實現本技術，所述主電路包括安全保護電路，所述安全 保護電路包括網壓檢測模塊、電壓保護模塊組成；所述網壓檢測模塊一端與 三相交流電源相連接，另一端與電壓保護模塊相連接，所述電壓保護模塊與 脈寬調制模塊相連接。本技術的設計原理如下本技術采用IGBT逆變技術，其單管或 者模塊的容量比較大，耐壓1200V，且最大容量可達600A特別適合較人功率 悍接應用場合，飽和壓降比較低，有利于減少管子功率損耗。在本技術 中，由二相工頻交流電經過整流濾波模塊后成為平滑直流電后進入高頻逆變 模塊，然后通過功率變壓模塊、整流平滑模塊進入負載。與此同時，單片機 控制模塊根據電流電壓檢測模塊檢測到負載的電流、電壓信號與焊接參數給 定模塊給定的參數進行比較，經過單片機控制模塊的模糊控制算法運算，發 給脈寬調制模塊一個信號，脈寬調制模塊根據單片機控制模塊的算法產生兩 路PWM信號，這兩路PWM信號通過高頻驅動模塊放大去控制高頻逆變模塊 的開關管的開通和關斷，從而得到20KHz高頻高壓電，高頻高壓電再經過功 率變壓模塊轉換成符合焊接工藝要求的大電流低電壓的焊接電流，再經過整 流平滑模塊得到更加平滑的焊接電流；網壓檢測模塊檢測二相工頻電壓，把 檢測到的電壓信號送給電壓保護模塊，如出現過壓、欠壓的現象，電壓保護 模塊將送給脈寬調制模塊一個信號，產生低電平通過高頻驅動模塊關斷高頻 逆變模塊的開關管，保護主電路安全工作。本技術與現有技術相比，具有如下優點和有益效果1、 本技術采用先進的高頻IGBT逆變技術，可靠性高，高效率達88%， 節能，比可控硅式節電最高達30%，空載損耗為其十分之一以下，重量輕，體積小。2、 本技術以單片機為控制核心，易于實現多特性和多功能以及多種 焊接材料的轉換， 一元化調節、自動匹配焊接參數，操作簡單、快捷。3、 本技術采用專利動特性及波控技術，電弧挺度大，焊接過程穩定， 飛濺少，成形美觀，優化參數匹配，焊速可提高100 200%。附圖說明 圖l是本技術的電路方框圖； 圖2是本技術的主電路原理圖；圖3是本技術的脈寬調制模塊和高頻驅動模塊的電路原理圖； 圖4是本技術的單片機控制模塊中單片機及其外圍電路的電路原理圖；圖5是本技術的單片機控制模塊中熔滴過渡控制電路原理圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例，對本技術做進一步的詳細說明，但本實用 新型的實現方式并不限于此。如圖1所示，本技術所述一種NB系列氣體保護焊弧焊電源包括機箱 和內置電路，內置電路包括主電路、電流閉環控制電路構成。主電路由依次 連接的整流濾波模塊101、高頻逆變模塊102、功率變壓模塊103和整流平滑模 塊104組成，整流濾波模塊101與三相交流輸入電源相連接，整流平滑模塊104 與負載相連接。電流閉環控制電路包括電流電壓檢測模塊lll、焊接參數給定 模塊112、比較器115、單片機控制模塊113、脈寬調制模塊107和高頻驅動模 塊108，其中，電流電壓檢測模塊lll一端與負載相連接，另-端與比較器115 輸入端相連接，焊接參數給定模塊112與比較器115另一輸入端相連接，比較 器115輸出端與單片機控制模塊113相連接，單片機控制模塊113與脈寬調制模 塊107相連接，脈寬調制模塊107與高頻驅動模塊108相連接，高頻驅動模塊108 與高頻逆變模塊102相連接。主電路還包括安全保護電路，該電路包括網壓檢 測模塊105、電壓保護模塊106;網壓檢測模塊105—端與接入的三相交流電源相連接，另一端與電壓保護模塊106相連接，電壓保護模塊106與脈寬調制模塊107相連接。網壓檢測模塊105檢測三相交流輸入電壓，為常用的電壓檢測 裝置。電壓保護模塊106為一常用的比較器，實現欠壓或者過壓保護。焊接參 數給定模塊112由兩個電位器組成，給定焊接電壓和送絲速度。比較器115采 用TL082比較器，對外環檢測信號與焊接給定參數進行比較。電流電壓檢測 模塊lll為電流電壓傳感器，與負載連接。如圖2所示，在主電路中，三相交流輸入電源接整流濾波模塊101的整流 塊BR1，然后連接濾波環節L1、 C5、 C6、 C7、 C8、 R3、 R4，再連接高頻逆 變模塊102的逆變橋TR, TR2， C11 C14， R5 R8輸出接功率變壓模塊103 的高頻功率變壓器T1初級，變壓器次級串接整流平滑模塊104的飽和RC吸收 電路，再經過高頻全波整流電路D1 D4快速二極管組、穩弧吸收模塊濾波環 節L2、 R9、 C9、 CIO、后輸出直流電，以上環節構成功率主電路，高頻逆變 模塊102的包括兩個兩單元的IGBT TR, TR2。同時，電流電壓檢測模塊lll 為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種ＮＢ系列氣體保護焊弧焊電源，包括機箱和內置電路，其特征是，所述內置電路包括主電路、電流閉環控制電路構成，所述主電路包括整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊和整流平滑模塊依次連接組成，所述整流濾波模塊外接三相交流輸入電源，所述整流平滑模塊外接負載；所述電流閉環控制電路包括電流電壓檢測模塊、焊接參數給定模塊、比較器、單片機控制模塊、脈寬調制模塊和高頻驅動模塊組成，所述電流電壓檢測模塊一端與負載相連接，另一端與比較器輸入端相連接，所述焊接參數給定模塊與比較器另一輸入端相連接，所述比較器輸出端與單片機控制模塊相連接，所述單片機控制模塊與脈寬調制模塊相連接，所述脈寬調制模塊與高頻驅動模塊相連接，所述高頻驅動模塊與高頻逆變模塊相連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃石生，王振民，凌德怡，陳毅丹，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：實用新型
國別省市：81[]