專利名稱：無輸出端反饋逆變焊機控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電焊機，尤其是逆變式電焊機的控制裝置。
技術(shù)背景逆變電焊機需要檢測焊接電壓、電流進行反饋控制，從而根據(jù)不同焊接方法所輸 出相應特性的焊接電壓和電流。目前逆變電焊機的焊接電壓和電流從電焊機的輸出端進行 檢測，容易產(chǎn)生干擾。如果對檢測信號進行隔離處理，如采用線性光藕或霍爾傳感器，則電 路復雜、可靠性降低且成本高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無輸出端反饋逆變焊機的控制裝置。該方 案采用變壓器原邊電流檢測，通過信號處理實現(xiàn)焊接電流檢測；通過系統(tǒng)脈寬調(diào)制(PWM) 信號的處理實現(xiàn)焊接電壓檢測，從而實現(xiàn)無輸出端反饋的逆變電焊機控制。本方案是通過如下措施實現(xiàn)的，主要包括變壓器原邊電流檢測環(huán)節(jié)1、焊接電流檢 測環(huán)節(jié)2、輸出特性控制環(huán)節(jié)3，最大電流限制環(huán)節(jié)4，脈寬調(diào)制(PWM)環(huán)節(jié)5、焊接電壓檢測 環(huán)節(jié)6。由環(huán)節(jié)1檢測變壓器原邊電流Ip后一路送至環(huán)節(jié)5，另一路送至環(huán)節(jié)2處理后得 到焊接電流反饋信號If。環(huán)節(jié)6對環(huán)節(jié)5的PWM信號處理得到焊接電壓反饋信號Uf。環(huán) 節(jié)3根據(jù)焊接電壓給定信號Ug、焊接電流給定信號Ig、環(huán)節(jié)2輸出的焊接電流反饋信號If 和環(huán)節(jié)6輸出的焊接電壓反饋信號Uf進行焊接電壓電流特性控制，環(huán)節(jié)4進行最大焊接電 流限制。環(huán)節(jié)3產(chǎn)生一個PWM控制信號送至環(huán)節(jié)5，環(huán)節(jié)5根據(jù)該控制信號以及原邊電流信 號產(chǎn)生PWM信號。本方案的特征是焊接電壓反饋信號Uf通過PWM信號獲取，焊接電流反饋 信號If通過原邊電流信號獲取，從而不需要從電焊機的輸出端進行焊接電壓和焊接電流 的檢測；本發(fā)明采用兩路獨立的PI運算環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了最大焊接電流限制。本方案中焊接電壓檢測環(huán)節(jié)(6)焊接電壓反饋信號通過計算脈寬調(diào)至環(huán)節(jié)(5)輸 出的PWM信號得到，而不是從焊機的輸出端檢測得到。本方案中焊接電流檢測環(huán)節(jié)(2)焊接電流反饋信號通過計算原邊電流檢測環(huán)節(jié) ⑴的原邊電流信號，得到原邊電流的峰值，根據(jù)原邊電流峰值和輸出電流成正比的關(guān)系， 計算得到輸出電流值，而不是通過電流傳感器件在焊機輸出端采樣得到。

圖1為本發(fā)明具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明具體實施方式
的電路示意圖。
具體實施方式
根據(jù)附圖1敘述本發(fā)明的電路組成結(jié)構(gòu)。由環(huán)節(jié)1檢測變壓器原邊電流Ip后一 路送至環(huán)節(jié)5，另一路送至環(huán)節(jié)2處理后得到焊接電流反饋信號If。環(huán)節(jié)6對環(huán)節(jié)5的PWM信號處理得到焊接電壓反饋信號Uf。環(huán)節(jié)3根據(jù)焊接電壓給定信號Ug、焊接電流給定信號 Ig、環(huán)節(jié)2輸出的焊接電流反饋信號If和環(huán)節(jié)6輸出的焊接電壓反饋信號Uf進行焊接電 壓、電流特性控制，環(huán)節(jié)4進行最大焊接電流限制。環(huán)節(jié)3產(chǎn)生一個PWM控制信號送至環(huán)節(jié) 5，環(huán)節(jié)5根據(jù)該控制信號以及原邊電流信號產(chǎn)生PWM信號。本方案的特征是焊接電壓反饋 信號Uf通過PWM信號獲取，焊接電流反饋信號If通過原邊電流信號獲取，從而不需要從電 焊機的輸出端進行焊接電壓和焊接電流的檢測。原邊電流檢測環(huán)節(jié)1中Ll是電流互感器，它置于主變壓器原邊。D1、D2、D3和D4 組成全橋整流電路，對Ll采樣的原邊電流信號進行整流并由電阻R30轉(zhuǎn)化為電壓信號，從 而實現(xiàn)了主變壓器原邊電流的檢測。焊接電流檢測環(huán)節(jié)2中，電壓比較器U2A采用LM339，Q3采用PNP三極管，當C8的 電壓未達到環(huán)節(jié)1中R30的電壓時，U2A的4腳電壓比5腳電壓高，U2A的2腳電壓輸出低 電平使Q3導通，C8處于充電狀態(tài)，當C8的電壓達到環(huán)節(jié)1中R30的電壓時充電停止，所以 C8的電壓保持在R30電壓峰值電壓，而R30的峰值電壓正比于電焊機的焊接電流，因此C8 的電壓為焊接電流的反饋信號If。輸出特性控制環(huán)節(jié)3中，UlB為運算放大器LM324，UlB與R2、R3、R4、C1組成比例 積分(PI)調(diào)節(jié)器，焊接電流給定信號Ig從R4輸入，焊接電流反饋信號If經(jīng)Rl后通過電 壓跟隨器UlD從R2輸入，PI運算結(jié)果經(jīng)R5輸出至環(huán)節(jié)5中U3的5腳進行PWM控制。Uf 為6輸出的焊接電壓反饋信號，當Uf小于R8的電壓時U2B的1腳翻轉(zhuǎn)為低電平，使電壓跟 隨器UlD的輸入電壓將由If減小到Rl與R6的分壓，輸出焊接電流增大，實現(xiàn)了恒流外拐 的輸出特性。最大電流限制環(huán)節(jié)4中，UlC與R9、RIO、Rl 1、R12、C2組成PI調(diào)節(jié)器，當焊接電流 反饋信號If大于Rll與R12的分壓時，U2C的8腳電壓開始下降，使Ql導通，從而使環(huán)節(jié)3 中UlB的7腳電壓不超過UlC的8腳電壓，實現(xiàn)最大焊接電流限制。脈寬調(diào)制環(huán)節(jié)5中，U3為電流模式PWM控制芯片UC3846，Q2為NPN三極管，U3的 內(nèi)部運算放大器結(jié)成電壓跟隨器，變壓器原邊電流信號從R23、R22進入U3的電流檢測端4 腳進行峰值電流控制，同時變壓器原邊電流信號經(jīng)R19接U3的電流封鎖端，當出現(xiàn)過流時 實現(xiàn)對輸出的PWM信號封鎖。環(huán)節(jié)6中，D5、D6陽極接5中U3的PWM輸出端11腳和14腳，PWM信號經(jīng)R28與 C9濾波得到PWM信號占空比的平均值，由于逆變焊機的焊接電壓正比于PWM信號占空比，因 此R29上的電壓正比與電焊機的焊接電壓，故該電壓為焊接電壓反饋信號Uf。
權(quán)利要求無輸出端反饋逆變焊機控制裝置，其特征是該裝置包括原邊電流檢測環(huán)節(jié)(1)，焊接電流檢測環(huán)節(jié)(2)，輸出特性控制環(huán)節(jié)(3)，最大電流限制環(huán)節(jié)(4)，脈寬調(diào)制(PWM)環(huán)節(jié)(5)、焊接電壓檢測環(huán)節(jié)(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無輸出端反饋逆變焊機控制裝置，其特征是焊接電壓檢測環(huán) 節(jié)(6)焊接電壓反饋信號通過計算脈寬調(diào)至環(huán)節(jié)(5)信號得到的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無輸出端反饋逆變焊機控制裝置，其特征是焊接電流檢測環(huán) 節(jié)(2)焊接電流反饋信號通過計算原邊電流檢測環(huán)節(jié)(1)信號得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無輸出端反饋逆變焊機控制裝置，其特征是輸出特性控制環(huán) 節(jié)(3)和最大電流限制環(huán)節(jié)(4)為兩個獨立的PI調(diào)節(jié)器。
專利摘要本實用新型提供了一種無輸出端反饋逆變焊機控制裝置。該裝置包括環(huán)節(jié)1檢測變壓器原邊電流Ip后一路送至環(huán)節(jié)5，另一路送至環(huán)節(jié)2處理后得到焊接電流反饋信號If；環(huán)節(jié)6處理環(huán)節(jié)5的PWM信號得到焊接電壓反饋信號Uf；環(huán)節(jié)3根據(jù)焊接電壓給定信號Ug、焊接電流給定信號Ig、環(huán)節(jié)2輸出的焊接電流反饋信號If和環(huán)節(jié)6輸出的焊接電壓反饋信號Uf進行焊接電壓、電流特性控制，環(huán)節(jié)4對最大焊接電流進行限制；環(huán)節(jié)3產(chǎn)生一個PWM控制信號送至環(huán)節(jié)5，環(huán)節(jié)5根據(jù)該控制信號以及原邊電流信號產(chǎn)生PWM信號，從而實現(xiàn)無輸出端反饋的逆變電焊機控制。
文檔編號B23K9/095GK201744773SQ201020002618
公開日2011年2月16日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者侯潤石, 蘭照丹, 李振升, 王進成, 董俊娟, 褚華 申請人:杭州凱爾達電焊機有限公司