專(zhuān)利名稱(chēng)：一種具有防粘功能和提升引弧功能的逆變式弧焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種逆變式弧焊機(jī)，尤其涉及一種具有防粘功能和提升引弧功能 的逆變式弧焊機(jī)。
背景技術(shù)：
目前電弧焊接機(jī)生產(chǎn)企業(yè)較多，從最原始的機(jī)械調(diào)節(jié)型弧焊機(jī)、電磁控制型電弧 焊機(jī)、到最先進(jìn)的電子控制型逆變式弧焊機(jī)都有不同比例的市場(chǎng)。其中電子控制型逆變式 弧焊機(jī)乃市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)，行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)電子控制型逆變式弧焊也有為數(shù)不少企業(yè)，同時(shí)很 多傳統(tǒng)技術(shù)型生產(chǎn)企業(yè)也意識(shí)到市場(chǎng)的趨勢(shì)，正逐步在產(chǎn)品技術(shù)上開(kāi)始轉(zhuǎn)型。現(xiàn)有電子控 制型逆變式弧焊的技術(shù)也五花八門(mén)，其質(zhì)量和規(guī)模是良莠不齊。目前市場(chǎng)上的電子控制逆變式弧焊機(jī)，在使用過(guò)程中，由于焊機(jī)質(zhì)量不高，弓丨弧功 能不好，焊接電流過(guò)小等原因，或者操作人員熟練程度不夠，操作不太注意會(huì)將焊條和工件 粘上，如果強(qiáng)行分開(kāi)，非常費(fèi)力，并且其工件、焊條、焊鉗都會(huì)不同程度受損。要么就將焊機(jī) 的電源關(guān)上，但通常焊接時(shí)和主機(jī)有一定距離，操作起來(lái)非常麻煩。同時(shí)該種電子控制逆變 式弧焊機(jī)基本不具有氬弧焊功能。另外，該種電子控制逆變式弧焊機(jī)在電子電路元件的位 置安排上也存在諸多不合理的地方，導(dǎo)致散熱效果不理想，影響弧焊機(jī)工作效率。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種可以防止焊條和工件短路后粘住以至于損 壞工件、焊條、焊鉗，能夠提升引弧功能的逆變式弧焊機(jī)。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種具有防粘功能和提升引弧功能逆變式弧焊機(jī)，包括順序連接的啟動(dòng)及保護(hù)電 路、一次整流及一次整流濾波電路、逆變電路、隔離降壓電路、二次整流及二次整流濾波電 路、直流輸出電路、控制模塊以及驅(qū)動(dòng)電路，且驅(qū)動(dòng)電路與逆變電路相連，直流輸出電路及 控制模塊之間并列設(shè)有低空載控制電路和反饋給定電路，特別是所述防粘功能和提升引弧 功能逆變式弧焊機(jī)還設(shè)有防粘和提升引弧功能電路，該防粘和提升引弧功能電路分別連接 直流輸出電路和控制模塊。增設(shè)該防粘和提升引弧功能電路，可以有效檢測(cè)輸出電壓并調(diào) 整輸出電流，提高引弧功能，防止焊條與工件粘連。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述防粘和提升引弧功能電路由運(yùn)算放大器、 繼電器、場(chǎng)管、電阻、電容構(gòu)成。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，設(shè)有輔助電源，該輔助電源分別連接一次整流 濾波電路和控制模塊，給驅(qū)動(dòng)電路和控制模塊提供穩(wěn)定的低壓電流。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，設(shè)有驅(qū)動(dòng)模塊，該驅(qū)動(dòng)模塊分別連接逆變電路 和驅(qū)動(dòng)電路，給全橋提供逆變所需的不同相位的開(kāi)關(guān)信號(hào)，并且保證和控制回路隔離傳輸 驅(qū)動(dòng)信號(hào)。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，設(shè)有異常指示電路及過(guò)流過(guò)熱檢測(cè)電路，分別
3與控制模塊連接。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，設(shè)有PCB板和散熱器，所述輔助電源電路、控制 模塊、驅(qū)動(dòng)電路、逆變電路、反饋給定電路、低空載控制電路設(shè)置在上PCB板上，所述啟動(dòng)及 保護(hù)電路、一次整流及一次整流濾波電路設(shè)置在下PCB板上，所述二次整流及二次整流濾 波電路、直流輸出電路設(shè)置于中PCB板上；上PCB板安裝于兩組散熱器頂面，中PCB板安裝 于兩組散熱器底面，左右兩組散熱器相對(duì)安裝構(gòu)成水平吹風(fēng)式風(fēng)道，所述上PCB板與下PCB 板上的電子電路元件位于該風(fēng)道內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)散熱功能。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果本實(shí)用新型提供的一種具有防粘功能和提升引弧功能的逆變式弧焊機(jī)，在直流輸 出電路與控制模塊之間設(shè)置防粘和提升引弧功能電路，該電路可檢測(cè)輸出電壓，調(diào)整輸出 電流，從而可以有效防止焊接操作時(shí)焊條和工件短路后粘住以至于損壞工件，提高操作的 方便性；同時(shí)可用于簡(jiǎn)易氬弧焊，防止工件和鎢針短路后損壞元件。另外，本實(shí)用新型提供 的一種防粘功能和提升引弧功能的逆變式弧焊機(jī)電子電路元件排列有序，散熱功能良好， 整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于大批量生產(chǎn)。

圖1.本實(shí)用新型的電路方框圖。圖2.本實(shí)用新型的電路原理圖。圖3.本實(shí)用新型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型電子控制型逆變式弧焊包括輸入啟動(dòng)及保護(hù)電路、一次整流及一次整 流濾波電路、電子功率開(kāi)關(guān)電路、隔離降壓電路、二次整流及二次整流濾波電路、反饋及給 定電路、PWM控制模塊、隔離驅(qū)動(dòng)電路、輔助電源電路、低空載輸出電壓控制電路、防粘功能 和提升引弧功能。將所有電路布局在PCB板上制成四個(gè)單元，包括設(shè)有輔助電源10、控制模塊11、驅(qū) 動(dòng)模塊8、驅(qū)動(dòng)電路9、逆變電路4、反饋給定電路12、異常指示電路13、過(guò)流過(guò)熱檢測(cè)電路 14、低空載控制電路15的上PCB板，設(shè)有啟動(dòng)保護(hù)電路1、一次整流電路2、濾波電路3的下 PCB板，設(shè)有變壓器5、二次整流電路6、直流輸出電路7的中PCB板以及防粘和提升引弧功 能控制板。通過(guò)左右兩組散熱器組合上PCB板與中PCB板單元構(gòu)成逆變器機(jī)芯和水平吹風(fēng)式 風(fēng)道，將功率器件場(chǎng)管、二次整流塊恢復(fù)二極管置于散熱器上下兩側(cè)，一次整流硅橋裝于風(fēng) 機(jī)側(cè)下方、將發(fā)熱器件變壓器、電抗器置于機(jī)芯的風(fēng)腔內(nèi)。而將啟動(dòng)保護(hù)、一次整流后濾波 電路，溫升很低的電路及器件置于機(jī)底。為了更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的 描述。以下的描述僅是示范性和解釋性的，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。下面參考圖1和圖2，對(duì)本實(shí)用新型中的具體電路進(jìn)行詳細(xì)描述1.啟動(dòng)與保護(hù)電路該電路由3U2、3D1、3RV1、3D2、3R3、3RV2、3RT1構(gòu)成過(guò)壓保護(hù) 電路，3RT2、3J1、3R4、3D3、3C5、3VT1、3D4構(gòu)成電源啟動(dòng)電路。在開(kāi)機(jī)時(shí)電流只能通過(guò)啟動(dòng)電阻3RT1、3RT2，用以限制浪涌電流。正常工作后，啟動(dòng)電阻3RT1、3RT2被繼電器3J1短 路。本電路中，為避免因開(kāi)機(jī)浪涌電流沖擊造成啟動(dòng)電阻損壞，采用了熱敏電阻(PTC3RT1 和NTC3RT2)，它們具有良好的耐沖擊性。為避免因誤接380V及電網(wǎng)波動(dòng)帶來(lái)的高壓損壞機(jī) 器，要求能安全起動(dòng)，由3U2、3D1、3RV1、3D2、3R3組成的過(guò)壓檢測(cè)電路判斷輸入電壓是否過(guò) 高，當(dāng)電壓超過(guò)壓敏電阻3RV1的工作電壓時(shí)，該電路動(dòng)作使3VT1截止，進(jìn)而3J1斷開(kāi)，同時(shí) 大功率壓敏電阻起加速作用，使PTC3RT1迅速斷開(kāi)，切斷供電回路，從而不損壞后級(jí)工作電 路。2. 一次整流電路由3U1把輸入的50Hz工頻交流電轉(zhuǎn)換成直流電。3.濾波電路由3R1、3R2、3C1_3C4構(gòu)成，將脈動(dòng)的直流電變?yōu)槠交€(wěn)定的直流電， 3R1、3R2為放電電阻，在關(guān)機(jī)以后，濾波電容中存有很高電壓，為了安全，用此電阻將存電放掉。4.逆變電路由 1VT1-1VT3、1VT4-1VT6、1VT7-1VT9、1VT10-1VT12 等四組、每組 3 個(gè)場(chǎng)管并聯(lián)構(gòu)成全橋電路，完成直流的逆變并輸出穩(wěn)定的高頻電流。由1C21、1C22構(gòu)成高 頻濾波電路，在高頻逆變中，需要給開(kāi)關(guān)管提供高頻電流，而電解濾波電容因本身電感及引 線(xiàn)電感的原因，不能提供高頻電流，因此需要高頻電容提供。5.變壓電路通過(guò)隔直電容1C27、1C28、1C29將主變2T1、2T2、2T3并聯(lián)，進(jìn)行電 壓電流變換，將308V的高壓隔離變換成適合電弧焊接所需要的幾十伏的低壓。1C27、1C28、 1C29為隔直電容，避免直流電流流過(guò)變壓器造成變壓器飽而接入此電容。6. 二次整流電路由2D1A-2D12A、2D1B-2D12B把高頻交流轉(zhuǎn)換成直流輸出， 2L1-2L2電抗器具有平波續(xù)流作用，可使輸出電流變得連續(xù)穩(wěn)定，保證焊接質(zhì)量。7.直流輸出外接焊接電纜進(jìn)行焊接操作。8.驅(qū)動(dòng)模塊由1個(gè)初級(jí)繞組和4個(gè)次級(jí)繞組的變壓器及波形整形電路組成，給 全橋提供逆變所需的不同相位的開(kāi)關(guān)信號(hào)，并且保證和控制回路隔離傳輸驅(qū)動(dòng)信號(hào)。9.驅(qū)動(dòng)電路由1VT13、1VT14、1VT15、1VT16構(gòu)成，對(duì)控制模塊輸出的控制脈沖信 號(hào)進(jìn)行放大。10.輔助電源由1VT17、1T1、1U2、1Q1等相關(guān)聯(lián)器件構(gòu)成，給控制模塊、驅(qū)動(dòng)電路
提供穩(wěn)定的低壓直流電源。11.控制模塊由電壓型PWM電源處理器SG3525為和核心，給逆變器的電子開(kāi)關(guān) 提供控制信號(hào)。對(duì)電流反饋信號(hào)進(jìn)行放大處理，并根據(jù)反饋、給定信號(hào)調(diào)節(jié)電子開(kāi)關(guān)控制信 號(hào)的脈寬。對(duì)保護(hù)信號(hào)做出反應(yīng)，關(guān)閉控制信號(hào)。12.電流給定、反饋電路由2F1、1C13檢測(cè)輸出電流，構(gòu)成電流負(fù)反饋電路。由 1C11、1R34、1R35、1D15、1D16、1R36、1Q2、1W1、1R37構(gòu)成電壓負(fù)反饋及給定電路，具有自適應(yīng) 比例推力調(diào)節(jié)電路，當(dāng)焊接弧壓過(guò)低時(shí)，自動(dòng)按弧壓比例提高焊接電流，防止焊接過(guò)程中的 粘條，保證焊接的穩(wěn)定性。13.異常指示電路由1D20、1C18、1R27、1R28構(gòu)成，對(duì)主機(jī)的過(guò)流和過(guò)熱現(xiàn)象進(jìn)行
顯示，當(dāng)指示燈亮后短時(shí)間內(nèi)能自行恢復(fù)為過(guò)熱，當(dāng)指示燈亮后不能自行恢復(fù)，需開(kāi)機(jī)重啟 動(dòng)后恢復(fù)為過(guò)流。14.過(guò)流、過(guò)熱檢測(cè)電路由電流互感器1T2檢測(cè)一次主回路工作電流，經(jīng)橋式整 流電路1D10-1D14、通過(guò)電阻1R31、1R32、1R33改變過(guò)流保護(hù)的起控點(diǎn)，1R30、IClO濾除毛刺后以脈動(dòng)電壓的形式反饋給控制模塊，一旦電流超過(guò)允許值，便通過(guò)控制模塊停止逆變電 路工作。熱敏開(kāi)關(guān)安裝于主變壓器側(cè)，當(dāng)溫度達(dá)到主變的安全點(diǎn)時(shí)熱敏開(kāi)關(guān)動(dòng)作，也通過(guò)控 制模塊停止逆變電路工作。15.低空載控制電路該電路由1D18、1R42、1R41、1R40、1C17、1D17、1U3構(gòu)成，其檢 測(cè)點(diǎn)為輸出正極的電抗器2L1、2L2與二次整流管之間。當(dāng)焊機(jī)處于空載時(shí)，輔助電源已工 作，提供的24V通過(guò)1R40、1U3、1D17形成回路，光電耦合器1U3工作，使控制模塊18腳電位 降到最低，從而PWM處理器停止工作、逆變器也停止工作，只有1R40下端的電壓至輸出，其 電壓就為低空載輸出電壓。當(dāng)要焊接時(shí)，焊條與工件接觸后，1R40、1R42、1D18通過(guò)正負(fù)級(jí)形 成回路，1R40下端的電壓迅速降到最低，光電耦合器1U3截止，控制模塊18腳電位恢復(fù)，從 而PWM處理器恢復(fù)工作、逆變器也恢復(fù)工作，可以正常焊接。為保證起弧性能，當(dāng)焊條與工 件接觸后1C17通過(guò)1R41迅速充滿(mǎn)電，而通過(guò)1R41放電需要2S的時(shí)間才能時(shí)1U3截止，在 這個(gè)時(shí)間內(nèi)低空載失效，而從高空載到焊接狀態(tài)過(guò)渡，保證良好起弧性能。16.防粘功能和提升引弧功能，該電路由運(yùn)算放大器4U1、繼電器4J1、場(chǎng)管4VT1、 電阻4R1-4R16、電容4C1-4C3構(gòu)成防粘功能電路。功能開(kāi)關(guān)Sl斷開(kāi)時(shí)本機(jī)具有防粘功能，適合手工電弧焊，在焊接和引弧的過(guò)程 中，由4U1A、4R1-4R8檢測(cè)輸出電壓、當(dāng)其電壓低于5V，4U1A、4U1C輸出高電平，給電容4C3 充電，經(jīng)過(guò)2S的時(shí)間后，4U1B輸出高電平，場(chǎng)管4VT1導(dǎo)通，繼電器4J1吸和，給定被降到最 低，既輸出為最小電流，進(jìn)入防粘狀態(tài)，焊條可輕松提出工件。如2S的時(shí)間內(nèi)能進(jìn)入焊接狀 態(tài)，則防粘功能失效。功能開(kāi)關(guān)Sl閉合時(shí)本機(jī)具有提升引弧功能，由防粘功能和低空載輸出電壓的控 制電路共同構(gòu)成。當(dāng)本機(jī)作為簡(jiǎn)易氬弧焊使用時(shí)，焊槍鎢極末端和工件短路之前，主機(jī)只是 低空載輸出工作，短路之后主回路開(kāi)始工作，并且迅速進(jìn)入防粘功能(4C3已斷開(kāi))，使輸出 為最小電流，防止鎢針和工件損壞，隨著焊槍提升，電弧建立，輸出電壓U0=10+0. 041高于 5V，防粘功能失效，繼電器4J1自動(dòng)切換為所需焊接給定電流。同時(shí)使用低空載輸出電壓控制電路，目的是在鎢針和工件接觸后才控制主回路工 作，因短路后主回路有輸出比有輸出后再短路的電流沖擊會(huì)小些，這樣最大化降低短路時(shí) 工件和鎢極的損傷。
以下結(jié)合附圖2和附圖3，對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)安排進(jìn)行如下詳細(xì)描述將所有電路布局在PCB板上制成四個(gè)單元，包括設(shè)有輔助電源10、控制模塊11、驅(qū) 動(dòng)模塊8、驅(qū)動(dòng)模塊9、逆變4、反饋給定12、異常指示13、過(guò)流過(guò)熱檢測(cè)14、低空載控制電路 15的上PCB板，設(shè)有啟動(dòng)保護(hù)1、一次整流2、濾波3的下PCB板，設(shè)有變壓器5、二次整流6、 直流輸出7的中PCB板以及防粘和提升引弧功能控制板。圖3中通過(guò)左右兩組散熱器2組合上板3與中板6單元構(gòu)成逆變器機(jī)芯和水平吹 風(fēng)式風(fēng)道12，將功率器件場(chǎng)管1、二次整流快恢復(fù)二極管7置于散熱器上下兩側(cè)，一次整流 硅橋11裝于風(fēng)機(jī)側(cè)下方、將發(fā)熱器件變壓器10、電抗器4置于機(jī)芯的風(fēng)腔內(nèi)。而將啟動(dòng)保 護(hù)、一次整流后濾波電路9等溫升很低的底板8置于機(jī)底，防粘和提升引弧功能控制板5置 于機(jī)底。
權(quán)利要求一種具有防粘功能和提升引弧功能的逆變式弧焊機(jī)，包括順序連接的啟動(dòng)及保護(hù)電路、一次整流及一次整流濾波電路、逆變電路、隔離降壓電路、二次整流及二次整流濾波電路、直流輸出電路、控制模塊以及驅(qū)動(dòng)電路，且驅(qū)動(dòng)電路與逆變電路相連，直流輸出電路及控制模塊之間并列設(shè)有低空載控制電路和反饋給定電路，其特征在于，所述防粘功能和提升引弧功能逆變式弧焊機(jī)還設(shè)有防粘和提升引弧功能電路，該防粘和提升引弧功能電路分別連接直流輸出電路和控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防粘功能和提升引弧功能的逆變式弧焊機(jī)，其特征在 于，所述防粘和提升引弧功能電路由運(yùn)算放大器、繼電器、場(chǎng)管、電阻、電容構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防粘功能和提升引弧功能逆變式弧焊機(jī)，其特征在于， 設(shè)有輔助電源，該輔助電源分別連接一次整流濾波電路和控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防粘功能和提升引弧功能的逆變式弧焊機(jī)，其特征在 于，設(shè)有驅(qū)動(dòng)模塊，該驅(qū)動(dòng)模塊分別連接逆變電路和驅(qū)動(dòng)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防粘功能和提升引弧功能的逆變式弧焊機(jī)，其特征在 于，設(shè)有異常指示電路及過(guò)流過(guò)熱檢測(cè)電路，分別與控制模塊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防粘功能和提升引弧功能的逆變式弧焊機(jī)，其特征在 于，設(shè)有PCB板和散熱器，所述輔助電源電路、控制模塊、驅(qū)動(dòng)電路、逆變電路、反饋給定電 路、低空載控制電路設(shè)置在上PCB板上，所述啟動(dòng)及保護(hù)電路、一次整流及一次整流濾波電 路設(shè)置在下PCB板上，所述二次整流及二次整流濾波電路、直流輸出電路設(shè)置于中PCB板 上；上PCB板安裝于兩組散熱器頂面，中PCB板安裝于兩組散熱器底面，左右兩組散熱器相 對(duì)安裝構(gòu)成水平吹風(fēng)式風(fēng)道，所述上PCB板與下PCB板上的電子電路元件位于該風(fēng)道內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種具有防粘功能和提升引弧功能逆變式弧焊機(jī)，包括順序連接的啟動(dòng)及保護(hù)電路、一次整流及一次整流濾波電路、逆變電路、隔離降壓電路、二次整流及二次整流濾波電路、直流輸出電路、控制模塊以及驅(qū)動(dòng)電路，且驅(qū)動(dòng)電路與逆變電路相連，直流輸出電路及控制模塊之間并列設(shè)有低空載控制電路和反饋給定電路，所述防粘功能和提升引弧功能逆變式弧焊機(jī)還設(shè)有防粘和提升引弧功能電路，該防粘和提升引弧功能電路分別連接直流輸出電路和控制模塊?？梢杂行Х乐购附硬僮鲿r(shí)焊條和工件短路后粘住以至于損壞工件，提高操作的方便性。
文檔編號(hào)B23K9/10GK201735932SQ201020538728
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者楊勇, 楊振文 申請(qǐng)人:深圳市華意隆實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司