專利名稱：無輸出端反饋逆變焊機控制方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種電焊機，尤其是逆變式電焊機的控制方法及裝置。
背景技術：
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。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種無輸出端反饋逆變焊機的控制方法及裝 置。該方案采用變壓器原邊電流檢測，通過信號處理實現焊接電流檢測；通過系統脈寬調制 (P麗)信號的處理實現焊接電壓檢測，從而實現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的，主要包括變壓器原邊電流檢測環節1 、焊接電流檢 測環節2、輸出特性控制環節3，最大電流限制環節4，脈寬調制(PWM)環節5、焊接電壓檢測 環節6。由環節1檢測變壓器原邊電流Ip后一路送至環節5，另一路送至環節2處理后得 到焊接電流反饋信號If。環節6對環節5的P麗信號處理得到焊接電壓反饋信號Uf。環 節3根據焊接電壓給定信 號Ug、焊接電流給定信號Ig、環節2輸出的焊接電流反饋信號If 和環節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，環節4進行最大焊接電 流限制。環節3產生一個P麗控制信號送至環節5，環節5根據該控制信號以及原邊電流信 號產生P麗信號。本方案的特征是焊接電壓反饋信號Uf通過P麗信號獲取，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；本發明采用兩路獨立的PI運算環節，實現了最大焊接電流限制。
圖1為本發明具體實施方式
的結構示意圖。
圖2為本發明具體實施方式
的電路示意圖。
具體實施例方式
根據附圖1敘述本發明的電路組成結構。由環節1檢測變壓器原邊電流Ip后一 路送至環節5，另一路送至環節2處理后得到焊接電流反饋信號If 。環節6對環節5的P麗 信號處理得到焊接電壓反饋信號Uf 。環節3根據焊接電壓給定信號Ug、焊接電流給定信號 Ig、環節2輸出的焊接電流反饋信號If和環節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，環節4進行最大焊接電流限制。環節3產生一個P麗控制信號送至環節 5，環節5根據該控制信號以及原邊電流信號產生P麗信號。本方案的特征是焊接電壓反饋 信號Uf通過P麗信號獲取，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。 原邊電流檢測環節1中LI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轉化為電壓信號，從 而實現了主變壓器原邊電流的檢測。 焊接電流檢測環節2中，電壓比較器U2A采用LM339 ， Q3采用PNP三極管，當C8的 電壓未達到環節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，當C8的電壓達到環節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。 輸出特性控制環節3中，U1B為運算放大器LM324, U1B與R2、R3、R4、C1組成比例 積分(PI)調節器，焊接電流給定信號Ig從R4輸入，焊接電流反饋信號If經R1后通過電 壓跟隨器U1D從R2輸入，PI運算結果經R5輸出至環節5中U3的5腳進行P麗控制。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腳翻轉為低電平，使電壓跟 隨器U1D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，實現了恒流外拐 的輸出特性。 最大電流限制環節4中，U1C與R9、 RIO、 Rl 1 、 R12、 C2組成PI調節器，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Q1導通，從而使環節3 中U1B的7腳電壓不超過U1C的8腳電壓，實現最大焊接電流限制。 脈寬調制環節5中，U3為電流模式P麗控制芯片UC3846， Q2為NPN三極管，U3的 內部運算放大器結成電壓跟隨器，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R19接U3的電流封鎖端，當出現過流時 實現對輸出的P麗信號封鎖。 環節6中，D5、 D6陽極接5中U3的P麗輸出端11腳和14展卩，P麗信號經R28與 C9濾波得到P麗信號占空比的平均值，由于逆變焊機的焊接電壓正比于P麗信號占空比，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 。
權利要求
一種無輸出端反饋逆變焊機控制方法，該方法包括環節(1)檢測變壓器原邊電流Ip后一路送至環節(5)，另一路送至環節(2)處理后得到焊接電流反饋信號If，環節(6)對環節(5)的PWM信號處理得到焊接電壓反饋信號Uf；環節(3)根據焊接電壓給定信號Ug、焊接電流給定信號Ig、環節(2)輸出的焊接電流反饋信號If和環節(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，環節(4)進行最大焊接電流限制；環節(3)產生一個PWM控制信號送至環節(5)，環節(5)根據該控制信號以及原邊電流信號產生PWM信號；其特征是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。
2. 根據權利要求書l所述的方法，其特征是環節(6)焊接電壓反饋信號取自P麗信號 平均值得到的。
3. 根據權利要求書l所述的方法，其特征是環節(2)焊接電流反饋信號取自原邊電流 信號的峰值得到的。
4. 根據權利要求書1所述的方法，其特征是有兩路獨立的PI調解器(3)和(4) ， (3)用 于控制焊接電壓、電流特性，(4)用于限制最大焊接電流。
5. —種無輸出端反饋逆變焊機控制裝置，包括變壓器原邊電流檢測環節(1)、焊接電 流檢測環節(2)、輸出特性控制環節(3)，最大電流限制環節(4)，脈寬調制(P麗)環節(5)、 焊接電壓檢測環節(6)。
6. 根據權利要求書5所述，其特征是焊接電流檢測環節(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(1)中R30的電壓時，U2A的4腳電壓比5 腳電壓高，U2A的2腳輸出低電平使Q3導通，C8處于充電狀態，當C8的電壓達到(1)中R30 的電壓時充電停止，所以C8的電壓保持在R30的峰值電壓，從而輸出焊接電流反饋信號If 。
7. 根據權利要求書5所述，其特征是環節(6)中，D5、D6陽極接(5)中U3的P麗輸出 端11腳和14腳，P麗信號經R28與C9濾波得到P麗信號占空比的平均值，由此得到焊接 電壓反饋信號Uf 。
8. 根據權利要求書5所述，其特征是最大電流限制環節(4)中，U1C與R9、 RIO、 Rll、 R12、C2組成PI調節器，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(3)中U1B的7腳電壓不超過U1C的8腳電壓，實現最大焊接 電流限制。
9. 根據權利要求書5所述，其特征是脈寬調制環節(5)中，U3為電流模式P麗控制芯 片UC3846， Q2為NPN三極管，U3的內部運算放大器結成電壓跟隨器，U3的10腳輸出脈沖 信號經C6開通Q2定時給C7放電，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R19接U3的電流封鎖端16腳，當出現 過流時實現對輸出脈沖的封鎖。
全文摘要
本發明提供了一種無輸出端反饋逆變焊機控制方法。該方法包括環節1檢測變壓器原邊電流Ip后一路送至環節5，另一路送至環節2處理后得到焊接電流反饋信號If；環節6處理環節5的PWM信號得到焊接電壓反饋信號Uf；環節3根據焊接電壓給定信號Ug、焊接電流給定信號Ig、環節2輸出的焊接電流反饋信號If和環節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，環節4對最大焊接電流進行限制；環節3產生一個PWM控制信號送至環節5，環節5根據該控制信號以及原邊電流信號產生PWM信號，從而實現無輸出端反饋的逆變電焊機控制。此外，還公布了實現該方法的裝置。
文檔編號B23K9/10GK101791735SQ201010001488
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月8日 優先權日2010年1月8日
發明者侯潤石, 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