專利名稱：雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及焊接設備技術領域的氬弧焊機，具體是一種雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機。
背景技術：
交流方波鎢極氬弧焊機，一般具備手工焊條焊、直流脈沖氬弧焊、交流方波氬弧焊等功能，現有的交流方波鎢極氬弧焊機普遍存在內部電路復雜，兩次逆變功耗大，整機效率低、整機體積大、重量重、暫載率低、材料成本高等問題；交流氬弧焊需調節參數較多，現有的交流方波鎢極氬弧焊機普遍存在操作鈕數量多、面板擁擠，操作復雜、參數控制精度低等缺陷。因此，特別需要一種新的交流方波鎢極氬弧焊機能減小內部電路復雜性、縮小焊機體積和重量、降低材料成本；降低整機電功耗、提高電源效率和使用暫載率；提高控制精度、擴展更多更新的焊接功能。
實用新型內容本實用新型針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機。本實用新型是通過以下技術方案實現的。本實用新型涉及一種雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，包括主板電路模塊、輸出板電路模塊、面板控制電路模塊以及引弧/維弧電路模塊，其中，所述主板電路模塊的輸入端通過電源開關與外部交流輸入電源插頭連接，所述主板電路模塊的輸出端通過多芯排線與輸出板電路模塊的輸入端連接，所述輸出板電路模塊的輸出端通過銅排電纜分別與焊機正/負輸出接口連接，所述面板控制電路模塊通過多芯排線與主板電路模塊的控制端口連接，所述引弧/維弧電路模塊的輸入端通過多芯排線與輸出板電路模塊的控制端口連接，所述引弧/維弧電路模塊的輸出端通過高頻耦合電感與輸出板電路模塊的輸出端口連接。所述輸出板電路模塊包括變壓整流濾波單元，所述面板控制電路模塊包括信號處理電路單元，所述主板電路模塊包括:輸入整流濾波單元、輔助電源單元、一次逆變開關單元、氣閥/高頻控制電路單元、焊槍開關控制單元、保護電路單元、一次逆變控制單元以及一次逆變驅動單元，其中，所述輸入整流濾波單元的輸入端與電源開關連接，所述輸入整流濾波單元的輸出端分別與輔助電源單元和一次逆變開關單元的輸入端連接，所述輔助電源單元的輸出端分別與上述各單元的電源供給端連接，所述一次逆變開關單元的輸出端與輸出板電路模塊的變壓整流濾波單元的輸入端連接，所述一次逆變驅動單元的輸入端與一次逆變控制單元的輸出端連接，所述一次逆變驅動單元的輸出端與一次逆變開關單元的控制端連接，所述一次逆變控制單元的輸入端分別與保護電路單元的輸出端以及面板控制電路模塊的信號處理電路單元的輸入/輸出端連接，所述保護電路單元的輸入端與輸入整流濾波單元的輸出端連接，所述氣閥/高頻控制電路單元的輸入端與輸入整流濾波單元的輸入端連接，所述氣閥/高頻控制電路單元的輸出端分別與氣閥和引弧/維弧電路模塊的高頻弓I弧電路單元的輸入端連接，所述焊槍開關控制單元的輸入端通過焊機控制插口與焊炬開關連接，所述焊槍開關控制單元的輸出端與面板控制電路模塊的信號處理電路單元連接。所述一次逆變開關單元、一次逆變控制單元以及一次逆變驅動單元為全橋拓撲一次逆變電路。所述主板電路模塊包括一次逆變開關單元，所述引弧/維弧電路模塊包括高頻引弧電路單元，所述輸出板電路模塊包括:變壓整流濾波單元、二次逆變開關單元、尖峰電壓箝位單元、二次逆變驅動單元、增壓引弧電路單元以及高頻耦合電路單元，其中，所述變壓整流濾波單元的輸入端與主板電路模塊的一次逆變開關單元的輸出端連接，所述變壓整流濾波單元的輸出端與二次逆變開關單元的輸入端連接，所述二次逆變開關單元的輸出端通過銅排電纜與焊機正輸出接口連接，所述二次逆變驅動單元的輸入端通過多芯排線與主板電路模塊的主板控制端口連接，所述二次逆變驅動單元的輸出端與二次逆變開關單元的控制端連接，所述尖峰電壓箝位單元的輸入/輸出端均與變壓整流濾波單元的輸出端連接，所述增壓引弧電路單元的輸入端與變壓整流濾波單元的輸出端連接，所述增壓引弧電路單元的輸出端與二次逆變開關單元的輸入端連接，所述高頻耦合電路單元的輸入端與引弧/維弧電路模塊的高頻引弧電路單元的輸出端連接，所述高頻耦合電路單元的輸出端通過銅排電纜與焊機負輸出接口連接。所述二次逆變開關單元和二次逆變驅動單元為半橋拓撲二次逆變電路。所述主板電路模塊包括一次逆變控制單元，所述面板控制電路模塊包括:信號處理電路單元、微電腦控制單元以及顯示/按鍵電路單元，其中，所述信號處理電路單元的輸入/輸出端口分別與微電腦控制單元和主板電路模塊的一次逆變控制單元的輸入端連接，所述微電腦控制單元與顯示/按鍵電路單元通過總線連接。所述輸出板電路模塊包括變壓整流濾波單元，所述主板電路模塊包括氣閥/高頻控制電路單元，所述引弧/維弧電路模塊包括:穩弧電路單元、高頻引弧電路單元，其中，所述穩弧電路單元的輸入/輸出端通過多芯排線與輸出板電路模塊的變壓整流濾波單元的輸出端連接，所述高頻引弧電路單元的輸入端通過雙芯排線與主板電路模塊的氣閥/高頻控制電路單元的輸出端連接，所述高頻引弧電路單元的輸出端通過高頻耦合電感與焊機負輸出接口連接。本實用新型提供的雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，采用全橋拓撲一次逆變主電路、半橋拓撲二次逆變主電路以及微電腦系統控制電路，同時創新設計增壓引弧電路單元、同步穩弧電路單元以及防觸電VRD電路，用于實現交流方波鎢極氬弧焊機的大功率、小體積、低成本、多功能、數字化、易操作的目的，全橋一次逆變電路與半橋二次逆變電路組合減小了電源功耗、節省了材料成本、壓縮了整機體積、減小整機重量、增加了焊機的便攜性、提高了使用暫載率。本實用新型與現有技術相比，具有以下技術效果:1、微電腦控制面板簡潔、顯示直觀、操作容易；2、多種新的焊接模式一機多用；3、多組用戶數據存取及掉電記憶可節省設置時間；4、全面的焊接工藝參數精密控制減小了焊接難度、提高了焊接工藝效果；5、新的VRD功能既解決了防觸電模式下手工焊難引弧問題，又提高了使用安全性；6、增壓引弧功能顯著提升了交流氬弧焊在低溫環境下一次弓I弧成功率；7、同步穩弧電路單元成功解決了交流氬弧焊易斷弧難題。
圖1為本實用新型的整機電路結構示意圖；圖2為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的實施例作詳細說明:本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，本實施例所述的雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，其包括:主板電路模塊100、輸出板電路模塊200、面板控制電路模塊300、引弧/維弧電路模塊400四大模塊。主板電路模塊的輸入端通過電源開關與外部交流輸入電源插頭連接，主板電路模塊的輸出端通過多芯排線與輸出板電路模塊的輸入端連接，輸出板電路模塊的輸出端通過銅排電纜分別與焊機正/負輸出接口連接，面板控制電路模塊通過多芯排線與主板電路模塊的控制端口連接，引弧/維弧電路模塊的輸入端通過多芯排線與輸出板電路模塊的控制端口連接，引弧/維弧電路模塊的輸出端通過高頻耦合電感與輸出板電路模塊的輸出端口連接。主板電路模塊包括:輸入整流濾波單元101、輔助電源單元102、一次逆變開關單元103、氣閥/高頻控制電路單元104、焊槍開關控制單元105、保護電路單元106、一次逆變控制單元107、一次逆變驅動單元108八個單元。其中，輸入整流濾波單元的輸入端與電源開關連接，輸入整流濾波單元的輸出端分別與輔助電源單元和一次逆變開關單元的輸入端連接，輔助電源單元的輸出端分別與各單元的電源供給端連接，一次逆變開關單元的輸出端與輸出板的變壓整流濾波單元的輸入端連接，一次逆變驅動單元的輸入端與一次逆變控制單元的輸出端連接，一次逆變驅動單元的輸出端與一次逆變開關單元的控制端連接，一次逆變控制單元的輸入端分別與保護電路單元的輸出端和控制板電路模塊的信號處理電路單元的輸入輸出端連接，保護電路單元的輸入端與輸入整流濾波單元的輸出端連接，氣閥/高頻控制電路單元的輸入端與輸入整流濾波單元的輸入端連接，氣閥/高頻控制電路單元的輸出端分別與氣閥和引弧/維弧電路模塊的高頻引弧電路單元的輸入端連接。焊槍開關控制單元的輸入端通過焊機控制插口與焊炬開關連接，焊槍開關控制單元的輸出端與面板控制電路模塊的信號處理電路單元連接。輸出板電路模塊包括:變壓整流濾波單元201、二次逆變開關單元202、尖峰電壓箝位單元203、二次逆變驅動單元204、增壓引弧電路單元205、高頻耦合電路單元206六個單元。其中，變壓整流濾波單元的輸入端與主板電路模塊的一次逆變開關單元的輸出端連接，變壓整流濾波單元的輸出端與二次逆變開關單元的輸入端連接，二次逆變開關單元的輸出端通過銅排電纜與焊機正輸出接口連接，二次逆變驅動單元的輸入端通過多芯排線與主板控制端口連接，二次逆變驅動單元的輸出端與二次逆變開關單元的控制端連接，尖峰電壓箝位單元的輸入輸出端與變壓整流濾波單元的輸出端連接，增壓引弧電路單元的輸入端與變壓整流濾波單元的輸出端連接，增壓引弧電路單元的輸出端與二次逆變開關單元的輸入端連接，高頻耦合電路單元的輸入端與引弧/維弧電路模塊的高頻引弧電路單元的輸出端連接，高頻耦合電路單元的輸出端通過銅排電纜與焊機負輸出接口連接。面板控制電路模塊包括:信號處理電路單元301、微電腦控制單元302、顯示/按鍵電路單元303三個單元。其中，信號處理電路單元的輸入輸出/端口分別與微電腦控制單元和主板一次逆變控制單元的輸入端連接，微電腦控制單元與顯示/按鍵電路單元通過總線適時雙向通訊。引弧/維弧電路模塊包括:穩弧電路單元401、高頻引弧電路單元402兩個單元。其中，穩弧電路單元的輸入/輸出端通過多芯排線與輸出板的變壓整流濾波單元的輸出端連接，高頻引弧電路單元的輸入端通過雙芯排線與主板電路模塊的氣閥/高頻控制電路單元的輸出端連接，高頻引弧電路單元的輸出端通過高頻耦合電感與焊機負輸出接口連接。本實施例中，所述的雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機的控制方法，其工作過程包括以下步驟(結合附圖2所述的電路原理圖進行描述):步驟1，電網經電源開關為輸入整流濾波單元(由主板Cl C6、L1、BRU BR2等組成)提供交流輸入電源，經整流濾波電路整流濾波為一次直流高壓DC280V 370V，所述直流高壓一路經輔助電源單元產生焊機控制電路所需的多路低壓直流電源(包含DC18V、DC15V、-DC15V、DC12V等電壓輸出)，另一路經一次逆變開關單元(由主板Qll Q19、C77 C80.R105 Rl 14等組成)整流為高頻高壓交流脈沖(60KHz)；步驟2，所述高頻高壓交流脈沖經變壓整流濾波單元(由輸出板T1、D1 D9、C1 C7、R2 R5等組成)降壓整流濾波為直流低壓電源(DC60V 80V)，再經二次逆變開關單元(由輸出板R40 R52、Q5 Q15等組成)整流為焊接所需的直流或交流方波電源；步驟3，氣閥/高頻控制電路單元(由主板K4、K5等組成)是在微電腦控制單元的控制下，為氬弧焊提供提前送氣、滯后關氣、高頻引弧所需的交流電源(AC180V 260V);焊槍開關控制單元(由主板T2、L2、U6、R11 R14、C32 C36等組成)為微電腦控制單元提供氬弧焊模式的開啟及關閉信號；步驟4，高頻引弧電路單元(由引弧/穩弧板DI D5、Cl C8、Ql、Q2等組成)將主板高頻控制電路輸出的交流電源多次倍壓后，經過脈沖控制及LC振蕩電路振蕩輸出三千伏以上的高頻高壓小電流引弧脈沖，確保氬弧焊高頻模式下能順利引燃電弧。步驟5，穩弧電路單元(由引弧/穩弧板Q3、DlU D12、C12、C13等組成)將主變壓器(輸出板Tl)輸出的另一路高頻高壓脈沖倍壓為負極性的直流高壓(-DC180V 250V)電源后，采集二次逆變下管驅動信號PW4，輸出與負極性清洗電流同步的負極性高壓維弧脈沖，確保電弧從正半周向負半周過渡時維持電弧或迅速弓丨燃電弧；步驟6，尖峰電壓箝位單元將變壓整流濾波單元輸出的直流電壓尖峰箝位在整流器件的安全電壓范圍內，確保交流方波焊接模式下整流器件不致過壓損壞；同時，增壓引弧電路單元在高頻引弧期間為焊接回路提供遠高于焊機空載電壓的引弧脈沖電壓，可極大改善聞頻引弧成效果；聞頻I禹合電路單兀(由輸出板L2、C24、RY2等組成)在聞頻引弧期間，將高頻引弧電路單元的高頻高壓耦合至焊接回路，以擊穿保護氣體，從而引燃電弧，實現焊接過程。步驟7，保護電路單元(由主板U9A、D32 D35等組成)采集輸入整流濾波單元的輸出電壓、變壓整流濾波單元輸出端的負載電壓及焊機內部溫升信號，經分析處理后輸出給一次逆變控制單元及微電腦控制單元，以實現輸入過欠壓保護、輸出短路保護、過熱保護；所述一次逆變驅動單元在一次逆變控制單元(由主板U12、U10、U9C、UlU R54 R89、C51 C70等組成)的開關及外特性控制下，為一次逆變開關單元提供驅動脈沖信號；所述二次逆變驅動單元在微電腦控制單元的作用下，為二次逆變開關單元(由輸出板R40 R52、Q5 Q15等組成)提供頻率、脈寬可連續調節的驅動信號；所述信號處理電路單元將主板電路模塊輸出的異常保護信號Pro、焊機開關控制信號Ts、負載電壓信號Uo、控制電路電源DC15V經抗擾處理和電平轉換后輸出給微電腦控制單兀，同時也將微電腦控制單兀輸出的電流給定信號Ig、一次逆變開關信號Wc、氣閥控制信號Ge、防觸電保護信號VRD、高頻引弧控制信號HFc、二次逆變控制信號PWM3經抗擾處理和電平轉換后輸出給主板控制電路；微電腦控制單元通過采集分析主板電路模塊輸出的各種電壓信號及按鍵電路的控制信號，一路為主板控制電路輸出各種控制信號，一路為顯示/按鍵電路單元提供數碼顯示及指示燈指示信號。以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質內容。
權利要求1.一種雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，其特征在于，包括主板電路模塊、輸出板電路模塊、面板控制電路模塊以及引弧/維弧電路模塊，其中，所述主板電路模塊的輸入端通過電源開關與外部交流輸入電源插頭連接，所述主板電路模塊的輸出端通過多芯排線與輸出板電路模塊的輸入端連接，所述輸出板電路模塊的輸出端通過銅排電纜分別與焊機正/負輸出接口連接，所述面板控制電路模塊通過多芯排線與主板電路模塊的控制端口連接，所述引弧/維弧電路模塊的輸入端通過多芯排線與輸出板電路模塊的控制端口連接，所述引弧/維弧電路模塊的輸出端通過高頻耦合電感與輸出板電路模塊的輸出端口連接。
2.根據權利要求1所述的雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，其特征在于，所述輸出板電路模塊包括變壓整流濾波單元，所述面板控制電路模塊包括信號處理電路單元，所述主板電路模塊包括:輸入整流濾波單元、輔助電源單元、一次逆變開關單元、氣閥/高頻控制電路單元、焊槍開關控制單元、保護電路單元、一次逆變控制單元以及一次逆變驅動單元，其中，所述輸入整流濾波單元的輸入端與電源開關連接，所述輸入整流濾波單元的輸出端分別與輔助電源單元和一次逆變開關單元的輸入端連接，所述輔助電源單元的輸出端分別與上述各單元的電源供給端連接，所述一次逆變開關單元的輸出端與輸出板電路模塊的變壓整流濾波單元的輸入端連接，所述一次逆變驅動單元的輸入端與一次逆變控制單元的輸出端連接，所述一次逆變驅動單元的輸出端與一次逆變開關單元的控制端連接，所述一次逆變控制單元的輸入端分別與保護電路單元的輸出端以及面板控制電路模塊的信號處理電路單元的輸入/輸出端連接，所述保護電路單元的輸入端與輸入整流濾波單元的輸出端連接，所述氣閥/高頻控制電路單元的輸入端與輸入整流濾波單元的輸入端連接，所述氣閥/聞頻控制電路單兀的輸出端分別與氣閥和引弧/維弧電路|旲塊的聞頻引弧電路單兀的輸入端連接，所述焊槍開關控制單元的輸入端通過焊機控制插口與焊炬開關連接，所述焊槍開關控制單元的輸出端與面板控制電路模塊的信號處理電路單元連接。
3.根據權利要求2所述的雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，其特征在于，所述一次逆變開關單元、一次逆變控制單元以及一次逆變驅動單元為全橋拓撲一次逆變電路。
4.根據權利要求1所述的雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，其特征在于，所述主板電路模塊包括一次逆變開關單元，所述引弧/維弧電路模塊包括高頻引弧電路單元，所述輸出板電路模塊包括:變壓整流濾波 單元、二次逆變開關單元、尖峰電壓箝位單元、二次逆變驅動單元、增壓引弧電路單元以及高頻耦合電路單元，其中，所述變壓整流濾波單元的輸入端與主板電路模塊的一次逆變開關單元的輸出端連接，所述變壓整流濾波單元的輸出端與二次逆變開關單元的輸入端連接，所述二次逆變開關單元的輸出端通過銅排電纜與焊機正輸出接口連接，所述二次逆變驅動單元的輸入端通過多芯排線與主板電路模塊的主板控制端口連接，所述二次逆變驅動單元的輸出端與二次逆變開關單元的控制端連接，所述尖峰電壓箝位單元的輸入/輸出端均與變壓整流濾波單元的輸出端連接，所述增壓引弧電路單元的輸入端與變壓整流濾波單元的輸出端連接，所述增壓引弧電路單元的輸出端與二次逆變開關單元的輸入端連接，所述高頻耦合電路單元的輸入端與引弧/維弧電路模塊的高頻引弧電路單元的輸出端連接，所述高頻耦合電路單元的輸出端通過銅排電纜與焊機負輸出接口連接。
5.根據權利要求4所述的雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，其特征在于，所述二次逆變開關單元和二次逆變驅動單元為半橋拓撲二次逆變電路。
6.根據權利要求1所述的雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，其特征在于，所述主板電路模塊包括一次逆變控制單元，所述面板控制電路模塊包括:信號處理電路單元、微電腦控制單元以及顯示/按鍵電路單元，其中，所述信號處理電路單元的輸入/輸出端口分別與微電腦控制單元和主板電路模塊的一次逆變控制單元的輸入端連接，所述微電腦控制單元與顯示/按鍵電路單元通過總線連接。
7.根據權利要求1所述的雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，其特征在于，所述輸出板電路模塊包括變壓整流濾波單元，所述主板電路模塊包括氣閥/高頻控制電路單元，所述引弧/維弧電路模塊包括:穩弧電路單元、高頻引弧電路單元，其中，所述穩弧電路單元的輸入/輸出端通過多芯排線與輸出板電路模塊的變壓整流濾波單元的輸出端連接，所述高頻引弧電路單元的輸入端通過雙芯排線與主板電路模塊的氣閥/高頻控制電路單元的輸出端連接，所述高頻引弧 電路單元的輸出端通過高頻耦合電感與焊機負輸出接口連接。
專利摘要本實用新型公開了一種雙逆變交流方波鎢極氬弧焊機，包括主板電路模塊、輸出板電路模塊、面板控制電路模塊以及引弧/維弧電路模塊，主板電路模塊輸入端通過電源開關與外部交流輸入電源插頭連接，主板電路模塊輸出端通過多芯排線與輸出板電路模塊輸入端連接，輸出板電路模塊輸出端通過銅排電纜分別與焊機正/負輸出接口連接，面板控制電路模塊通過多芯排線與主板電路模塊控制端口連接，引弧/維弧電路模塊輸入端通過多芯排線與輸出板電路模塊控制端口連接，引弧/維弧電路模塊輸出端通過高頻耦合電感與輸出板電路模塊輸出端口連接。本實用新型減少電源功耗、節省材料成本、壓縮整機體積和整機重量、增加焊機便攜性、提高使用暫載率。
文檔編號B23K9/095GK203062065SQ20122071747
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者陳安清, 王志忠, 王敏, 徐德進, 范曄平 申請人:上海廣為拓浦電源有限公司, 上海廣為美線電源電器有限公司, 上海廣為電器工具有限公司