專利名稱：多電源并聯組合焊接電源的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種包括手工焊、氣體保護焊、埋弧焊、電渣焊、等離子焊及等離子切 割中使用的電源設備。
背景技術：
在現有技術中，用于自動或手工焊接設備的焊接電源，通常是由三相整流橋組，濾 波電路，逆變開關電路，控制電路，驅動電路次級整流電路等組成的單一供電電源。一般由 單一類電源構成的焊接電源，由于不能滿足需要更大焊接電流的焊接環境，尤其是大型設 備的焊接，而達不到所需電流的要求。如北京時代、山東奧泰、深圳佳士、瑞典伊薩公司采用 了如圖3所示的僅是兩臺此類電源并聯構成的雙并聯電源焊接設備。該電源設備是一種不 允許每個電源輸出不均衡電流，制作成本較高、電路調試困難的電源設備。這種雙并聯系統的焊接電源，由于在整個焊接電流范圍內很難做到完全均衡地輸 出電流，在焊接過程中，若其中有一套電源失效或損壞時，焊接系統就會立即失控，導致斷 弧或沾弧等現象，帶來嚴重的焊接質量問題。由于上述雙并聯系統的焊接電源并聯回路上 并聯電源的電流控制不獨立，不能防止初、次級電流過大，而損壞大功率逆變器件。往往在 焊接運行過程中，電源的運行工作不穩定。電流輸出的可靠性極差，很難避免每個電源輸出 不均衡電流，因此時常發生電流失衡，發生令人心驚膽戰的電源爆管事故，導致整個電源報 廢。
發明內容
為了克服現有技術雙并聯焊接電源電流輸出不均衡的缺點，本發明的任務是提出 一種結構原理簡單，并聯電源電流控制獨立，總輸出電流恒定不變，并可允許每個電源輸出 不均衡電流，工作十分穩定可靠，調試難度小，特別適合大批量生產的多臺并聯式焊接電源 系統。本發明的上述目的可以通過以下措施來達到，一種多電源并聯組合焊接電源，包 括，至少兩臺獨立逆變電源構成的并聯組合焊接電源，其特征在于，在至少由二組電源并聯 組合焊接電源中，設有一個經焊接電流控制板輸出端驅動每個并聯逆變電源組的電路，每 個并聯逆變電源組的輸出端并聯后，經分流器后輸出至焊接口，使疊加后并聯電源組的輸 出總電流保持恒定的第一電流閉環控制回路(B回路)；且每個并聯逆變電源組中，各自均 連接有一個帶限流保護的驅動器，而構成的相互獨立的第二電源電流閉環控制回路(A回 路)本發明相比于現有技術具有如下有益效果本發明在并聯逆變電源的總輸出端接入一個分流器，使之成的第一電流閉環控制 回路系統，它能使并聯電源組疊加后的輸出總電流保持恒定，保證了疊加并聯后的總電流 輸出穩定。本發明在每臺普通逆變電源上，配置一個帶有限流控制的驅動盒，由此構成的由逆變器和限流保護電路組成的基本電源的第二電流閉環控制回路。大大的提高了基本電源 的可靠性和穩定性。這個電流閉環回路在整個基本電源中起到防止初、次級電流過大，而損 壞大功率逆變器件的作用(即限流控制)，從而保護了逆變焊接系統工作的可靠性。因此當 它們并聯到一起時，各自的驅動器保護各自的逆變電源，同時也允許每一個基本電源，允許 有不均衡的電流輸出。使該基本電源能進行無數個并聯組合成為可能。并聯組合后的大電 流，經過一次電流閉環控制后，可以得到恒定的大電流輸出。進一步避免了現有技術時常發 生電流失衡，發生電源爆管的缺陷。本發明將具有限流保護功能的限流保護電路與逆變驅動器結合，并將每個驅動器 單獨配置到每個逆變電源中，形成電源的獨立電流控制，保證了每個基本電源的可靠運行。 由于每個基本電源都設有的限流保護。可以允許每個基本電源組輸出不均衡的電流，但在 焊接總輸出電流時，輸出的電流保持恒定不變，進而確保了整個焊接電源系統的穩定、可靠 的運行，為提高焊接質量，拓展焊接電源的使用范圍提供了發展空間，特別適合大批量生產 的多臺并聯式焊接電源系統。由于本發明允許每個基本電源輸出不均衡的電流值，焊接總輸出的的電流恒定不 變，因此，大大降低了調試的難度，使并聯疊加變得更加容易。
圖1是本發明多電源并聯組合焊接電源一個實施例的電路示意圖。圖2是本發明帶限流控制的驅動電路示意圖。圖3是目前廣泛使用的雙并聯電路示意圖。
具體實施例方式參閱圖1和圖2。基本電源由一個逆變器和一個帶有限流控制的驅動器構成。本發 明的多臺并聯式組合焊接電源，是至少由兩臺帶有限流控制驅動盒和獨立逆變電源構成的 并聯組合焊接電源系統。在至少由二組電源并聯組合焊接電源系統中，設有一個經焊接電 流控制板輸出端驅動每個并聯逆變電源組的電路，每個并聯逆變電源組的輸出端并聯后， 經分流器后輸出至焊接口，使疊加后并聯電源組的輸出總電流保持恒定的第一電流閉環控 制回路，即B回路；且每個并聯逆變電源組中，各自均連接有一個帶限流保護的驅動器，而 構成的相互獨立的第二電源電流閉環控制回路，即A回路。換句話說，該第二電源電流閉環 控制回路是分流器設置在并聯電源組總輸出線路上，通過電流反饋線的信號直接進入電流 控制板構成的總電流閉環反饋回路。上述第二電源電流閉環控制回路A通常可以裝在限流控制驅動盒內。并聯在第一 電流閉環控制B回路中的并聯電源組，可以是至少由二臺基本逆變電源組成，每個基本電 源中都含有一個獨立的閉環控制電路，用以確保基本電源的可靠性。在上述組合焊接電源 系統中，可任選一個基本電源作為主電源，其余的則為輔助電源。比如由第一組并聯在電路 中的基本電源為主電源，其余并聯于電路中的基本電源為輔助電源。并聯電源系統中基本 電源的數量，由所需總輸出電流的大小來確定。如在圖1中是由八個基本電源并聯組成的 焊接系統，其中第一個基本電源為主電源，其余七個基本電源為輔助電源。焊接電流可以是 1000A，每個基本電源輸出的電流可以是125A，此時，每個基本電源輸出電流的大小僅為額定值的62.5%。限流保護能力可以設定在額定值的80%，S卩160A。在圖1中，基本電源有三條控制線與焊接電流控制板直接相連，在這三條線控制 中，有一條是用以檢測電弧電壓的電壓反饋線，另兩條是用以檢測焊接狀態的電抗連接線。 電壓反饋線連接在所述主電源的整流二極管的輸出端，另一頭連接在焊接電流控制板的電 壓檢測電路上，另外兩根電抗器輸出線一端連接在主電源的輸出電抗器上，另一端接在焊 接電流控制板的電流檢測電路上。參閱圖2。連接在逆變器上的限流保護電路包括，與互感器TR2次級接線端E1、E2 上連接的橋式濾波整流電路和經并聯電阻R14、R15、二極管D16、接點并聯電阻RIO、RllU 穩壓二極管D15并聯回路上連接的電容C12，以及并聯在C12和串聯在脈沖輸入端到電阻 R16上并聯的集成電路IClA和三個并聯的集成電路IC1B、IC1C、IC1D組成的脈沖 門限電路。 與脈沖門限電路相連的逆變驅動器，包括，將脈沖信號送至場效應管TlO柵極，由電阻R13 和R12組成的分壓電路和兩個串聯在TlO電路上，將TlO放大信號傳至整形電路的穩壓二 極管 D18、D17。380V三相交流電源，經次級整流電流電路和次級變壓TR1、互感器TR2，經過 D11-D14橋式濾波整流電路，整流濾波后，變成直流電壓+560V B，加在次級變壓器回路上的 二極管Dl和大功率逆變管Tl上，將OVB電壓加在二極管D2和大功率逆變管T2上。其中， 由二極管Dl和D2以及大功率逆變管Tl和T2構成半推式逆變電路，在大功率逆變管Tl和 T2導通時，初級電流首先通過560VB直流電壓，經大功率逆變管Tl后，再到互感器TR2的初 級和焊接變壓器TRl的初級，最后通過大功率逆變管T2返回到0VB。當逆變器關斷時，焊接變壓器TRl儲存的能量，通過二極管Dl和D2重新存回到 560VB的直流電源中，焊接電流是通過焊接變壓器TRl的次級，再經過次級整流電路后輸 出ο脈沖信號通過脈沖輸入端到電阻R16上，再輸入到集成電路IClA的輸入端。當 焊接變壓器的初級電流小于限流值時，三個并聯的集成電路IC1B、IC1C、IClD的一個端口 均為低電平，此時，三個集成電路允許IClA的脈沖信號通過，并反相一次后輸出到電阻R13 上，經電阻R13和R12分壓后，脈沖信號送至場效應管TlO的柵極，經TlO放大后，再經脈沖 變壓器TR3的隔離，傳至兩個獨立的整形電路(整形電路1和整形電路2)，去驅動大功率逆 變功率管Tl和T2。當焊接變壓器初級電流增大時，互感器TR2的次級電流也隨之加大，次級電流通 過接線端El和E2，進入由快速二極管Dll至D14構成的整流橋，經濾波電容器ClO濾波后， 加至穩壓二極管D15。在初級電流未達到限流電流值時，穩壓二極管D15不導通。所以電容器C12沒有 電壓，集成電路IClB到IC1D，正常輸出脈沖信號。當焊接變壓器的初級電流達到或超過限流電流值時，電容器ClO上的電壓高過穩 壓二極管D15的導通電壓，穩壓二極管D15導通，電壓通過電阻R10，加至電容器C12和IClB 至IClD的另一輸入端。此時，三個并聯的集成電路IClB至IClD的一個輸入端為高電平， 封住了 IClB和IClD的輸出端，所以切斷了脈沖輸入，達到了限流的目的。當焊接變壓器初級電流小于限流值時，二極管D15開路，電容器ClO上的電壓為低 電平。集成電路IClB至IClD重新恢復脈沖信號輸出。焊接變壓器重新恢復到工作狀態。
權利要求
一種多電源并聯組合焊接電源，包括，至少兩臺獨立逆變電源構成的并聯組合焊接電源，其特征在于，在至少由二組電源并聯組合焊接電源中，設有一個經焊接電流控制板輸出端驅動每個并聯逆變電源組的電路，每個并聯逆變電源組的輸出端并聯后，經分流器后輸出至焊接口，使疊加后并聯電源組的輸出總電流保持恒定的第一電流閉環控制回路；且每個并聯逆變電源組中，各自均連接有一個帶限流保護的驅動器，而構成的相互獨立的第二電源電流閉環控制回路。
2.根據權利要求1所述的多電源并聯組合焊接電源，其特征在于，在所述組合焊接電 源系統中，可任選一個基本電源作為主電源，其余的則為輔助電源。
3.根據權利要求1所述的多電源并聯組合焊接電源，其特征在于，主電源有三條控制 線與焊接電流控制板直接相連，在這三條線控制中，有一條是用以檢測電弧電壓的電壓反 饋線，另兩條是用以檢測焊接狀態的電抗連接線。
4.根據權利要求1所述的多電源并聯組合焊接電源，其特征在于，電壓反饋線連接在 所述主電源的整流二極管的輸出端，另一頭連接在焊接電流控制板的電壓檢測電路上，另 外兩根電抗器輸出線一端連接在主電源的輸出電抗器上，另一端接在焊接電流控制板的電 流檢測電路上。
5.根據權利要求1所述的多電源并聯組合焊接電源，其特征在于，分流器設置在并聯 電源組總輸出線路上，通過電流反饋線的信號直接進入電流控制板構成總電流閉環反饋回路。
6.根據權利要求1所述的多電源并聯組合焊接電源，其特征在于，連接在逆變器上的 限流保護電路包括，與互感器TR2次級接線端(E1、E2)上連接的橋式濾波整流電路和經并 聯電阻R14、R15、二極管D16、接點并聯電阻RIO、R111、穩壓二極管D15并聯回路上連接的 電容C12，以及并聯在C12和串聯在脈沖輸入端到電阻R16上并聯的集成電路IC1A和三個 并聯的集成電路IC1B、IC1C、IC1D組成的脈沖門限電路。
7.根據權利要求6所述的多電源并聯組合焊接電源，其特征在于，當焊接變壓器的初 級電流小于限流值時，三個并聯的集成電路IC1B、IC1C、IC1D的一個端口均為低電平，且三 個集成電路允許IC1A的脈沖信號通過，并反相一次后輸出到電阻R13上，經電阻R13和R12 分壓后，脈沖信號送至場效應管T10的柵極，經T10放大后，再經脈沖變壓器TR3的隔離，傳 至兩個獨立的整形電路(整形電路1和整形電路2)，去驅動大功率逆變功率管T1和T2。
8.根據權利要求1所述的多電源并聯組合焊接電源，其特征在于，與脈沖門限電路相 連的逆變驅動器，包括，將脈沖信號送至場效應管T10柵極，由電阻R13和R12組成的分壓 電路和兩個串聯在T10電路上，將T10放大信號傳至整形電路的穩壓二極管D18、D17。
全文摘要
本發明公開的一種多電源并聯組合焊接電源，旨在提供一種結構原理簡單，并聯電源電流控制獨立，總輸出電流恒定不變，并允許每個電源輸出不均衡電流，工作穩定可靠的焊接電源。它包括，至少兩臺獨立逆變電源構成的并聯組合焊接電源。在至少由二組電源并聯組合焊接電源中，設有一個經焊接電流控制板輸出端驅動每個并聯逆變電源組的電路，每個并聯逆變電源組的輸出端并聯后，經分流器后輸出至焊接口，使疊加后并聯電源組的輸出總電流保持恒定的第一電流閉環控制回路(B回路)；且每個并聯逆變電源組中，各自均連接有一個帶限流保護的驅動器構成相互獨立的第二電源電流閉環控制回路(A回路)。解決了現有技術發生電流失衡，時常引起的電源爆管事故，損壞電源的問題。
文檔編號H02M1/32GK101860072SQ20101014930
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月19日 優先權日2010年4月19日
發明者殷宇, 鄒靜 申請人:成都康瑞特科技開發有限責任公司