一种yag激光焊接电源教学实验及过级考试平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光焊接工业应用技术领域，具体涉及一种YAG激光焊接电源教学实验及过级考试平台。
【背景技术】
[0002]由于YAG激光焊接电源是一套高电压大电流的设备，在教学上应用存在一定的安全危险性，目前的YAG激光焊接电源的教学设备主要是把一台工业应用的YAG激光焊接电源平铺安装，然后放置在一个封闭的透明的展示箱里，学生只能看不能上手操作电路，或者亲自动手连接线路进行实验，这样就限制了学生的动手操作能力的训练。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种YAG激光焊接电源教学实验及过级考试平台，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种YAG激光焊接电源教学实验及过级考试平台，包括上位机、学生实验考试低压小电流故障模拟模块、YAG激光焊接实体电源、学生实验考试低电压小电流模拟电路、检测电路、故障模拟电路，所述YAG激光焊接实体电源、学生实验考试低电压小电流模拟电路、学生实验考试低压小电流故障模拟模块均通过CAN总线与上位机电性连接，所述学生实验考试低压小电流故障模拟模块22包括检测电路和故障模拟电路。
[0005]优选的，所述YAG激光焊接实体电源的总体电路包括220V交流市电、大电流空芯功率电感器、LP1为氙灯、IGBT模块、回路续流二极管、IGBT驱动保护电路、主控模块、霍尔电流互感器模块，所述220V交流市电的一端连接在Dl、D2之间，所述Cl、C2分别与Dl、D2连接，所述220V交流市电的另一端连接在Cl、C2之间，所述霍尔电流互感器模块分别与主控模块和大电流空芯功率电感器连接，所述IGBT驱动保护电路分别与主控模块及IGBT模块连接，所述氙灯连接在IGBT模块和大电流空芯功率电感器之间，所述回路续流二极管连接在霍尔电流互感器模块和氙灯的两端。
[0006]优选的，所述学生实验考试低电压小电流模拟电路包括9V交流电源、小电流功率电感、大功率LED、小功率IGBT、回路续流二极管、霍尔电流互感器、IGBT驱动保护电路、实验电路主控模块、双触头继电器，所述实验电路主控模块分别与IGBT驱动模块和大功率LED连接，所述9V交流电源的一端连接在C1、C2之间，所述9V交流电源的另一端连接在D1、D2之间，所述霍尔电流互感器连接在小电流功率电感和D1的两端，所述回路续流二极管连接在大功率LED和霍尔电流互感器的两端，所述IGBT驱动保护电路连接在主控模块和小功率IGBT之间，所述电路中每一条连线都增加了一个双触头继电器，所述继电器触头串联在连接线的两端。
[0007]本实用新型的技术效果和优点:该实用新型通过用一套在安全电压下的低电压低电流电路模拟实体的高电压高电流电源电路与实体电源同步工作。把本实用新型应用于教学上，不仅能让学生看到YAG激光焊接电源的实体，而且还能在绝对安全的情况下让学生在模拟电路平台下搭建像实体电源电路一样的电子线路进行实验，并且在学生上电操作之前能够在线自动检测出电子线路连接是否正确，从而避免了因为连接不当而造成电子元器件烧坏的后果；本实用新型还能够自动模拟产生各种电路故障让学生去寻找故障点排除故障，培养学生的问题解决能力；与此同时在过级考试时能够自动地从命题库里出题，自动的把学生考试成绩以及所动手搭建的电子线路图能够以文档的方式保存下来，为学生成绩查档保留依据。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型结构示意图；
[0009]图2为YAG激光焊接实体电源的总体电路；
[0010]图3为学生进行动手实验操作电路；
[0011]图4为检测电路；
[0012]图5为电子线路错误的一种连接；
[0013]图6为电子线路错误的一种连接；
[0014]图7为电子线路错误的一种连接。
[0015]图中:21上位机、22学生实验考试低压小电流故障模拟模块、23YAG激光焊接实体电源、24学生实验考试低电压小电流模拟电路、25检测电路、26故障模拟电路。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017]本实用新型提供了如图1所示的一种YAG激光焊接电源教学实验及过级考试平台，包括上位机21、学生实验考试低压小电流故障模拟模块22、YAG激光焊接实体电源23、学生实验考试低电压小电流模拟电路24、检测电路25、故障模拟电路26，所述YAG激光焊接实体电源23、学生实验考试低电压小电流模拟电路24、学生实验考试低压小电流故障模拟模块22均通过CAN总线与上位机21电性连接，所述学生实验考试低压小电流故障模拟模块22包括检测电路25和故障模拟电路26。
[0018]本实用新型的总体设计框图如图1，YAG激光焊接实体电源的总体电路如图2，图中4为220V交流市电输入，经过Dl，D2及Cl，C2倍压整流后产生的总线直流电压Vbus大约为620V，L1为180uH的大电流空芯功率电感器，LP1为氙灯，Q1为400A/1200V的IGBT模块，D3为回路续流二极管，1为IGBT驱动保护电路，2为主控模块，3为额定电流为400A的霍尔电流互感器模块。电路工作控制原理为:设定给定的参考电流，由霍尔电流互感器量测主回路电流回馈给主控器，主控制器通过PWM控制IGBT，使回路中流过氙灯的电流稳定于设定的参考电流。
[0019]由于YAG激光焊接实体电源总线电压Vbus达到620V，主回路电流最大可达到400A，如此大的电压电流不适合应用于学生教学实验，所以本解决方案中增加了一套在安全电压下的低电压小电流实验电路，其电路原理和实体电源的电路原理完全相同，模拟实验电路模块与实体电源电路模块通过CAN总线进行通信实现操作控制同步；同时为了能够在线自动检测学生所搭建连接的电子线路，在电路中每一条连接线的两端各串接一个可控制的开关，这种可控制开关可使用但不限于MOSFET、继电器等，本解决方案使用了一个双触头继电器，继电器触头各串联在连接线的两端，这样在检测连接线时就可以把这条连接线与电路中其它连接线隔离开，就可以单独的测量这条连接线是否正确连接。用于学生进行动手实验操作的电路如图3所示，图中5为9V交流电源，其经过倍压整流后产生的总线直流电压Vbus大约为25V，L2为180uH的小电流功率电感，LP2为一个额定电流为1A前向压降为6V的大功率LED用来代替氙灯，Q2为10A/600V的小功率IGBT，D4为回路续流二极管，6为额定电流为1A的霍尔电流互感器，7为IGBT驱动保护电路，8为实验电路主控模块，S为继电器常闭触头。其工作控制原理和实体电源的控制原理相同。为了让实验模拟电路和实体电源电路同步运行工作，使学生感觉到控制模拟电路就像在控制实体电源一样，用CAN总线把实验模拟电路和实体电源电路连接在一起进行通信，操作设置实体电源上的参数，实体电源上的主控制器通过CAN通信就会把同样的参数传送到实验模拟电路的主控制器，操作执行实体电源的每一个动作都会通过CAN总线通知实验模拟电路，这样就达到了总体同步。
[0020]为了能够在线实时检测实验模拟电路的电子连接线路，还需要增加检测电路，如图4所示，连接线与连接线之间的交点称为端点，实验平台上的连线插座与端点连接，实验电路中每个端点有几条连接线与之连接则此端点就安装有几个连线端子插座，或者最多多出一个连线端子插座(如对地的接线端子座，多出一个作为其它检测用端子)，检测每一条连接线以端点为检测单位，每个端点都有17这样一个检测电路，图中S为继电器常闭触头，10，11为实验平台端点连线插座，12，13为需要正确的连接线，23中的9为由实验模拟电路主控模块控制的输出线路检测电压，电压值为5V，连