专利名称：大功率逆变焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电焊机，特别是一种电弧焊接用的大功率逆变焊机。
众所周知由于逆变焊机变压器工作频率(如10KHz)远远高于工频(50Hz)，而变压器体积、重量与其工作频率成反比，因而逆变焊机具有体积小、重量轻、高效节电及特性好(电流稳定，飞溅少)等特点。但目前所生产的逆变焊机最大焊接电流只达630A，这种焊机可满足常规的手工电弧焊需要。但在理弧自动焊、药芯焊丝自保护焊、碳弧气刨等场合，需要更大额定焊接电流的焊机(如800A、1000A、1250A、1500A、2000A)，而现有的单元逆变器就很难输出这样大的电流，这已成为逆变焊机在上述焊接领域应用的障碍。为解决这一问题，通常是将两台或两台以上的逆变焊机并联组成一台大电流逆变焊机，做法是将其三相电源接线端并接和将正负输出端并接，而这种方法存在缺点如下1、有多个电流调节电位器，使用不便；2、多组电源存在交互干扰；3、各并联逆变电源均流调整麻烦。
另有一种大电流逆变焊机是将多个功率单元并联，而用一个控制板同时控制该多个逆变功率单元，这种方法可解决用多个电位器调节电流所带来的问题，但只能从总的输出电流来取电流反馈信号，无法反映每个单机的电流(功率)大小。
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，而提供一种调整方便、输出电流可达800-2000A的大功率逆变焊机。该焊机用一个电位器调节电流，并可达到各逆变单元均流。
本实用新型的上述目的是由如下技术方案来实现的。
一种大功率逆变焊机，包括弧焊逆变器主电路、驱动板和一控制板，该弧焊逆变器主电路是由n个弧焊逆变单元并联组成；其特征在于n个弧焊逆变单元的电力半导体器件的控制极与对应的n个驱动板的触发信号输出端相接，n个驱动板的控制信号输入端分别接控制板的对应输出端；每一弧焊逆变单元的功率变压器初级串接一用于电流信号取样的电流互感器，n个电流互感器的输出绕组接控制板的对应接线端；该控制板上，设有n个整流电路，上述n个电流互感器的输出绕组经由控制板的对应接线端接对应的整流器，n个整流器的输出并接后接脉冲宽度调制器(PWM)中的误差放大器的输入端，用于控制脉宽调制器输出脉冲的占空比；对应于上述n个驱动板，设有n个脉冲分配电路，n个脉冲分配电路的输入端接脉冲宽度调制器(PWM)输出脚，将脉冲宽度调制器(PWM)的一组输出信号经由n个脉冲分配电路变成n组输出信号接上述n个驱动板的输入接线端。
除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容该弧焊逆变器主电路中各台弧焊逆变单元，逆变整流后的正端相并联后为总电源正；各台弧焊逆变单元，逆变整流后的负端串接电感后并联为总电源负。
该弧焊逆变器主电路中各台弧焊逆变单元，逆变整流后的正端相并联后为总电源正；各台弧焊逆变单元，逆变整流后的负端相互并联后串接电感为总电源负。
所说的电力半导体模块是IGBT模块或IPM模块。
电流互感器的输出绕组具有中心抽头，所接整流电路是由两个二极管所构成的全波整流器。
该脉冲分配电路是门电路。
n＝2、3、4、…中的任一数。
本实用新型的优点在于1、用一个控制板控制多个功率单元，控制方便。
2、电流信号取自各个功率单元，达到真正均流。
3、调整方便。
为对本实用新型的结构特征及其所达成的功效有进一步了解，兹列举一具体实施例并结合附图详细说明如下
图1是本实用新型的一较佳实施例的电路结构图。
图2是本实用新型的另一较佳实施例的电路结构图。
图3是本实用新型控制板部分电路图。
如图1、图3所示，本实用新型所提供的一种大功率逆变焊机，包括弧焊逆变器主电路1、控制板2和驱动板3，该弧焊逆变器主电路1是由n台弧焊逆变单元11、12、…1n并联组成，该弧焊逆变单元主要是由整流滤波电路111、逆变器112、功率变压器T1及低压整流电路所组成。在图1的实施例中，逆变器是由单只电力半导体模块和分压电容组成的半桥式逆变器，在其他的实施例中，也可以是其他桥式逆变器；对应于上述n台弧焊逆变单元设有n个驱动板21、22、…2n，n个弧焊逆变单元的电力半导体模块的n组控制极A11、S11、A21、S21，A12、S12、A22、S22，…，A1n、S1n、A2n、S2n与其对应的驱动板的触发信号输出端相接，n个驱动板的控制信号输入端分别接控制板的对应输出端Y11、Y21、Y31，Y12、Y22、Y32，…，Y1n、Y2n、Y3n；每一弧焊逆变单元的功率变压器初级串接一用于取样电流信号的电流互感器，共有n个电流互感器H1、H2、…、Hn，n个电流互感器的输出绕组接控制板的对应接线端Y0、H11、H12，H21、H22，…，Hn1、Hn2。
该控制板与单机控制板的主要区别是设有n个整流器，n个整流器的输出并接后接脉冲宽度调制器(PWM)中的误差放大器的输入端，用于控制脉宽调制器输出脉冲的占空比。在图示实施例中，所用脉冲宽度调制器(PWM)的型号是3525。上述n个电流互感器的输出绕组经由控制板的对应接线端H11、H12，H21、H22，…，Hn1、Hn2接对应的整流器，n个整流器的输出负端并接后的接点Y0接脉冲宽度调制器(PWM)的2脚，n个整流器的输出正端并接后接脉冲宽度调制器(PWM)的1脚，该1、2脚即上述脉冲宽度调制器(PWM)中的误差放大器的输入脚。对应于上述n个驱动板，设有n个脉冲分配电路，n个脉冲分配电路的输入端接脉冲宽度调制器(PWM)输出脚，将脉冲宽度调制器(PWM)的一组输出信号经由n个脉冲分配电路变成n组输出信号接上述n个驱动板的Y31、Y32…Y3，Y21、Y22…Y2n，Y11、Y12…Y1n接线端。在图示实施例中，所说的脉冲分配电路是门电路，在具体实施中，该门电路是四与非门集成电路，四与非门集成电路的9脚接脉冲宽度调制器(PWM)的14脚，四与非门集成电路的12脚接脉冲宽度调制器(PWM)的11脚，各四与非门集成电路的4脚与10脚并接后通过控制板的接点接上述n个驱动板的Y31、Y32、…、Y3n接线端，该Y31、Y32、…、Y3n脚接控制板所供给的+5V电源，各四与非门集成电路的8脚通过控制板的接点接上述n个驱动板的Y21、Y22、…、Y2n接线端，各四与非门集成电路的11脚通过控制板的接点接上述n个驱动板的Y11、Y12、…、Y1n接线端。
在图示具体实施例中，该电力半导体模块是IGBT模块或IPM模块。电流互感器的输出绕组具有中心抽头，所接控制板内的整流电路是由两个二极管所构成的全波整流。在其他实施例中可用电流互感器的输出绕组无中心抽头，而所接整流电路是由四个二极管所构成的全波整流桥。
该弧焊逆变器主电路中各台弧焊逆变单元的输出正端相并联后为总电源正；各台弧焊逆变单元在逆变整流后的负端分别串接电感L1、L2、…Ln后并联为总电源负(如图1所示)。也可以是主电路中各台弧焊逆变单元的输出正端相并联后为总电源正；各台弧焊逆变单元在逆变整流后的负端相互并联后串接电感L为总电源负(如图2所示)。
对于输出800安培的逆变焊机可用两台400安培的逆变焊机并联，n为2；对于输出1250安培的逆变焊机可用三台400安培的逆变焊机并联，n为3；对于输出1500安培的逆变焊机可用三台500安培的逆变焊机并联，n为3；1600安培的用四台400安培的逆变焊机并联，n为4，如此等等。
综上所述，本实用新型所提供的大功率逆变焊机，解决了长期以来逆变焊机的最大电流不超过600安培的瓶颈，其输出电流可高达2000安培以上，且使用方便、性能好。
权利要求1.一种大功率逆变焊机，包括弧焊逆变器主电路、驱动板和一控制板，该弧焊逆变器主电路是由n个弧焊逆变单元并联组成；其特征在于n个弧焊逆变单元的电力半导体器件的控制极与对应的n个驱动板的触发信号输出端相接，n个驱动板的控制信号输入端分别接控制板的对应输出端；每一弧焊逆变单元的功率变压器初级串接一用于电流信号取样的电流互感器，n个电流互感器的输出绕组接控制板的对应接线端；该控制板上，设有n个整流电路，上述n个电流互感器的输出绕组经由控制板的对应接线端接对应的整流器，n个整流器的输出并接后接脉冲宽度调制器中的误差放大器的输入端，用于控制脉宽调制器输出脉冲的占空比；对应于上述n个驱动板，设有n个脉冲分配电路，n个脉冲分配电路的输入端接脉冲宽度调制器输出脚，将脉冲宽度调制器的一组输出信号经由n个脉冲分配电路变成n组输出信号接上述n个驱动板的输入接线端。
2.根据权利要求1所说的大功率逆变焊机，其特征在于该弧焊逆变器主电路中各台弧焊逆变单元，逆变整流后的正端相并联后为总电源正；各台弧焊逆变单元，逆变整流后的负端串接电感后并联为总电源负。
3.根据权利要求1所说的大功率逆变焊机，其特征在于该弧焊逆变器主电路中各台弧焊逆变单元，逆变整流后的正端相并联后为总电源正；各台弧焊逆变单元，逆变整流后的负端相互并联后串接电感为总电源负。
4.根据权利要求1所说的大功率逆变焊机，其特征在于该电力半导体模块是IGBT模块或IPM模块。
5.根据权利要求1所说的大功率逆变焊机，其特征在于电流互感器的输出绕组具有中心抽头，所接整流电路是由两个二极管所构成的全波整流器。
6.根据权利要求1所说的大功率逆变焊机，其特征在于该脉冲分配电路是门电路。
7.根据权利要求1所说的大功率逆变焊机，其特征在于n＝2、3、4、…中的任一数。
专利摘要一种大功率逆变焊机，包括弧焊逆变器主电路、驱动板和一控制板，其主电路是由n个弧焊逆变单元并联组成，特征是n个驱动板的输出接对应的电力半导体模块的控制极，其输入端分别接控制板的对应输出端；每一弧焊逆变单元的功率变压器初级串接电流互感器，n个电流互感器的输出绕组接控制板的对应接线端。优点是用一个控制板控制多个功率单元，控制方便；电流信号取自各个功率单元，达到真正均流；调整方便。
文档编号B23K9/09GK2475502SQ0122438
公开日2002年2月6日 申请日期2001年5月24日 优先权日2001年5月24日
发明者刘振英 申请人:刘振英