一种大功率的逆变式多功能弧焊电源电路及装置的制作方法

本实用新型涉及一种机电产品领域，具体涉及一种大功率的逆变式多功能弧焊电源电路及装置。

背景技术：

埋弧自动焊是当今生产效率较高的机械化焊接方法之一，逆变式埋弧焊电源是最常用的埋弧焊电源。国内外的逆变式埋弧焊电源输出功率普遍偏小，最大输出电流在1500a以下。随着重型钢结构建筑、桥梁、机车、船舶制造、锅炉、水电等行业对1600a以上大电流埋弧焊电源的需求越来越迫切，且设备输出电流越大，设备散热要求越高，本实用新型提供了一种大功率的逆变式多功能弧焊电源电路及装置，本实用新型能够提供的输出焊接电流达到2000a，且设备通过独立散热能够提高散热效果。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种大功率的逆变式多功能弧焊电源电路及装置，包括机箱和内置电路。

所述内置电路包括主电路和反馈闭环电路；所述主电路包括主电路a和主电路b，所述主电路a和所述主电路b并联，所述主电路a依次设置有工频整流模块a、中频逆变模块a和整流滤波模块a，所述工频整流模块a外接三相交流输入电源；所述主电路b依次设置有工频整流模块b、中频逆变模块b和整流滤波模块b，所述工频整流模块b外接三相交流输入电源。

所述反馈闭环控制电路包括电流传感器a、电流传感器b、运算电路、比较器、脉宽调制器，所述电流传感器a一端和主电路a的整流滤波模块a的输出端连接，所述电流传感器b一端和主电路b的整流滤波模块b的输出端连接，所述电流传感器a和电流传感器b的另一端均和所述运算电路的一端连接，所述运算电路另一端和所述比较器一端连接，所述比较器另一端和所述脉宽调制器一端连接，所述脉宽调制器另一端和所述主电路a的中频逆变模块a和所述主电路b的中频逆变模块b连接。

所述机箱前面设置有墙面板，所述机箱背面设置有背面板，所述机箱左侧面上设置有左侧板，所属机箱右侧面上设置有右侧板，所述机箱顶面设置有顶板，所述机箱底部设置有底板，所述机箱内部从上向下依次设置有第一横板和第二横板，第一横板和第二横板将所述机箱内分割成三个独立腔体，三个独立腔体从上向下依次为第一腔体、第二腔体、第三腔体。

所述主电路a位于第二腔体内，所述主电路b和所述闭环反馈电路的电路板位于第三腔体，所述第二腔体和所述第三腔体具有独立的散热装置。

本实用新型原理是：本实用新型由两组结构相同的主电路并联组成，采用全桥整流模块进行工频整流滤波，将三相380v交流电压转换为537v直流电压，在中频逆变模块中，使用igbt全桥软开关逆变电路将537v4直流电压变换为20khz的交流方波电压，使用逆变变压器变换为约100v的20khz的交流方波电压；通过整流滤波模块，使用快恢复二极管整流和滤波电感滤波，输出平滑的约1000a的电流。两组电流合并到输出端得到一组2000a的电流；与此同时电流传感器把检测到的电流经过运算器、比较器发送给脉宽调制器，脉宽调制器分出两组完全相同pwm信号。这两组pwm信号驱动中频逆变器，从而得到20khz高频高压电压，高频高压电再经过功率变压模块转换成符合焊接工艺要求的大电流低电压的焊接电流，再经过整流滤波器得到焊接电流；通过网压检测模块检测三相工频电压、温度检测模块对内部电压和温度进行实时检测，如果出现过压、欠压、过热情况，将发出报警并停止工作。

本实用新型通过两个独立腔体，墙面板设置通风板、侧面板前端设置通风口和背面板设置风扇，让所述第二腔体和第三腔体形成独立的散热系统，提高散热效果。

本实用新型提供了一种大功率的逆变式多功能弧焊电源电路及装置，通过两组结构相同的主电源并联的方式，输出电流可达2000a，能够满足重型钢构焊接电流要求，以及独立的通风系统，能够保证设备散热良好。

本实用新型通过下述技术方案实现：

本实用新型采取的技术方案是一种大功率的逆变式多功能弧焊电源电路，包括主电路和反馈闭环控制电路，所述主电路包括结构相同的主电路a和主电路b，所述主电路a和主电路b并联；

所述主电路a依次设置有工频整流模块a、中频逆变模块a和整流滤波模块a，所述工频整流模块a外接三相交流输入电源，所述主电路b依次设置有工频整流模块b、中频逆变模块b和整流滤波模块b，所述工频整流模块b外接三相交流输入电源。

所述反馈闭环控制电路包括电流传感器a、电流传感器b、运算电路、比较器、脉宽调制器，所述电流传感器a一端和主电路a的整流滤波模块a的输出端连接，所述电流传感器b一端和主电路b的整流滤波模块b的输出端连接，所述电流传感器a和电流传感器b的另一端均和所述运算电路的一端连接，所述运算电路另一端和所述比较器一端连接，所述比较器另一端和所述脉宽调制器一端连接，所述脉宽调制器另一端和所述主电路a的中频逆变模块a和所述主电路b的中频逆变模块b连接。

进一步，所述主电路还包括安全保护电路，所述安全保护电路包括网压检测模块、保护电路和温度检测模块，所述网压检测模块一端外接三相交流电源，另一端与保护电路连接，所述温度监测模块和保护电路连接；通过网压检测模块检测三相工频电压、温度检测模块对内部电压和温度进行实时检测，如果出现过压、欠压、过热情况，将发出报警并停止工作。

进一步，所述运算电路，电流传感器a一端和所述整流滤波模块a输出端连接，另一端和运算放大器a同相输入端连接，运算放大器a反向输入端和输出端连接，二极管a正极和电阻r1一端共点与运算放大器a输出端连接，电流传感器b一端和所述整流滤波b输出端连接，另一端和运算放大器b同相输入端连接，运算放大器b反向输入端和输出端连接，二极管b正极和电阻r2一端共点和运算放大器b输出端连接，电阻r1另一端、电阻r2另一端电阻r3一端、运算放大器c反向输入端共接点，二极管a负极和二极管b负极连接，运算放大器c正向输入端和电阻r4一端连接，电阻r4另一端接地，运算放大器c输出端和比较电路连接，电阻r3另一端和运算放大器c输出端连接，运算放大器c输出端和比较器输入端连接；电流传感器a和电流传感器b分别采集主电路a和主电流b的电流信号，送入运算电路，在运算电路将两路电流信号进行处理后获得最大电流信号和平均电流信号，平均电流信号在比较器与用户设置的给定信号进行比较，通过所述脉宽调制器调节运算，输出两组完全一致的脉宽调制信号，用以分别驱动所述中频逆变模块a和所述中频逆变模块b里的逆变电路；最大电流信号用于限制单组支路的最大电流输出，确保所述中频逆变模块a和所述中频逆变模块b的逆变电路均工作在可靠范围。

本实用新型采取的技术方案是一种大功率的逆变式多功能弧焊电源装置，包括一种大功率的逆变式多功能弧焊电源电路和机箱，其特征在于，所述机箱内从上向下依次设置有第一横板和第二横板，所述第一横板和所述第二横板将所述机箱分割成三个独立腔体，所述三个独立腔体由上向下依次为第一腔体、第二腔体和第三腔体；所述主电路a通过导热件固定在所述第二腔体内，所述主电路b和所述反馈闭环控制电路的电路板分别通过导热件固定在所述第三腔体内。

进一步，所述机箱前面设置有前面板(3)，所述前面板(3)从上向下依次设置有开关板(10)、通风板a(11)、通风板b(12)、通风板c(13)，所述开关板(10)高度和所述第一腔体高度匹配，所述通风板a(11)高度和所述第二腔体匹配，所述通风板b(12)、所述通风板c(13)总高度和所述第三腔体高度匹配，所述通风板b(12)高度和电路板(26)高度匹配；形成独立腔体，减少非独立风道产生的涡流问题，提高散热效果，各通风板高度和所对应的独立腔体高度匹配，方便设备检修和提高散热效果。

进一步，所述开关板包括旋转按钮、指示灯、显示屏、控制开关，所述旋转按钮和输入电压连接，所述指示灯包括温度指示灯和电压指示灯，所述指示灯和所述保护电路连接，所述显示屏包括输出电压显示屏和输出电流显示屏，显示屏能够直观显示工作电流电压，提高焊接质量，指示灯能够显示设备工作状态，方便检修和故障排查。

进一步，所述机箱背面设置有背面板,所述背面板内侧面安装有风扇a和风扇b，所述风扇a位于所述第二腔体内，所述风扇b位于所述第三腔体内，独立腔体散热形成对流，提高散热效果。

进一步，所述机箱左侧面设置有左侧板,所述机箱右侧面设置有右侧板,所述左侧板前端设置有通风口，所述通风口包括通风口a、通风口b、通风口c，所述通风口a高度和第二腔体高度匹配，所述通风口b高度和所述通风板b高度匹配，所述通风口c高度和所述通风板c高度匹配，所述右侧板前端设置有通风口，所述通风口包括通风口aa、通风口bb、通风口cc，所述通风口bb和所述通风口b对称，所述通风口cc和所述通风口c对称，独立腔体内，通风系统对称设计有利于空气对流，提高散热效果；侧面板通风口仅在前端，可以减少风道产生的涡流问题，通风对流效果更好，提高散热效果。

进一步，所述脉宽调制器设置在所述第一横板上，所述脉宽调制器包含两个调制器，一个和主电路a的工频逆变模块a连接，另一个和主电路b的工频逆变模块b连接。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型：能够提供埋弧焊输出电流达到2000a，能够满足重型钢构焊接需求。

2、本实用新型：独立腔体结构，腔体独立风道，减少非独立风道产生的涡流问题。

3、本实用新型：本装置结构牢固、可拆卸，安装简单便捷。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的运算电路图。

图3为本实用新型的装置外观正面轴视图。

图4为本实用新型的装置外观背面轴视图。

图5为本实用新型的装置外部结构正面轴视图。

图6为本实用新型的装置外部结构背面轴视图。

图7为本实用新型的装置内部结构图。

图8为本实用新型的装置内部右侧视图。

图9为本实用新型的装置内部左侧视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-顶板，2-右侧板，3-前面板，4-左侧板，5-背面板，6-底板，7-第一横板，8-第二横板，9-搬运限位件，10-开关板，11-通风板a，12-通风板b，13-通风板c，14-风扇a，15-风扇b，16-通风口a，17-通风口b，18-通风口c，19-通风口aa，20-通风口bb，21-通风口cc，22-控制开关，23-输出电压显示器，24-输出电流显示器，25-输入电压调节键，26-电路板，27-脉宽调制器，28-主电路a，29-主电路b，30-导热件，31-工频整流模块a，32-工频整流模块b，33-中频逆变模块a，34-中频逆变模块b，35-电流传感器a，36-电流传感器b，37-整流滤波模块a，38-整流滤波模块b，39-温度指示灯，40-电压指示灯。

具体实施方式

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所实用新型的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中，表述“或”或“a或/和b中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一个”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直

接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本实用新型的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

一种大功率的逆变式多功能弧焊电源电路及装置，包括机箱和内置电路；

如图1、图8、图9所示，内置电路包括两组结构相同的主电路a28和主电路b29以及闭环控制电路，电路a28和主电路b29依次设置有工频整流模块、中频逆变模块和整流滤波模块，工频整流模块外接三相交流输入电源；闭环控制电路设置有电流传感器a35电流传感器b36，运算电路、比较器和脉宽调制器27，电流传感器a35电流传感器b36分别与主电路a28和主电路b29连接，且采集主电路a28和主电路b29的整流滤波模块a37和整流滤波模块b38输出端电流送入预算电路，运算电路的到平均电流和最大电流，并将平均电流送入比较器，平均电流和比较器阈值电流比较，最终通过脉宽调制器27得出两组相同的脉冲信号，并且将两组相同的脉冲信号分别送入主电路a28和主电路b29中的中频逆变模块，在经过整流滤波得到两组大电流，两组大电流并联最终得到输出电流可达2000a。

如图3、图4、图5、图6所示，机箱包括可拆卸的前面板3、左侧板4、右侧板2、背面板5、顶板1和底板6，机箱内从上向下依次设置有第一横板7和第二横板8，第一横板7和所述第二横板8将机箱分割成三个独立腔体，三个独立腔体由上向下依次为第一腔体、第二腔体和第三腔体。

前面板3从上到下分为开关板10、通风板a11、通风板b12、通风板c13，开关板10的高度和第一腔体高度匹配，开关板10设置有控制开关22、输出电压显示器23、输出电流显示器24、输入电压调节键25、温度指示灯39和电压指示灯40，控制开关22和主控制板29连接，输出电压/电流显示器23/24和输出端连接，温度指示灯39和温度检测模块连接，电压指示灯40和保护电路连接，通风板a11高度和第二腔体高度匹配，通风板b12和通风板c13的总高度和第三腔体高度匹配，左侧板4和右侧板2前端对称设置有通风口a16、通风口b17、通风口c18、通风口aa19、通风口bb20、通风口cc21，通风口a16、通风口aa19高度和通风板a11高度相同，通风口b17、通风口bb20高度和通风板b12高度相同，通风口c18、通风口cc21高度和通风板c13高度相同，背面板5设置有风扇14和风扇15，风扇14位于第二腔体内，风扇15位于第三腔体内。

如图7、图8、图9所示，第一横板7上设置有脉宽调制器27，主电路a28位于第二腔体内，主电路a通过导热件30固定在第一横板7和第二横板8上，主电路a28包括工频整流模块a31、中频逆变模块a33、电流传感器a35和整流滤波模块a37；主电路b29位于第三腔体内，主电路b29通过导热件30固定在第二横板8和底板6上，主电路b包括工频整流模块b32、中频逆变模块b34、电流传感器b36和整流滤波模块b38，电路板26位于第三腔体内，具体在第二腔体前端，电路板26通过导热件30固定在第一横板7和第二横板8上，电路板26的高度和通风板12高度一致，方便检修，电路板26和主控制板29连接，电流传感器a35安装在主电路a上，电流传感器b36安装在主电路b上。

如图2、图8、图9所示，电流传感器a35一端和所述整流滤波模块a37输出端连接，另一端和运算放大器a同相输入端连接，运算放大器a反向输入端和输出端连接，二极管a正极和电阻r1一端共点与运算放大器a输出端连接，电流传感器b36一端和所述整流滤波b38输出端连接，另一端和运算放大器b同相输入端连接，运算放大器b反向输入端和输出端连接，二极管b正极和电阻r2一端共点和运算放大器b输出端连接，电阻r1另一端、电阻r2另一端电阻r3一端、运算放大器c反向输入端共接点，二极管a负极和二极管b负极连接，运算放大器c正向输入端和电阻r4一端连接，电阻r4另一端接地，运算放大器c输出端和比较电路连接，电阻r3另一端和运算放大器c输出端连接；

接入三相380v交流电，经过工频整流模块a/b31/32得到537v直流电，在经过中频逆变模块a33和中频逆变模块b34得到20khz的交流防波电压，最后经过整流滤波模块a37和整流滤波模块b38得到两组电流；闭环控制电路的电流传感器a35和电流传感器b36分别采集经过整流滤波模块a37和整流滤波模块b38的电流，送至运算电路得到平均电流和最大电流，将平均电流送入比较器，最终得到两组相同的pwm驱动信号，经过脉宽调制器27分别送入中频逆变模块a33和中频逆变模块b34，经过中频逆变模块a33和中频逆变模块b34和整流滤波模块a37和整流滤波模块b38得到两组平滑的稳定的电流，两组电流并联后得到输出电流可达2000a。

通过网压检测模块检测三相工频电压、温度检测模块检测到的信号，实时检测内置电路电压及温度，当检测到电压出现过压或者欠压，发送信号给主控制板29，主控制板29控制电压指示灯40发出警告，且设备停止工作，当温度检测模块检测到内置电路或者机箱内部温度过热时，发送信号给主控制板29，主控制板29控制温度指示灯39发出报警，且设备停止工作。

通过风扇a14转动，加快空气流动，风在第一腔体内形成背面板5到前面板3空气对流，带走第一腔体内的热量，降低了第一腔体的温度。

通过风扇b15转动，加快空气流动，风在第二腔体内形成背面板5到前面板3空气对流，带走第二腔体内的热量，降低了第二腔体的温度。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。