专利名称：一种逆变式直流电焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电焊机，特别是一种逆变式直流电焊机。
目前国内外逆变直流焊机大都采用恒流的技术方案来获得较好的输出外特性。但是此种技术方案在大电流输出时，随着焊接电弧的抬高或压低，其电弧间的电压也随之升高或降低，则电弧的功率也随之增大或减小。当电弧抬高后，由于电弧功率加大，则飞溅也随之增加，对焊接不利，而功率的加大，对焊机的效率及使用寿命均有影响。
本实用新型的目的在于提供一种具有大电流恒功率控制的防飞溅的逆变式直流电焊机。
本实用新型的目的是这样实现的一种逆变式直流电焊机，其特征在于它由主逆变电路、直流输出电路、检测电路、恒功率控制电路和脉宽控制电路组成；主逆变电路的输出接直流输出电路的输入端，直流输出电路分两路输出，一路接焊接电极，另一路接检测电路的输入端，检测电路输出差值信号接入恒功率控制电路的输入端，恒功率控制电路的输出经脉宽控制电路接至主逆变电路。
恒功率控制电路由三极管BG1-BG3、比较器A3、A4、二极管D11-D13、电阻R18-R33和电容C12构成的乘法器组成，比较器A3的输出端接三极管BG3的基极，BG3的集电极与BG1和BG2的发射极相联，BG2的基极接检测电路中比较器A1的输出，BG1的基极与偏压电路中的R22相接，BG1和BG2的集电极分别接比较器A4的输入端，A4输出一个脉宽控制信号送到脉宽控制电路的输入端。
脉宽控制电路由集成电路IC1-IC3、电阻R9、R10、R12-R17、RT、RD、电容C10、C11、CT和二极管D9、D10组成；IC1的输入端1脚接恒功率控制电路的输出端，IC1的输出端11、14脚分别与驱动电路IC2、IC3的输入端相接，IC2、IC3输出一个高频驱动信号送至主逆变电路。
主逆变电路由整流滤波电路和功率逆变电路组成；整流滤波电路由二极管D1-D6、电阻R1、R2和电容C1、C2组成；功率逆变电路由绝缘栅双极晶体管I GBT1、I GBT2、变压器B1的初级、电阻R3-R5和电容C3-C7组成；变压器B1初级的一端接C3与C4间的节点处，另一端接I GBT1的发射极与I GBT2集电极的节点处。
检测电路由比较器A1、A2电阻R34-R44和电容C13、C14组成；由电阻R40、R41、R43及电容C14构成的电压电流取样电路和由电阻R42、R44构成的电压电流给定值电路的输出分别接比较器A1和A2的输入端，比较器电路的输出分别为恒功率控制电路提供一个差值信号的输入。
直流输出电路由变压器B1的次级、二极管D7、D8、电阻R6-R8、电容C8、C9和电感L1组成的全波整流滤波电路、二极管D7和D8的正端分别接变压器B1次级的两端，其二者负端的节点与B1的中心抽头构成全波整流电路的输出。
本实用新型的优点是在大电流焊接时，电弧燃烧稳定、柔和、飞溅小，改善了焊机大电流工作时的性能，提高了焊接质量。
下面以附图为实施例对本实用新型详细描述。
图1为本实用新型的方框图。
图2为本实用新型主逆变电路和直流输出电路的电原理图。
图3为本实用新型脉宽控制电路电原理图。
图4为本实用新型恒功率控制电路和检测电路的电原理图。
各部分的工作原理如下如
图1所示，将三相50Hz交流电整流滤波后，由功率逆变电路逆变成高频方波电压，经直流输出电路，变为稳定的直流输出，以供焊接。由检测电路、恒功率控制电路和脉宽控制电路构成的负反馈回路，用于在焊机的输出高于某一给定值时调节逆变驱动脉冲的宽和窄。
如图2、3所示，三相380V的交流电源，经D1-D6组成的三相整流桥整流、电容C1、C2滤波后，输出直流电压530V给逆变电路(主回路最大工作电流在22A左右)。本实用新型的逆变电路采用半桥式功率逆变电路。整流滤波电路输出的直流电压，经电容C3和C4分压后的中点电压，接入变压器B1的初级和由两只绝缘栅双极晶体管I GBT1、I GBT2组成的开关电路，将其直流电压逆变成高频方波电压。开关电路的基准频率由脉宽控制电路中的IC1(型号为CW1525A)产生一个20KHz的高频信号，经IC2和IC3驱动电路输出(IC2和IC3的型号为EXB841)，控制开关管I GBT1和I GBT2工作，调节时标电容CT、时标电阻RT和死区时问控制电阻RD可改变基准频率。直流输出电路采用中心抽头式全波整流方式，将其变压器B1次级上的20KHz的高频方波电压整流变为单向稳定的直流输出，以供焊接。焊接电流的在小由20KHz高频方波电压的脉宽大小决定，其脉宽的大小由脉宽控制电路产生的驱动信号驱动I GBT管的开关占空时间比决定。因而有效地控制脉宽，可保证其输出功率不变。
图4是一个负反馈电路，此电路仅在输出电流大于200A，电弧电压高于正常电压时，用于调节脉宽控制电路输出的脉冲宽度。其工作过程如下由电阻R40、R41和R43组成的电压电流取样电路取出电弧的电压和电流信号分别加于比较器A1的“+”端和A2的“-”端。由电阻R44、R42组成的电压电流给定值电路，将某一固定值的电压分别加于比较器A1的“-”端和A2的“-”端。当输出的电流信号为200A以上时，比较器A2有输出，其输出信号经电阻R33分压后，其值为Ui1加于乘法器中的比较器A3的“+”端，使BG3导通。同时电压信号也高于给定值，比较器A1有输出，其输出信号经电阻R32分压后，其值为Ui2加于乘法器中的BG2的基极，使之导通。由此乘法器中的比较器A4有输出电压U0，此电压加至脉宽控制电路IC1的1脚，而控制脉宽保持在一定值。通过负反馈电路对输出电压电流跟踪调节，即实现了恒功率的输出效果。
权利要求1.一种逆变式直流电焊机，其特征在于它由主逆变电路、直流输出电路、检测电路、恒功率控制电路和脉宽控制电路组成；主逆变电路的输出接直流输出电路的输入端，直流输出电路分两路输出，一路接焊接电极，另一路接检测电路的输入端，检测电路输出差值信号接入恒功率控制电路的输入端，恒功率控制电路的输出经脉宽控制电路接至主逆变电路。
2.根据权利要求1所述的直流电焊机，其特征在于所说的恒功率控制电路由三极管BG1-BG3、比较器A3、A4、二极管D11-D13、电阻R18-R33和电容C12构成的乘法器组成，比较器A3的输出端接三极管BG3的基极，BG3的集电极与BG1和BG2的发射极相联，BG2的基极接检测电路中比较器A1的输出，BG1的基极与偏压电路中的R22相接，BG1和BG2的集电极分别接比较器A4的输入端，A4输出一个脉宽控制信号送到脉宽控制电路的输入端。
3.根据权利要求1或2所述的直流电焊机，其特征在于所说的脉宽控制电路由集成电路IC1-IC3、电阻R9、R10、R12-R17、RT、RD、电容C10、C11、CT和二极管D9、D10组成；IC1的输入端1脚接恒功率控制电路的输出端，IC1的输出端11、14脚分别与驱动电路IC2、IC3的输入端相接，IC2、IC3输出一个高频驱动信号送至主逆变电路。
4.根据权利要求3所述的直流电焊机，其特征在于所说的主逆变电路由整流滤波电路和功率逆变电路组成；整流滤波电路由二极管D1-D6、电阻R1、R2和电容C1、C2组成；功率逆变电路由绝缘栅双极晶体管I GBT1、I GBT2、变压器B1的初级、电阻R3-R5和电容C3-C7组成；变压器B1初级的一端接C3与C4间的节点处，另一端接I GBT1的发射极与I GBT2集电极的节点处。
5.根据权利要求4所述的直流电焊机，其特征在于所说的检测电路由比较器A1、A2电阻R34-R44和电容C13、C14组成；由电阻R40、R41、R43及电容C14构成的电压电流取样电路和由电阻R42、R44构成的电压电流给定值电路的输出分别接比较器A1和A2的输入端，比较器电路的输出分别为恒功率控制电路提供一个差值信号的输入。
6.根据权利要求5所述的直流电焊机，其特征在于所说的直流输出电路由变压器B1的次级、二极管D7、D8、电阻R6-R8、电容C8、C9和电感L1组成的全波整流滤波电路、二极管D7和D8的正端分别接变压器B1次级的两端，其二者负端的节点与B1的中心抽头构成全波整流电路的输出。
专利摘要一种逆变式直流电焊机，它由主逆变电路、直流输出电路、脉宽控制电路和由检测电路与恒功率控制电路构成的负反馈电路组成；负反馈电路在输出电流或电弧电压大于给定值时，调节脉宽，以保证焊接输出功率不变，使电弧稳定柔和、飞溅小，焊缝成型好，从而提高了焊接质量。
文档编号B23K9/10GK2242756SQ95219808
公开日1996年12月18日 申请日期1995年8月11日 优先权日1995年8月11日
发明者唐齐才 申请人:唐齐才