一种220v和380v双电源igbt逆变多功能焊机的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种220V或380V双电源IGBT逆变多功能焊机，焊机采用单管IGBT半桥逆变控制，除了MIG/MAG气体保护焊外，还可以进行手工电弧焊，同时，利用手工焊功能，还可以进行简易氩弧焊，属于逆变焊机技术领域。
技术背景
[0002]目前，逆变式MIG/MAG气体保护焊机产品市场的竞争十分激烈，不仅体现在技术的先进性和优势上，还在很大程度上取决于焊机的电路及其功能和结构设计等方面。
[0003]国内外市场上，220V或三相380V的IGBT逆变式MIG/MAG气体保护焊机的额定电流通常在160?630A(负载持续率60%)的水平。三相380V的此类焊机产品都是采用IGBT模块逆变的MIG/MAG气体保护焊机。有单功能的，也有带手工焊功能的。其成本和销售价格高，市场销售会受到一定的限制。而220V或380V的IGBT逆变式MIG/MAG气体保护焊机，市场上还是少见的。这是本发明要解决的问题之一。
[0004]对于多功能的，即还可采用手工电弧焊、氩弧焊等功能的气体保护焊焊机，由于其适应性更强，因而其应用的范围会更广。产品销售会更加有市场竞争力。然而，此类焊机，不同的电路、电路板和整机结构设计，控制原理和方式不同，电路板和整机的布局和连接方式，或者连接的复杂程度不同，其产品生产的工序和制作工艺等也完全不同。这些都会影响产品的生产和运输成本。因此，如何在低成本的前提下，开发多功能的焊机是有一定技术难度的。这也是本发明需要解决的问题之一。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种220V和380V双电源IGBT逆变多功能焊机，可以进行手工电弧焊和MIG/MAG气体保护焊，利用手工焊功能，焊机还可以进行简易氩弧焊，焊机供电电源为220V或380V，采用单管IGBT半桥逆变控制，输出额定电流可达(MIG/MAG气保焊时)200A(60%V(MMA手弧焊或TIG氩弧焊时)180A(60%)的水平，对本发明的显示和操作控制面板，其板上设计有6只数码管及其显示控制电路，分为两组，分别显示电流和电压参数，还有手工焊/气保焊方法转换按钮、气保焊2T/4T焊枪开关操作方式选择按钮，电压、电流和送丝速度的单位指示灯、过热指示灯，以及电流送丝速度、电压和电子电抗器电感参数设定调节电位器;本发明不仅焊接方法多功能，解决了单电源电压输入、单一功能焊机应用面窄的问题，而且焊机的电路原理、电路板和整机结构设计有自己的独特之处。
[0006]为实现上述目的采用以下技术方案:
一种220V和380V双电源IGBT逆变多功能焊机，包括壳体和内部的控制电路板，其特征在于:壳体包括外壳部分、后面板部分、前面板部分、底板部分、内部的控制电路板包括主控制板和底控制板，另外壳体内部还设置有送丝部分;所述的后面板部分安装有:电源空气开关、空开支架、36V加热器插座、供电电源线、固线器、冷却风扇、保护气的气接头或进气嘴及电磁气阀；36V加热器插座用于给C02气体流量计供电，以干燥气体;所述的前面板部分安装有:欧式焊枪接口组件、输出快速接头座组件、操作和显示控制面板、电流和送丝速度调节电位器、电压调节电位器、电感调节电位器;在操作和显示控制面板上设计有手工焊和气体保护焊方法转换按钮及其状态指示灯、气保焊焊枪开关2T或4T模式转换按钮及其状态指示灯、过热保护状态指示灯、电流和送丝速度调节旋钮、电压调节旋钮和电感调节旋钮;所述的底板部分含焊机的脚垫、支架和加热板;所述的主控制板包括逆变主电路、开关电源电路、逆变PWM和IGBT驱动等控制电路、送丝控制电路、电磁阀控制电路和输出特性控制电路，各电路之间电路连接;所述的送丝部分包括气体保护焊时用的焊丝盘轴、送丝机构、欧式气保焊焊枪接口和送丝控制电路，送丝机构和送丝盘轴安装在壳体内部隔板上，送丝机构靠近焊机前面板，送丝机构与前面板上安装的欧式气保焊焊枪接口进行相应的连接。
[0007]所述的逆变主电路包括上电缓冲电路、输入整流、倍压转换和滤波电路、四只单管IGBT及其散热器、桥臂电容、逆变主变压器、输出整流快恢复二极管及其散热器、滤波电抗。
[0008]所述的上电缓冲、整流、倍压转换和滤波控制电路部分，由三个继电器及其触头、三个光电耦合器、一个程控管，还有一些三极管、二极管、稳压管、电阻和电容组成。
[0009]所述的控制电路板包含主控制板、显示电路板、底控制板、加热板，电路板正面的器件主要是插件式的电子元器件或零部件，主要采用自动和人工插件、焊接的方式来完成电路板加工;而电路板背面的器件主要是贴片式的电子元器件或零部件，全部采用自动贴片和焊接的方式来完成电路板加工。
[0010]壳体内部通过隔板，把焊机的机械部分与内部的控制电路板部分分开，控制电路部分相当于被隔板、外壳、底板、后面板和前面板组成的外壳包围，可起到隔离大电流强电磁干扰，限制电磁辐射，提高焊机可靠性。
[0011]本发明焊机涉及一种220V或380V双电源IGBT逆变多功能MIG/MAG气体保护焊机，焊机采用单管IGBT半桥逆变控，。除了MIG/MAG气体保护焊外，还可以进行手工电弧焊。同时，利用手工焊功能，还可以进行简易氩弧焊，输出额定电流可达(MIG/MAG气保焊时)200A(60%V(MMA手弧焊或TIG氩弧焊时)180A(60%)的水平。
[0012]本发明焊机的前面板上安装的零部件主要有:欧式焊枪接口组件、黑色输出快速接头座组件、红色输出快速接头座组件、操作和显示控制面板、(手工焊)电流和(气保焊)送丝速度调节旋钮、(气保焊)电压调节旋钮、电感调节旋钮。在操作和显示控制面板上，设计有手工焊和气体保护焊方法转换按钮及其状态指示灯、气保焊焊枪开关2T或4T模式转换按钮及其状态指示灯、过热保护状态指示灯、手工焊电流和(气保焊)送丝速度调节电位器、(气保焊)电压调节电位器、电感调节电位器、电流表和电压表等部分。
[0013]本发明焊机后面板上安装的零部件主要有:电源开关、带插头供电电源线、冷却风机、保护气进气嘴及电磁气阀、焊机接地螺丝和标识等部分。冷风从焊机机箱后部的进气孔进入，可使电路板上一些发热器件或零部件有良好的冷却效果。这样的风道和冷却方式设计，也是本发明焊机实现较大电流和高负载持续率的重要原因之一。
[0014]对于主控制板电路部分，电路板设计为一块大板，电子元器件双面布置。在控制电路方面，按功能划分，设计有:由上电缓冲电路、输入整流、倍压转换和滤波电路、四只单管IGBT和逆变主变压器及其输出整流、滤波等组成的逆变主电路;开关电源电路;逆变PWM和IGBT驱动等控制电路;送丝和电磁阀等控制电路;输出特性控制电路;焊机操作和显示控制电路接口及其相应的电路;流量计加热器电源控制电路。各电路之间，按照本发明的电路原理图关系连接在一起。可满足三种焊接方法的控制要求和状态指示。例如，1)手工焊(含氩弧焊)/气保焊的功能转换和状态指示;2)手工焊(含氩弧焊)的输出特性和参数显示及状态指示等控制;3)气保焊的点动送丝控制;焊枪开关2T或4T模式转换控制及状态指示;提前送气、滞后闭气时间控制；以及平特性输出、电压和送丝速度调节等控制功能和参数单位指示等。此外，本发明的各个控制电路器件主要设计布局在一块大电路板上的。大尺寸的一些器件通过自动和少量人工插件的方式，安装在该电路板的一面，而很多小尺寸的器件则是通过自动贴片的方式，直接安装和焊接在该电路板的另一面。因而可以简化器件的生产制作工艺，降低制造成本。不像其它多电路板结构的焊机设计那样，其电路板之间有很多的连接控制线，产品制作工序多和生产工艺复杂，而且电路板还占据较大的空间，使整机尺寸大，重量重。也就是说，采用本发明的设计思想和方式缩小了产品尺寸，降低重量和运输成本。同时，因控制连线少，焊机生产加工工序减少，制作工艺也得到了简化，更加方便生产。
[0015]对不同电流等级和负载持续率要求的本发明焊机，可通过调整电路板上少量的零部件规格参数，形成不同输出额定电流和负载持续率的产品，使产品系列化。例如，改变IGBT器件的电流等级和散热器尺寸；改变快速恢复二极管的型号和参数;改变逆变主变压器和输出滤波电抗器的规格和参数等，即可容易形成不同规格的系列产品。当然，这些变化，目的是使产品的制作成本与相应机器的规格参数和性能指标相匹配。这样，每种规格型号的焊机才能实现最优化的成本控制。这就提升了所开发产品的市场竞争力。
[0016]本发明焊机，由于具有220V或380V双电源电压输入、多种焊接方法的使用功能，解决了单电源电源、单一功能焊机应用面窄的问题，因而比单电源电源、单一功能的焊机有更好的适应性。其良好的电路及其结构设计也是本发明的优势所在，也是满足高效和低成本生产、高可靠性、制造技术先进性的重要保障。本发明焊机的电路原理、电路板和整机结构设计有自己的独特之处。本发明专利申请保护的内容就在于保护这种焊机的电路和结构设
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【附图说明】
[0017]附图1是本发明的爆炸图；
附图2是本发明焊机的电路原理框图；
附图3是本发明焊机的操作和显示控制电路原理图(一)；
附图4是本发明焊机的操作和显示控制电路原理图(二)；
附图5是本发明焊机的开关电源电路原理图；
附图6是本发明焊机的上电缓冲、整流、倍压转换和滤波控制电路原理图；
附图7是本发明焊机的逆变PWM和IGBT驱动等控制电路原理图；
附图8是本发明焊机的送丝和电磁阀等控制电路原理图；
附图9是本发明焊机的输出特性控制电路原理图(一)；
附图10是本发明焊机的输出特性控制电路原理图(一)；
附图11是本发明焊机的流量计加热器电源控制电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本发明制成的一种220V和380V双电源IGBT逆变多功能焊机主要组成部分包括:
1)送丝部分主要包括:气体保护焊时用的焊丝盘轴5、送丝机构9、欧式气保焊焊枪接口铜头47和送丝控制电路等部分，送丝机构9和送丝盘轴5安装在内部隔板11上，送丝机构9靠近焊机前面板50，送丝机构9与前面板50上安装的欧式气保焊焊枪接口 47进行相应的连接。气保焊时，气保焊焊枪与欧式气保焊焊枪接口 47配合连接，焊丝安装到焊丝盘轴5上。焊丝安装后可送入到送丝机构9。再通过欧式气保焊焊枪接口 47输送到与之连接的焊枪头部。通过送丝机构9的送丝轮和压紧轮，在电路的控制下，可使焊丝从气保焊焊枪的导电嘴伸