基于抑制双pi的焊机额定功率限制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及焊机的控制技术，具体地，涉及一种基于抑制双Pi的焊机额定功率限制系统。
【背景技术】
[0002]随着金属制品加工行业中气体保护焊机占有率越来越高，焊工发现焊机所标的最大额定输出往往是在较粗的丝径焊接使获得的，以常见的NB-250气保焊机为例，其使用1.0焊丝时可以焊出250A的电流，但是当其使用0.8焊丝焊接时往往最大输出电流只有180-190A，这就导致焊工想用0.8的丝焊出250A的电流必须使用350A的焊机，而就焊机本身的功率器件选择而言NB-250的焊机输出250A的电流是没有问题的。其原因在于当加快送丝速度使0.8焊丝焊出250A电流时，那么用1.0焊丝时电流已超过300A，此时焊机将存在IGBT损坏的风险或是因为焊机输出功率不足导致顶丝爆断，这样不但焊机本身损坏的风险增加，而且焊接工艺性也变得极差，所以焊机技术人员只能把焊机最大送丝速度调小，使其满足1.0丝出250A的标准，而焊0.8丝时最大电流只有190A，这导致了 0.8丝焊接时焊接功率的极大浪费。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于抑制双PI的焊机额定功率限制系统。
[0004]根据本发明提供的基于抑制双PI的焊机额定功率限制系统，其特征在于，包括:采样滤波电路、稳压电路、比较电路、电流环电路、逆变器PI输出电路、送丝机恒压电路、送丝电路PI调节电路;其中，
[0005]-所述采样滤波电路采集焊机当前输出的平均电流值If，并输送至比较电路的第一输入端；
[0006]-所述稳压电路提供设定的电流值Is(即动作阀值)，并输送至比较电路的第二输入端；
[0007]-所述比较电路根据平均电流值If与设定的电流值Is的大小输出相应的电流信号Ig，并将所述电流信号Ig输送至送丝机恒压电路和逆变器PI输出电路；
[0008]-所述电流环电路提供给定的电流信号Iset，并将所述电流信号Iset输送至逆变器PI输出电路；
[0009]-所述逆变器PI输出电路根据电流信号Ig和电流信号Iset的值输出经过限制的电流Ie;
[0010]-所述送丝机恒压电路根据送丝电压反馈值Vf和电流信号Ig输出给定电压Vs，并将给定电压Vs输送至送丝电路PI调节电路；
[0011]-所述送丝电路PI调节电路根据给定电压Vs的值和送丝给定电压Vg输出经过限制的电压Ve。
[0012]优选地，所述稳压电路包括:电阻R147、电阻Rl49、电阻Rl50、电阻R66、稳压二极管Ul 2、电容C49，所述电阻Rl 49的一端连接至正电压端，所述电阻Rl 49的另一端分别连接电阻R66的一端、稳压二极管的负极、电阻R147的一端、电容(349的一端；电阻R147的另一端分别连接电阻R150的一端、精密稳压源的参考极，所述电阻R150的另一端、电容C49的另一端、稳压二极管的正极均接地;所述电阻R66的另一端构成稳压电路的输出端口连接至比较电路的第二输入端。
[0013]优选地，所述比较电路包括:运算放大器U8A、电容C45，所述运算放大器U8A的同相输入端构成所述比较电路的第一输入端连接至采样滤波电路，所述运算放大器U8A的反相输入端构成所述比较电路的第二输入端连接至稳压电路;所述运算放大器U8A的反相输入端通过电容C45连接至所述运算放大器U8A的输出端，所述运算放大器U8A的正电源端接15V，所述运算放大器U8A的负电源端连接地;所述运算放大器U8A的输出端分别连接至送丝机恒压电路和逆变器PI输出电路。
[0014]优选地，所述逆变器PI输出电路包括:电阻R39、电阻R94、电阻R96、电阻Rl 13、电阻R146、电阻R151、电阻R152、二极管D47、运算放大器U9A、运算放大器U9B、稳压二极管D50、电容C28，所述电阻R39的一端连接至比较电路的第一输入端，所述电阻R39的另一端分别连接至电阻R151的一端、电阻R146的一端、电阻R113的一端、稳压二极管D50的正极以及运算放大器U9A的反相输入端;所述电阻R151的另一端连接至二极管D47的负极，所述二极管D47的正极连接至比较电路的输出端;所述电阻R146的另一端分别连接至电阻R94的一端、运算放大器U9B的输出端，所述电阻R94的另一端分别连接至所述运算放大器U9B的反相输入端、电阻R96的一端，所述电阻R96的另一端连接至电流环电路，所述运算放大器U9B的正相输入端接地;所述稳压二极管D50的负极连接至电阻R152的一端，所述电阻R113的另一端通过电容C28连接至电阻R152的一端，所述运算放大器U9A的输出端连接至电阻R152的一端，所述运算放大器U9A的正相输入端接地，所述运算放大器U9A的正电源端、负电源端分别连接正电压端、负电压端;所述电阻R152的另一端输出经过限制的电流Ie。
[0015]优选地，所述送丝机恒压电路包括:二极管D56、电阻R30、电阻R62、电阻R80、可变电阻W3、稳压二极管Z4、运算放大器U2D，所述二极管D56的正极连接至比较电路的输出端，所述二极管D56的负极通过电阻R80分别连接至电阻R30的一端、可变电阻W3的一端、稳压二极管Z4的负极、运算放大器U2D的反相输入端;所述可变电阻W3的另一端通过电阻R62连接至运算放大器U2D的输出端，所述稳压二极管Z4的正极连接至运算放大器U2D的输出端，所述运算放大器U2D的正相输入端接地，所述运算放大器U2D的输出端输出给定电压Vs，电阻R30的另一端接收电压反馈值Vf。
[0016]优选地，所述送丝电路PI调节电路包括:电阻R1、电阻R21、二极管V18、二极管V19、稳压二极管Z6、电容C20、运算放大器U2B，所述二极管V18的负极接收给定电压Vs并分别连接至二极管V19的正极、电阻R21的一端、电容C20的一端、稳压二极管Z6的负极、运算放大器U2B的反相输入端，所述稳压二极管Z6的正极通过电阻RlO连接至电容C20的另一端，所述稳压二极管Z6的正极连接至运算放大器U2B的输出端，所述运算放大器U2B的同相输入端、二极管V18的正极、二极管V19的负极均接地;所述电阻R21的另一端连接送丝给定电压Vg，所述运算放大器U2B的输出端输出经过限制的电压Ve。
[0017]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0018]1、本发明通过采样并判断平均电流的方式，来抑制恒流环PI和送丝电路PI，成功解决气保焊机在不同丝径下最大输出功率不一致的问题，使气保焊机在使用不同丝径的情况下输出相同的功率。
[0019]2、本发明应用于气保焊机最大额定输出时逆变器和送丝机的协同控制，实现了焊机的最大额定功率输出的精确控制，降低了功率损耗，同时确保焊机正常使用。
【附图说明】
[0020]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0021]图1为本发明提供的基于抑制双PI的焊机额定功率限制系统的电路原理图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0023]本发明根据目前市面上气保焊机的缺陷提出一种解决方案，通过采样滤波后的电流信号(此信号可认为是当前焊机输出的平均电流)，将此信号If与设定信号Is进行比较，当所采样到的电流信号If大于设定信号Is时，输出高信号Ig，由于此信号与电流反馈信号If同向，从而达到抑制焊机恒流环PI的目的，使焊机逆变器输出功率减小，此时如果没有其他措施那么在实际焊接过程中，由于输出功率减小而送丝速度不变，焊丝将出现顶丝爆断等现象，使焊接工艺性变得极差。所以本发明将Ig信号同样输出至送丝电路PI调节电路，同样由于Ig与送丝电路输出电压反馈信号Vf同向，抑制了送丝电路PI的输出，使送丝速度降低，这样顶丝爆断想象将不会出现。
[0024]具体地，本发明提供的基于抑制双PI的焊机额定功率限制系统，包括:采样滤波电路、稳压电路、比较电路、电流环电路、逆变器PI输出电路、送丝机恒压电路、送丝电路PI调节电路;其中，
[0025]-所述采样滤波电路采集焊机当前输出的平均电流值If，并输送至比较电路的第一输入端；
[0026]-所述稳压电路提供设定的电流值Is，并输送至比较电路的第二输入端；
[0027]-所述比较电路根据平均电流值If与设定的电流值Is的大小输出相应的电流信号Ig，并将所述电流信号Ig输送至送丝机恒压电路和逆变器PI输出电路；
[0028]-所述电流环电路提供给定的电流信号Iset，并将所述电流信号Iset输送至逆变器PI输出电路；
[0029]-所述逆变器PI输出电路根据电流信号Ig和电流信号Iset的值输出经过限制的电流Ie;
[0030]-所述送丝机恒压电路根据电压反馈值Vf和电流信号Ig输出给定电压Vs，并将给定电压Vs输送至送丝电路PI调节电路；
[0031 ]-所述送丝电路PI调节电路根据给定电压Vs的值和送丝给定电压Vg输出经过限制的电压Ve。
[0032]所述稳压电路包括:电阻R147、电阻R149、电阻R150、电阻R66、稳压二极管U12、电容C49，所述电阻R149的一端连接至正电压端，所述电阻R149的另一端分别连接电阻R66的一端、稳压二极管的负极、电阻Rl47的一端、电容C49的一端；电阻Rl47的另一端分别连接电阻R150的一端、稳压二极管的控制端，所述电阻R150的另一端、电容C49的另一端、稳压二极管的正极均接地;所述电阻R66的另一端构成稳压电路的输出端口连接至比较电路的第二输入端。
[0033]所述比较电路包括:运算放大器U8A、电容C45，所述运算放大器U8A的同相输入端构成所述比较电路的第一输入端连接至采样滤波电路，所述运算放大器U8A的反相输入端构成所述比较电路的第二输入端连接至稳压电路;所述运算放大器U8A的反相输入端通过电容C45连接至所述运算放大器U8A的输出端，所述运算放大器U8A的正电源端接地，所述运算放大器U8A的负电源端连接至负电压端;所述运算放大器U8A的输出端分别连接至送丝机恒压电路和逆变器PI输出电路。
[0034]所述逆变器PI输出电路包括:电阻R39、电阻R94、电阻R96、电阻Rl 13、电阻Rl46、电