一种两焊接功能单管igbt逆变焊机的结构的制作方法

文档序号:9083214阅读:786来源:国知局
一种两焊接功能单管igbt逆变焊机的结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种单管IGBT逆变的、带有手工电弧焊功能的MIG/MAG气体保护焊机,属于电焊机领域。
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功能和结构设计等方面。
[0003]国内外市场上,小型MOS管、IGBT管逆变式MIG/MAG气体保护焊机的额定电流通常在140~200A (负载持续率100~35%)的水平。大多数的此类焊机产品都是单一的MIG/MAG气体保护焊功能。其应用范围会受到一定的限制。
[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。例如,市场上的一些焊机,其控制板分为几块,分别固定在机架上。每个控制板之间采用很多的连接线进行电气连接。不仅需要加工很多的控制连接线,而且,电路板占据空间大,整机的尺寸大和重量重。此外,电路板还采用很多的分离元器件模拟控制,导致电路板的尺寸也大。这样,产品的制作成本就很高,降低了产品的市场竞争力。市场上虽然也有采用数字化控制的多功能焊机,但是,其开发和制作的成本,以及销售的价格也很高,也不是国际DIY市场的主要产品。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。这也是本实用新型需要解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种两焊接功能单管IGBT逆变焊机的结构,具有手工电弧焊和MIG/MAG气体保护焊两种焊接方法的功能,其内部采用左右布局结构。左边主要是一块大电路板的控制部分;在该电路板上,还连接有如下小控制板:开关电源PWM控制小板;IGBT驱动功率控制小板;送丝PffM控制小板;MCU微处理器控制小板;焊机输出PWM控制小板;各电路板之间按照电路原理图的连接在一起;各块小控制板是通过插件直接焊接在大电路板上的;不像其它多数电路板结构的焊机那样,电路板之间有很多的连接控制线,制作工序多和生产工艺复杂,而且电路板还占据焊机空间大,整机尺寸大,重量重,因而本实用新型的电路板结构和电路设计还缩小了整个电路板和整机机箱的尺寸,降低了产品重量、生产和运输成本;焊机的右边主要是送丝机械部分,外加面板上的一些器件,如、电源开关、参数调节电位器、指示灯、风扇、进气嘴和电磁气阀、输出快速接头座、欧式焊枪接口部分,可满足手工焊和MIG/MAG气体保护焊两种焊接方法的各项控制要求。
[0006]为实现上述目的采用以下技术方案:
[0007]—种两焊接功能单管IGBT逆变焊机的结构,包括外部的壳体、前面板、后面板、底板以及内部的控制部分,其特征在于:控制部分包括左右两部分,其中左边部分包括一块大控制电路板,右边部分为气体保护焊用的送丝机械部分,大控制电路板与送丝机械部分之间通过中隔板分隔,这样左边部分的大控制电路板被中隔板、外壳、底板、后面板和前面板组成的金属外壳包围;所述的送丝机械部分的焊丝盘轴安装在中隔板上,送丝机械部分的送丝机构安装在底板上,靠近焊机前面板,并与前面板上安装的欧式气保焊焊枪座连接在一起。
[0008]在所述的大控制电路板上包括有送丝PWM控制小板、集成稳压器及散热器、MCU微处理器控制小板、焊机输出PWM控制小板、分流器、IGBT驱动功率控制小板、集成稳压器及散热器、开关电源PWM控制小板、电解电容、继电器、热敏电阻、整流桥及散热器、驱动变压器、电流环、快速恢复二极管及散热器组件、逆变主变压器、输出电流滤波电抗器、开关电源变压器,上述的这些控制小板及电器元件通过大控制电路板上线路连接。
[0009]所述的大控制电路板上设有如下五块控制小板的接口:1)开关电源PWM控制小板的接口 ;2) IGBT驱动功率控制小板的接口 ;3)送丝PffM控制小板的接口 ;4) MCU微处理器控制小板的接口 ;5)焊机输出PWM控制小板的接口 ;各块控制小板通过插件直接焊接在大控制电路板上。
[0010]本实用新型的结构控制线少,焊机的生产加工工序少,制作工艺也得到了简化,更加方便安装和生产,焊机的右边主要是送丝机械部分。外加面板上的一些器件,如、电源开关、参数调节电位器、指示灯、风扇、进气嘴和电磁气阀、输出快速接头座、欧式焊枪接口等部分,可满足手工焊和MIG/MAG气体保护焊两种焊接方法的各项控制要求。例如,手工焊时的输出下降特性控制;气保焊时的提前送气、滞后闭气,以及平特性输出、电压和送丝速度调节等控制。其电路中还采用了 MCU微处理器控制。通过它,可方便地实现手工焊/气保焊转换;气保焊时的点动送丝控制,焊枪开关动作后的提前送气和滞后闭气时间控制,以及输出电压和送丝等动作时序控制功能。由于采用了微处理器和软件控制,因而简化了控制电路。此外,通过调整电路板上少量的零部件(如逆变主变压器、输出电抗器、IGBT型号等),即可容易形成不同规格的系列产品。如180A/23V (35%,负载持续率,下同)、160A/22V (60%)等多种电流等级和规格型号的产品。额定电流越小的,则额定负载持续率越高。本实用新型焊机,由于具有两种焊接方法的使用功能,解决了单一功能焊机应用面窄的问题,因而比单一功能的焊机有更好的适应性,本实用新型焊机的电路原理、电路板和整机结构设计有自己的独特之处。
[0011]对于大控制电路板上,主要有:交流输入单相整流桥及其散热器、滤波电解电容、IGBT及其散热器、逆变主变压器、快速恢复二极管及其散热器、电流滤波电抗器、电流信号检测分流器等零部件。电路板控制部分与焊机前、后面板上的元器件,如电流、电压和送丝速度调节电位器、风扇、电磁气阀、指示灯等,通过一些控制导线进行相互间的电路连接。另夕卜,单控制板电路上还连接有如下五块小控制板:开关电源PWM控制小板;IGBT驱动功率控制小板;送丝PWM控制小板;MCU微处理器控制小板;焊机输出PWM控制小板。各电路板之间,按照本实用新型的电路原理图的连接在一起。各块小控制板是通过插件直接焊接在大电路板上的。不像其它多电路板结构的焊机那样,电路板之间有很多的连接控制线,制作工序多和生产工艺复杂,而且电路板还占据焊机空间大,整机尺寸大,重量重,因而本实用新型的电路板结构和电路设计还缩小了整个电路板和整机机箱的尺寸,降低了产品重量、生产和运输成本。控制线少,焊机的生产加工工序少,制作工艺也得到了简化,更加方便安装和生产。其电路中还采用了 MCU微处理器控制。通过它,可方便地实现手工焊/气保焊转换;气保焊时的点动送丝控制,焊枪开关动作后的提前送气和滞后闭气时间控制,以及输出电压和送丝等动作时序控制功能。由于采用了微处理器和软件控制,因而简化了控制电路。从其电路的功能来看,主要是完成供电电源的产生、PWM脉冲宽度调节、IGBT管驱动控制、两种焊接方法的逆变电路输出参数(电流、电压)控制、焊接方法选择和控制、送丝速度的调节和控制等工作。最终在控制电路的作用下,分别实现手工电弧焊接、MIG/MAG气保焊的控制。
[0012]对不同电流等级和负载持续率要求的本实用新型焊机,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。如180A/23V(35%,负载持续率,下同)、160A/22V (60%)等多种电流等级和规格型号的产品。额定电流越小的,则额定负载持续率越高。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。
[0013]本实用新型焊机,由于具有两种焊接方法的使用功能,解决了单一功能焊机应用面窄的问题,因而比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实用新型的优势所在,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。本实用新型焊机的电路原理、电路板和整机结构设计有自己的独特之处。本实用新型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计。
【附图说明】
[0014]图1是利用本实用新型制成的一种不例焊机的结构不意图;
[0015]图2是本实用新型焊机的大电路板部分的元器件布局图;
[0016]图3-1是本实用新型焊机的大电路板控制电路的原理图1 ;
[0017]图3-2是本实用新型焊机的大电路板控制电路的原理图2 ;
[0018]图4是本实用新型焊机的开关电源PffM控制小板原理图;
[0019]图5是本实用新型焊机的IGBT驱动功率控制小板原理图;
[0020]图6是本实用新型焊机的焊接输出PffM控制小板原理图;
[0021]图7是本实用新型焊机的送丝PffM控制小板原理图;
[0022]图8是本实用新型焊机的MCU微处理器控制小板原理图;
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