专利名称：一种野外应急弧焊电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接技术。特别是涉及野外无市电场合完成焊接的一种野外应急弧焊电源。
背景技术：
常规的弧焊电源，是靠市电输入完成焊接的。这就决定了在没有市电供应的施工场合下，是不能靠常规的弧焊电源来完成焊接的。但是，在某些没有市电供应的野外施工，例如长输管线的施工现场等，又是必须能够进行焊接才可完成施工任务的。目前，通常是采用柴油发电机发电，供给常规弧焊电源来完成焊接的。但是，柴油发电机发电供应弧焊电源，具有如下的缺点 I、电压不稳。导致常规弧焊电源焊接质量不稳定。2、耗能较大。这是由于能量转换环节较多导致功率因素较低。3、污染环境。由于柴油燃烧产生的废气及柴油发电机的噪音等，对野外生态环境有一定的影响。4、造价高、较笨重。柴油发电机-常规弧焊电源系统，成本较高，体积和重量均较大，运输、施工等均较不便。也有采用专用柴油电焊机的解决方案。该方案是将柴油发电机和焊接电源整合成一台设备，其中的焊接电源是适配柴油发电机而进行设计的。但也仅仅可以避免如上所述的“电压不稳导致焊接质量不稳定”的缺点，其它缺点依然存在。例如，现有的所述的柴油发电机的常规焊接电源系统如图I (a)所示；现有的柴油电焊机如图I (b)所示。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种在不降低焊接质量前提下的节能环保型弧焊电源，以逐步取代柴油发电机-常规弧焊电源系统，达成节能环保的绿色焊接目标的野外应急弧焊电源。本发明所采用的技术方案是一种野外应急弧焊电源，包括依次连接的蓄电池组、IGBT模组和输出滤波单元，所述的输出滤波单元的输出端连接负载即电弧，还设置有控制单元，所述的控制单元的信号输出端通过驱动模块连接IGBT模组的信号输入端，所述的输出滤波单元的输出端还通过霍尔电压电流传感器连接控制单元的信号输入端。所述的蓄电池组的输出还连接有低压报警和过流报警单元，所述的低压报警和过流报警单元的信号输出端连接所述的控制单元的信号输入端，所述的控制单元的信号输出端还连接充电模块，所述的充电模块的输出连接所述的蓄电池组。所述的控制单元的信号输入端还连接有便于用户操作的参数设定和状态显示模块。所述的控制单元输出的PWM信号通过驱动模块输入至IGBT模组。
本发明的一种野外应急弧焊电源，有如下有益效果I、节能。由于能量转换环节少，因此功率因素较高。2、环保。由于采用的是清洁能源蓄电池，因此不会产生柴油燃烧所产生的废气及噪声，有利于野外自然环境的保护。3、焊接质量稳定。由于柴油发电机发电电压不稳定，而常规弧焊电源的设计基础又是电压稳定的市电供电，因此焊接质量相对而言不太稳定。但野外应急弧焊电源采用电压稳定的蓄电池组作为一次电源，并依据蓄电池供电特点制作弧焊电源，因此焊接质量相对较稳定。 4、造价低、体积小。由于柴油发电机体积往往较大，导致柴油发电机-常规弧焊电源系统体积较大，而且造价较高。但野外应急弧焊电源体积远小于现有的野外焊接系统。5、安全性高。由于柴油发电机-常规弧焊电源系统需要大量的柴油供应，易燃的柴油成为了安全隐患，安全性较低。而野外应急弧焊电源，由于采用蓄电池作为一次电源，安全性较高。综上所述，野外应急弧焊电源与现有技术相比，具有诸多优点，完全可以替代耗能大、污染环境、焊接质量较差的柴油发电机-常规弧焊电源系统，所产生的社会效益和经济效益均相当可观。
图I是现有的野外焊接用电源的构成框图其中(a)是柴油发电机-常规焊接电源系统组成，(b)是柴油电焊机组成；图2是本发明的野外应急弧焊电源组成；图3是本发明的野外应急弧焊电源的构成框图；图中，I :蓄电池组2:IGBT模组3 :输出滤波单元4 :负载5:霍尔电压电流传感器 6 :控制单元7 :驱动模块8 :参数设定和状态显示模块9:充电模块10 :低压报警和过流报警单元图4是本发明中充电模块的电路原理图；图5是本发明中低压报警和过流报警单元的电路原理图；图6是本发明中参数设定和状态显示模块的电路原理图。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明的一种野外应急弧焊电源做出详细说明。本发明的一种野外应急弧焊电源，是采用清洁能源蓄电池作为一次电源，通过逆变输出交流方波、交流正弦波或通过斩波成直流方波等各种电能变换方式来保证焊接。如图3所示，本发明的一种野外应急弧焊电源，包括依次连接的蓄电池组1、IGBT模组2和输出滤波单元3，所述的输出滤波单元3的输出端连接负载即电弧4，还设置有控制单元6，所述的控制单元6的信号输出端通过驱动模块7连接IGBT模组2的信号输入端，所述的输出滤波单元3的输出端还通过霍尔电压电流传感器5连接控制单元6的信号输入端。所述的蓄电池组I的输出还连接有低压报警和过流报警单元10，所述的低压报警和过流报警单元10的信号输出端连接所述的控制单元6的信号输入端，所述的控制单元6的信号输出端还连接充电模块9，所述的充电模块9的输出连接所述的蓄电池组I。所述的控制单元6是由DSP或MCU构成，本实施例采用型号为C8051F340的MCU作为控制单元。控制单元6的信号输入端还连接有便于用户操作的参数设定和状态显示模块8。所述的控制单元6输出的PWM信号通过驱动模块7输入至IGBT模组2。本实施例中，所述的IGBT模组2采用2个型号为BSM200GB170DLC的IGBT模块； 所述的驱动模块7采用型号为SI8234的集成块；所述的充电模块9如图4所示；所述的低压报警和过流报警单元10如图5所示；所述的参数设定和状态显示模块8如图6所示。由图2可见，本发明的一种野外应急弧焊电源的一次电源为蓄电池。通过控制IGBT模组，将蓄电池的直流电逆变为正弦交流电或方波交流电，亦可将蓄电池的直流电斩波为直流方波，以适应不同的焊接要求。DSP或MCU通过霍尔传感器检测电弧电压和焊接电流，采取适当的控制策略，控制输出相应的PWM波，控制IGBT的开关行为，达成控制外特性和动特性的要求。随着蓄电池电压的逐渐下降，通过调整占空比自动保证输出电压电流的稳定，保证焊接质量。为保证循环使用，该电源还包括蓄电池的充电模块。充电模块可进行恒流-恒压-涓流三阶段充电功能，并可根据不同的蓄电池选用已存储的不同的充电曲线，保证最佳的充电效果，达成蓄电池的良性循环使用。该电源配有的焊接和充电参数设定、状态显示模块，便于用户的操作。本发明的一种野外应急弧焊电源是适合于野外应急使用的全数字化的弧焊电源。
权利要求
1.ー种野外应急弧焊电源，其特征在于，包括依次连接的蓄电池组(1)、IGBT模组(2)和输出滤波単元(3)，所述的输出滤波单元(3)的输出端连接负载即电弧(4)，还设置有控制単元(6)，所述的控制単元(6)的信号输出端通过驱动模块(7)连接IGBT模组(2)的信号输入端，所述的输出滤波单元(3)的输出端还通过霍尔电压电流传感器(5)连接控制単元(6)的信号输入端。
2.根据权利要求I所述的ー种野外应急弧焊电源，其特征在于，所述的蓄电池组(I)的输出还连接有低压报警和过流报警单元(10)，所述的低压报警和过流报警单元(10)的信号输出端连接所述的控制単元(6)的信号输入端，所述的控制単元(6)的信号输出端还连接充电模块(9)，所述的充电模块(9)的输出连接所述的蓄电池组(I)。
3.根据权利要求I所述的ー种野外应急弧焊电源，其特征在于，所述的控制単元(6)的信号输入端还连接有便于用户操作的參数设定和状态显示模块(8 )。
4.根据权利要求I所述的ー种野外应急弧焊电源，其特征在于，所述的控制単元(6)输出的PWM信号通过驱动模块(7)输入至IGBT模组(2)。
全文摘要
一种野外应急弧焊电源,依次连接的蓄电池组、IGBT模组和输出滤波单元，输出滤波单元的输出端连接负载即电弧，还设置有控制单元，控制单元的信号输出端通过驱动模块连接IGBT模组的信号输入端，输出滤波单元的输出端还通过霍尔电压电流传感器连接控制单元的信号输入端。蓄电池组的输出还连接有低压报警和过流报警单元，低压报警和过流报警单元的信号输出端连接控制单元的信号输入端，控制单元的信号输出端还连接充电模块，充电模块的输出连接蓄电池组。本发明节能，环保，焊接质量稳定，造价低、体积小，且安全性高。本发明完全可以替代耗能大、污染环境、焊接质量较差的柴油发电机-常规弧焊电源系统。
文档编号H02M7/537GK102684538SQ201210173628
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者董天顺, 薛海涛, 郑振太 申请人:河北工业大学