一种空载电压可调节的逆变电焊机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及逆变电焊机技术领域，具体是涉及一种空载电压可调节的逆变电焊机。
【背景技术】
[0002]焊接作业是国家标准规定的十种特种作业之一。焊接过程除了会产生烟尘、强光和热量外，还非常容易产生触电事故。长期以来，逆变电焊机生产厂家为提升逆变电焊机的安全性能采取了多项措施，例如:保护接地、电源隔离以及加强逆变电焊机的绝缘等。然而，对于已经发生过触电事故的安全漏洞:额定空载电压，虽然国家有规定“交流电压不得超过68V，直流电压不得超过113V”，但在触电危险性较大的特殊工作环境下，即使逆变电焊机的空载电压在数值上没有超出国家规定，也容易发生触电事故。
[0003]逆变电焊机的空载电压会影响焊接作业的起弧可靠性，空载电压高了就容易起弧。但如果空载电压设计得太高，一方面容易发生触电事故，对操作工人构成很大安全威胁;另一方面，对于有大批量逆变电焊机同时工作的场所来说，高的空载电压就意味着高的能耗。而且，普通逆变电焊机的空载电压会随着逆变电焊机的工作电源电压的变化而变化，外部输入的电源电压高了，空载电压也随着升高。对于目前工作电压范围比较宽的逆变电焊机来说，即使在低电源电压的工作场所下空载电压值是安全的，但到电源电压变高的工作场所空载电压就变高了，也有可能因此成了安全隐患。
[0004]比如，当下适应宽电源电压工作的逆变电焊机的电源电压变化范围在180V?460V之间，由于空载电压会随着工作电源电压变化，如果不加于稳压控制，当电源电压变化大的时候就可能带来安全隐患。假如没有空载电压稳定的功能，为保证电源电压低至180V的时候的引弧性能，空载电压值在出厂时必须设定为较高的60V;而当工作电源电压更换至更高的460V的时候，跟随着变高的空载电压就可达150V，超出了空载直流电压不能超过113V的国家规定，从而给操作客户带来了意外的安全问题。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种空载电压可根据实际的使用需要进行调节的起弧可靠、安全性能高以及能耗环保的逆变电焊机。
[0006]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007]本实用新型所述的空载电压可调节的逆变电焊机，主要包括开关电源模块及依次连接的整流模块、储能滤波模块、全桥逆变器模块和中心控制模块，所述整流模块的输入端连接外界电源，所述开关电源模块的输入端与整流模块连接，其输出端连接在中心控制模块上，所述全桥逆变器模块的输出端连接焊接电极，其特点是:所述全桥逆变器模块与中心控制模块之间连接有电压检测模块，所述电压检测模块将检测到空载电压输出值反馈给中心控制模块，所述中心控制模块根据设定的空载电压值与接收到的空载电压输出值进行比较后输出符合要求的PWM信号至全桥逆变器模块。
[0008]其中，所述电压检测模块包括接线器JPl、电阻R3、电阻R4、霍尔电压传感器Ul、高精度电阻R8、电阻R7、电容C2、电容C3、放大器U2A、电阻R2、电位器RPl、电阻Rl、电阻R5、二极管D1、二极管D2、低电阻率的电阻R6和大容量的电容Cl，所述的接线器JP1、电阻R3、电阻R4、霍尔电压传感器U1、高精度电阻R8、电阻R7、电容C2、电容C3、放大器U2A、电阻R2、电位器RPl、电阻R1、电阻R5、二极管Dl、二极管D2、低电阻率的电阻R6和大容量的电容Cl通过串联或并联的方式连接在一起协同工作，共同实现隔离的、线性的、实时的输出电压采样反馈功能。8V?60V的输出电压经过采样后输送至接线器JPl的第I脚和第3脚，并经由电阻R3和电阻R4组成的限流电路后接至霍尔电压传感器Ul，高精度电阻R8是霍尔电压传感器Ul的输出负载电阻，该负载电阻将霍尔电压传感器Ul的输出转换成电压后再经过由电阻R7和电容C2、电容C3组成的低通滤波电路后接至放大器U2A进行比例放大，且电阻R2、电位器RPl及电阻Rl与放大器U2A组成了一个可调节放大倍数的比例放大器，在接入该比例放大器之前，输入信号通路经过电阻R5引入了偏压以调节比例放大器的零点，并通过二极管Dl和二极管D2对比例放大器的输入管脚进行保护，比例放大器的输出接至中心控制模块的ADC转换输入管脚进行模数转换，且在由比例放大器输入至ADC输入管脚的信号通路中加入了由低电阻率的电阻R6和大容量的电容Cl组成的低通滤波电路。
[0009]所述全桥逆变器模块包括全桥逆变环节、主变压器环节和整流滤波环节，所述的三个环节与中心控制模块及电压检测模块共同组成全桥逆变器模块的电压控制环。
[0010]本实用新型由于采用了在全桥逆变器模块与中心控制模块之间连接有电压检测模块作为电压控制反馈环节的结构，通过该电压检测模块能够为中心控制模块反馈精确实时的全桥逆变器模块输出的空载电压输出值信息。反馈的空载电压输出值经中心控制模块与设定的空载电压值进行比较后，通过中心控制模块中用于空载电压稳压的闭环控制逻辑进行相应的调节，从而使逆变电焊机的空载电压始终能够稳定在设定的目标值内。这样无论电网输入的工作电源电压是否高低变化，都能够实现稳定和调节空载电压值的目的，使得操作人员可以根据逆变电焊机实际的工作环境、起弧难易情况以及节能环保等方面进行综合评估后，选择切合实际需求的空载电压值以获得预期的效果。本实用新型在增加较小成本的基础上，提升了逆变电焊机的使用效能、安全性能以及节能效果，使得逆变电焊机的使用更加安全、适用面更广，同时也给了用户可根据实际需要调节引弧性能的功能，使得逆变电焊机能够贴合不同用户的实际需求，并且本实用新型能够方便地应用于TIG氩弧焊机、MIG/MAG气体保护焊机等各种逆变电焊机上，且在额定空载电压8V?60V之间连续可调。
[0011 ]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的组成原理框图。
[0013]图2为本实用新型的控制信号流程框图。
[0014]图3为本实用新型所述电压检测模块的电路拓扑图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本实用新型所述的空载电压可调节的逆变电焊机，主要包括开关电源模块4及依次连接的整流模块1、储能滤波模块2、全桥逆变器模块3和中心控制模块5，其中整流模块I的输入端连接外界电源，开关电源模块4的输入端与整流模块I连接，其输出端连接在中心控制模块5上，全桥逆变器模块3的输出端连接焊接电极。为了使操作人员可以根据逆变电焊机实际的工作环境、起弧难易情况以及节能环保等方面进行综合评估后，选择切合实际需求的空载电压值以获得预期的效果，在全桥逆变器模块3与中心控制模块5之间连接有电压检测模块6，通过该电压检测模块6将检测到的全桥逆变器模块3输出的空载电压输出值反馈给中心控制模块5。使得电压检测模块6成为了以中心控制模块5为核心的空载电压控制逻辑中的反馈环节。因此，逆变电焊机能够根据用户设定的空载电压值调整输出到全桥逆变器模块的PWM信号，即中心控制模块5能够根据设定的空载电压值与接收到的空载电压输出值进行比较后输出符合要求的PWM信号至全桥逆变器模块3，从而达到空载电压稳定可调的目的，使逆变电焊机的空载电压始终能够稳定在设定的目标值内。
[0016]如图2所示，全桥逆变器模块3包括全桥逆变环节31、主变压器环节32和整流滤波环节33，所述的三个环节(全桥逆变环节31、主变压器环节32和整流滤波环节33)与中心控制模块5及电压检测模块6共同组成全桥逆变器模块3的电压控制环。全桥逆变器模块3的电压控制环是逆变电焊机实现空载电压可调节的核心内容。空载电压的目标电压值由中心控制模块5的用户交互界面设定。中心控制模块5将用户设定的目标电压值(即空载电压值)与电压检测模块6传送过来的空载电压输出值进行比较。如果空载电压输出值偏高了，就减少中心控制模块5输出至全桥逆变环节31的PWM占空比，使得