专利名称：一种采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接电源，尤其是一种采用逆变技术的钢格板压焊机焊接 电源。
背景技术：
钢格板压焊机提高了生产效率，减少了工人的劳动强度。焊接电源是钢格
板压焊机的核心部分，配合PLC控制的上料机构、液压机构、出料机构以实现 钢格板的自动焊接。现有的钢格板压焊机焊接电源采用改变可控硅触发相位来 调整焊接电流，次级用二极管整流。功率因数难以提高，需要增加电容补偿柜 以提高功率因数，因而增加了成本。同时二极管整流浪费了很大的能量，使得 效率降低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高功率因数、高效 率的大功率逆变式交流钢格板压焊机焊接电源。
按照本发明提供的技术方案，所述采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源 包括嵌入式系统及辅助电源和与之连接的逆变箱体；所述逆变箱体包括可控整 流电路、桥式逆变电路、预启动电路、驱动电路以及滤波电容；
所述可控整流电路为三相桥式晶闸管整流电路，由三只晶闸管模块组成， 每只晶闸管模块包含两只串联的晶闸管；晶闸管的三个公共极是可控整流电路 的输入端，通过空气开关连接总开关；三只阴极并联再连接到滤波电容的正极; 三只阳极并联再连接到滤波电容的负极；滤波电容的正极又和桥式逆变电路上 桥臂IGBT的C极相连接；滤波电容的负极又和桥式逆变电路下桥臂IGBT的E 极相连接；可控整流电路输出脉动的直流电，经滤波电容滤波后变为较平滑的 直流电，作为桥式逆变电路的电源；
预启动电路输出触发脉冲触发所述晶闸管，控制晶闸管的导通；预启动电 路的输入通过空气开关连接总开关；
驱动电路输出触发脉冲触发IGBT，触发脉冲为正电平时IGBT导通，触发
脉冲为负电平时IGBT关断；
桥式逆变电路的输出连接焊接变压器的初级，从焊接变压器的次级输出焊 接电压；
所k预启动电路的控制方法为合上电源开关后，先用单相半波整流移相 触发方式使可控整流电路的输出电压缓慢上升，该电压给电容充电，等电容上 电压上升到一定值后使可控整流电路全导通，这样减小了合闸冲击。
所述可控整流电路采用三相桥式可控整流电路。
所述桥式逆变电路包括4只IGBT模块，4只IGBT模块两两并联，分别组 成桥式逆变电路的两个桥臂；每只IGBT模块内包含两只串联的IGBT，称为桥 式逆变电路的一个桥臂。桥式逆变电路有两个输出端，其中一个连接焊接变压器初级的一端，另一 个串联电容和电抗后连接焊接变压器初级的另一端。
所述滤波电容包括两只串联的电容，每只电容并联一只均压电阻，使得串 联的电容分得相同的电压，防止电容上充得的电压超过电容的耐压。
所述嵌入式系统及辅助电源连接有电源及报警指示单元。
所述桥式逆变电路使用的IGBT模块和可控整流电路使用的晶闸管模块装 在一块散热器上，由风扇散热。
所述逆变箱体采用多个，共同提供焊接变压器初级的大电流。 本发明的优点是
① 采用IGBT全桥逆变主电路，极大的提高了设备的功率因数；
② 采用交流焊接，降低了能耗；
③ 采用并联技术，降低制造成本；
④ 采用嵌入式系统，增加了故障指示，使得维修方便。
图1是本发明电路原理图。
具体实施例方式
如图1所示:本发明包括总开关7、嵌入式系统和辅助电源1、空气开关12、、 预启动电路14、可控整流电路ll、滤波电容9、驱动电路13、桥式逆变电路8、 焊接变压器6、电源及报警指示单元2等。
嵌入式系统及辅助电源1连接逆变箱体3;所述逆变箱体3包括可控整流电 路11、桥式逆变电路8、预启动电路14和驱动电路13;所述可控整流电路11 为三相桥式晶闸管整流电路，由三只晶闸管模块组成，每只晶闸管模块包含两 只串联的晶闸管；晶闸管的三个公共极是可控整流电路ll的输入端，连接通过 空气开关12连接总开关7;三只阴极并联再连接到滤波电容9的正极；三只阳 极并联再连接到滤波电容9的负极；滤波电容9的正极又和桥式逆变电路8上 桥臂IGBT的C极相连接；滤波电容9的负极又和桥式逆变电路8下桥臂IGBT 的E极相连接；可控整流电路11输出脉动的直流电，经滤波电容9滤波后变为 较平滑的直流电，作为桥式逆变电路8的电源。
滤波电容9包括两只串联的电容，每只电容并联一只均压电阻10，使得串 联的电容分得相同的电压，防止电容上充得的电压超过电容的耐压。
所述桥式逆变电路8包括4只IGBT模块，4只IGBT模块两两并联，分别 组成桥式逆变电路的两个桥臂；每只IGBT模块内包含两只串联的IGBT，称为 桥式逆变电路的一个桥臂。
预启动电路14输出触发脉冲触发所述晶闸管，控制晶闸管的导通；预启动 电路14的输入通过空气开关12连接总开关7。
驱动电路13输出触发脉冲触发IGBT，触发脉冲为正电平时IGBT导通，触 发脉冲为负电平时IGBT关断。
桥式逆变电路8的输出连接焊接变压器6的初级，从焊接变压器6的次级 输出焊接电压。预启动电路14采用了一种独特的控制策略，合上电源开关后，先用单相半 波整流移相触发方式使可控整流电路ll的输出电压缓慢上升，等滤波电容9上 电压上升到一定值后使可控整流电路ll全导通，这样减小了合闸冲击。可控整 流电路11采用三相桥式可控整流电路。
嵌入式系统根据设定焊接电流的大小发出触发脉冲信号，如果检测到故障 则发出触发脉冲信号并给出故障指示；触发信号经驱动电路13放大后驱动由 IGBT组成的桥式逆变电路8，桥式逆变电路8的输出连接焊接变压器6，从焊 接变压器6的次级输出合适的用于焊接的电压电流。桥式逆变电路8使用的 IGBT模块和可控整流电路11使用的晶闸管模块装在一块散热器上，由风扇散 热。
嵌入式系统和辅助电源1提供了驱动脉冲和士15V电源和+5V电源；逆变箱 体3内装有可控整流电路ll、桥式逆变电路8、预启动电路14、驱动电路13， 逆变箱体通以380V交流电，经可控整流电路11后变成560V直流电，再由桥式 逆变电路8输出交流电。逆变箱体的输出经过电容4和电抗5连接变压器6，由 变压器6的次级输出合适的电压电流。
由于目前的IGBT模块的负载有限，所述逆变箱体3采用多个，图中所示为 9个，共同提供焊接变压器6初级的大电流。
与现有专利比较，本发明的优点有
1. 由三相交流电提供电源，功率大大提高。使得电网负载均匀。(相对于专 利ZL200620157890,8)
2. 开机时由预启动电路对电容充电，降低了对电网的冲击。(相对于专利 ZL200620157890.8)
3. 采用采用嵌入式系统，由嵌入式系统提供触发脉冲，如有故障，则停止 输出脉冲并指示。
4. 次级由变压器直接输出，减少了整流功耗，提高了整机效率。(相对于专 利ZL200620157890.8)
权利要求
1、一种采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源，包括嵌入式系统及辅助电源(1)和与之连接的逆变箱体(3)；其特征是所述逆变箱体(3)包括可控整流电路(11)、桥式逆变电路(8)、预启动电路(14)、驱动电路(13)以及滤波电容(9)；所述可控整流电路(11)为三相桥式晶闸管整流电路，由三只晶闸管模块组成，每只晶闸管模块包含两只串联的晶闸管；晶闸管的三个公共极是可控整流电路(11)的输入端，通过空气开关(12)连接总开关(7)；三只阴极并联再连接到滤波电容(9)的正极；三只阳极并联再连接到滤波电容(9)的负极；滤波电容(9)的正极又和桥式逆变电路(8)上桥臂IGBT的C极相连接；滤波电容(9)的负极又和桥式逆变电路(8)下桥臂IGBT的E极相连接；可控整流电路(11)输出脉动的直流电，经滤波电容(9)滤波后变为较平滑的直流电，作为桥式逆变电路(8)的电源；预启动电路(14)输出触发脉冲触发所述晶闸管，控制晶闸管的导通；预启动电路(14)的输入通过空气开关(12)连接总开关(7)；驱动电路(13)输出触发脉冲触发IGBT，触发脉冲为正电平时IGBT导通，触发脉冲为负电平时IGBT关断；桥式逆变电路(8)的输出连接焊接变压器(6)的初级，从焊接变压器(6)的次级输出焊接电压；所述预启动电路(14)的控制方法为合上电源开关后，先用单相半波整流移相触发方式使可控整流电路(11)的输出电压缓慢上升，该电压给电容(9)充电，等电容(9)上电压上升到一定值后使可控整流电路(11)全导通，这样减小了合闸冲击。
2、 如权利要求1所述采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源，其特征是 所述可控整流电路(11)采用三相桥式可控整流电路。
3、 如权利要求1所述采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源，其特征是所述桥式逆变电路(8)包括4只IGBT模块，4只IGBT模块两两并联，分别组 成桥式逆变电路的两个桥臂；每只IGBT模块内包含两只串联的IGBT，称为桥 式逆变电路的一个桥臂。
4、 如权利要求1所述采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源，其特征是 桥式逆变电路(8)有两个输出端，其中一个连接焊接变压器(6)初级的一端， 另一个串联电容(4)和电抗(5)后连接焊接变压器(6)初级的另一端。
5、 如权利要求1所述采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源，其特征是 所述滤波电容(9)包括两只串联的电容，每只电容并联一只均压电阻(10)， 使得串联的电容分得相同的电压，防止电容上充得的电压超过电容的耐压。
6、 如权利要求1所述采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源，其特征是 所述嵌入式系统及辅助电源(1)连接有电源及报警指示单元(2)。
7、 如权利要求1所述采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源，其特征是-所述桥式逆变电路(8)使用的IGBT模块和可控整流电路(11)使用的晶闸管 模块装在一块散热器上，由风扇散热。
8、 如权利要求1所述采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源，其特征是 所述逆变箱体(3)采用多个，共同提供焊接变压器(6)初级的大电流。
全文摘要
本发明涉及一种采用逆变技术的钢格板压焊机焊接电源，其包括嵌入式系统及辅助电源和与之连接的逆变箱体；所述逆变箱体包括可控整流电路、桥式逆变电路、预启动电路和驱动电路；桥式逆变电路的输出连接焊接变压器的初级，从焊接变压器的次级输出焊接电压。本发明的优点是采用IGBT全桥逆变主电路，极大的提高了设备的功率因数；采用交流焊接，降低了能耗；采用并联技术，降低制造成本；采用嵌入式系统，增加了故障指示，使得维修方便。
文档编号B23K11/24GK101637848SQ200910183999
公开日2010年2月3日 申请日期2009年8月17日 优先权日2009年8月17日
发明者史继青, 王卫红 申请人:无锡威华电焊机制造有限公司