一种双脉冲气体保护焊的电弧长度稳定电路的制作方法

文档序号:12086771阅读:739来源:国知局

本实用新型涉及电力电子技术领域,具体地说是一种双脉冲气体保护焊的电弧长度稳定电路。



背景技术:

双脉冲气体保护焊具有多种不同的熔滴过渡形式。典型的有3种:短路过渡、潜弧过渡、排斥颗粒过渡。

稳定的电弧长度是焊接过程稳定的主要标志,而只有当送丝速度和熔化速度相等才能使焊接过程稳定。在焊接过程中,当某种外界因素使电弧长度发生变化时,可以调节焊丝熔化的速度或者送丝速度使电弧恢复到之前的状态或者达到一个新的平衡状态,从而达到稳定焊接的效果。

脉冲气体保护焊一般采用等速送进方式,通过调节焊接电流来调节焊丝熔化的速度。脉冲单元能量调节模式有两种,一种是脉冲电流和基值电流模式,在这种模式中基值时间是调节量,另一种是脉冲电压和基值电流模式,在这种模式中,脉冲电流是调节量,而脉冲的频率保持不变。

第一种模式的焊接的脉冲电流基本不变,所以它的熔滴过渡的一致性比较好,但是该模式是通过改变脉冲频率来调节电弧长度的,所以该模式的调节速度比较慢。第二种模式采用恒压控制,调节电弧长度的能力较强,但是脉冲单元的能量一致性不理想。

因此,需要设计一种使用简单可靠、成本低廉的电路,以解决双脉冲气保焊的电弧长度稳定问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是克服现有技术的不足,提供了一种使用简单可靠、成本低廉的电路,以解决双脉冲气保焊的电弧长度稳定问题。

为了达到上述目的,本实用新型是一种双脉冲气体保护焊的电弧长度稳定电路,包括电源、电阻、电容、二极管、放大器以及数字信号处理DSP芯片,其特征在于:输出电压反馈正极分两路分别与电阻一的一端以及电阻二的一端连接,电阻一的另一端与二极管一的阴极连接,二极管一的阳极与15V电源连接,电阻二的另一端串联电阻三后,分两路分别与电容一的一端以及电阻六的一端连接,电容一的另一端接地,电阻六的另一端分四路分别与二极管二的阴极、二极管三的阳极、放大器一的反向输入端以及电阻八的一端连接,二极管二的阳极与-15V电源连接,二极管三的阴极与15V电源连接,输出电压反馈负极分两路分别与热敏电阻的一端以及电阻四的一端连接,热敏电阻的另一端接地,阻四的另一端串联电阻五后,分两路分别与电容二的一端以及电阻七的一端连接,电容二的另一端接地,电阻七的另一端分四路分别与二极管四的阴极、二极管五的阳极、电阻十八的一端以及放大器一的同向输入端连接,二极管四的阳极与-15V电源连接,二极管五的阴极与15V电源连接,电阻十八的另一端接地,放大器一的输出端分两路分别与电阻八的另一端以及电阻九的一端连接,电阻九的另一端分两路分别与放大器二的反向输入端以及电阻十六的一端连接,放大器二的正向输入端接地,放大器二的输出端分两路分别与电阻十六的另一端以及电阻十七的一端连接,电阻十七的另一端分两路分别与电容三的一端以及电阻十的一端连接,电容三的另一端接地,电阻十的另一端分两路分别与电阻十一的一端以及电容五的一端连接,电阻十一的另一端分两路分别与放大器三的同向输入端以及电容四的一端连接,电容四的另一端接地,电容五的另一端分三路分别与电阻十二的一端、放大器三的反向输入端以及输出端连接,电阻十二的另一端分两路分别与电阻十三的一端以及电容六的一端连接,电阻十三的另一端分两路分别与放大器四的同向输入端以及电容七的一端连接,电容七的另一端接地,电容六的另一端分三路分别与电阻十四的一端、放大器四的反向输入端以及输出端连接,电阻十四的另一端分三路分别与电阻十五的一端、电容八的一端以及数字信号处理DSP芯片的46号脚连接,电阻十五的另一端以及电容八的另一端接地。

所述的输出电压接入小二芯插头。

所述的放大器一、所述的放大器二、所述的放大器三、所述的放大器四的型号为TL074。

所述的数字信号处理DSP芯片型号为TMS320系列。

本实用新型同现有技术相比,控制回路将电压反馈信号先经过一个差分放大器缩小,再通过一个五阶滤波器滤波,得到一个精确的电压反馈信号,然后将该电压反馈信号送入数字信号处理DSP芯片进行控制,来调节脉冲的基值电流时间,实现电弧长度的稳定。本实用新型电路简单可靠,具有反应速度快,测量精度高,制作简单,成本低廉的特点。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型做进一步描述。

参见图1,本实用新型一种双脉冲气体保护焊的电弧长度稳定电路,包括电源、电阻、电容、二极管、放大器以及数字信号处理DSP芯片。输出电压反馈正极分两路分别与电阻一R1的一端以及电阻二R2的一端连接,电阻一R1的另一端与二极管一D1的阴极连接,二极管一D1的阳极与15V电源连接,电阻二R2的另一端串联电阻三R3后,分两路分别与电容一C1的一端以及电阻六R6的一端连接,电容一C1的另一端接地,电阻六R6的另一端分四路分别与二极管二D2的阴极、二极管三D3的阳极、放大器一U2的反向输入端以及电阻八R8的一端连接,二极管二D2的阳极与-15V电源连接,二极管三D3的阴极与15V电源连接,输出电压反馈负极分两路分别与热敏电阻的一端以及电阻四R4的一端连接,热敏电阻的另一端接地,阻四R4的另一端串联电阻五R5后,分两路分别与电容二C2的一端以及电阻七R7的一端连接,电容二C2的另一端接地,电阻七R7的另一端分四路分别与二极管四D4的阴极、二极管五D5的阳极、电阻十八R18的一端以及放大器一U2的同向输入端连接,二极管四D4的阳极与-15V电源连接,二极管五D5的阴极与15V电源连接,电阻十八R18的另一端接地,放大器一U2的输出端分两路分别与电阻八R8的另一端以及电阻九R9的一端连接,电阻九R9的另一端分两路分别与放大器二U5的反向输入端以及电阻十六R16的一端连接,放大器二U5的正向输入端接地,放大器二U5的输出端分两路分别与电阻十六R16的另一端以及电阻十七R17的一端连接,电阻十七R17的另一端分两路分别与电容三C3的一端以及电阻十R10的一端连接,电容三C3的另一端接地,电阻十R10的另一端分两路分别与电阻十一R11的一端以及电容五C5的一端连接,电阻十一R11的另一端分两路分别与放大器三U3的同向输入端以及电容四C4的一端连接,电容四C4的另一端接地,电容五C5的另一端分三路分别与电阻十二R12的一端、放大器三U3的反向输入端以及输出端连接,电阻十二R12的另一端分两路分别与电阻十三R13的一端以及电容六C6的一端连接,电阻十三R13的另一端分两路分别与放大器四U4的同向输入端以及电容七C7的一端连接,电容七C7的另一端接地,电容六C6的另一端分三路分别与电阻十四R14的一端、放大器四U4的反向输入端以及输出端连接,电阻十四R14的另一端分三路分别与电阻十五R15的一端、电容八C8的一端以及数字信号处理DSP芯片的46号脚连接,电阻十五R15的另一端以及电容八C8的另一端接地。

本实用新型中,输出电压接入小二芯插头。

放大器一U2、放大器二U5、放大器三U3、放大器四U4的型号为TL074。

数字信号处理DSP芯片型号为TMS320系列。

由于双脉冲气保焊机的输出电压比较大,并且输出电压比较杂乱,不容易采样,于是本实用新型电路中,先使用一个差分放大电路将输出电压反馈进行缩小,大概降至输出电压反馈电压的二十分之一,经过差分放大器后的输出电压反馈仍有较多的杂波,需要对缩小后的输出电压反馈信号进行滤波。本实用新型电路中使用了一个五阶滤波电路,滤波过后得到一个非常精准的电弧电压反馈信号,接着将该电压反馈信号进行分压然后将该电弧电压反馈信号送入数字信号处理DSP芯片中进行处理,为了保证一脉一滴的工作状态,实现脉冲单元能量的稳定不能改变一个脉冲周期内峰值电流时间和脉宽,因此我们根据输出电压反馈对脉冲的基值电流时间进行调节,即调节脉冲频率,使焊丝熔化速度与送丝速度一致,从而实现电弧长度的稳定。

一般的通过电弧电压反馈,然后将反馈电压通过PI调节和压频转换,以此来改变脉冲电流基值时间,即脉冲频率。该过程响应速度很慢,因此本新型电路中将电压反馈信号通过数字信号处理DSP芯片进行处理,大大提高了控制速度,但是至少存在一个脉冲时间的延时,因为控制算法是将当前电弧电压处理后来计算下一个脉冲的基值电流时间,而不能通过当前电弧电压的反馈来调整当前脉冲的基值电流时间,这样这种控制方法还是存在了一个脉冲时间的延时,特别在低频段,误差会特别大。

基于此,我们改进了控制算法,在当前脉冲上升沿开始的时刻进行电弧电压的采样,计算在该采样时间段内的平均弧压,在峰值电流时间段内,峰值电压与采样的电弧电压相等,在基值电流时间段内,电弧电压的平均值开始下降,将平均电弧电压与给定的电压值进行比较,当平均电弧电压低于给定电压时,脉冲由基值电流转换为峰值电流,该脉冲周期结束,该控制方法在当前脉冲周期内进行控制,很好的解决了控制延时的问题。

在正常燃弧过程中电弧电压会受到许多干扰,焊接电压在瞬间会有很高的电压尖峰,这会使脉冲频率产生巨大变化,控制弧长变得比较困难,因此,本实用新型电路中在数字信号处理DSP芯片的外围电路增加了差分放大器和一个五阶滤波电路,能得到稳定精准的电弧反馈电压,便于数字信号处理DSP芯片进行处理。

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