一种igbt单管单端正激逆变手工电弧焊机的结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种IGBT单管单端正激逆变手工电弧焊机的结构，属于逆变焊机技术领域。
技术背景
[0002]手工电弧焊机的销售量很大，应用范围较广。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会完全不同。这些都会影响产品的性能、可靠性、生产效率和运输成本等，最终影响产品的市场竞争力。
[0003]目前，国内外市场上，小型MOS管、IGBT管逆变式手工电弧焊机的额定电流通常在80?200A(负载持续率100?20%)的水平。对此类焊机产品来说，在低成本下，如果设计不好，会出现如下一些问题:I)抗网压波动能力差。例如，当供电电网的输入电源电压较低，如180VAC以下时，即使是采用较细的电焊条，焊机也无法进行正常焊接。这就使焊机的应用范围受到了一定的限制;2)负载持续率低，有的焊机只能达到10?25%。原因:焊机冷却风扇的配置、关键器件(如IGBT及其散热器、快恢复二极管及其散热器、主变压器等)的冷却风道设计不合理。这会导致焊机工作的负载持续率降低，即可焊接的时间较短。问题严重的，还会导致IGBT或快恢复二极管炸管或损坏、逆变变压器烧坏;3)防尘性能不好，导致焊机工作可靠性降低。逆变焊机长期使用后，工作现场的一些含导电性金属粉尘会吸附到IGBT管等器件引脚之间、控制电路板上，导致爬电距离减小、器件和控制电路失效;4)拉弧性能不好，容易断弧。小型逆变焊机，往往是一些非专业的人员操作设备。这些人员没有受过焊接操作培训，其操作手法容易出现电弧长度忽长忽短现象，使电弧不稳定，甚至经常断弧。如果电焊机的控制电路和性能不好，电弧长度稍微拉长一些，例如3?5mm，就会导致电弧熄灭，焊接过程中断。在供电电源电压降低时，这种现象会更加明显。因此，如何在低成本的前提下，解决好上述问题，开发出结构和性能好、可靠性高的焊机，是本实用新型解决的问题和目的。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提一种IGBT单管单端正激逆变手工电弧焊机的结构，通过IGBT管采用管脚护套和数显电路板和功率板放入各自护盖中并浇注环氧灌封料两种方式来解决防尘性能问题，可避免逆变焊机长期使用后工作现场的一些含导电性金属粉尘吸附到IGBT管等器件引脚之间、控制电路板上，不会导致爬电距离减小，器件和控制电路不容易失效，这就一定程度上提高了焊机工作可靠性;通过配置大风量、高速直流冷却风机，利用大控制电路板、IG B T散热器和快恢复二极管散热器之间构成的良好风道，来改善发热主功率关键零部件的冷却效率，提高了大电流输出时的负载持续率，解决了焊接时间短的问题，同时，有效降低了 IGBT或快恢复二极管、逆变变压器的故障率;通过采用新型控制电路的设计来解决“抗网压波动能力差”和“拉弧性能不好易断弧”问题。
[0005]为实现上述目的采用以下技术方案:
[0006]一种IGBT单管单端正激逆变手工电弧焊机的结构，包括壳体部分、前面板部分、后面板部分和内部的电路部分，其特征在于:内部的电路部分包括有包括整流桥、整流桥和IGBT管1、快恢复二极管I的散热器I1、功率板、输出整流电路板、快恢复二极管组的散热器
1、控制板、IGBT管2的散热器II1、快恢复二极管I1、逆变主变压器、输出连接件、功率板的护盖和绝缘隔板，整流桥、IGBT管I和快恢复二极管I分别通过各自的螺丝固定在散热器II上，之后，该散热器II通过螺丝固定在功率板上，IGBT管2和快恢复二极管II的散热器III通过两个螺丝固定在功率板上，绝缘隔板通过螺丝固定在散热器II上;输出整流电路板的散热器I通过螺丝固定在绝缘隔板上，输出整流电路板则通过螺丝固定在散热器I上，通过上述组装连接方式使逆变焊机的主要零部件构成一个整体，这样就在功率板、IGBT散热器和输出整流电路板的散热器之间构成风道;功率板上的还设有滤波电解电容、驱动变压器、开关电源变压器。
[0007]所述的IGBT管的管脚都采用管脚护套套入后，再把IGBT焊接到功率板上，所述的功率板和控制板放入一个护盖中，并浇注环氧灌封料。
[0008]所述的的功率板的电路包括开关电源电路、IGBT驱动控制电路和单端正激逆变电路，开关电源电路主要由开关电源变压器、稳压管、快速二极管、开关电源控制芯片T0P264VG，以及它们周围的电阻、电容组成，供给其它的控制电路等带电工作。
[0009]所述的整流输出电路板上布置有三个快恢复二极管以及三个电阻、二个电容。
[0010]所述的控制板电路部分，通过IC1(UC3845)PWM脉冲宽度控制芯片和U2四运算放大器芯片，以及它们的外围器件，组成输出特性控制、过热保护控制、短路保护控制电路，分别完成焊机输出参数调节及其负反馈控制。
[0011]所述的前面板上安装有:正、负极输出快速接头座组件、工作电源指示灯及热保护指示灯、输出控制板、电流数字显示控制板。
[0012]所述的后面板上安装有:电源开关、供电电源线、冷却风机。冷风从焊机机箱后部的进气孔进行，可使焊机内部的一些发热器件或零部件有良好的冷却效果。
[0013]本实用新型通过“IGBT管采用管脚护套”、“数显电路板和功率板放入各自护盖中并浇注环氧灌封料”两种方式来解决防尘性能问题。这些技术措施，可避免逆变焊机长期使用后工作现场的一些含导电性金属粉尘吸附到IGBT管等器件引脚之间、控制电路板上。不会导致爬电距离减小。器件和控制电路不容易失效。这就一定程度上提高了焊机工作可靠性;通过配置大风量、高速(4000?5500rpm/min )直流冷却风机，利用大控制电路板、IGBT散热器和快恢复二极管散热器之间构成的良好风道，来改善发热主功率关键零部件的冷却效率，提高了大电流(如140?100A)输出时的负载持续率(可高达100%，相当于进行连续焊接)，解决了焊接时间短的问题。同时，有效降低了 IGBT或快恢复二极管、逆变变压器的故障率;通过采用新型控制电路的设计来解决“抗网压波动能力差”和“拉弧性能不好易断弧”问题。在新的控制电路作用下，当电网输入电源电压较低，如130VAC时，采用细的电焊条，焊机也可进行正常焊接;如果电源电压升高不超过270VAC，都不会影响焊机焊接性能。这就提高了焊机的抗网压波动能力，扩大了焊机的应用范围；即使是没有受过焊接培训的非专业人员操作焊机，在其操作手法差、电弧长度忽长忽短的情况下，只要电弧长度拉长不超过8_以上范围，焊接电弧仍然稳定。不容易出现电弧熄灭或断弧现象。提高了电弧稳定性。
[0014]本实用新型的电路板设计为三个部分，各部分控制板采用了大量的贴片器件，少量器件为插件式的，电路板的生产采用自动化的装配和焊接等先进工艺加工技术。不仅缩小了产品尺寸，降低重量和运输成本，而且电路板之间的连接控制线很少，制作工艺也得到了简化，更加方便生产。
[0015]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。例如，改变IGBT器件的电流等级、数量(例如，两只并联作为一只使用。需要同时修改电路板设计)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120A/24.8V( 40%负载持续率，下同)、100A/24V(60%)、80A/23.2V( 100%)等产品。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。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。
【附图说明】