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_2

文档序号:10325594阅读:来源:国知局
[0016]附图1是本实用新型带数显手弧焊机的结构示意图;
[0017]附图2是本实用新型不带数显手弧焊机的结构示意图;
[0018]附图3是本实用新型焊机的电路原理框图;
[0019]附图4是本实用新型焊机功率板的电路原理图;
[0020]附图5是本实用新型焊机的整流输出电路原理图;
[0021 ]附图6是本实用新型焊机的控制板电路原理图;
[0022]附图中各部件名称如下:1、背带或提手手柄;2、外盖;3、螺丝;4、整流输出电路板;
5、散热器I; 6、绝缘隔板;7、整流桥;8、IGBTI; 9、IGBT管的管脚护套;1、快恢复二极管I; 11、散热器II; 12、电解电容;13、散热器III; 14、IGBT2; 15、IGBT管的管脚护套;16、快恢复二极管II ;17、驱动变压器;18、开关电源变压器;19、功率板;20、大电路板的护盖;21、后塑料件;22、电源开关;23、固线器;24、电源线及其插头;25、冷却风机或风扇;26、逆变主变压器;27、底板;28、输出滤波电抗器、29、输出连接件;30、前塑料件;31、控制板;32、前面板;33、电源和过热指示灯;34、旋钮;35、正极输出快速接头座;36、正极输出快速接头;37、负极输出快速接头;38、负极输出快速接头座。
【具体实施方式】
[0023]如图1-6所示,一种IGBT单管单端正激逆变手工电弧焊机的结构,其主要组成部分包括:
[0024]I)前面板部分,主要有正极输出快速接头36和接头座组件35,、负极输出快速接头37和接头座组件38、前塑料件30、控制板31(分为带数显和不带数显的两种不同组件。不带数显的机型,只有控制板)、工作电源指示灯(白色)及热保护指示灯(黄色)33、输出电流调节电位器旋钮34等。
[0025]有数显功能的机型,带数显的前面电路板组件由两块控制板构成,其中一块为带电流显示表的控制电路板,也称为数显板或数显控制板。该控制板上有电流显示表的显示数据微调电位器、单片机或微处理器控制电路系统。还有电源指示和过流/过热保护指示发光二极管,以及其它很多的电子元器件。另外一块电路板,称为控制板。该控制板上有输出电流微调电位器、UC3846 PWM控制芯片、运算放大器LM324芯片、两个光电耦合器EL817或PC817芯片,还有其它很多的电子元器件。两块控制板之间,通过电路板上设计的连接件焊接在一起,板与板之间没有采用外部连接线。其生产制作工艺得到了简化。
[0026]不带有数显功能的机型,前面电路板组件由一块控制板构成。称为控制板。与上述有数显的机型使用的主控制板是一样的。只不过是把源指示和过流/过热保护指示发光二极管焊装到了该控制板上。
[0027]无论是有数显的机型,还是不带有数显的机型,只有主控制板部分,通过该板上设计的插座或接插件及其它们的连接线与焊机的部分电路进行连接。
[0028]2)后面板部分主要有电源开关22、供电电源线24、冷却风机25、后塑料件21等,冷风从焊机后部的进气孔进入,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。
[0029]2)外壳部分包括外盖2、底板27、背带或提手手柄I等。
[0030]3)内部的零部件包括整流桥7、整流桥和IGBTl、快恢复二极管I的散热器I1、功率板19、输出整流电路板4、快恢复二极管组的散热器1、控制板或控制板+数显板31,分为带数显和不带数显的两种不同组件,见附图1和附图2、IGBT2的散热器II1、快恢复二极管I1、逆变主变压器26、输出连接件29、IGBT管的管脚护套9和15、功率板19的护盖20、绝缘隔板6,功率板19上的滤波电解电容12、驱动变压器18、开关电源变压器17等元器件;二个IGBT的管脚都采用管脚护套套入后,再焊接到功率板19上。功率板19放入护盖20中,并浇注环氧灌封料。控制板或控制板+数显板31,分为带数显和不带数显的两种不同组件,见附图1和附图2也放入其护盖中,并浇注环氧灌封料。
[0031]本实用新型通过上述方式来解决焊机的防尘性能问题。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。
[0032]整流桥7、IGBTl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19上。IGBT2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19上。绝缘隔板6通过螺丝固定在散热器II上。输出整流电路板4的散热器I通过螺丝固定在绝缘隔板6上。输出整流电路板4则通过螺丝固定在散热器I上。通过上述组装、连接方式,使本实用新型逆变焊机的主要零部件构成一个整体,见附图1和附图2中右上角的部分。这样,就在功率板19、IGBT散热器11、13和输出整流电路板的散热器5之间构成了“风道” ο由于配置了大风量、高速(4000?5500rpm/min)直流冷却风机25,“风道”的存在,可改善发热主功率关键零部件(如各IGBT、各快恢复二极管、各散热器、整流桥、逆变主变压器等)的冷却效率。也提高了焊机输出时的负载持续率。如果焊机的输出电流小,则负载持续率会更高,甚至可进行连续不断地焊接。这就较好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、逆变变压器等器件或零部件的故障率。
[0033]本实用新型不像其它多电路板结构的焊机那样,电路板之间有很多的控制连接线,不仅制作工序多和生产工艺复杂,而且电路板还占据空间大,使整机尺寸大、重量重。而采用本实用新型的电路板结构和电路设计,则可缩小电路板和整机的尺寸,降低产品重量、生产和运输成本。因控制线少,焊机生产加工工序少,制作工艺也大大简化,更加方便生产。另外,在电路中还采用了微处理器控制。通过它,不仅简化了电路,而且可方便地实现手工焊参数的数字显不等控制功能。
[0034]从电路的控制功能来看,主要是完成供电电源的产生、Pmi脉冲宽度调节、IGBT管驱动控制和逆变、手工焊方法的逆变电路输出参数(电流、电压)控制、保护控制等工作。最终在控制电路的作用下,实现手工电弧焊的各项控制要求。
[0035]本实用新型焊机上述各部分电路的工作原理简述如下:附图3是本实用新型焊机的电路原理框图。由附图3可见,焊机的电路主要由电源开关S1、整流器或整流桥BD1、功率板或功率板、控制板、逆变主变压器T8、输出板或整流输出控制板、滤波电抗器L1、冷却风扇FAN等组成。电源开关SI控制焊机供电电源;整流器或整流桥BDl则是把交流变换为直流;功率板或功率板部分,包括开关电源电路、IGBT驱动控制电路和单端正激逆变电路。开关电源电路负责产生+12V、+15V、-12V电源电压;IGBT驱动控制电路,则在控制板产生的PffM脉冲宽度调制信号的控制作用下,实现对IGBT的驱动控制,最终通过单端正激逆变电路实现由直流到几十KHz交流的变换;逆变主变压器T8则实现降压、变流;再通过输出板或整流输出控制板把几十KHz交流的低压、大电流信号整流变换为焊接所需要的直流信号;滤波电抗器LI则把脉动的直流变换为较为稳定的直流,便于焊接。OUT (+)代表焊机的正极性输出端;OUT(_)代表焊机的负极性输出端。其它相关控制板的电路原理图见附图4、附图5、附图6所示。进一步的工作原理说明如下:焊机通电后,电源开关Sl(22)接通电网电源。从电网来的交流电,先经过BDl整流桥(7)整流后变为脉动直流电,送至功率板或功率板(19)的A、B两端。通过功率板(19 )上的可控硅Q5的导通,再经RTI热敏电阻,之后,对ECI?2电解电容(470HF/400V)( 12)进行充电。ECl?2电解电容上的电压逐渐升高,最后变为较为稳定的+310V直流电。ECl?2电解电容起到滤波的作用。+
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