一种双丝电弧焊电源系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊机电源控制系统领域，具体地说，涉及一种双丝电弧焊电源系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]常用的直流电弧稈方法有直流钨极氩弧焊(TIG稈)熔化极气体保护焊焊(0)2焊和MIG/MAG焊)和直流埋弧焊。众所周知，这三种焊接方法虽然各有特点，但他们的电源系统及其控制方法却是一样的。其工作原理是:电源接入三相交流输入电网，经工频整流滤波模块处理输出直流电DC，直流电DC送入逆变器，在逆变器中经脉宽调制模块处理后再次输出交流电AC，脉宽调制模块输出脉冲的周期为T (频率为F)，该交流电AC经高频变压器降压后再经整流单元输出直流电DC，该直流电DC经电感滤波或不经电感滤波输出脉动直流焊接电流，脉动周期为T/2(频率为2F)。上述过程中，逆变器受脉宽调制电路模块的控制，脉宽调制电路模块受给定信号控制电路的控制，逆变器输出脉冲宽度合适的电流，该电流实际上仍是与脉宽调制电路模块(频率为F)输出同相位，但频率快一倍(2F)的脉动直流电流。
[0003]为了提高生产效率，国外大力发展双电极TIG焊、双丝MIG/MAG焊、双丝直流埋弧焊。其电源如图2所示，现有双丝电弧焊机，包括两台电源A和B、丝盘Al和B1、送丝轮Α2和Β2 (C为工件);两台电源A和B分别为每一根焊丝提供焊接电流，Α、B电源为两套相同的上述电源系统，通过在A和B电源之间设置协调模块D，实现交替输出脉动焊接电流。如图3所示的是现有双丝电弧焊机两个电源系统输出的焊接电流，图中上半部分是A电源系统输出的脉动焊接电流，下半部分是B电源系统输出的脉动焊接电流，从图中可以看出，为了避免A电源系统输出400Α大电流的同时，B电源系统输出300Α的大电流，导致两根焊丝的电弧之间产生较大电磁吸引力，影响焊接质量，如图4所示，通过设置在两套电源系统中给定控制电路中或脉宽调制电路中的协调电路模块使两套电源系统输出的峰值焊接电流、维弧(基值)焊接电流是相互交错的脉动直流。但上述设置存在的缺陷是:1.不能像单丝焊机那样稳定输出恒定的脉动直流，而必须有维弧电流，因此电流忽大忽小，导致在某些焊接工艺下参数调节复杂，工艺过程复杂化；2.在氩气保护下，焊接电流可以在1A的小电流下使焊丝稳定地燃烧，而在0)2气体中，50A以下的小电流，电弧很易熄灭，不能正常焊接，上述双丝焊机输出的维弧(基值)焊接电流的数值都很小，所以这种双丝电弧焊机只能在用氩气保护的TIG和MIG/MAG焊中进行，而不能在廉价的，用量大得多的CO2焊和埋弧焊中进行在焊接。
[0004]中国专利申请号201310395033.6，公开日2014年I月I日的专利申请文件，公开了一种大功率双丝脉冲MIG焊逆变电源系统及其数字化协同控制方法，其系统包括通过CAN总线相连的主机电源和从机电源，所述主机电源和从机电源均包括有主电路和控制电路，所述主电路由两台或两台以上的全桥逆变器并联而成，包括有依次电气连接的输入整流滤波模块、高频逆变模块、功率变压模块和输出整流滤波模块，该输入整流滤波模块与三相交流输入电网连接，该输出整流滤波模块与电弧负载连接；所述控制电路包括有电压电流检测模块、故障保护模块、DSP数字化协同控制模块、人机界面模块、高频驱动模块。该发明采用全桥逆变器并联的主电路，结合先进的DSP数字化协同控制技术，能够成倍提高双丝焊的输出功率、焊接速度和焊丝熔覆效率。该发明提供的技术方案采用电压电流传感器检测电弧负载电压电流，并将检测到的信号反馈给DSP数字化协同控制电路，再由DSP数字化协同控制电路控制两套电源系统输出峰值、基值相互交错的脉冲焊接电流，可以看出，该专利与国外已有的双丝MIG/MAG焊机的共同点是在协调电路的作用下，都存在维弧(基值)电流，因此依然存在参数调节复杂，工艺过程复杂化的缺陷，并且不能把双丝焊用在0)2焊上。
【发明内容】
[0005]1、要解决的问题
[0006]针对现有双丝电弧焊机两个电源系统输出的焊接电流相互依赖，适用不同焊接工艺时参数调节复杂，且不能适用于价格低廉的CO2气体保护焊的问题，本发明提供一种双丝电弧焊电源系统及其控制方法，能有效控制两套电源系统输出恒定逆变脉动直流，两根焊丝电弧之间的电磁吸引力小，去除了维弧(基值)电流，更能适用于CO2气体保护焊，降低了焊接成本。
[0007]2、技术方案
[0008]为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
[0009]一种双丝电弧焊电源系统，包括A电源和B电源，所述的A电源包括顺序连接的A给定电路模块、A脉宽调制电路模块和A逆变器模块，所述的B电源包括顺序连接的B给定电路模块、B脉宽调制电路模块和B逆变器模块，A脉宽调制电路模块和B脉宽调制电路模块输出的脉冲周期均为T，还包括同步延时电路模块，所述的同步延时电路模块设置在A脉宽调制电路模块和B脉宽调制电路模块之间。
[0010]优选地，所述的同步延时电路模块是使A脉宽调制电路模块控制A逆变器模块输出的逆变脉动直流与B脉宽调制电路模块控制B逆变器模块输出的逆变脉动直流同频率、相位差为T/4的控制模块。
[0011 ] 优选地，所述的A脉宽调制电路模块和B脉宽调制电路模块均包括模块核心，所述的模块核心为具有Sync端的脉宽调制电路芯片或MCU、DSP、FPGA、CPLD电脑芯片中的一种。
[0012]优选地，所述的具有Sync端的脉宽调制电路芯片为3525芯片、3846芯片、3875芯片、3895芯片中的一种。
[0013]优选地，所述的A逆变器模块与B逆变器模块中逆变器采用全桥逆变器、半桥逆变器或单端正激推挽式逆变器中的一种。
[0014]优选地，所述的A脉宽调制电路模块和B脉宽调制电路模块的模块核心均采用3846芯片。
[0015]优选地，所述的3846芯片与全桥逆变器、半桥逆变器或单端正激推挽式逆变器中的一种相连。
[0016]—种双丝电弧焊电源系统的控制方法，其步骤包括:
[0017]I)焊接启动，三相交流电经整流后进入A逆变器模块和B逆变器模块；
[0018]2)同步延时电路模块启动，分别向A脉宽调制电路模块和B脉宽调制电路模块的Sync脚输入频率相同、振荡周期大小相同、相位差为T/4的脉冲信号；
[0019]3)A脉宽调制电路模块获得步骤2)中的脉冲信号后控制A逆变器模块输出脉动直流；
[0020]4)B脉宽调制电路模块获得步骤2)中的脉冲信号后控制B逆变器模块输出与步骤3)中脉动直流同频率、相位差为T/4的脉动直流；
[0021]5)A电源和B电源输出逆变脉冲峰值相互交替的焊接直流，两者输出的焊接脉动直流同频率、相位差为T/4的焊接脉动直流。
[0022]优选地，所述的步骤I)中进入A逆变器模块和B逆变器模块中Gl、G4、G2、G3接口的脉冲，频率为F、周期为T ;所述的步骤2)中同步延时电路模块分别向A脉宽调制电路模块和B脉宽调制电路模块的Sync脚输入频率为2F、周期为T/2、相位差为T/4的脉冲信号；所述的步骤5)中A电源和B电源输出的焊接脉动直流频率同为2F、周期同为T/2、相位差为T/4。
[0023]优选地，所述的步骤I)中A逆变器模块和B逆变器模块中逆变器相同，均采用全桥逆变器；所述的步骤2)中A脉宽调制电路模块和B脉宽调制电路模块均包括模块核心，所述的模块核心为具有Sync端的脉宽调制电路芯片或者MCU、DSP、FPGA, CPLD电脑芯片中的一种。
[0024]3、有益效果
[0025]相比于现有技术，本发明的有益效果为:
[0026](I)本发明的电源系统采用同步延时电路模块使A脉宽调制电路模块和B脉宽调制电路模块分别向A逆变器模块、B逆变器模块输出的脉冲信号为同频率但相位差为T/4的脉冲信号，以获得A逆变器模块、B逆变器模块最终输出的焊接电流为相互交替的脉动直流焊接电流，避免了现有双丝电弧焊如双丝MIG/MAG焊中需要对焊接电流进行脉冲协调，设置维弧电流才能避开双丝电弧之间吸