一种大功率单逆变螺柱焊机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大功率单逆变螺柱焊机，包括EMI滤波电路、三相整流电路、并联式大功率逆变电路、高频变压器、快恢复整流电路、逆变驱动电路、保护电路等，其中的并联式大功率逆变电路中四个桥臂均由若干并联的逆变开关管构成，并且高频变压器次级绕组输出端分别经快恢复二极管后连接在一起进行输出。本实用新型专利技术解决了逆变螺柱焊机在一个逆变系统下、工作电压在三相AC180V～AC600V范围内的大功率输出难题，不仅适应范围广，而且可实现同等功率下，具有体积更小、重量更轻优点；另外，本实用新型专利技术焊机还具有安全稳定性好、制造工艺简单、生产成本低等诸多优点，具有显著性应用价值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种大功率单逆变螺柱焊机，包括EMI滤波电路、三相整流电路、并联式大功率逆变电路、高频变压器、快恢复整流电路、逆变驱动电路、保护电路等，其中的并联式大功率逆变电路中四个桥臂均由若干并联的逆变开关管构成，并且高频变压器次级绕组输出端分别经快恢复二极管后连接在一起进行输出。本技术解决了逆变螺柱焊机在一个逆变系统下、工作电压在三相AC180V～AC600V范围内的大功率输出难题，不仅适应范围广，而且可实现同等功率下，具有体积更小、重量更轻优点；另外，本技术焊机还具有安全稳定性好、制造工艺简单、生产成本低等诸多优点，具有显著性应用价值。【专利说明】 一种大功率单逆变螺柱焊机
本技术涉及一种大功率单逆变螺柱焊机，属于逆变螺柱焊机
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技术介绍
螺柱焊机主要分为:电容储能式螺柱焊机、拉弧电容储能螺柱焊机、短周期螺柱焊机，以上螺柱焊机只能在薄板上焊ΦΙΟπιπι左右焊钉；还有一种长周期电弧螺柱焊机，用于Φ3πιπι?Φ36mm螺柱焊接。长周期螺柱焊机焊接时间在10ms?2000ms，有的用到5000ms，焊接电流最大2000A到4000A。 长周期螺柱焊主要应用于建筑钢结构焊接剪力钉(栓钉)、高速铁路预埋件、大型桥梁、机械等重大项目。长周期电弧螺柱焊机有晶闸管式:体积大、重量很重(2500A焊机重量在300KG?400KG)、电效率不高、输入功率大。另一种是逆变螺柱焊机。 因为焊机行业开关管模块一般在75A?600A，更大电流模块价格昂贵，驱动复杂和反应速度不适合焊机。因为P(功率)=1(电流)XU(电压)，在同等焊接功率下，当电压从三相AC380V?AC600V变为三相AC180V?AC280V时其初入的电流大，逆变开关管将更大，因此现在还没有三相AC180V?AC280V的2000A以上大功率逆变螺柱焊机。市面上380V以上的逆变大功率焊机(如碳弧气焊、埋弧焊、螺柱焊)都是2个或3个逆变系统合并在一起。其并联总电流与分立逆变系统不易调节，且多逆变系统在一起工作容易相互干扰、及存在生产零件多、生产工艺复杂、生产效率低、体积庞大、重量重、故障率高等问题，以致螺柱焊机质量不稳定。 焊接电弧是一个变化很大的动态负载，有很多过渡状态:如短路、大颗粒、熔滴瞬间短路会炸坏焊机逆变开关管和次级快恢复整流管损坏，造成人身财产损失。预埋件、大型桥梁上都是Φ22πιπι?Φ32πιπι焊钉，特别在钢结构工地上压型板穿透焊接剪力钉任务大、工程急，每天起一层楼，焊机使用率高，有的工地临时拉电源线，各种其他焊机、吊车相互工作有干扰，电源电压不够稳定，螺柱焊在几秒内焊接功率在100KW以上，3相电线路电感反向电压高，容易损坏设备。工地剪力钉分布面广，焊枪需要加长到50m?150m (100m枪线电压降25V?30V)焊机功率更需要加大。焊机用一个铁芯制作的变压器，功率小、很快发烫，电源线长压降高，电压低时无电流补偿作用，长焊枪线无法焊接，影响施工，无法完成任务。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的上述缺陷，提供一种大功率单逆变螺柱焊机，解决逆变螺柱焊机在一个逆变系统下、工作电压在三相AC180V?AC600V范围内的大功率输出难题，提高大功率逆变螺柱焊机的安全稳定性，实现同等功率下，使焊机体积更小、重量更轻，方便运输和使用等目的。 为了解决以上技术问题，本技术采用的技术方案如下: 一种大功率单逆变螺柱焊机，包括依次连接的三相整流电路、逆变电路、高频变压器，快恢复整流电路，所述三相整流电路将三相交流电转变成直流电，逆变电路将直流电转换成高频交流电，经高频变压器降压和快恢复二极管整流后获得直流焊接电流，所述逆变电路为具有四个桥臂的全桥逆变电路，所述逆变电路的四个桥臂均由若干并联的逆变开关管构成，逆变电路的第一输出端经开关电感、隔直电容接高频变压器初级绕组的第一端，逆变电路的第二输出端接高频变压器初级绕组的第二端；所述高频变压器具有若干次级绕组，每个次级绕组的两端分别经快恢复二极管后连接在一起作为焊机的正极电源输出，每个次级绕组的中点引出线依次连接后经滤波电抗器作为焊机的负极电源输出。 本技术所述的大功率单逆变螺柱焊机还具有如下改进: 1、所述三相整流电路的前端设有EMI滤波电路，所述EMI滤波电路组成包括电容采用三角形连接的第一 LC滤波器，所述第一 LC滤波器的电感为差模电感；电容采用星形连接的第二 LC滤波器，所述第二 LC滤波器的电感为共模电感，所述第一 LC滤波器与第二 LC滤波器之间的线路上采用三角形接法连接有三个压敏电阻。 2、所述三相整流电路与逆变电路之间接有直流滤波电路，所述直流滤波电路依次包括滤波放电电阻、两个串联的接地电容、无源滤波器、并联的若干无极性高频电容，所述无源滤波器接在直流的正极端，由并联的电感、二极管、电容构成，所述二极管为反向并联接连接。 3、本技术所述的大功率单逆变螺柱焊机还具有用于单独驱动逆变电路第一半桥上桥臂、第二半桥下桥臂中各逆变开关管的第一驱动电路，用于单独驱动逆变电路第一半桥下桥臂、第二半桥上桥臂中各逆变开关管的第二驱动电路，以及向所述第一、第二驱动电路发送逆变脉冲信号的逆变脉冲产生电路，所述驱动电路包括依次连接的直流电源、驱动管模块、与逆变电路各桥臂中逆变开关管数量相等的驱动变压器，所述驱动变压器具有一个初级绕组和两个次级绕组，第一驱动电路中的驱动变压器次级绕组同名端、异名端分别接逆变电路中第一半桥上桥臂、第二半桥下桥臂中的逆变开关管，第二驱动电路中的驱动变压器次级绕组同名端、异名端分别接逆变电路中第二半桥上桥臂、第一半桥下桥臂中的逆变开关管，所述驱动变压器初级绕组的一端接有并联的隔直电容和电阻。 4、所述驱动管模块为由4个驱动管构成的全桥逆变驱动电路或集成驱动芯片，所述驱动管为场效应管、三级管、IGBT管中的一种。 5、本技术所述的大功率单逆变螺柱焊机还具有用于识别逐脉冲过流和故障脉冲的保护电路，所述保护电路包括若干个用于感应各逆变开关管电流的第一线圈互感器，若干个用于感应各快恢复二极管电流的第二线圈互感器，以及第一、第二、第三、第四比较器，所述第一互感器的输出端经全桥整流后通过取样电阻接二极管，然后并接在一起，同时送入第一、第二比较器的正极输入端，所述第二互感器的输出端经全桥整流后通过取样电阻接二极管，然后并接在一起，同时送入第三、第四比较器的正极输入端，所述第一、第三比较器的负极输入电压为逐脉冲保护电压，所述第二、第四比较器的负极输入电压为故障脉冲保护电压，第一、第三比较器的输出端分别经三极管后作为逐脉冲过流保护信号的输出，第二、第四比较器的输出端分别经可控硅后作为故障脉冲保护信号的输出。 6、所述逆变脉冲产生电路由电流型PWM控制器和时基电路组成的有限双极性控制ZVZCS-PWM全桥脉冲波形。 7、所述比较器用稳压管、或三极管、或光耦、或集成电路代替。。 8、逐脉冲过流保护信号接在逆变脉冲产生电路的波形运算器上；故障脉冲保护信号接在逆变脉冲产生电路的脉冲关断脚上。 8、所述高频变压器具有数个合并的同规格磁芯，每个次级绕组由相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率单逆变螺柱焊机，包括依次连接的三相整流电路、逆变电路、高频变压器，快恢复整流电路，所述三相整流电路将三相交流电转变成直流电，逆变电路将直流电转换成高频交流电，经高频变压器降压和快恢复整流电路整流后获得直流焊接电流，所述逆变电路为具有四个桥臂的全桥逆变电路，所述逆变电路的四个桥臂均由若干并联的逆变开关管构成，逆变电路的第一输出端经开关电感、隔直电容接高频变压器初级绕组的第一端，逆变电路的第二输出端接高频变压器初级绕组的第二端；所述高频变压器具有若干次级绕组，每个次级绕组的两端分别经快恢复二极管后连接在一起作为焊机的正极电源输出，每个次级绕组的中点引出线依次连接后经滤波电抗器作为焊机的负极电源输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡长建，
申请(专利权)人：胡长建，
类型：新型
国别省市：上海;31