绝缘栅双极型晶体管逆变交直流氩弧焊机制造技术

一种绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，包括壳体及显示板、输入接线端子、空气开关和一对风机；空气开关设置在输入接线端子的一侧；一对风机位于输入接线端子的下端；前面板的下端还设有焊接电缆负接线端子、焊接电缆直流接线端子及焊机电缆交流接线端子；还包括控制装置，其包括一次逆变操作机构、二次逆变操作机构、元件板、中板、主控制电路、驱动电路、控制变压器和三相电感，主控制电路分别与驱动电路、控制变压器及三相电感连接。本实用新型专利技术开关损耗低，发热量低，尖峰电压也低，ＩＧＢＴ工作可靠稳定；起弧容易，电弧稳定，焊接质量高，自调节能力强，焊接电流连续可调，工件变形小，焊缝成型美观；控制简单可靠。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种焊接设备，具体涉及绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊 机。
技术介绍
现有技术的目前的交直流氩弧机绝大多数为可控硅(SRC)的工频整流的电源。由 于可控硅的开关频率为50-60HZ，所以主变压器非常大和重。由U = 4. 44NBSf公式(其中 U表示变压器的输入电压，N为绕制匝数，S为变压器的铁芯截面积，f为输入电压的频率，B 为铁芯的磁感应强度)。可知U、B和N不变的情况下，f增大，则S减小。工频为50Hz，而 绝缘栅双极晶体管的开关频率为20000Hz，可见其它条件相同的情况下，绝缘栅双极晶体管 的逆变电源的主变压器可以比工频整流的主变压器小400倍左右。可见这种工频整流电源 耗材、耗电、体积大、重量重。再者由于工频整流的交直流氩弧机电流过零时很平缓，就需要 加高压来维弧，不然就会断弧。逆变技术用于切割电源已近二十来年，当初是可控硅(SCR)逆变。由于逆变频率 不高使得体积大、重量重、成本高，现已停止生产。现有工业级的交直流氩弧电源几乎都采 用绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor简称IGBT)逆变，但多数采 用硬开关技术，硬开关开关损耗大发热量高，尖峰电压也高，这样吸收电路也复杂，且难以 达到理想的吸收效果，绝缘栅双极晶体管易损坏。再者，中频变压器多改采用铁氧体磁性材 料，初次级采用单股铜线或铜排，由于集肤效应的作用，电流密度大、发热量高。另外，逻辑 控制电路很复杂，故障率高。鉴于上述问题，本技术公开了一种绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机。 其具有如下文所述之技术特征，以解决现有的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，是一种电 弧稳定的可实现手工电弧焊、直流恒流氩弧焊、直流脉冲氩弧焊、交流恒流氩弧焊、交流脉 冲氩弧焊的多功能焊接设备，且节能、环保。本技术采用了绝缘栅双极型大功率晶体管 绝缘栅双极晶体管及脉宽调制(PWM)软开关技术设计的逆变交直流氩弧机，同时采用单片 机进行逻辑控制和焊接参数的设定。它不仅体积小、重量轻，而且控制电路简单故障率及 低，有合理的静外特性和良好的动态性能，使得起弧容易，电弧稳定，焊接质量高，自调节能 力强，焊接电流连续可调，工件变形小，焊缝成型美观等优点。通过脉冲电流、脉冲频率、脉 冲宽度、交流电流、交流频率、清理比例及交流偏置比例的调节可得到焊缝所需之熔深、熔 宽及波纹数，延长钨极寿命，特别适用于自动焊和机器人焊接，也是一种低噪音、高功率因 素、高效率的高效节能设备。本技术绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机(WSME-500)的目的是通过以 下技术方案实现的一种绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机(WSME-500)，包括由前面4板、后面板、下面板、上面板、左面板和右面板构成的壳体及设置在壳体的前面板上的显示 板、设置在壳体的后面板上的输入接线端子、空气开关和一对风机；所述的空气开关设置在 输入接线端子的一侧；所述的一对风机竖直排列，位于输入接线端子的下端；所述的前面 板的下端还设有焊接电缆负接线端子、焊接电缆直流接线端子及焊机电缆交流接线端子； 还包括设置在壳体中的控制装置。所述的控制装置包括一次逆变操作机构、二次逆变操作机构、水平设置在壳体内 上端的元件板、水平设置在壳体内中间位置的中板及设置在元件板上的主控制电路、驱动 电路、控制变压器和三相电感，主控制电路分别与驱动电路、控制变压器及三相电感连接。上述的绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，其中，所述的一次逆变操作机构 设置在中板上，位于元件板下方；所述的一次逆变操作机构包括右侧散热器、工频整流器、 滤波器及绝缘栅双极晶体管逆变器；所述的工频整流器设置在右侧散热器上；所述的滤波 器设置在右侧散热器上，位于工频整流器的下侧；所述的绝缘栅双极晶体管逆变器设置在 右侧散热器上，位于工频整流器的一侧。上述的绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，其中，所述的绝缘栅双极晶体管 逆变器由超前臂和滞后臂构成，所述的超前臂包括第一大功率绝缘栅双极晶体管与第五二 极管并联构成的第一超前臂及第三大功率绝缘栅双极晶体管与第六二极管并联构成的第 二超前臂，所述的滞后臂包括第二大功率绝缘栅双极晶体管与第七二极管并联构成的第一 滞后臂及第四大功率绝缘栅双极晶体管与第八二极管并联构成的第二滞后臂；所述的第一 超前臂与第二超前臂连接，第一滞后臂与第二滞后臂连接；第一大功率绝缘栅双极晶体管、 第三大功率绝缘栅双极晶体管、第二大功率绝缘栅双极晶体管及第四大功率绝缘栅双极晶 体管与驱动电路连接。上述的一种绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，其中，还包括两个电容串联 构成的全桥移相谐振式电路；该全桥移相谐振式电路设置在超前臂和滞后臂之间，第一超 前臂、第一滞后臂及第六电容并联连接，第二超前臂、第二滞后臂及第五电容并联连接。上述的绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，其中，所述的二次逆变操作机构 包括左侧散热器、中频变压器、中频整流器、二次逆变快速二极管、二次逆变绝缘栅双极晶 体管、电抗器、升压变压器及电流霍尔传感器；中频整流器由第一二极管、第二二极管、第 三二极管和第四二极管并联构成；所述的中频变压器吊装在中板下方，位于绝缘栅双极晶 体管逆变器的正下方；所述的中频整流器设置在左侧散热器上，位于中频变压器的一侧； 所述的二次逆变快速二极管设置在左侧散热器上，夹置在中频变压器及中频整流器之间； 所述的二次逆变绝缘栅双极晶体管设置在左侧散热器上，位于中板及元件板之间；所述的 电抗器设置在下面板的一侧，该电抗器和二次逆变绝缘栅双极晶体管构成二次逆变电路； 所述的升压变压器吊装在中板下，位于电抗器的上方；所述的电流霍尔传感器套置在输入 接线端子处，位于中板及元件板之间的二次逆变绝缘栅双极晶体管的一侧。上述的绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，其中，第一超前臂、第二超前臂、 第一滞后臂和第二滞后臂分别与中频变压器的初级线圈的一端连接，第四大功率绝缘栅双 极晶体管的集电极通过隔直电容和第一电感与中频变压器的初级线圈的另一端连接。上述的绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，其中，所述的显示板呈方形，显示 板的中央设有数字显示屏，显示板的下端两侧分别设有两个手动旋钮，显示板上还间隔设有多个指示灯，数字显示屏的一侧设有多个选择按钮。上述的绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，其中，所述的三相电感设置在元 件板的一端边缘上；所述的驱动电路设置在三相电感的一侧；在驱动电路的一侧固定设有 主控制电路。上述的绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，其中，所述的输入接线端子外接 380V三相交流电源，输入接线端子的三个输出端分别与空气开关的三个输入端对应连接， 空气开关的三个输出端分别与三相电感的三个输入端对应连接，一对风机分别连接在空气 开关的输出端，三相电感的三个输出端分别与工频整流器的三个输入端对应连接，工频整 流器的两个输出端连接滤波器，工频整流器向滤波器传输直流电压，绝缘栅双极晶体管逆 变器的输入端与滤波器两端连接，滤波器向绝缘栅双极晶体管逆变器提供经滤波器滤波后 的直流电压，绝缘栅双极晶体管逆变器的输出端与中频变压器的输入端连接，绝缘栅双极 晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，包括由前面板（１１）、后面板（１２）、下面板（１３）、上面板（１４）、左面板（１５）和右面板（１６）构成的壳体（１）及设置在壳体（１）的前面板（１１）上的显示板（１７）、设置在壳体（１）的后面板（１２）上的输入接线端子（１８）、空气开关（１９）和一对风机（１０）；所述的空气开关（１９）设置在输入接线端子（１８）的一侧；所述的一对风机（１０）竖直排列，位于输入接线端子（１８）的下端；所述的前面板（１１）的下端还设有焊接电缆负接线端子（１１１）、焊接电缆直流接线端子（１１２）及焊机电缆交流接线端子（１１３）；其特征在于：还包括设置在壳体（１）中的控制装置（２）；　　所述的控制装置（２）包括一次逆变操作机构（２１）、二次逆变操作机构（２２）、水平设置在壳体（１）内上端的元件板（１０１）、水平设置在壳体（１）内中间位置的中板（１０２）及设置在元件板（１０１）上的主控制电路（１０３）、驱动电路（１０４）、控制变压器（１０５）和三相电感（１０６）；主控制电路（１０３）分别与驱动电路（１０４）、控制变压器（１０５）及三相电感（１０６）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张通淼，
申请(专利权)人：上海沪通焊接电器制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]