一种埋弧焊接控制器制造技术

本发明专利技术涉及一种埋弧焊接控制器，包括单片机、焊接电压电流隔离变换调理电路、整流单元、多组隔离电源、母线电压检测单元、母线电压调节单元、全桥PWM脉宽驱动单元、电枢电压电流采样电路、电机励磁调节单元。单片机通过功率接口分别与母线电压调节单元、母线电压检测单元、全桥PWM脉宽驱动单元、电枢电压电流采样电路、电机励磁调节单元、及焊接电压电流隔离变换调理电路相连接，通过检测焊接电压电流信号、励磁电流信号、电枢电压电流信号，同时控制PWM脉宽驱动单元，实现对电机转速大小、转向的闭环控制；本发明专利技术采用全桥驱动技术，抗干扰能力强，可实现能耗制动，冲击小、送丝机力矩输出稳定，并可实现网络通讯功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种埋弧焊焊接送丝控制
，特别是由dsPIC 30F系列单片机控制的具有网络通讯功能的送丝控制器。
技术介绍
目前在埋弧焊钢管制造企业，同时需要2-10丝焊接，以提高金属熔敷率和焊接速度。焊接速度达到1.8米/分钟以上，单丝电流达到1500A以上。质量管理部门要求能对焊接参数进行记录和控制。客户对焊接质量要求几乎苛刻，因此对焊接设备提出更高要求。通过调查得知现有送丝控制技术以SCR功率器件做成的可调速驱动器为主，方向切换使用继电器或变换励磁方向，电流冲击大。一般没有能耗制动功能，只能工作在I和 "I象限，速度变化率低。硬件由多块电路板完成逻辑和模拟控制，结构复杂故障多、稳定性差。生产线一般由多个焊接控制箱组成的焊接系统，操作十分复杂、不友好。因此，实现送丝控制技术的全数字化，可实现能耗制动及回馈功能、冲击小、送丝机力矩输出稳定，并可实现网络通讯功能的埋弧焊接控制器是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种埋弧焊接控制器，采用全桥驱动技术，抗干扰能力强；可实现能耗制动及回馈功能、冲击小、送丝机力矩输出稳定，并可实现网络通讯功能。为实现上述目的，本专利技术通过下述技术方案实现—种埋弧焊接控制器，包括单片机、焊接电压电流隔离变换调理电路、整流单元、 多组隔离电源、母线电压检测单元、母线电压调节单元、全桥PWM脉宽驱动单元、电枢电压电流采样电路、电机励磁调节单元、功率接口 ；所述的单片机通过功率接口分别与母线电压调节单元、母线电压检测单元、全桥 PWM脉宽驱动单元、电枢电压电流采样电路、电机励磁调节单元、及焊接电压电流隔离变换调理电路相连接，通过检测焊接电压电流信号、励磁电流信号、电枢电压电流信号、母线电压信号，同时控制PWM脉宽驱动单元，实现对电机转速大小、转向的闭环控制；来自焊机的IlOV交流电经整流单元整流变成直流电，直流电分为三路一路给直流电机供电，一路变换成多组低压隔离电源，为各低压单元器件供电；还有一路为励磁电源；整流后的电信号经电压检测单元、全桥PWM脉宽驱动单元、电枢电压电流采样电路输入电机，由全桥PWM脉宽驱动单元实现对直流电机转速、正反转的控制；直流电机与电机励磁调节单元相连接；通过焊接电压及焊接电流隔离变换调理电路，得到焊接电压信号及焊接电流信号，该信号输入给单片机，由单片机通过功率接口将控制信号传递给全桥PWM脉宽驱动单元，由全桥PWM脉宽驱动单元实现对电机的控制，该闭环控制构成焊接电压、电流控制环；全桥PWM脉宽驱动单元的输出端设有电枢电压电流采样电路，电枢电压电流采样电路检测全桥PWM脉宽驱动单元发出的PWM脉宽驱动电流电压信号，该信号通过功率接口输入单片机，经单片机内置的DSP数字信号处理器进行处理，将控制信号输出至全桥PWM脉宽驱动单元，全桥PWM脉宽驱动单元发出驱动信号给直流电机，该闭环控制构成电枢电压电流控制环；电机励磁调节单元与电机相连接，提供稳定的励磁电流，保证送丝机力矩稳定；电机励磁调节单元通过励磁电流检测电阻发出电流信号，该电流信号通过功率接口传输至单片机，由单片机发控制信号经功率接口传递给电机励磁调节单元，构成电机励磁控制环；母线电压检测单元对经整流后的母线电压进行实时采样，并将采样得到的模拟信号输入单片机；由单片机对模拟信号进行模数转换得到数字信号，然后通过单片机内置的 DSP数字信号处理器对该数字信号进行处理得到电压调节信号，该电压调节信号输入母线电压调节单元，通过分压电阻实现母线电压的精确控制及能耗制动。该控制器还包括通讯接口，所述的通讯接口集成Modbus通讯功能，可实现多台焊接控制器联网，并实现上位机通讯。所述的单片机设有隔离、抗干扰的焊机隔离接口。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是1、采用dsPIC30F系列单片机，抗干扰能力强，具有DSP数字处理器，完善的电机驱动接口。2、电机驱动采用全桥PWM脉宽驱动，含有母线电压调节单元，在电机工作在高电压时可实现该电压的泄放，实现对电机的精确控制。3、含有电机励磁调节单元，减少电网波动的影响，保证运行稳定。4、与电焊机接口做到全隔离，抗干扰性强；送丝控制器与送丝电机功率部分不隔离，降低造价。5、采用集成IXD点阵显示屏，方便进行参数设定和状态查看。6、采用Modbus协议功能，可实现多台焊接控制器进行组网通讯，并可进行上位机检测和控制。7、本专利技术提供的埋弧焊接控制器，便于厂家集成做成焊接控制箱、焊接控制台等。8、系统适于最常用的焊机电源和直流送丝机头，便于生产线配套、老系统数字化升级改造。9、由于所有器件全部集成在控制器内，体积小巧，造价低廉，便于替换维护，没有外面仪表也可工作，便于设备制造厂集成应用。10、焊接控制器内部有几十个参数，可灵活设置控制特性和逻辑方式，如弧压控制弓丨弧或弧压、电流控制引弧，送丝机驱动特性调整等。附图说明图1是埋弧焊接控制器的系统硬件框图；图2是焊接电压隔离变换调理电路图；图3是焊接电流隔离变换调理电路图；图4是电枢电压采样电路图； 图5是电枢电流采样电路图。具体实施例方式下面结合附图进一步详细说明本专利技术的具体实施方式。见图1，一种埋弧焊接控制器，包括单片机、焊接电压电流隔离变换调理电路、整流单元、多组隔离电源、母线电压检测单元、母线电压调节单元、全桥PWM脉宽驱动单元、电枢电压电流采样电路、电机励磁调节单元、功率接口。所述的单片机通过功率接口分别与母线电压调节单元、母线电压检测单元、全桥 PWM脉宽驱动单元、电枢电压电流采样电路、电机励磁调节单元、及焊接电压电流隔离变换调理电路相连接，通过检测焊接电压电流信号、励磁电流信号、电枢电压电流信号、母线电压信号及PWM脉宽驱动电流信号，实现对电机转速大小、转向的闭环控制。来自焊机的IlOV交流电经整流单元整流变成直流电，直流电分为三路一路给直流电机供电，一路变换成多组低压隔离电源，为各低压单元器件供电；还有一路为励磁电源；整流后的电信号经电压检测单元、全桥PWM脉宽驱动单元、电枢电压电流采样电路输入电机，由全桥PWM脉宽驱动单元实现对直流电机转速、正反转的控制；直流电机与电机励磁调节单元相连接。通过焊接电压及焊接电流隔离变换调理电路，得到焊接电压信号及焊接电流信号，该信号输入给单片机，由单片机通过功率接口将控制信号传递给全桥PWM脉宽驱动单元，由全桥PWM脉宽驱动单元实现对电机的控制，该闭环控制构成焊接电压、电流控制环。全桥PWM脉宽驱动单元的输出端设有电枢电压电流采样电路，电枢电压电流采样电路检测全桥PWM脉宽驱动单元发出的PWM脉宽驱动电流电压信号，该信号通过功率接口输入单片机，经单片机内置的DSP数字信号处理器进行处理，将控制信号输出至全桥PWM脉宽驱动单元，全桥PWM脉宽驱动单元发出驱动信号给直流电机，该闭环控制构成电枢电压电流控制环。电机励磁调节单元与电机相连接，提供稳定的励磁电流，保证送丝机力矩稳定；电机励磁调节单元通过励磁电流检测电阻发出电流信号，该电流信号通过功率接口传输至单片机，由单片机发控制信号经功率接口传递给电机励磁调节单元，构成电机励磁控制环。母线电压检测单元对经整流后的母线电压进行实时采样，并将采样得到的模拟信号输入单片机；由单片机对模拟信号进行模数转换得到数字信号，然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛守刚，
申请(专利权)人：中冶辽宁德龙钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：