短路回缩式软开关控制CO*逆变弧焊机制造技术

短距回缩式软开关控制ＣＯ↓［２］逆变弧焊机，包括输入整流滤波电路（１）、软开关控制ＩＧＢＴ逆变器（２）、ＩＧＢＴ驱动电路（３）和高频输出整流滤波电路（４），另外它还包括电压信号取样电路（５）、电流信号取样电路（６）、燃弧短路检测电路（７）、短路缩颈检测电路（８）、高效能短路回缩式电流波形控制电路（９）和全桥定脉宽移相软开关控制电路（１０），它避免因“电爆炸”而引起的飞溅，提高了焊接质量，焊缝成形美观，提高了整机效率和整机可靠性，节约了电能，提高功率开关管的使用寿命。（*该技术在2009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CO2逆变弧焊机。目前，CO2焊接方法是一种高效经济型的焊接工艺，但由于它存在飞溅大、焊缝成形差等问题，大大地限制了它的广泛应用，为了解决这些问题，人们研究出许多措施，例如，在CO2气体中加入Ar气或采用药芯焊丝，但这些都失去了CO2焊接工艺的经济意义；采用脉动送丝方法，但增加了设备的复杂性；采用调节焊接电源的输出电感，或多种电源外特性切换等方法，但改善的力度不够大；采用电流波形控制方法，但由于晶闸管焊接电源所用的功率器件晶闸管不能满足CO2焊接工艺快速应变的要求，因此，效果也不够理想；如果采用IGBT硬开关逆变控制技术，使IGBT开通和关断损耗较大，降低了整机效率和整机可靠性，浪费了电能；CO2焊接通常采用短路过渡方式进行焊接，但这种方法极易产生焊接飞溅，据大量研究结果表明，其产生焊接飞溅的原因主要是短路前期和短路后期因短路电流过大产生“电爆炸”现象，必须指出，过去也有人注意到短路前期“电爆炸”而产生飞溅的问题，提出短路前期减小焊接电流的措施也获得了减少部分焊接飞溅的效果，但大多研究者没有在短路后期当熔滴脱离焊丝过渡到熔池的瞬间采取减小焊接电流的措施，因而，在短路后期由于“电爆炸”而产生的焊接飞溅仍较为严重。经过大量CO2短路过渡焊接过程研究，发现飞溅产生的主要原因是在短路前期和短路后期因“电爆炸”而产生的，焊缝成形差主要原因是燃弧期间能量不足而造成的。本技术的目的是提供短路回缩式软开关控制CO2逆变弧焊机，它就是在上述两个易产生“电爆炸”的阶段迅速将焊接电流减小并维持相应时间，来减少因“电爆炸”而产生的焊接飞溅，通过在燃弧期间增大电流并维持相应的时间来提供足够的能量改善焊缝成形质量。本技术是通过如下技术方案来实现的它是通过软开关控制IGBT逆变技术和高效能短路回缩式电流波形控制技术来实现的，它包括输入整流滤波电路、软开关控制IGBT逆变器、IGBT驱动电路和高频输出整流滤波电路，另外它还包括电压信号取样电路、电流信号取样电路、燃弧短路检测电路、短路缩颈检测电路、高效能短路回缩式电流波形控制电路和全桥定脉宽移相软开关控制电路，其中电压信号取样电路的输入端连接在高频输出整流滤波电路的输出端，电压信号取样电路的输出端连接在燃弧短路检测电路和短路缩颈检测电路的输入端，电流信号取样电路的输入端通过电流互感器T2与软开关控制IGBT逆变器的主变压器T1藕合，电流信号取样电路的输出端与短路缩颈检测电路的输入端连接，燃弧短路检测电路的输出端和短路缩颈检测电路的输出端连接在高效能短路回缩式电流波形控制电路的输入端，高效能短路回缩式电流波形控制电路的输出端连接在全桥定脉宽移相软开关控制电路的输入端，全桥定脉宽移相软开关控制电路的输出端连接在IGBT驱动电路的输入端。本技术与现有技术相比具有如下优点1、采用了新型的高效能短路回缩式电流波形控制电路和全桥定脉宽移相软开关控制电路将短路前期和短路后期的电流减小并维持一段时间，就会避免短路前期和短路后期因“电爆炸”而引起的焊接飞溅，提高了焊接质量；2、高效能短路回缩式电流波形控制电路和全桥定脉宽移相软开关控制电路在短路后期过后迅速提升电流并维持一段时间，使焊缝获得充分能量，确保焊缝成形美观；3、采用了软开关控制IGBT逆变器、全桥定脉宽移相软开关控制电路，使IGBT开通和关断损耗大大降低，提高了整机效率和整机可靠性，节约了电能，提高功率开关管的使用寿命。以下结合附图对本技术作详细的说明附图说明图1是本技术的方框图；图2是本技术软开关控制IGBT逆变器的电路图；图3是燃弧短路检测电路、短路缩颈检测电路和高效能短路回缩式电流波形控制电路的连接电路图；图4是短路缩颈检测电路的方框图；图5是短路缩颈检测电路的电路图；图6是本技术高效能短路回缩式电流波形控制的原理示意图；图7是本技术全桥定脉宽移相软开关控制电路的电路图；图8是本技术全桥定脉宽移相软开关控制电路工作的时序图。如图1所示，本技术包括输入整流滤波电路(1)、软开关控制IGBT逆变器(2)、IGBT驱动电路(3)和高频输出整流滤波电路(4)，其特征在于它还包括电压信号取样电路(5)、电流信号取样电路(6)、燃弧短路检测电路(7)、短路缩颈检测电路(8)、高效能短路回缩式电流波形控制电路(9)和全桥定脉宽移相软开关控制电路(10)，其中电压信号取样电路(5)的输入端连接在高频输出整流滤波电路(4)的输出端，电压信号取样电路(5)的输出端连接在燃弧短路检测电路(7)和短路缩颈检测电路(8)的输入端，电流信号取样电路(6)的输入端通过电流互感器T2与软开关控制IGBT逆变器(2)的主变压器T1藕合，电流信号取样电路(6)的输出端与短路缩颈检测电路(8)的输入端连接，燃弧短路检测电路(7)的输出端和短路缩颈检测电路(8)的输出端连接在高效能短路回缩式电流波形控制电路(9)的输入端，高效能短路回缩式电流波形控制电路(9)的输出端连接在全桥定脉宽移相软开关控制电路(10)的输入端，全桥定脉宽移相软开关控制电路(10)的输出端连接在IGBT驱动电路(3)的输入端。如图1所示，其中输入整流滤波电路(1)包括整流桥B1、电感L1和滤波电容C1，高频输出整流滤波电路(4)包括整流二极管D1、D2、电感L2和电容C2。如图2所示，软开关控制IGBT逆变器(2)包括主变压器T1、功率开关管TP1、TP2、TP3、TP4、换流电感L3、换流电容C1、C2、C3、C4和续流二极管QD1、QD2、QD3、QD4；另外电压信号取样电路(5)是一个普通比例电路，电流信号取样电路(6)是一种精密整流电路，IGBT驱动电路(3)采用普通的IGBT逆变器驱动电路。如图3所示，燃弧短路检测电路(7)包括比较器IC1-A、电阻R1、R2、R3和R4，其中IC1-A的型号为LM324，其中IC1-A的第2脚设置门槛电压为10V，第3脚的检测电压Vf与门槛电压电压进行比较，当Vf＜10V时为短路前期，当Vf＞15V时为燃弧前期开始；如图4、图5所示，短路缩颈检测电路(8)主要包括模拟开关IC17-A、IC17-B、定时模块IC13、运算放大器IC14-A、IC14-B、IC15-A、IC15-B、与门IC16-A、比较器IC15-C、IC14-C，定时模块IC16-A的型号是555，运算放大器IC14-A、IC14-B、IC15-A、IC15-B的型号是LM347，其中模拟开关IC17-A、IC17-B和定时模块IC13和电容C30、C33完成采样和保持功能，运算放大器IC14-A、IC15-A实现采样信号放大的功能，运算放大器IC14-B、IC15-B实现对采样信号的微分，比较器IC15-C、IC14-C实现与设定的信号进行比较，然后通过与门IC16-A输出控制信号Vsso。如图3所示，高效能短路回缩式电流波形控制电路(9)包括定时模块IC2-A、IC2-B、与门IC3-A、IC3-B、IC3-C、IC3-D、IC4-A、IC4-B、非门IC5-A、IC5-B、IC5-C、IC5-D、模拟开关IC6-A、IC6-B、IC6-C、IC6-D、IC6-E和放大器IC8-A、IC8-B、IC8-C本文档来自技高网...

【技术保护点】
短路回缩式软开关控制ＣＯ↓［２］逆变弧焊机，包括输入整流滤波电路（１）、软开关控制ＩＧＢＴ逆变器（２）、ＩＧＢＴ驱动电路（３）和高频输出整流滤波电路（４），其特征在于它还包括电压信号取样电路（５）、电流信号取样电路（６）、燃弧短路检测电路（７）、短路缩颈检测电路（８）、高效能短路回缩式电流波形控制电路（９）和全桥定脉宽移相软开关控制电路（１０），其中电压信号取样电路（５）的输入端连接在高频输出整流滤波电路（４）的输出端，电压信号取样电路（５）的输出端连接在燃弧短路检测电路（７）和短路缩颈检测电路（８）的输入端，电流信号取样电路（６）的输入端通过电流互感器Ｔ２与软开关控制ＩＧＢＴ逆变器（２）的主变压器Ｔ１藕合，电流信号取样电路（６）的输出端与短路缩颈检测电路（８）的输入端连接，燃弧短路检测电路（７）的输出端和短路缩颈检测电路（８）的输出端连接在高效能短路回缩式电流波形控制电路（９）的输入端，高效能短路回缩式电流波形控制电路（９）的输出端连接在全桥定脉宽移相软开关控制电路（１０）的输入端，全桥定脉宽移相软开关控制电路（１０）的输出端连接在ＩＧＢＴ驱动电路（３）的输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵举东，李志康，
申请(专利权)人：中山市泰来电子设备厂，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]