一种带空载电压和多种保护控制功能的IGBT逆变焊机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带空载电压和多种保护控制功能的IGBT逆变焊机，焊机是三相供电电源的焊接设备，采用IGBT单管全桥逆变及其相应的控制技术，可实现IGBT单管逆变手工电弧焊或手工焊/氩弧焊作业的要求，与市场上的其它焊机产品相比，本实用新型专利技术焊机电路具有空载电压控制、VRD功能，短路保护、缺相保护、三路过热保护，高压电流抑制等控制功能，可实现焊接电流、引弧电流和推力电流调节和输出电流微处理器数字显示，以及状态LED指示，具有性能好、低成本、多种保护措施、高可靠性等优点。

A IGBT inverter welding machine with no-load voltage and various protection and control functions

The utility model relates to a IGBT inverter welder no-load voltage protection and control function, welding equipment, welding machine is three-phase power, using IGBT single full bridge inverter and its corresponding control technology, can achieve the requirements of IGBT single inverter manual electric arc welding / argon arc welding or manual operation, compared with other welding products on the market, the welding machine of the utility model circuit with no-load voltage control and VRD function, short circuit protection, open phase protection, three overheat protection, high-voltage current suppression control function, can realize the welding current, arc current and thrust current regulation and microprocessor digital output current display, and LED instructions, with good performance, low cost, a variety of protective measures and high reliability etc..

【技术实现步骤摘要】
一种带空载电压和多种保护控制功能的IGBT逆变焊机
本技术涉及一种带空载电压和多种保护控制功能的IGBT逆变焊机，属于逆变焊机

技术介绍
目前，逆变焊机产品市场的竞争十分激烈，不仅体现在性能和价格的竞争优势上，还在很大程度上取决于焊机的可靠性。而性能和可靠性是由控制电路和结构设计决定的。国内外市场上，IGBT逆变手弧焊机的额定电流通常在100～630A（负载持续率20～100%）的水平。然而，此类焊机，不同的结构和控制电路设计，其产品的性能、可靠性、生产制作工艺等也会完全不同。这些都会影响产品的销售和市场竞争力。如何解决额定大电流输出（如315A等）、低成本下产品的上述问题，是研发人员面临的难题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种一种带空载电压和多种保护控制功能的IGBT逆变焊机，焊机控制电路和结构可实现IGBT单管逆变手工电弧焊或手工焊/氩弧焊作业的要求，焊机具有性能好、低成本、多种保护措施、高可靠性等优点。为实现上述目的采用以下技术方案：一种带空载电压和多种保护控制功能的IGBT逆变焊机，包括外壳部分和内部部分，其特征在于：内部部分包括上方的中隔板、底部的支架I和控制电路，1）在中隔板上设置有PCB1电路板和三相整流桥，PCB1电路板放置到塑料护盒I中，并灌注绝缘材料该塑料护盒通过螺丝固定在焊机内部的中隔板上；三相整流桥安装在其散热器上，该散热器通过四个螺丝固定在中隔板上，中隔板为金属隔板；2）支架I上设置有IGBT逆变控制板、输出整流PCB板I和输出整流PCB板II，八只IGBT管安装在它们对应的散热器上，三个散热器通过螺丝固定在一塑料护盒II上，IGBT的管脚则焊接在IGBT逆变控制板上，在该电路板上还安装和焊接有IGBT驱动变压器、继电器和四只电容器，四只电容器是面向塑料护盒，焊装在IGBT逆变电路板上的，IGBT逆变电路板是放置在塑料护盒内，IGBT逆变电路板被塑料护盒II包围在其中，塑料护盒II通过压片和螺丝固定在其下方的支架I上，塑料护盒和焊机的外壳对应面可共同组成一个保护室；有六只输出快速恢复整流二极管分为上下两排，每排三只，分别与输出整流PCB板I和输出整流PCB板II焊装在一起，在上下两排快速恢复二极管之间，还分别设计有绝缘板，以保障快速恢复二极管管脚之间有良好的绝缘性能，速恢复整流二极管和输出整流PCB板I和输出整流PCB板II通过散热器V固定在支架I上。2所述的PCB1电路板上设置有焊机开关电源和缺相保护控制电路，该电路包括四个电阻，一个稳压管、三极管、光耦和二个电容，当焊机输出较高空载电压时，稳压管击穿、稳压，光耦中的输出级三极管导通，于是三极管导通，可使控制电路控制芯片的电平被拉至低电平，使控制芯片关闭其PWM脉冲波形，焊机逆变主电路停止输出。所述的控制电路是通过三块电路控制板，分别是开关电源和缺相保护控制电路、IGBT逆变控制电路和前面板控制电路，开关电源和缺相保护控制电路设置在PCB1电路板上，IGBT逆变控制电路设置在IGBT逆变控制板上，前面板控制电路设置在前控制PCB板上。本技术焊机的外壳部分主要包括提手、机壳和底板等部分。本技术焊机的内部部分主要包括：PCB1电路板及其该电路板上的开关管及其散热器IV6、变压器I、电容器，PCB1电路板完成加工后，放置到塑料护盒I中，并灌注绝缘材料，可保证PCB1电路板具有防水、防霉、防振、防腐蚀、防尘的保护性能。塑料护盒I通过四个支柱及螺丝固定在其下方的中隔板上，输入三相整流桥安装在其散热器I上。而该散热器I则通过四个螺丝固定在中隔板上；由于中隔板是金属的，外加上散热器I，这就加强了输入三相整流桥的散热条件，可保障该整流桥的工作可靠性。八只IGBT模块安装在它们对应的散热器II、散热器III和散热器IV上，这三个散热器通过螺丝固定在塑料护盒II上，IGBT的管脚则焊接在IGBT逆变控制板上，在IGBT逆变电路板18上，还安装和焊接有变压器I、变压器II、、四只电容器等很多的元器件，这四只电容器是面向塑料护盒II，焊装在IGBT逆变电路板上的，即在该电路板的焊接面。该电路板的元件面。也就是说，IGBT逆变电路板是放置在塑料护盒II内的。IGBT逆变电路板被所设计的塑料护盒II包围在其中。塑料护盒II通过压片和螺丝固定在其下方的金属支架I上。塑料护盒II和焊机的外壳对应面可共同组成一个保护室。可起到良好的防止导电性粉尘污染IGBT及其电路板上器件的作用。同时，由于材料是塑料的，因此也就保障了上述电路部分的绝缘性能和爬电距离。这在很大程度上可提高焊机的可靠性。六只输出快恢复整流二极管分为上下两排，每排三只，分别设计有输出整流PCB板I和输出整流PCB板II与各自相应的快速恢复二极管进行焊装在一起。在上下两排快速恢复二极管之间，还分别设计有绝缘板I和绝缘板II，以保障快速恢复二极管管脚之间有良好的绝缘性能，进一步提高焊机的可靠性。需要说明的是：焊机中间机芯部分的输出快恢复整流二极管26及其散热器V25部分是通过绝缘支柱固定在焊机的支架I上的。也就是说，该部分与金属支架I和底板等部分是处于电气隔离或绝缘状态的，电路上是不导通的。而散热器V通过金属导体（如铜排或铝排）连接到焊机的输出“正或+”极性端。在中隔板的上方还设置有输入电源抗干扰的磁环。磁环的制作方式是：一个圆形的磁环，二根导线在磁环构成的磁芯上绕制若干匝。其中，一根红色导线的一端连接至三相输入整流桥的“正或+”输出端，而该导线的另外一端则连接至PCB1电路板对应的接线处；一根黑色导线的一端连接至三相输入整流桥20的“负或-”输出端，而该导线的另外一端则连接至PCB1电路板对应的接线处。逆变主变压器通过螺丝固定安装在中隔板的下方，靠近前面板部分。逆变主变压器的次级绕组是带中心抽头的。其中心抽头通过连接导线连接至焊机的输出“负或-”极性端。其初级则按照逆变主电路的原理图连接至IGBT开关部分。上述这些主要部分共同组成焊机的机芯。本技术焊机前面板上安装的零部件主要有：前塑料面板、前控制PCB板、前板、焊接电流调节电位器、引弧电流调节电位器、推力电流调节电位器、正极性输出焊接电缆耦合器或输出快速接头座组件、负极性输出焊接电缆耦合器或输出快速接头座组件。前控制PCB板完成加工后，放置到一个塑料护盒中，并灌注绝缘材料，可保证前控制PCB板具有防水、防霉、防振、防腐蚀、防尘的保护性能。正、负极的输出电缆耦合器或输出快速接头座组件用于分别连接电焊钳焊接电缆和工件夹焊接电缆。连接时的极性可根据电焊条的种类或焊接工艺的要求决定。保护指示灯位于前控制PCB板上，用于指示过热或过流状态是否发生。例如，当内部器件温度过高，超过温度继电器的动作温度时，在控制电路的作用下，一方面可使该指示灯点亮。另一方面，可使焊机停止焊接或输出。后面板部分安装的风扇45的冷却作用会使器件的温度降低。当降低到热保护器的恢复动作温度时，热保护器恢复，焊机过热现象消除。该指示灯熄灭。焊机可再次进行焊接。电流调节电位器用于进行输出电流调节；引弧电流调节电位器用于进行热引弧电流调节；推力电流调节电位器用于进行推力电流调节。前控制PCB板上的电流表则用于显示电流参数。本技术焊机后面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带空载电压和多种保护控制功能的IGBT逆变焊机，包括外壳部分和内部部分，其特征在于：内部部分包括上方的中隔板、底部的支架I和控制电路，1）在中隔板上设置有PCB1电路板和三相整流桥，PCB1电路板放置到塑料护盒I中，并灌注绝缘材料该塑料护盒通过螺丝固定在焊机内部的中隔板上；三相整流桥安装在其散热器上，该散热器通过四个螺丝固定在中隔板上，中隔板为金属隔板；2）支架I上设置有IGBT逆变控制板、输出整流PCB板I和输出整流PCB板II，八只IGBT管安装在它们对应的散热器上，三个散热器通过螺丝固定在一塑料护盒II上，IGBT的管脚则焊接在IGBT逆变控制板上，在该电路板上还安装和焊接有IGBT驱动变压器、继电器和四只电容器，四只电容器是面向塑料护盒，焊装在IGBT逆变电路板上的， IGBT逆变电路板是放置在塑料护盒内，IGBT逆变电路板被塑料护盒II包围在其中，塑料护盒II通过压片和螺丝固定在其下方的支架I上，塑料护盒和焊机的外壳对应面可共同组成一个保护室；有六只输出快速恢复整流二极管分为上下两排，每排三只，分别与输出整流PCB板I和输出整流PCB板II焊装在一起，在上下两排快速恢复二极管之间，还分别设计有绝缘板，以保障快速恢复二极管管脚之间有良好的绝缘性能，速恢复整流二极管和输出整流PCB板I和输出整流PCB板II通过散热器V固定在支架I上。...

【技术特征摘要】
1.一种带空载电压和多种保护控制功能的IGBT逆变焊机，包括外壳部分和内部部分，其特征在于：内部部分包括上方的中隔板、底部的支架I和控制电路，1）在中隔板上设置有PCB1电路板和三相整流桥，PCB1电路板放置到塑料护盒I中，并灌注绝缘材料该塑料护盒通过螺丝固定在焊机内部的中隔板上；三相整流桥安装在其散热器上，该散热器通过四个螺丝固定在中隔板上，中隔板为金属隔板；2）支架I上设置有IGBT逆变控制板、输出整流PCB板I和输出整流PCB板II，八只IGBT管安装在它们对应的散热器上，三个散热器通过螺丝固定在一塑料护盒II上，IGBT的管脚则焊接在IGBT逆变控制板上，在该电路板上还安装和焊接有IGBT驱动变压器、继电器和四只电容器，四只电容器是面向塑料护盒，焊装在IGBT逆变电路板上的，IGBT逆变电路板是放置在塑料护盒内，IGBT逆变电路板被塑料护盒II包围在其中，塑料护盒II通过压片和螺丝固定在其下方的支架I上，塑料护盒和焊机的外壳对应面可共同组成一个保护室；有六只输出快速恢复整流二极管分为上下两排，每排三只，分别与输出整流...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏，魏继昆，朱宣东，朱宣辉，陈法庆，
申请(专利权)人：朱宣辉，
类型：新型
国别省市：浙江,33