中频逆变电阻焊控制器及其恒流控制方法技术

本发属于焊机控制技术，涉及一种中频逆变电阻焊控制器及其恒流控制方法。其控制器包括有能够对焊接主电路中的IGBT模块进行驱动控制的控制单元；控制单元的检测信号输入端连接电流传感器件；控制单元包括IGBT驱动电路和能够输出固定脉宽信号的脉冲信号源，脉冲信号源和IGBT驱动电路输入端之间依次设置有用来处理脉冲信号波形的整形电路，还包括能够对电流传感器件检测到的采样电流与设定的设置电流进行比较的比较电路；比较电路的信号输出端连接至整形电路，并能够根据比较结果控制整形电路输出信号的通断。本发明专利技术能够提高焊接过程控制精度，对焊接电流控制的反应速度快。

【技术实现步骤摘要】
中频逆变电阻焊控制器及其恒流控制方法
本发属于焊机控制技术，涉及一种中频逆变电阻焊控制器及其恒流控制方法。
技术介绍
中频逆变电阻焊的工作电路通常包括在三相电源输出部分依次设置的全桥半控整流电路、滤波电路和由IGBT模块组成的逆变电路，其工作原理是：三相电通过全桥半控整流电路和滤波电路转变为直流，焊接时，逆变电路将直流电转变为频率1000hz的交流脉冲波输出至变压器，为焊接电极提供工作电压。电阻焊焊接过程中，电流的可控性在很大程度上决定了焊接质量，电流控制精度越高，焊接质量越好。精度又分为两个方面：一方面是一次焊接过程结束，通常是40ms至100ms，设定值与实际有效值的差异；另一方面是在负载电阻发生变化时，控制器调整的速度。随着制造业的发展，特殊材料的焊接越来越多，对焊接过程中电流的稳定性要求也越来越高。有些材料对电流比较敏感，在1ms以内如果电流大，容易造成飞溅，电流小，熔核牢固度不够。所以，需要能够快速稳定的调整电流的控制器。目前的中频电阻焊控制器，一般是指1000HZ的控制器，现有调整速度最快的中频电阻焊控制器，反应速度至少要半个周期。难以满足更高反应速度的控制要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够提高焊接过程控制精度，对焊接电流控制的反应速度快的中频逆变电阻焊控制器及其恒流控制方法。本专利技术的中频逆变电阻焊控制器包括有能够对焊接主电路中的IGBT模块进行驱动控制的控制单元；控制单元的检测信号输入端连接用来检测焊接变压器初级电流大小的电流传感器件；所述控制单元包括IGBT驱动电路和能够输出固定脉宽信号的脉冲信号源，脉冲信号源和IGBT驱动电路输入端之间依次设置有用来处理脉冲信号波形的整形电路，还包括能够对电流传感器件检测到的采样电流与设定的设置电流进行比较的比较电路；比较电路的信号输出端连接至整形电路，并能够根据比较结果控制整形电路输出信号的通断。所述脉冲信号源是用来发出固定脉宽脉冲信号的单片机。所述电流传感器件为电流互感器或者霍尔传感器。所述脉冲信号源和整形电路之间还设置有用来控制四个IGBT组成的H桥不能单边导通的互锁电路。本专利技术的中频逆变电阻焊恒流控制方法，基于上述的控制器，具体为：在焊接过程中，由单片机根据焊接要求的设置电流的大小，持续发出固定脉宽的脉冲信号给整形电路；同时，由比较电路根据采样电流与设置电流的比较结果对经过整形电路的信号脉冲波形进行控制；若采样电流大于设置电流，则切断IGBT驱动信号，反之则不对脉冲信号进行处理。本专利技术的优点是：焊接控制过程中，单片机一直发送驱动信号，而不需要对脉冲宽度进行处理与运算，脉冲的关断完全交给比较电路去实现，这样大大减少了单片机的运算量，从而极大的提高了电流的反应速度；并且，在半个周期内，触发信号可以多次发送，在某些特定情况下，变压器消耗电流太快，当IGBT停止导通之后，电流瞬间下降，此时常规控制器并不会再次发送触发脉冲，因为这类控制器发送的脉冲宽度都是在发送之前就已经计算好，而本专利技术的方法中，当电流急速下降的时候，电路会将脉冲通道打开，再次给予IGBT触发信号，补充电流，保证了焊接过程的稳定性。附图说明图1是本专利技术实施例的整体电路原理图；图2是本专利技术实施例的控制单元的原理框图；图3是本专利技术实施例控制过程中设置电流大于采样电流时固定脉宽驱动信号的波形示意图；图4是本专利技术实施例控制过程中设置电流小于采样电流时有截断信号插入状态的波形示意图。具体实施方式如图1所示，该中频逆变电阻焊控制器包括有能够对焊接主电路进行控制的控制单元；焊接主电路包括依次设置在三相电源输出部分和焊接变压器输入部分之间的全桥半控整流电路1、滤波电路2和由IGBT模块组成的逆变电路3三个部分；所述控制单元能够向逆变电路的IGBT模块输出驱动信号，控制单元的检测信号输入端连接用来检测焊接变压器初级电流大小的电流传感器件4。如图2所示，所述控制单元包括IGBT驱动电路和能够输出固定脉宽信号的脉冲信号源，脉冲信号源和IGBT驱动电路输入端之间依次设置有用来处理脉冲信号波形的整形电路，整形电波将脉冲波的上升下降沿处理得更陡峭；还包括能够对电流传感器件检测到的采样电流与设定的设置电流进行比较的比较电路；比较电路的信号输出端连接至整形电路，并能够根据比较结果控制整形电路输出信号的通断。脉冲信号源是用来发出固定脉宽脉冲信号的单片机。电流传感器件为电流互感器或者霍尔传感器。脉冲信号源和整形电路之间还设置有用来控制四个IGBT组成的H桥不能单边导通的互锁电路，即U1与U2不能同时导通，V1与V2不能同时导通，避免烧坏IGBT。控制单元还连接有用来输入和显示控制和运行参数的触摸屏。上述实施例的控制器，在焊接过程中，由单片机根据焊接要求的设置电流的大小，持续发出固定脉宽的脉冲信号给整形电路；同时，由比较电路根据采样电流与设置电流的比较结果对经过整形电路的信号脉冲波形进行控制；若采样电流大于设置电流，则切断IGBT驱动信号，反之则不对脉冲信号进行处理。比较电路的工作过程中：若设置电流大于采样电流，则输出使能信号，反之，若设置电流小于采样电流，则输出禁止信号。输出信号作用于整形电路，当使能时，整形电路输出与图3所示波形的固定脉宽脉冲。当有禁止信号时，则信号被部分截断，整形电路输出如图4所示波形的信号，如图中所示，当采样电流i未等到设置电流I时，触发脉冲正常发送；当采样电流达到设置电流时，触发波形迅速截止；在区域A内，触发脉冲作用于IGBT时，电流增大，达到设定值时，脉冲迅速被比较电路截断，截断脉冲之后电流又迅速下降，超过一定阈值（阈值主要由于电路精度和反应时间决定）之后，比较电路又打开脉冲通道，IGBT继续工作，电流得到补充，从而使得在半个周期内，能够做到调整，这是常规控制器所不能实现的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中频逆变电阻焊控制器，包括有能够对焊接主电路中的IGBT模块进行驱动控制的控制单元；其特征是：控制单元的检测信号输入端连接用来检测焊接变压器初级电流大小的电流传感器件；控制单元包括IGBT驱动电路和能够输出固定脉宽信号的脉冲信号源，脉冲信号源和IGBT驱动电路输入端之间依次设置有用来处理脉冲信号波形的整形电路，还包括能够对电流传感器件检测到的采样电流与设定的设置电流进行比较的比较电路；比较电路的信号输出端连接至整形电路，并能够根据比较结果控制整形电路输出信号的通断。

【技术特征摘要】
1.一种中频逆变电阻焊控制器，包括有能够对焊接主电路中的IGBT模块进行驱动控制的控制单元；其特征是：控制单元的检测信号输入端连接用来检测焊接变压器初级电流大小的电流传感器件；控制单元包括IGBT驱动电路和能够输出固定脉宽信号的脉冲信号源，脉冲信号源和IGBT驱动电路输入端之间依次设置有用来处理脉冲信号波形的整形电路，还包括能够对电流传感器件检测到的采样电流与设定的设置电流进行比较的比较电路；比较电路的信号输出端连接至整形电路，并能够根据比较结果控制整形电路输出信号的通断。2.根据权利要求1所述的中频逆变电阻焊控制器，其特征是：所述脉冲信号源是用来发出固定脉宽脉冲信号的单片机。3.根据权利要求1所述的中频逆变电阻焊控制器，其特征是：所述电流传感器件为电流互感器。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云，朱洪升，饶华仁，梁健佶，沈健，
申请(专利权)人：中正智控江苏智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32