【技术实现步骤摘要】
一种IGBT逆变无气保护焊机
本技术涉及一种IGBT逆变无气保护焊机。属于逆变焊机
技术介绍
众所周知，逆变式MIG/MAG气体保护焊机一般需要采用保护气体来进行焊接的,有一类焊机，它们采用自保护的药芯焊丝焊接，无需用户使用保护气体，这就为用户在没有保护气体的情况下进行焊接带来了极大的方便性；例如，家庭用户，不像工业用户那样有条件使用保护气体，因此，针对此类用户，开发使用无气体保护药芯焊丝焊接的焊机还是十分必要的，也有着较为广阔的市场；虽然，采用MIG/MAG气体保护焊机，使用自保护的药芯焊丝焊接当然也是可以的，但是，这类焊机与专门使用无气体保护药芯焊丝焊接的焊机相比，在产品成本、设计方面还是有差异性的，特别是在面向家庭用户使用的焊机方面；因此，产品市场的竞争，体现在技术的先进性和成本优势上，在很大程度上取决于焊机的电路及其功能和结构设计等方面。国内外市场上，IGBT管逆变式气体保护焊机，其额定电流通常在140~200A（负载持续率60~20%）的水平；对于无气体保护药芯焊丝焊接的焊机，由于其适应性强，因而其应用的范围也会较广；此类焊机，不同的电路、电路板和整机结构设计，控制原理和方式不同，电路板和整机的布局和连接方式，其产品的技术、可靠性和制作工艺也完全不同；这些都会影响产品的市场竞争力，市场上虽然已有无气体保护药芯焊丝焊接的焊机，但其保护功能少，通常只有过热保护，电路的工作可靠性低，产品制作成本和销售价格高；因此，如何在低成本的前提下，开发高可靠性、低成本的无气体保护药芯焊丝焊接的焊机是有一定技...
【技术保护点】
1.一种IGBT逆变无气保护焊机，其特征在于：焊机主要包括外壳部分、后面板部分、机箱前面板部分和和内部的控制部分，外壳部分包括提手、机壳上盖板、左侧盖板、机壳底板、右侧盖板和机箱前面板；所述的后面板部分的后面板上安装有电源开关、供电电源线及其固线器和冷却风机；所述的机箱前面板部分设有焊接电缆上的接地夹、焊枪及其电缆，焊枪电缆弹簧式固线器、前控制板、前控制板护盒、输出电流滤波电抗器；内部的控制部分通过中隔板将焊机的内部分为上、下二层；上层部分主要布置有送丝机、焊丝盘轴、前控制板和前控制板护盒；下层部分主要布置有功率控制板、冷却风机、输出电流滤波电抗器；内部的控制部分还包括控制电路板，焊机的控制电路电路板设计为二块，包括前控制板和功率控制板，前控制板和功率控制板上设置有上电缓冲倍压整流和滤波电路、IGBT驱动逆变输出整流和滤波电路、开关电源电路、指示电压电流给定和送丝控制电路以及输出特性和保护控制电路。/n
【技术特征摘要】
1.一种IGBT逆变无气保护焊机，其特征在于：焊机主要包括外壳部分、后面板部分、机箱前面板部分和和内部的控制部分，外壳部分包括提手、机壳上盖板、左侧盖板、机壳底板、右侧盖板和机箱前面板；所述的后面板部分的后面板上安装有电源开关、供电电源线及其固线器和冷却风机；所述的机箱前面板部分设有焊接电缆上的接地夹、焊枪及其电缆，焊枪电缆弹簧式固线器、前控制板、前控制板护盒、输出电流滤波电抗器；内部的控制部分通过中隔板将焊机的内部分为上、下二层；上层部分主要布置有送丝机、焊丝盘轴、前控制板和前控制板护盒；下层部分主要布置有功率控制板、冷却风机、输出电流滤波电抗器；内部的控制部分还包括控制电路板，焊机的控制电路电路板设计为二块，包括前控制板和功率控制板，前控制板和功率控制板上设置有上电缓冲倍压整流和滤波电路、IGBT驱动逆变输出整流和滤波电路、开关电源电路、指示电压电流给定和送丝控制电路以及输出特性和保护控制电路。
2.如权利要求1所述的一种IGBT逆变无气保护焊机，其特征在于：所述的上电缓冲、倍压、整流和滤波电路包括供电电源，供电系统的保护性接地连接至焊机的金属机箱上；焊机通过电源开关接通电网电源，从电网来的交流电，经过由电阻R1、继电器K1A及其控制电路组成的上电缓冲控制电路后，再供电给由整流桥BR1、电解电容E8和E9组成的倍压、整流和滤波电路，最后获得310V的直流稳定电压；电解电容E8和E9既是倍压电路中的电容，也是整流桥BR1单相全波整流后的滤波电容；310V直流母线电压供给后级由IGBT管、逆变主变压器和快速恢复二极管等组成的逆变主电路；压敏电阻RY1并联在K101电源开关的后端，用于过压保护；电容C7-1并联在310V对地的两端；电阻R2和R4并联，并且并联在电解电容E8的两端；电阻R3和R5并联，并且并联在电解电容E9的两端，之后，电阻R2和R4、R3和R5再串联，并且连接在电解电容E8和E9的两端；上电缓冲的控制电路由NPN型三极管Q5、二极管D24和D25、稳压管DZ7、电阻R45、电容C7和电解电容C29组成，该部分电路的供电电压来自开关电源电路；电阻R1串联在电源输入回路中，电阻R1的两端并联继电器K1A的触头K1B；继电器K1A的一端连接+12V电压和二极管D25的阴极，+12V电压对地之间连接滤波电容C7，二极管D25的阳极连接继电器K1A的另一端和NPN型三极管Q5的集电极，NPN型三极管Q5的发射极接地，NPN型三极管Q5的基极连接二极管DZ7的阳极，二极管DZ7的阴极连接电解电容C29的正极、电阻R45、二极管D24的阳极，电解电容C29的负极接地，电阻R45、二极管D24是并联的，二极管D24的阴极连接+12V电压；继电器K1A的延时就是由其控制电路来实现的，继电器K1A会在电源开关接通，一定延时时间后动作，其触头继电器K1B闭合或短路R1电阻，焊机合闸瞬间串入的R1电阻来限制浪涌电流的。
3.如权利要求1所述的一种IGBT逆变无气保护焊机，其特征在于：所述的IGBT驱动、逆变、输出整流和滤波电路部分，逆变、输出整流和滤波电路由IGBT1和IGBT2、快恢复二极管D1和D2、逆变变压器T3、初级电流检测互感器HGQ，输出整流快恢复二极管D01～D03、输出电流滤波电感L1，以及电阻R17～R19，电容C16～C17、C20～C22，二极管D14和D16组成；IGBT1的G和S端连接至IGBT的驱动电路的一组输出两端；IGBT1的D端连接至倍压、整流和滤波电路的310V端，IGBT1的S端连接快恢复二极管D1的阴极和逆变变压器T3初级绕组的一端，逆变变压器T3初级绕组的另一端连接至初级电流检测互感器HGQ初级的一端，该初级电流检测互感器HGQ初级的另一端连接快恢复二极管D2的阳极和IGBT2的D端，快恢复二极管D2的阴极连接倍压、整流和滤波电路中的310V端，IGBT2的S端连接倍压、整流和滤波电路中地端，IGBT2的G和S端连接至IGBT的驱动电路的另一组输出两端；逆变变压器T3次级绕组的一端连接输出整流快恢复二极管D01的阳极，输出整流快恢复二极管D01的阴极连接输出整流快恢复二极管D02和D03的阴极以及输出电流滤波电感L1的一端，输出电流滤波电感L1的另一端连接焊机的正极性输出端，逆变变压器T3次级绕组的另一端连接输出整流快恢复二极管D02和D03的阳极以及负极性输出端；逆变变压器T3次级绕组的两端并联有电阻R19和电容C20阻容串联吸收保护电路；在焊机的正极性输出端与负极性输出-端之间并联有电容C21～C22串联电路，电容C21与C22的中间连接点连接至供电电源的保护性接地端子，电容C21与C22也是焊机电路的输出抗干扰电容，用于保障焊机器件工作的可靠性；IGBT1、IGBT2、快恢复二极管D1和D2、逆变变压器T3、初级电流检测互感器HGQ组成焊机的单端正激逆变主电路；在每个IGBT的D和S端之间，还并联有电容、电阻和二极管组成的吸收电路；逆变主电路中IGBT的驱动电路由驱动变压器T2，二极管D6～D12，稳压管DZ1～DZ6，场效应管Q7，PNP型三极管Q3和Q4，电阻R20～R23、R26～R28、R30、R58～R59，电容C23～C24、C19器件组成；IGBT1、IGBT2管的二路驱动部分的电路形式基本是一致的；通过驱动电路去控制IGBT1、IGBT2管的通或断工作状态；驱动变压器T2有一个初级绕组和两个次级绕组；驱动变压器T2的初级绕组一端连接稳压管DZ1的阳极、电容C19和温度控制器WK的一端，温度控制器WK的另一端接+15V，电容C19的另一端接地；稳压管DZ1和电容C19同时连接至R25，通过R25去控制三极管D15；稳压管DZ1的阴极连接稳压管DZ2的阳极，稳压管DZ2的阴极连接二极管D9的阴极，二极管D9的阳极连接场效应管Q7的D端和驱动变压器T2初级绕组的另一端；场效应管Q7的S端接地，场效应管Q7的G端连接电阻R58和R59，电阻R59的另一端接地，电阻R58的另一端连接PWM脉冲宽度调制芯片的输出端；对于IGBT1的驱动电路，T2的一个次级绕组，其中一端连接二极管D1的阴极或IGBT1的S端，另一端连接二极管D10的阳极、电阻R21、二极管D12的阴极，二极管D12的阳极连接PNP型三极管Q4的集电极，二极管D10的阴极连接电阻R21的另一端、PNP型三极管Q4的基极、电阻R23和二极管D11的阳极，电阻R23的另一端连接二极管D1的阴极或IGBT1的S端，PNP型三极管Q4的集电极连接电容C24，电容C24的另一端连接二极管D1的阴极或IGBT1的S端；二极管D11的阴极连接PNP型三极管Q4的发射极和电阻R27，电阻R27的另一端连接稳压管DZ5的阴极、电阻R30和IGBT1的G端；稳压管DZ5的阳极连接稳压管DZ6的阳极；稳压管DZ6的阴极、电阻R30的另一端和电容C16连接快恢复二极管D1的阴极或IGBT1的S端；IGBT1的D端连接310V、电阻R17和二极管D14的阳极，电阻R17的另一端与二极管D14的阴极连接在一起，并与电容C16的另一端连接；电阻R17、电容C16、二极管D14构成的电路为IGBT1的RCD吸收电路；类似地，对于IGBT2的驱动电路，驱动变压器T2的另一个次级绕组，其中一端连接IGBT2的S端，另一端连接二极管D7的阳极、电阻R20、二极管D6的阴极，二极管D6的阳极连接PNP型三极管Q3的集电极，二极管D7的阴极连接电阻R20的另一端、PNP型三极管Q3的基极、电阻R22和二极管D8的阳极，电阻R22的另一端连接IGBT2的S端，PNP型三极管Q3的集电极连接电容C23，电容C23的另一端连接IGBT2的S端；二极管D8的阴极连接PNP型三极管Q3的发射极和电阻R26，电阻R26的另一端连接稳压管DZ3的阴极、电阻R28和IGBT2的G端；稳压管DZ3的阳极连接稳压管DZ4的阳极；稳压管DZ4的阴极、电阻R28的另一端、电阻R18和二极管D16的阴极连接IGBT2的S端；IGBT2的D端连接电容C17、二极管D2的阳极、初级电流检测互感器HGQ初级的一端；电阻R18的另一端与二极管D16的阳极连接在一起，并与电容C17的另一端连接；电阻R18、电容C17、二极管D16构成的电路为IGBT2的RCD吸收电路。
4.如权利要求1所述的一种IGBT逆变无气保护焊机，其特征在于：所述的开关电源电路部分，开关电源电路由开关电源变压器T1、场效应管Q30、PWM控制芯片N10、集成稳压器U5和U7，二极管D3～D5、D13、D15、D22、D29～D30、D32～D33，稳压管DZ9，电阻R9～R16、R29、R51～R52、R54～R57，电容C3～C6、C8、C12～C15、C35、C47、C48和C51，电解电容C9～C11、C33、C44、C48和C49组成；其中，一组电路产生+15V、-15V和+24V直流电源电压；另一组电路产生+12V、+12V2直流电源电压；分别供给相应的控制电路带电工作；开关电源电路的供电来自310V，即逆变主电路中的直流母线电压；开关电源变压器T1初级的1号端子连接310V、二极管D13的阴极和电阻R14，二极管D13的阳极连接电阻R10，电阻R10的另一端连接电阻R9和电容C12，电阻R9和电容C12是并联的，它们的另一端连接开关电源变压器T1初级的3号端子；电阻R14、R13和R12是串联的，它们的另一端连接PWM芯片N10的电源VCC端；+12V连接二极管D5的阳极，二极管D5的阴极连接电容C5、电解电容C10的正极、电阻R11和PWM芯片N10的7脚，电容C5、电解电容C10、电阻R11是并联的；开关电源变压器T1初级的3号端子连接场效应管Q30的D端，场效应管Q30的G端连接电阻R55、R54和稳压管DZ9的阴极，电阻R55的另一端连接PWM芯片N10的6脚输出端；电阻R54和稳压管DZ9是并联的，它们的另一端连接场效应管Q30的S端、电阻R29、R51和R52，R51和R52是并联的，它们的另一端接地，电阻R29的另一端连接PWM芯片N10的3脚，该3脚还连接电容C14，电容C14的另一端接地；PWM芯片N10的8脚连接电容C6、电阻R56，电容C6的另一端接地，电阻R56的另一端连接PWM芯片N10的4脚；PWM芯片N10的4脚与5脚之间并联电容C35，PWM芯片N10的5脚接VGND地；PWM芯片N10的2脚连接R57、C15、C13、R16，R16的另一端连接+12V端，R57的另一端接VGND地，C13的另一端连接PWM芯片N10的1脚，电容C15的另一端连接电阻R15，电阻R15的另一端连接PWM芯片N10的1脚；开关电源变压器T1的一个次级，其一端6脚接地，其另一端5脚连接二极管D3和D4的阳极，二极管D3和D4是并联的，二极管D3和D4的阴极对地之间并联有电解电容C33和电容C8，二...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢志峰，魏继昆，陈法庆，朱宣辉，朱宣东，
申请(专利权)人：浙江肯得机电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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