场效应管逆变等离子弧－氩弧焊控制装置制造方法及图纸

场效应管逆变微束等离子弧－氩弧焊控制装置属于焊接自动化技术，其特征为：大、小弧控制电源与各主电路、可对气、电路作程序控制的程控电路及脉宽和脉频调制芯片相连，各主电路的电流反馈信号经电流软启动、电流反馈控制用的运算放大器及稳态短路电流预置用运算放大器后与该芯片相连，电压反馈信号经低压定脉宽调频电路与该芯片相连，后者输出的一对相位差为１８０度且互相有死区的方脉冲与其输出控制各主电路中逆变桥的场效应管的驱动电路相连，它兼具等离子焊及氩弧焊功能，同时又有浪涌电流限制、电流软启动、电流反馈控制、稳态短路电流预置的作用。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种场效应管逆变微束等离子弧一氩弧焊控制装置属于焊接自动化
目前的微束等离子焊机无法与氩弧焊、药皮焊条焊相兼容，而且也不能同时进行直流－脉冲焊以高质量地解决超薄件焊接问题，另外，也无法同时解决电网和本机之间相互的噪声干扰、焊接启动冲击电流、主电路合闸浪涌电流、氩弧焊时产生的稳态短路电流预置以及在采用逆变场效应管半桥电路时由于脉宽过窄导致的场效应管半桥电路的场效应管烧损等关键技术问题。本技术的目的在于提供一种可使微束等离子弧焊、氩弧焊、药皮焊条焊共容的、运行可靠安全的场效应管逆变微束等离子弧一氩弧焊机用的控制装置。本技术的特征在于其特征在于其逆变电源由两个分别用于微束等离子焊的小弧逆变电源和用于氩弧焊、药皮焊条焊的大弧逆变电源并联而成，各逆变电源皆含有大、小弧主电路2、3、控制电源及软启动电路14、21、程序控制电路15、22和控制及驱动电路，其主电路2、3由整流器Z1、Z2、与其输出端相连且由并联有两个串接充电电容C29、C30、C6、C7的滤波电容C26、C3和并联有继电器常开触点J8－1、J1－1的限流电阻R10、R1串联而成的浪涌电流限流电路、其输入端与上述滤波电容C26、C3并联的场效应管半桥逆变电路、其输入端与前述逆变电路输出端相连的非晶态中频变压器B1、B2以及其输入端与该变压器B1、B2输出端相连而其正输出端与离子气或工件相连而负输出端与钨极相连的快速整流及滤波电路组成，上述逆变电路由阻容式半桥及带有外围保护元件的场效应管半桥组合而成，非晶态中频变压器B1、B2的输入端与两个相串的充电电容C29、C30和C6、C7的连接点和一个场效应管的源极相连，在滤波电路中还串有电流、电压信号采样元件F1、F2及R32；控制电源及软启动电路14、21包含副边有中心抽头的变压器B3、B4、其输入端与变压器B3、B4输出端相连的整流器Z3、Z4、其输入端分别与整流器Z3、Z4的正、负输出端相连而其输出分别为正、负15伏的两个稳压片7815、7915以及位于作为地线的中心抽头引出线与负稳压片7915输出线之间用于控制浪涌电流的继电器J1或J6的三极管开关电路；在小弧控制电源及软启动电路21中，其变压器副边与整流器输入端之间串有等离子气控制用继电器J7的常开触点J7－1；程序控制电路15、22包含一端与负15伏电源相联的小弧或大弧通断程序按钮开关K5、K6、其负端各通过限流电阻R43、R114与上述小弧或大弧通断程序按钮开关K5、K6另一端相连的程序控制用运算放大器A1、A10、小弧离子气或大弧保护气电磁阀QF1、QF2控制用的运算放大器A2、A11和小弧或大弧电源通断控制用的运算放大器A3、A12，分别串于后两个运算放大器的积分反馈回路中且其控制端共同通过一个反门与程序控制用运算放大器输出端相连的电子开关G1～G4、分别用于控制离子气和保护气电磁阀QF1、QF2的控制继电器J2J4、大、次小弧通断控制继电器J3、J5以及相应的四个三极管开关电路，其开关管T2、T3、T9、T10的栅极分别通过反相器与各自的控制用运算放大器的输出端相连，在大弧程序控制电路中还有一个控制小车行走用的程序控制电路，它由其负输入端经限流电阻R123后与大弧通断程序按钮开关K6另一端相连的小车行走控制用运算放大器A13、与上述类似的控制小车行走用的继电器J6及其相应的三极管开关电路组成，其中小弧离子气通断控制用的运算放大器A2积分反馈回路的时间常数小于小弧电源通断控制用运算放大器A3相应回路的；其用于控制大弧保护气、大弧电源通断和小车行走控制用的三个运算放大器A11～A13积分反馈回路的时间常数是依次递增的，但其各回路中的电阻值依次减小而积分电容值是依次增大的，另外，在大弧通断程序按钮开关K6两端还并有一个手动控制按钮SK；大弧或小弧的控制和驱动电路都含有电流软启动电路、电流反馈控制电路、脉宽和脉频调制电路，以及驱动电路，其中，电流软启动和电流反馈控制用的运算放大器5、6和26、27输出端各自经隔离二极管后共同通过一个电阻分压门电路10、28送往脉宽和脉频调制芯片9、23内误差放大器的输入端，小弧主电路的电流反馈信号VSIf采样输出端经过一个电阻分压电路与其电流软启动和电流反馈控制用的运算放大器A8、A9的输入端相连，它同时又经分压电路与放大器A8的设定端相接，由脉宽和脉频调制芯片23分压器的正5.1伏电源经分压电路后与小弧电流反馈控制用运算放大器A9的设定端相连，大弧主电路2的电流反馈信号VDIf的采样输出端经限流电阻R60与精密运算放大器A4的输入端相连，后者的输出端分别经限流电阻与分压电路后与电流软启动和电流反馈控制用运算放大器A5、A6的信号输入端相连，它同时又经分压电路与电流软启动运算放大器A5的设定端相接，正5.1伏的电源端和矩形脉冲发生器12的输出端各自经过一个分压电路和正向连接的二极管D41、D42并再与大弧电源通断控制继电器J5的常开触点J5－1、限流电阻R97相串后与相应的运算放大器A6的设定端相连，上述常开触点J5－1与限流电阻R97的连接点对地并联了两条分别用正接的二极管D40和电容C46以及继电器J5的常闭触点J5－2与电阻R98串联而成的并联支路，且电容C46和电阻R98的非接地点相短接，精密运算放大器A4的输出端还经过一个电子开关G6和限流电阻R110与稳态短路电流设置控制用的运算放大器A7的输入端相连，大弧的正15伏电源端通过分压电路与该运算放大器A7设定端相连，该运算放大器A7输出端经隔离二极管D45后也经门电路10和限流电阻与上述调制芯片9的误差放大器输入端相连；电压反馈信号VDuf的采样输出端经分压后与三极管T18基极相连，其集电极与电子开关G6控制端相连；脉宽与脉频调制芯片9中的三角波振荡器的一个输入端对地接有电容且与另一个输入端之间有电阻相连，其第三个输入端经限流电阻后对地并联了两条分别用对地的可变电阻DW21构成以及用另一个可变电阻DW22与低压定脉宽调频用开关三极管T17串联而成的并联支路，大、小弧主电路2、3的电压反馈信号VDuf、Vsuf的输出端经过分压电路和稳压管CW2、CW1后与该开关管T17、T16的基极相连，正15伏的小弧控制电源端通过一个小弧电源通断控制继电器J3的常开触点J3－1与其脉宽和脉频调制芯片23的电源端相连，正15伏的大弧控制电源端通过一个大弧保护气通断控制继电器J4的常开触点J4－2以及水冷开关K2的常闭触点K2－2与其脉宽与脉频调制芯片9的电源端相连，水冷电磁阀的常开触点CY2与常闭触点K2－2并联，这个正15伏电源端还通过相串的水冷电磁阀常闭触点CY1与水冷开关K2的常开触点K2－1与对地接有电容C70的脉宽与脉频调制芯片9的控制端相连，在常闭点CY1两端并联了正向连接的反相器30和与其相串的电阻R81，在反相器30的输出端对地之间并有冷却水通指示灯φ2及与其相串的限流电阻R82，大、小弧的驱动电路20、25包含有基极和脉宽与脉频调制芯片9、23的输出端之间串有阻容并联电路且在该芯片输出脉冲上升沿时导通的开关三极管T5、T7及T12、T14、其原边异名端与该管集电极相连的脉冲变压器B6、B5及B8、B7、其集电极与该变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场效应管逆变微束等离子弧一氩弧控制装置，包含逆变电源、气路、水路及通用接口，其特征在于：其逆变电源由两个分别用于微束等离子焊的小弧逆变电源和用于氩弧焊、药皮焊条焊的大弧逆变电源并联而成，各逆变电源皆含有大、小弧主电路（２）（３）、控制电源及软启动电路（１４）（２１）、程序控制电路（１５）、（２２）和控制及驱动电路，其主电路（２）、（３）由整流器（Ｚ↓［１］）、（Ｚ↓［２］）、与其输出端相连且由并联有两个串接充电电容（Ｃ↓［２９］）、（Ｃ↓［３０］）、（Ｃ↓［６］）、（Ｃ↓［７］）的滤波电容（Ｃ↓［２６］）、（Ｃ↓［３］）和并联有继电器常开触点（Ｊ↓［８－１］）、（Ｊ↓［１－１］）的限流电阻（Ｒ↓［１０］）、（Ｒ↓［１］）串联而成的浪涌电流限流电路、其输入端与上述滤波电容（Ｃ↓［２６］）、（Ｃ↓［３］）并联的场效应管半桥逆变电路、其输入端与前述逆变电路输出端相连的非晶态中频变压器（Ｂ↓［１］）、（Ｂ↓［２］）以及其输入端与该变压器（Ｂ↓［１］）、（Ｂ↓［２］）输出端相连而其正输出端与离子气或工件相连而负输出端与钨极相连的快速整流及滤波电路组成，上述逆变电路由阻容式半桥及带有外围保护元件的场效应管半桥组合而成，非晶态中频变压器（Ｂ↓［１］）、（Ｂ↓［２］）的输入端与两个相串的充电电容（Ｃ↓［２９］）、（Ｃ↓［３０］）和（Ｃ↓［６］）、（Ｃ↓［７］）的连接点和一个场效应管的源极相连，在滤波电路中还串有电流、电压信号采样元件（Ｆ↓［１］）、（Ｆ↓［２］）及（Ｒ↓［３２］）；控制电源及软启动电路（１４）、（２１）包含副边有中心抽头的变压器（Ｂ↓［３］）、（Ｂ↓［４］）、其输入端与变压器（Ｂ↓［３］）、（Ｂ↓［４］）输出端相连的整流器（Ｚ↓［３］）、（Ｚ↓［４］）、其输入端分别与整流器（Ｚ↓［３］）、（Ｚ↓［４］）的正、负输出端相连而其输出分别为正、负１５伏的两个稳压片（７８１５）、（７９１５）以及位于作为地线的中心抽头引出线与负稳压片（７９１５）输出线之间用于控制浪涌电流的继电器（Ｊ↓［１］）或（Ｊ↓［８］）的三极管开关电路；在小弧控制电源及软启动电路（２１）中，其变压器副边与整流器输入端之间串有等离子气控制用继电器（Ｊ↓［７］）的常开触点（Ｊ↓［７－１］）；程序控制电路（１５）、（２２）包含一端与负１５伏电源相联的小弧或大弧通断程序按钮开关（Ｋ↓［５］）、（Ｋ↓［６］）、其负端各通过限流电阻（Ｒ↓［４３］）、（Ｒ↓...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严元增，
申请(专利权)人：北京工业大学科技开发管理部，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]