逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路，它采用全桥双逆变结构形式，其包括：具有电源接入端的交流接触器；接于交流接触器输出端的输入整流滤波模块，其输出端接于一次逆变模块，该一次逆变模块接有一次驱动模块；接于一次逆变模块的输出整流滤波模块，其输出端接于二次逆变模块，该二次逆变模块接有二次驱动模块；接于一次、二次驱动模块的保护电路，其接有控制电路，该控制电路与设于二次逆变模块的电压检测模块、电流检测模块；所述二次逆变模块接于电弧负载。本实用新型专利技术中，电流过零速度快有利于电弧稳定；电流正负半波幅值和时间均可独立调节，在形成良好的阴极雾化作用的情况下，可以最大限度的减少钨极烧损，形成良好的焊接过程。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路
本技术涉及ー种逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路。
技术介绍
钨极氩弧焊电弧燃烧稳定，具有焊缝质量好、焊接接头的强度和塑性高的特点，因此在エ业中获得了广泛的应用。铝及铝合金具有较高的比強度和导热性、良好的耐腐蚀性以及在低温下能保持良好的力学性能等特点，适应现代科技及高新工程发展的需要，成为宇航、化工、交通运输等エ业重要的结构材料之一。但是铝及铝合金焊接时，在铝及铝合金表面总会生成ー层附着力強的和难熔的(熔点为2050°C)氧化膜(主要成分为A1203)，该层氧化膜不溶于金属并且妨碍被熔融填充金属润湿，焊接前需将其去除。因此铝及其合金钨极氩弧焊时要兼有阴极雾化作用(清除氧化膜)及減少钨极过热烧损的要求，一般采用交流钨极氩弧焊(TIG)。采用交流TIG焊焊铝及其合金时，由于交流电流的极性周期性地变化，所以在每个周期里相当于半波为直流正接，另一半波为直流反接。正接的半波期间，钨极为负，可以发射足够的电子而不至于过热，防止其烧损，还能承载较大的电流容量，有利于焊接电弧的稳定，并增大工件的可焊厚度。反接的半波期间，铝板为负，其表面生成的氧化膜很容易被清理掉而获得表面美观、光亮、成型良好的焊缝。这样，同时兼顾了阴极雾化作用和钨极烧损减少的要求。但在电弧稳定性以及电流正负半波幅值和时间是否可独立调节的问题上不尽如人意，而且无法做到最大限度地减少钨极烧损。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路。本专利技术逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路采用了双逆变结构形式。一次逆变部分采用的电路形式是全桥式拓扑结构，其主要功能是实现钨极氩弧焊电源的恒流输出焊接外特性及电源的动态特性。二次逆变部分可采用半桥或全桥结构形式，其主要功能是把一次逆变部分输出的平滑的直流逆变为幅值可调的方波交流(变极性)输出。本专利技术所设计的逆变式脉冲变极性TIG焊电源采用全桥双逆变结构。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案:逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路，其特征在于，它采用全桥双逆变结构形式，逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路包括两次逆变主电路，两次逆变主电路由依次连接的交流接触器(I)、输入整流滤波模块(2 )、一次逆变模块(3 )、输出整流滤波模块(4 )、二次逆变模块(5)组成，其中，一次逆变模块(3)连接有一次逆变驱动模块(6)，二次逆变模块连接有二次逆变驱动模块(7)，所述一次、二次逆变驱动模块连接于保护电路(8)，所述保护电路所连接的控制电路(9)接于安装在二次逆变模块输出端的电压检测模块(10)、电流检测模块(11)。0009]两次逆变主电路中，一次逆变主电路包括依序连接的输入整流滤波电路、全桥式 逆变电路、输出整流滤波电路；所述输入整流滤波电路，其采用三相全控整流桥（Ml)，并在三相全控整流桥（Ml) 后并联有电解电容（(：1、02、03、(：4)；全桥式逆变电路，其包括IGBT功率开关管一、二、三、四（VT1、VT2、VT3、VT4)、二极 管一、二、三、四（VD1、VD2、VD3、VD4)、电容一、二、三、四（VC1、VC2、VC3、VC4)、电阻一、二、 三、四（R1、R2、R3、R4)、二极管七、八、九、十（D7、D8、D9、D10)和中频变压器（T1)，二极管一、 二、三、四（VD1、VD2、VD3、VD4)分别与 IGBT 功率开关管一、二、三、四(VT1、VT2、VT3、VT4) 反向并联，电容一、二、三、四（VC1、VC2、VC3、VC4)分别与电阻一、二、三、四（Rl、R2、R3、R4) 串联之后再分别与二极管一、二、三、四（VD1、VD2、VD3、VD4)并联，二极管七、八、九、十（D7、 D8、D9、D10)分别与电阻一、二、三、四（R1、R2、R3、R4)并联；输出整流滤波电路，其为带有中心抽头的全波整流电路，整流二极管为快恢复二 极管（D11，D12)，采用电感（L1)作为输出滤波器。两次逆变主电路中，二次逆变主电路包括：续流二极管五、六、七、八（VD5、VD6、 ￥07、￥08)、输出电容五、六、七、八（￥05、￥06、￥07、￥08)、1681'功率开关管五、六、七、八（￥丁5、 VT6、VI7、VT8)、缓冲电容（C5)、回路电感（L2)、电弧等效电阻（R5)，IGBT功率开关管五、六、 七、八（VT5、VT6、VT7、VT8)，续流二极管五、六、七、八（VD5、VD6、VD7、VD8)分别与IGBT功率 开关管五、六、七、八（VT5、VT6、VT7、VT8)反向并联，输出电容五、六、七、八（VC5、VC6、VC7、 VC8)分别与168!'功率开关管五、六、七、八（￥15、￥16、￥17、￥18)并联，IGBT功率开关管五、 七构成的电路一（A)与IGBT功率开关管六、八构成的电路二（B)之前具有依次串联的回路 电感（L2)和电弧等效电阻（R5)，所述缓冲电容（C5)与电路一（A)并联，整个二次逆变主电 路串接有一次逆变主电路的输出滤波电感（L1)。本技术具有如下有益效果：本专利技术逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路主电路，电流过零速度快有利于电 弧稳定；电流正负半波幅值和时间均可独立调节，在形成良好的阴极雾化作用的情况下，可 以最大限度的减少钨极烧损，形成良好的焊接过程。脉冲变极性钨极氩弧焊是一种理想的铝及其合金的电弧焊方法，可显著改善和提 高铝合金材料的电弧焊接质量，从根本上突破并解决了实际工程应用中急切希望解决的难 题，可替代传统的氩弧焊接工艺，在发挥电弧焊接技术自身优势的基础上显著改善和提高 我国国防军事、航空、航天工业中某些特殊结构材料和关键零部件结构的焊接质量，将具有 重要的工程应用价值和推广应用前景。【附图说明】图1为逆变式脉冲变极性TIG电源系统框图。图2为一次逆变主电路结构图。图3为二次逆变主电路结构图。图4为逆变式脉冲变极性TIG焊电源使用时输出的电流波形图。附图标记说明：1.交流接触器；2.输入整流滤波模块；3. —次逆变模块；4.输出整流滤波模块；5.二次逆变模块；6.—次逆变驱动模块；7.二次逆变驱动模块；8.保护电路；9.控制电路；10.电压检测模块；11.电流检测模块；Ml.三相全控整流桥；Dl?D6.普通整流ニ极管/超快恢复ニ极管(FRED) ；C1?C4.电解电容；VT1?VT8.1GBT功率开关管一?八；VD1?VD4.ニ极管一?四；VC1?VC4.电容一?四；R1?R4.电阻一?四；D7?D10.ニ极管七?十；Tl.中频变压器；Dll、D12.快恢复ニ极管；L1.电感；VD5?VD8.续流ニ极管五?八；VC5?VC8.输出电容五?八；C5.缓冲电容；L2.回路电感；R5.电弧等效电阻。【具体实施方式】为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进ー步阐述本技术。文中，“/”代表“或”的含义。如图1所示，逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路，它采用全桥双逆变结构形式，逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路包括两次逆变主电路，两次逆变主电路由依次连接的交流接触器1、输入整流滤波模块2、一次本文档来自技高网...

【技术保护点】
逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路，其特征在于，它采用全桥双逆变结构形式，逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路包括两次逆变主电路，两次逆变主电路由依次连接的交流接触器（1）、输入整流滤波模块（2）、一次逆变模块（3）、输出整流滤波模块（4）、二次逆变模块（5）组成，其中，一次逆变模块（3）连接有一次逆变驱动模块（6），二次逆变模块连接有二次逆变驱动模块（7），所述一次、二次逆变驱动模块连接于保护电路（8），所述保护电路所连接的控制电路（9）接于安装在二次逆变模块输出端的电压检测模块（10）、电流检测模块（11）。

【技术特征摘要】
1.逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路，其特征在于，它采用全桥双逆变结构形式， 逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路包括两次逆变主电路，两次逆变主电路由依次连接 的交流接触器（1)、输入整流滤波模块（2 )、一次逆变模块（3 )、输出整流滤波模块（4 )、二次 逆变模块（5 )组成，其中，一次逆变模块（3 )连接有一次逆变驱动模块（6 )，二次逆变模块连 接有二次逆变驱动模块（7)，所述一次、二次逆变驱动模块连接于保护电路（8)，所述保护 电路所连接的控制电路（9)接于安装在二次逆变模块输出端的电压检测模块（10)、电流检 测模块（11)。2.根据权利要求1所述的逆变式脉冲变极性TIG焊电源的主回路，其特征在于，两次逆 变主电路中，一次逆变主电路包括依序连接的输入整流滤波电路、全桥式逆变电路、输出整 流滤波电路；所述输入整流滤波电路，其采用三相全控整流桥（Ml)，并在三相全控整流桥（Ml)后并 联有电解电容（01、02、03、04)；全桥式逆变电路，其包括IGBT功率开关管一、二、三、四（VT1、VT2、VT3、VT4)、二极管 一、二、三、四（VD1、VD2、VD3、VD4)、电容一、二、三、四（VC1、VC2、VC3、VC4)、电阻一、二、三、 四（R1、R2、R3、R4)、二极管七、八、九、十（D7、D8、D9、D10)和中频变压器（T1)，二极管一、二、 三、四（VD1、VD2、VD3、VD4)分别与 IGBT 功率开关管一、二、三、四（VT1、VT2、VT3、VT4)反向 并联，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：林勤弟，魏金剑，叶玲平，
申请(专利权)人：上海熔易焊接机制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：