[發明專利]一種大電流逆變電阻焊機

無效

• 申請號: 200710029082.2
• 申請日: 2007-07-09
• 公開（公告）號: CN101342632A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 鄒春芽
• 申請（專利權）人: 廣州（從化）亨龍機電制造實業有限公司
• 主分類號: B23K11/24
• 分類號: B23K11/24
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

技術領域

本發明涉及一種電阻焊機，尤其是涉及一種應用于電阻焊接領域的大功率、大電流的逆變電阻焊機。

背景技術

現有的逆變電阻焊機一般都是小功率、小電流的逆變焊機，只能是用于弧焊逆變，所用的控制系統基本上是由單片機、集成度較低的IC和大部分的分立元件組合而成，技術檔次低，功能不全，調試和維修都比較麻煩?，F有的逆變焊機對IGBT等貴重元件的保護也不完善，沒有做到最有效的保護，比如說：IGBT的保護方面，以前的設計保護措施如下：其一：用分立元件保證IGBT正向驅動電壓為20V左右，使得IGBT的Uce飽和值較小，降低損耗；在柵極和驅動信號之間加一個柵極驅動電阻，降低電壓和電流的顫動，減少IGBT的損耗；其二：在柵級和驅動信號之間加穩壓二極管，控制G-E電壓的突然上升，起到一定的電流短路保護作用，使IGBT不容易損壞；其三：通過初級和次級電流傳感器對電流的檢測，應用單片機技術來調節控制輸出電流的大小，通過硬件設置來保護IGBT的過流、過壓、短路保護，由于單片機主要用于控制，因此單片機數字處理能力相對較差、運算速度較慢、PWM分辨率比較低、采樣周期也較長、反映的速度跟不上，不能完全達到保護IGBT的作用。

而且現有逆變電阻焊機控制系統組成的分立元件較多，生產工藝復雜，調試有一定的難度，并且元件容易受損，大大增加了維修和維護的工作量，生產大受影響；焊機抗干擾能力差，控制精度和穩定性較差，無法消除模擬系統中參數的容差、溫度漂移等因素導致的控制器參數變化，從而導致焊接質量差、產品不過關、報廢率居高不下的現象；焊機控制系統的數據處理能力不強，運算速度也慢，PWM分辨率較低，無法適應現代高要求焊接的需求。

因此，需要發明一種新的能解決或者避免上述問題的大電流逆變電阻焊機。

發明內容

本發明針對上述現有技術存在的不足，提供一種新的大電流逆變電阻焊機，應用DSP處理技術，IGBT功率管采用多種保護措施，同時運用恒流PID控制算法；焊機的工作可靠性好；在控制的速度、精度、穩定性等方面都有提高。

本發明為了實現上述技術目的，采用如下技術手段：

一種大電流逆變電阻焊機，包括IGBT主電路，所述大電流逆變電阻焊機采用DSP控制芯片，所述DSP控制芯片采用高性能靜態CMOS技術，包括有硬件乘法器，其供電電壓為3.3V、執行速度為30MI?PS、指令周期為33ns、時鐘頻率為30MHz、總線結構采用改進的哈佛結構、數據處理采用流水技術，所述DSP控制芯片中集成了相互電連接的A/D轉換器、大容量存儲器、定時器、比較單元、捕獲單元、PWM波形發生器、數字I/O、SPI、SCI、CAN，通過4個通用定時器和12個比較單元的結合產生16路PWM信號輸出，以滿足IGBT主電路的驅動。

所述大電流逆變電阻焊機也可以采用執行速度為40MIPS、指令周期為25ns、時鐘頻率為40MHz的DSP控制芯片。

所述大電流逆變電阻焊機IGBT主電路采用的是模塊內部自帶過電流保護電路和過電流保護信號端子的EXB系列IGBT驅動模塊。

所述DSP控制芯片內部設置有IGBT主電路保護模塊；所述IGBT主電路保護模塊設有用以實現過壓、過流、過溫等保護功能的專用引腳；所述IGBT主電路保護模塊還設有用以防止橋式驅動主電路短路而燒壞IGBT主電路的PWM發生單元及可編程死區控制單元。

所述大電流逆變電阻焊機還包括設置有驅動信號互鎖模塊的EPM3128芯片，當IGBT主電路的驅動信號同時為高電平時，驅動信號互鎖模塊立即停止驅動信號并自動產生死區以避免因驅動信號同時為高電平時而燒壞IGBT主電路。

所述大電流逆變電阻焊機還設置有用以對初、次級電流互感器進行電流檢測的電流檢測模塊。

所述大電流逆變電阻焊機采用恒流PID技術，其運算程序包括如下步驟：A、給定計算控制參數；B、設定初始偏差值；C、給定采樣值；D、根據給定值r(t)與實際輸出值c(t)計算出偏差值e(k)；E、根據前后n次測量值的偏差計算出控制增量Δu(k)；F、計算機輸出控制增量Δu(k)。

所述運算程序在步驟F之后還包括如下步驟：G0、將控制增量Δu(k)用于被控對象；G1、計算機輸出的控制增量Δu(k)通過D/A轉換得到控制增量的積累u(k)；G2、傳送控制增量的積累u(k)給被控對象；G3、控制增量的累計經過被控對象后，通過D/A轉換后，再將其輸入到下次采樣。