[發明專利]交流點焊動態電阻實時測量裝置與方法

無效

• 申請號: 200710046159.7
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101149405A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 貢亮;劉成良
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R27/14;B23K11/36;B23K11/25;B23K11/11
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種交流點焊動態電阻實時測量裝置，包括：焊接變壓器、一對反并聯可控硅、霍爾電流傳感器、微型洛氏線圈、網壓同步回路、電流過零脈沖檢測回路、可控硅觸發電路、焊接電流信號調理電路、電流導數信號調理電路、聲光報警電路、時鐘與復位電路、外圍驅動電路、鍵盤與顯示電路、通訊與互鎖接口電路、DSP控制系統，其特征在于：

所述一對反并聯可控硅串聯接入焊接主電力回路，與焊接變壓器的初級相連，根據DSP控制系統的時序信號控制焊接電流的通斷；

所述霍爾電流傳感器、微型洛氏線圈套在焊接變壓器初級回路上，霍爾電流傳感器輸出信號接到焊接電流信號調理電路和電流導數信號調理電路用以測量焊接電流、焊機電流變化率及電流導數過零點即電流峰值點；

所述網壓同步回路與焊接主回路相連，輸入為單相380VAC，經過控制變壓器降壓、整流、與非門構成的變換電路后，輸出與網壓同步的50Hz及100Hz兩頻率脈沖信號，控制變壓器同時輸出穩定電壓+12V；

所述電流過零脈沖檢測回路輸入接反并聯可控硅的兩端，經光電隔離和比較電路后送入DSP控制系統觸發中斷處理，檢測電流熄滅角；

所述可控硅觸發電路與兩個反并聯可控硅的門極相連，在接收到DSP控制系統的觸發信號后，輸出脈沖串令可控硅以即定時序進入導通狀態；

所述聲光報警電路與DSP控制系統數字IO口相連，完成焊接故障狀態的聲光報警；

所述時鐘與復位電路與DSP控制系統相連，時鐘電路使得DSP控制系統時序與外部電路保持同步，復位電路保證上電、掉電以及降壓、看門狗檢測異常情況下的DSP控制系統復位信號的輸出；

所述外圍驅動電路與DSP控制系統相連，接收DSP控制系統發出的控制信號，保持放大后驅動電磁閥動作控制焊接壓力；

所述鍵盤與顯示電路中液晶驅動芯片與DSP控制系統數據總線相連，并由IO輸出信號控制芯片讀寫，完成焊接參數設置及顯示；

所述通訊與互鎖接口電路與DSP控制系統的CAN接口相連，負責單臺焊機與其它焊接的數據通訊及焊機機群工作時序安排。

2.根據權利要求1所述的交流點焊動態電阻實時測量裝置，其特征是，所述焊接變壓器原邊接交流380V動力線纜，串接一對反并聯可控硅，DSP控制系統根據焊接過程中檢測到的動態電阻變化情況向可控硅觸發電路發出觸發指令控制電流通斷，從而調節焊接熱量。

3.根據權利要求1所述的交流點焊動態電阻實時測量裝置，其特征是，所述網壓同步回路確定以工頻電壓過零點為各個半周波監控的時序基準，記為零時刻，DSP控制系統內部比較器/觸發器計數延時，霍爾電流傳感器、微型洛氏線圈從零時刻開始采集焊接電流及電流變化率信號。

4.根據權利要求1所述的交流點焊動態電阻實時測量裝置，其特征是，所述電流導數檢測電路檢測電流導數過零時間點，網壓過零與電流導數過零均觸發DSP控制系統中斷，中斷子程序計算二者的相位差即為電流峰值角，焊接電流信號調理電路在電流峰值時刻點采集的焊接電流瞬時值即為電流峰值。

5.一種交流點焊動態電阻實時測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，采用嵌入式人工神經網絡計算焊接動態功率因數角φ和電流導通角θ：依據點焊回路模型建立以可控硅觸發角α和電流峰值角γ為輸入、功率因數角φ和電流導通角θ為輸出的人工神經網絡映射模型，在1/4周波內檢測出點焊過程動態功率因數角φ和電流導通角θ，可控硅觸發角α、電流峰值角γ、功率因數角φ和電流導通角θ之間關系；

第二步，根據第一步所得功率因數角φ和電流導通角θ計算可控硅全導通電流有效值I_max，全導通電流有效值是指在該半焊接周波中，如果令可控硅觸發角α等于功率因數角φ，在該半波所能夠獲得的最大電流有效值；

第三步，利用動態功率因數與全導通狀態電流有效值I_max比值計算點焊過程中的動態電阻。