[發明專利]一種鏡像電流電壓采樣反饋雙環控制熔化極氣體保護焊機

有效

• 申請號: 201310732237.4
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103722274A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 吳月濤;朱國華;吳亞啼;殷玉嬋
• 申請（專利權）人: 深圳華意隆電氣股份有限公司
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095;B23K9/173
• 代理公司: 深圳市港灣知識產權代理有限公司 44258
• 代理人: 賀國慶

技術領域

本發明涉及電焊機技術領域，具體涉及一種鏡像電流電壓采樣反饋雙環控制熔化極氣體保護焊機。

背景技術

在現今社會上，熔化極氣體保護焊機已廣泛用于焊接工業，其優點是：焊接工藝性能好、焊接速度快、自動化程度較高。熔化極氣體保護焊機焊接工藝一般分為適合薄板焊接的小電流熔滴短路過渡焊接工藝和適合中厚板的中等電流熔滴噴射過渡焊接工藝，兩種焊接工藝都需要快速響應的弧焊電源作保證，其原理是：獲得焊接電弧的電壓值和焊接電流值，并將該值和給定進行比較得出誤差，將誤差通過PID調節器處理后去控制PWM脈沖的占空比，從而快速的調節焊接電弧的電壓值和焊接電流值。焊接電弧電壓和焊接電流是整個控制過程的原始基礎數據，所以實時的焊接電弧電壓值和焊接電流值采集方法的優劣，直接影響整個控制過程，直接影響焊接工藝性能。另外熔化極氣體保護焊機的電弧電壓和焊接電流控制方案的優劣也極大地影響著焊接工藝的優劣。就焊接電弧電壓值和焊接電流值采集方法而言，目前常用的有如下兩種：

第一種現有的焊接電弧電壓采集和焊接電流采集方法如圖1所示，其采用直接焊接電弧電壓采集方法和焊接電流分流器采集方法，直接采集的焊接電弧電壓通過控制電路電阻分壓后送到電弧電壓反饋電路；分流器采集的焊接電流信號電壓通過控制電路的運算放大器放大后送到焊接電流反饋電路；其因采集電路、控制回路和焊接電源主回路直接相連沒有電氣隔離措施，整機的安全隔離非常難以處理，而且極容易引進干擾信號，使得采集的信號電壓性噪比低，容易產生錯誤的動作，難以保證優良的焊接工藝性能。

第二種現有的焊接電弧電壓采集和焊接電流采集方法如圖2所示，其采用霍爾器件間接焊接電弧電壓采集方法和采用霍爾器件間接焊接電流采集方法，霍爾器件間接采集的焊接電弧電壓送到電弧電壓反饋電路；霍爾器件間接采集的焊接電流信號電壓送到焊接電流反饋電路；其中，霍爾器件間接采樣會產生固有的信號延時，使得焊接電弧采樣信號電壓和焊接電流采樣信號電壓在時域上產生失真，為后級的信號處理、誤差修正提供了帶有錯誤信息的信號，同樣也難保證有優良的焊接工藝性能。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明的目的即在于提供一種鏡像電流電壓采樣反饋雙環控制熔化極氣體保護焊機。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明一種鏡像電流電壓采樣反饋雙環控制熔化極氣體保護焊機，包括：按電流流向順序連接的電磁兼容性濾波器、軟啟動電路、整流濾波電路、全橋逆變電路、中頻降壓電路、中頻整流電路，所述電磁兼容性濾波器與外部的電網電壓相接，電壓通過所述中頻整流電路后進行焊機電壓輸出；

所述中頻降壓電路上接有鏡像電壓采集電路，所述鏡像電壓采集電路中設有與所述中頻降壓電路中的變壓器鐵芯相耦合的電壓繞組，所述鏡像電壓采集電路將電壓繞組采集到電壓信號進行整流濾波并按比例放大，得到鏡像電壓值；

所述全橋逆變電路上接有鏡像電流采集電路，所述鏡像電流采集電路中設有與所述全橋逆變電路的一次側連接的中頻電流互感器，所述鏡像電流采集電路將中頻電流互感器采集到電流信號進行整流濾波并按比例放大，得到鏡像電流值；

所述鏡像電流采集電路與所述鏡像電壓采集電路均與總控制電路連接，所述總控制電路上接有PWM發生器、輸入/輸出控制電路；

所述總控制電路中設有第一比例積分控制器和第二比例積分控制器，所述總控制電路用于同時接收所述輸入/輸出控制電路所輸入的給定電壓值、所述鏡像電壓采集電路所發送的鏡像電壓值、所述鏡像電流采集電路所發送的鏡像電流值，將給定電壓值、鏡像電壓值以及鏡像電流值中的正反饋分量的電壓值，進行比較得到第一誤差電壓值，將該誤差電壓值通過第一比例積分控制器處理后，再與鏡像電流值中的負反饋分量的電壓值進行比較得到第二誤差電壓值，將第二誤差電壓值通過第二比例積分控制器處理后，根據經過處理后的第二誤差電壓值向PWM發生器發送驅動命令；

所述PWM發生器與所述全橋逆變電路連接，其根據所述總控制電路所發送的驅動命令，驅動全橋逆變電路。

進一步，本發明還包括：送絲機供電電路，所述送絲機供電電路中設有送絲機供電繞組，所述送絲機供電繞組與所述中頻降壓電路中的變壓器相耦合，用于對送絲機的供電電壓進行采集；所述送絲機供電電路對送絲機的供電電壓進行處理后進行送絲機電壓輸出。