[發(fā)明專(zhuān)利]直流弧焊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩用機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410149996.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103944429A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 欒亞倫;王興智;楊松;張格文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濟(jì)南田中工貿(mào)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M7/40
• 分類(lèi)號(hào): H02M7/40
• 代理公司: 山東濟(jì)南齊魯科技專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 37108
• 代理人: 宋永麗

1.直流弧焊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩用機(jī)，其特征在于：包括主電路和控制電路，主電路包括整流器（1），整流器（1）的輸出端與濾波器（2）的輸入端連接，濾波器（2）的輸出端與逆變單元（3）的輸入端連接，逆變單元（3）的輸出端與高頻主變壓器（4）的輸入端連接，高頻主變壓器（4）的輸出端與高頻整流器（5）的輸入端連接，高頻整流器（5）的輸出端與高頻濾波器（6）的輸入端連接，控制電路包括高頻信號(hào)發(fā)生電路（7）、頻率檢測(cè)電路（8）、信號(hào)處理運(yùn)算電路（9）、采樣電路（10）、中央控制器（11）、切換電路（12）、多功能轉(zhuǎn)換輸入電路（13）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流弧焊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩用機(jī)，其特征在于：主電路及控制電路的連接關(guān)系如下：整流器（1）將輸入的電壓、頻率可變的三相交流電通過(guò)整流器U9后整流成直流電，濾波器（2）由電容C1、電容C5、電容C6和電阻R1、電阻R2組成，電容C1為吸收電容，C5、C6為濾波電容，R1、R2為均壓電阻，電容C1的一端與整流器U9的正輸出端相連，另一端與整流器U9的負(fù)輸出端相連，電阻R1與電容C5并聯(lián)，電阻R2與電容C6并聯(lián)，電容C5正極與電容C1的一端相連，電容C5負(fù)極與電容C6正極相連，電容C6負(fù)極與電容C1的另一端相連，逆變單元（3）將輸入的直流電通過(guò)逆變單元U10逆變輸出頻率10~100kHz高頻交流電，高頻主變壓器（4）由高頻變壓器T3、直流接觸器K3和接線柱J8組成，接線柱J8為直流接觸器K3線圈外部接線柱，通過(guò)控制直流接觸器K3來(lái)實(shí)現(xiàn)改變高頻變壓器T3的匝數(shù)，高頻變壓器T3由一次側(cè)的繞組Ⅰ、繞組Ⅱ和二次側(cè)一個(gè)繞組構(gòu)成，高頻變壓器T3的一次側(cè)兩個(gè)繞組串聯(lián)，一次側(cè)繞組Ⅰ的另一端與逆變單元U10交流輸出側(cè)一端相連，一次側(cè)繞組Ⅱ的另一端與逆變單元U10交流輸出側(cè)另一端相連，直流接觸器K3的常開(kāi)觸點(diǎn)與一次側(cè)繞組Ⅱ并聯(lián)，直流接觸器K3的線圈兩端分別連接到接線柱J8的引腳1和引腳2，高頻變壓器T3的二次側(cè)繞組兩端進(jìn)行輸出，高頻變壓器T3將二次側(cè)繞組兩端得到的交流電通過(guò)高頻整流器（5）U13整流輸出直流電，高頻濾波器（6）由電感L4和電容C7組成，電感L4的一端與高頻整流器U13的正輸出端相連，電感L4的另一端與電容C7的正極相連，電容C7的負(fù)極與高頻整流器U13的負(fù)輸出端相連，兩用機(jī)的外部正輸出端與電容C7的正極相連，兩用機(jī)的外部負(fù)輸出端與電容C7的負(fù)極相連，高頻信號(hào)發(fā)生電路（7）的電源模塊U15的引腳1接至電源'12V，電源模塊U15的引腳2接至電源'0V，電源模塊U15的引腳3上得到電源-15V，電源模塊U15的引腳4接至0V電源，電源模塊U15的引腳5上得到電源+15V，電容C41與電容C42串聯(lián)，電容C41的負(fù)極與電源模塊U15的引腳3相連，電容C41的正極與電源模塊U15的引腳4相連，電容C42的正極與電源模塊U15的引腳5相連，電容C44與電容C41并聯(lián)，電容C43與電容C42并聯(lián)，電源模塊U16的引腳1接至電源+15V，電源模塊U16的引腳2接至電源0V，電容C46的正極與電源模塊U16的引腳3相連，電容C46的負(fù)極接至電源0V，電容C45與電容C46并聯(lián)，給定電壓信號(hào)QG經(jīng)電容C9、電容C10、電阻R4、電阻R5、運(yùn)算放大器U15、電阻R6、電容C11組成的濾波網(wǎng)絡(luò)到控制芯片U1的5腳，為控制芯片U1工作提供給定信號(hào)，電阻R4的一端與電容C9相連，電容C9另一端接至電源0V，電阻R4的另一端與運(yùn)算放大器U15的同相輸入端相連，電阻R5與電容C10并聯(lián)后一端與運(yùn)算放大器U15的同相輸入端相連，另一端接至電源0V，運(yùn)算放大器U15的反相輸入端與輸出端相連，通過(guò)電阻R6連接到控制芯片U1引腳5，控制芯片U1的引腳5與電容C11一端相連，電容C11另一端接至電源0V，電阻R7、電阻R8、電容C28、電容C29使控制芯片U1工作能夠軟啟動(dòng)，電阻R8與電容C29并聯(lián)，電容C29的正極與控制芯片U1引腳1，電容C29的負(fù)極接至電源0V，電阻R7與電容C28串聯(lián)，電容C28的負(fù)極接至電源0V，電容C29的正極與控制芯片U1引腳2，電阻R7的另一端與控制芯片U1引腳1相連，電流傳感器U11對(duì)高頻變壓器一次側(cè)電流進(jìn)行采樣所得信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電容C18組成的濾波網(wǎng)絡(luò)到控制芯片U1的4腳，為控制芯片U1工作提供給定信號(hào)，電阻R16與電阻R17串聯(lián)，電阻R17的另一端與電流傳感器U11的輸出相連，電阻R16的另一端與控制芯片U1引腳4相連，控制芯片U1引腳4通過(guò)電阻R14接至-15V電源，控制芯片U1引腳4通過(guò)電阻R15接至電源0V，諧波補(bǔ)償電路由電阻R11、電阻R12、電容C15、電容C16、運(yùn)算放大器U16組成，運(yùn)算放大器U16的同相輸入端與控制芯片U1引腳8相連，運(yùn)算放大器U16的反相輸入端與輸出端相連，電阻R11、電容C16串聯(lián)后與電阻R12和電容C15并聯(lián)，電容C15一端與控制芯片U1引腳4相連，電容C15另一端與運(yùn)算放大器U16輸出端相連，震蕩定時(shí)電路由電阻R9、電阻R10、電容C12、電容C14組成，電阻R9與電阻R10并聯(lián)，一端與控制芯片U1引腳8相連，另一端接至電源0V，電容C12與電容C14并聯(lián)，一端與控制芯片U1引腳9相連，另一端接至電源0V，電流傳感器U11對(duì)高頻變壓器一次側(cè)電流進(jìn)行采樣所得信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻R17、電阻R18、電阻R19、電容C18、電容C19為控制芯片U1提供外部關(guān)斷，電阻R17與電阻R18串聯(lián)連接到控制芯片U1引腳16，電阻R19與電容C19并聯(lián)，一端與控制芯片U1引腳16相連，另一端接至電源0V，電阻R13為控制芯片U1輸出級(jí)偏置電壓輸入的保護(hù)電阻，電容C13、電容C17、電容C30、電容C31為濾波電容，電阻R13一端與控制芯片U1引腳15相連，電阻R13另一端與控制芯片U1引腳13相連，電容C13與電容C30并聯(lián)，一端與控制芯片U1引腳15相連，另一端接至電源0V，電容C17與電容C31并聯(lián)，一端與控制芯片U1引腳13相連，另一端接至電源0V，由二極管D10、二極管D11、電阻R20、電阻R21、電阻R22、電阻R23、三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、電阻R24、電容C20組成全橋電路，兩路信號(hào)經(jīng)過(guò)隔離變壓器T1、隔離變壓器T2、電容C21、電容C22、電容C23、電容C24、電阻R25、電阻R26、電阻R27、電阻R28、電阻R29、電阻R30、電阻R31、電阻R70、二極管D12、二極管D13、二極管D14、二極管D15變?yōu)樗穆沸盘?hào)驅(qū)動(dòng)逆變單元，三極管Q1的基極通過(guò)電阻R20與控制芯片U1引腳14相連，三極管Q3的基極通過(guò)電阻R21與控制芯片U1引腳14相連，二極管D10的陰極與控制芯片U1引腳14相連，二極管D10的陽(yáng)極接至電源0V，三極管Q2的基極通過(guò)電阻R22與控制芯片U1引腳11相連，三極管Q4的基極通過(guò)電阻R23與控制芯片U1引腳11相連，二極管D11的陰極與控制芯片U1引腳14相連，二極管D11的陽(yáng)極接至電源0V，三極管Q1集電極與三極管Q3集電極相連后與隔離變壓器T1和隔離變壓器T2的引腳1相連，三極管Q2集電極與三極管Q4集電極相連后，與電阻R24和電容C20并聯(lián)后的一端相連，電阻R24和電容C20并聯(lián)后的另一端與隔離變壓器T1和隔離變壓器T2的引腳2相連，三極管Q3發(fā)射極接至電源0V，三極管Q4發(fā)射極接至電源0V，三極管Q1發(fā)射極與三極管Q2發(fā)射極相連，二極管D15與電阻R70串聯(lián)后與電阻R25并聯(lián)，二極管D15陰極與隔離變壓器T1引腳6相連，電阻R70的另一端與電容C21一端相連，電容C21另一端與隔離變壓器T1引腳5相連，二極管D12與電阻R29串聯(lián)后與電阻R26并聯(lián)，二極管D12陰極與隔離變壓器T1引腳3相連，電阻R29的另一端與電容C22一端相連，電容C22另一端與隔離變壓器T1引腳4相連，二極管D13與電阻R30串聯(lián)后與電阻R27并聯(lián)，二極管D13陰極與隔離變壓器T2引腳6相連，電阻R30的另一端與電容C23一端相連，電容C23另一端與隔離變壓器T2引腳5相連，二極管D14與電阻R31串聯(lián)后與電阻R28并聯(lián)，二極管D14陰極與隔離變壓器T2引腳3相連，電阻R31的另一端與電容C24一端相連，電容C24另一端與隔離變壓器T2引腳4相連，分別在電容C21、電容C22、電容C23、電容C24兩端得到四路信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變單元，電阻R54、二極管D2、光耦U6、電阻R61、R62組成頻率檢測(cè)電路（8），得到相應(yīng)的頻率信號(hào)送入控制芯片U8，電阻R54的一端與三相交流電的U相相連，電阻R54的另一端與二極管D2的陽(yáng)極相連，二極管D2的陰極與光耦U6的引腳1相連，光耦U6的引腳2與三相交流電的V相相連，光耦U6的引腳3與R61的一端相連，R61的另一端接至+5V電源，光耦U6的引腳3與R62的一端相連，R62的另一端接至控制芯片U8的引腳9，信號(hào)處理運(yùn)算電路（9）中控制芯片U8對(duì)信號(hào)處理輸出經(jīng)過(guò)電阻R63、電容C4后得到電壓信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)運(yùn)算放大器U3的C部分U3C構(gòu)成的電壓跟隨器后得到給定信號(hào)UQG，控制芯片U8引腳5通過(guò)電阻R63與運(yùn)算放大器U3引腳10相連，電容C4的一端與運(yùn)算放大器U3引腳10相連，電容C4的另一端接至電源0V，運(yùn)算放大器U3引腳8與運(yùn)算放大器U3引腳9相連，電路所使用的電流傳感器為電流型電流傳感器，在電阻R52上得到電壓經(jīng)過(guò)二極管D1、電阻R32、電容C25、電感L5、電阻R3、電容C26、C27組成的濾波網(wǎng)絡(luò)，得到所需要的電壓，接到運(yùn)算放大器U2的A部分U2A的反相端，電流傳感器U12對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行采樣得到的信號(hào)通過(guò)二極管D1、電感L5、電阻R3與運(yùn)算放大器U2引腳2相連，二極管D1陽(yáng)極與傳感器輸出相連，電阻R52的一端與二極管D1陽(yáng)極相連，電阻R52的另一端接至電源0V，電阻R32與電容C25并聯(lián)后一端與二極管D1陰極相連，另一端接至電源0V，電容C26一端與電感L5和電阻R3連接處相連，電容C26另一端接至電源0V，電容C27一端與運(yùn)算放大器U2引腳2相連，電容C27另一端接至電源0V，電阻R40、電阻R41、電阻R42對(duì)輸出電壓進(jìn)行分壓，電壓傳感器采集電阻R42上的電壓，電路所使用的電壓傳感器為電流型電壓傳感器，在電阻R44上得到所需電壓，該電壓與給定信號(hào)UQG經(jīng)過(guò)由U3B運(yùn)算放大器U3的B部分、電阻R43、電阻R45、電阻R46、電阻R47、電阻R48、電阻R49組成的P調(diào)節(jié)器后得到的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器U3的A部分U3A組成的電壓跟隨器后得到的電壓通過(guò)電阻R37、電阻R38、電阻R39、二極管D9、二極管D6、二極管D5充放電網(wǎng)絡(luò)對(duì)電容C8進(jìn)行充放電，在電容C8上得到給定電壓信號(hào)QG，兩用機(jī)的外部正輸出端通過(guò)電阻R40、電阻R41和電阻R42串聯(lián)連接到兩用機(jī)的外部負(fù)輸出端，電壓傳感器U14引腳1與電阻R40和電阻R42連接處相連，電壓傳感器U14引腳2與電阻R41和電阻R42連接處相連，電壓傳感器U14引腳3與電阻R44一端相連到電源0V，電壓傳感器U14引腳4與電阻R44另一端相連，電壓傳感器U14引腳4與運(yùn)算放大器U2引腳6相連，電壓傳感器U14引腳4通過(guò)電阻R45與運(yùn)算放大器U3引腳6相連，運(yùn)算放大器U3引腳6通過(guò)電阻R43與運(yùn)算放大器U3引腳7相連，運(yùn)算放大器U3引腳6通過(guò)電阻R46接至電源0V，運(yùn)算放大器U3引腳6通過(guò)電阻R48接至+5V電源，運(yùn)算放大器U3引腳5通過(guò)電阻R49接至電源0V，運(yùn)算放大器U3引腳5通過(guò)電阻R48與運(yùn)算放大器U3引腳8相連，運(yùn)算放大器U3引腳7與運(yùn)算放大器U3引腳3相連，運(yùn)算放大器U3引腳1與運(yùn)算放大器U3引腳2相連，電阻R39與二極管D9串聯(lián)后與電阻R38并聯(lián)，二極管D9陰極與運(yùn)算放大器U3引腳1相連，電阻R39的另一端與電容C8正極相連，電容C8負(fù)極接至電源0V，電阻R37與二極管D6串聯(lián)，電阻R37的另一端與電容C8正極相連，二極管D6陰極與運(yùn)算放大器U2引腳1相連，二極管D5陽(yáng)極與二極管D6陽(yáng)極相連，二極管D5陰極與運(yùn)算放大器U2引腳7相連，電阻R51、二極管D8構(gòu)成電流保護(hù)指示電路，運(yùn)算放大器U2的A部分U2A與電阻R50構(gòu)成滯回比較器，當(dāng)反相輸入端電壓大于同相輸入端電壓，即在R34上所得到的電壓時(shí)，輸出端為低電位，當(dāng)反相輸入端電壓小于同相輸入端電壓時(shí)，輸出端為高電位，通過(guò)調(diào)整電阻R34值來(lái)改變輸出電流的保護(hù)值，電阻R34引腳1接至+5V電源，電阻R34引腳3接至電源0V，電阻R34引腳2與運(yùn)算放大器U2引腳3相連，運(yùn)算放大器U2引腳3通過(guò)電阻R50與運(yùn)算放大器U2引腳1相連，電阻R51與二極管D8相連，二極管D8陽(yáng)極接至+5V電源，電阻R51另一端與與運(yùn)算放大器U2引腳1相連，電阻R36、二極管D7構(gòu)成過(guò)電壓指示電路，運(yùn)算放大器U2的B部分U2B與電阻R35構(gòu)成滯回比較器，當(dāng)反相輸入端電壓大于同相輸入端電壓，即在R33上所得到的電壓時(shí)，輸出端為低電位，當(dāng)反相輸入端電壓小于同相輸入端電壓時(shí)，輸出端為高電位，通過(guò)調(diào)整電阻R33值來(lái)改變輸出電壓的保護(hù)值，電阻R33引腳1接至+5V電源，電阻R33引腳3接至電源0V，電阻R33引腳2與運(yùn)算放大器U2引腳5相連，運(yùn)算放大器U2引腳5通過(guò)電阻R35與運(yùn)算放大器U2引腳7相連，電阻R36與二極管D7，二極管D7陰極與與運(yùn)算放大器U2引腳7相連，電阻R51另一端接至+5V電源，采樣電路（10）的電流傳感器U11對(duì)高頻變壓器一次側(cè)電流進(jìn)行采樣，電流傳感器U12對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行采樣，電壓傳感器U14對(duì)負(fù)載電壓進(jìn)行采樣，接插件J3、電阻R56、光耦U5、電阻R59、電阻R60組成溫度采樣電路，得到相應(yīng)的溫度信號(hào)送入控制芯片U8，光耦U5的引腳1通過(guò)電阻R56接至'12V電源，光耦U5的引腳2與接線柱J3的引腳2相連，接線柱J3的引腳1接至電源'0V，光耦U5的引腳4通過(guò)電阻R59接至+5V電源，光耦U5的引腳3接至電源0V，電阻R60的一端與光耦U5的引腳4相連，電阻R60的一端與控制芯片U8的引腳10相連，編程口J1、電阻R53、控制芯片U8、電容C2、電容C3、晶振Y1組成中央控制器（11），電容C2、電容C3、晶振Y1組成時(shí)鐘電路，為控制芯片U8提供工作時(shí)鐘信號(hào)，電容C2的一端與晶振Y1的一端相連，電容C2的另一端接至電源0V，電容C3的一端與晶振Y1的另一端相連，電容C3的另一端接至電源0V，晶振Y1的一端與控制芯片U8的引腳2相連，晶振Y1的另一端與控制芯片U8的引腳3相連，編程口J1的引腳1與控制芯片U8的引腳4相連，編程口J1的引腳2接至+5V電源，編程口J1的引腳3接至電源0V，編程口J1的引腳4與控制芯片U8的引腳13相連，編程口J1的引腳5與控制芯片U8的引腳12相連，切換電路（12）通過(guò)繼電器K1、二極管D3、電感L6、電感L7、三極管Q5、電阻R65、接插件J4、接插件J5、接插件J6對(duì)給定信號(hào)進(jìn)行切換，通過(guò)電阻R64、光耦U7、電阻R66、二極管D4、繼電器K2、三極管Q6、接插件J7對(duì)主變壓器進(jìn)行切換，控制芯片U8的引腳6與電阻R65的一端相連，電阻R65的另一端與三極管Q5基極相連，三極管Q5集電極與二極管D3的陽(yáng)極相連，二極管D3的陰極通過(guò)電感L6接至+15V電源，繼電器K1的線圈與二極管D3并聯(lián)，三極管Q5發(fā)射極通過(guò)電感L7接至電源0V，繼電器K1的引腳1與接線柱J4的引腳2相連，繼電器K1的引腳4與接線柱J4的引腳1相連，繼電器K1的引腳2與接線柱J5的引腳1相連，繼電器K1的引腳5與接線柱J5的引腳2相連，繼電器K1的引腳3與接線柱J6的引腳1相連，繼電器K1的引腳6與接線柱J6的引腳2相連，控制芯片U8的引腳7與光耦U7的引腳2相連，光耦U7的引腳1通過(guò)電阻R64接至+5V電源，光耦U7的引腳3接至'12V電源,光耦U7的引腳4通過(guò)電阻R66接至三極管Q6基極，三極管Q6集電極與二極管D3的陽(yáng)極相連，二極管D3的陰極接至'12V電源，繼電器K2的線圈與二極管D4并聯(lián)，三極管Q6發(fā)射極接至電源'0V，繼電器K1的引腳4接至'12V電源，繼電器K1的引腳6與接線柱J7的引腳1相連，接線柱J7的引腳2接至電源'0V，接插件J2、電阻R55、光耦U4、電阻R57、電阻R58組成多功能轉(zhuǎn)換輸入電路（13），得到相應(yīng)的模式信號(hào)送入控制芯片U8，光耦U4的引腳1通過(guò)電阻R55接至'12V電源，光耦U4的引腳2與接線柱J2的引腳2相連，接線柱J2的引腳1接至電源'0V，光耦U4的引腳4通過(guò)電阻R57接至+5V電源，光耦U4的引腳3接至電源0V，電阻R58的一端與光耦U4的引腳4相連，電阻R58的一端與控制芯片U8的引腳11相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流弧焊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩用機(jī)，其特征在于：主電路和控制電路均安裝在殼體（14）中，殼體（14）為矩形，殼體（14）的一個(gè)側(cè)面安裝提手（22），殼體的一個(gè)端面上設(shè)置主開(kāi)關(guān)（15）、功能切換開(kāi)關(guān)（16），焊接電流調(diào)整旋鈕（17）、起弧電流調(diào)整旋鈕（18）、電焊接頭（19）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)接頭（20）和三相交流電輸出接頭（21）。