[發明專利]一種寬電壓自適應的大功率逆變電焊機

有效

• 申請號: 201510619240.4
• 申請日: 2015-09-25
• 公開（公告）號: CN105234529B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 杜長福;程剛
• 申請（專利權）人: 廣州亦高電氣設備有限公司
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所44216
• 代理人: 劉卉

技術領域

本發明涉及大功率逆變電焊機技術領域，具體是涉及一種寬電壓自適應的大功率逆變電焊機。

背景技術

隨著時代的發展，逆變電焊機在實際工作中必須面對不同國家使用不同電網標準的電壓，客戶使用的電氣環境也多樣復雜：像施工、礦井、工業生產現場等等。因此，逆變電焊機的工作電壓變化范圍大，而工作現場往往具有其他大型用電設備帶來的多次諧波干擾，電網的電源的功率因素也是不能得到保障的。如果電焊機能夠在上述具有復雜干擾的各種工作環境下同樣能夠保持優良的逆變電焊機外特性，保持優秀的焊接質量，無疑在電焊機銷售市場上能夠占據相當的主動。

近年來，逆變電焊機生產設計領域確實也出現了幾種在一定程度上能夠適應不同復雜電壓環境的電焊機設計。比如：有通過兩個逆變全橋的串聯和并聯的變換來拓寬適用工作電壓范圍的設計；有采用人工切換電焊機電源電路的方式來拓寬適用工作電壓范圍的設計；有采用電焊機前端加入降壓開關電源拓撲電路來達到輸入電壓范圍增大的設計。然而，上述這些設計方案，要么必須增加多一套逆變電路的元件而付出高成本的代價；要么明顯笨重了，也容易帶來人為的操作失誤；要么電焊機能承受的功率受到了很大限制，成本也是沒有競爭力。因此，上述的這些設計方案都各自有不可調和的缺點，最后勢必在市場競爭中成為短板。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種使用更方便，性能更可靠，在不會大幅度增加成本的基礎上，能夠自動適應國內外180V～460V輸入電壓等級的具有良好寬電壓自適應能力和干擾抵御能力的大功率逆變電焊機。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明所述的寬電壓自適應的大功率逆變電焊機，其特點是：主要包括寬電壓開關電源模塊及依次連接的EMC和整流模塊、濾波儲能及功率因數補償模塊、尖峰浪涌吸收模塊、全橋逆變器模塊、中心控制模塊，所述EMC和整流模塊的輸入端連接外界電源，所述寬電壓開關電源模塊的輸入端與EMC和整流模塊連接，其輸出端連接在中心控制模塊上，所述全橋逆變器模塊的輸出端連接焊接電極，所述中心控制模塊根據控制設定的目標值以及傳感器測量得到的電流信號和輸出電壓信號進行快速計算后輸出符合要求的PWM驅動信號來控制全橋逆變器模塊的工作。

其中，所述濾波儲能及功率因數補償模塊包括大電感量的電感L1及大容量的電容C1、電容C2、電容C3和電容C4，所述電容C1并聯在電感L1的輸入端且與EMC和整流模塊的輸出端連接，所述電容C4并聯在電感L1的輸出端，所述電容C2和電容C3串聯后并聯在電感L1與電容C4之間。

所述尖峰浪涌吸收模塊包括尖峰電壓吸收電路、浪涌電壓吸收電路和開關儲能電路，所述尖峰電壓吸收電路由并聯在全橋逆變器模塊的四個IGBT開關器件上的大容量無感電容C6、大容量無感電容C7及四路阻容組合電路組成，所述各路阻容組合電路分別由一個電阻和一個電容串聯形成，所述浪涌電壓吸收電路由并聯在全橋逆變器模塊輸入端的壓敏電阻VR1組成，所述開關儲能電路由電感L2和電容C5組成，所述電感L2和電容C5串聯后并聯在全橋逆變器模塊的輸入端。

所述全橋逆變器模塊由變壓器T1、電流互感器CT1、快速整流二極管D1、快速整流二極管D2、平波電抗器L3及并聯在電路中的兩組IGBT開關器件組成，其中一組IGBT開關器件由IGBT開關器件Q1和IGBT開關器件Q2組成，且IGBT開關器件Q1的發射極與IGBT開關器件Q2的集電極連接；另一組IGBT開關器件由IGBT開關器件Q3和IGBT開關器件Q4組成，且IGBT開關器件Q3的發射極與IGBT開關器件Q4的集電極連接；所述變壓器T1初級線圈的一端經電流互感器CT1連接在IGBT開關器件Q1與IGBT開關器件Q2之間，其另一端連接在IGBT開關器件Q3與IGBT開關器件Q4之間；所述變壓器T1次級線圈的一端與快速整流二極管D1的正極端連接，其另一端與快速整流二極管D2的正極端連接，所述快速整流二極管D1和快速整流二極管D2的負極端連接后與中心控制模塊及焊接電極的正極端連接，所述平波電抗器L3的輸入端與變壓器T1次級線圈的中間抽頭連接，其輸出端與中心控制模塊及焊接電極的負極端連接。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：