[實用新型]一種柔性過渡高低頻雙脈沖MIG焊接波形調(diào)制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922465095.5
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN211759097U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王振民;陳浩宇;吳健文;徐孟嘉;張芩
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B23K9/09
• 分類號: B23K9/09;B23K9/167
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 霍健蘭;梁瑩

本實用新型提供了一種柔性過渡高低頻雙脈沖MIG焊接波形調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于：包括控制系統(tǒng)、SiC高頻驅(qū)動模塊、電流采樣調(diào)制模塊和人機交互通信模塊；SiC高頻驅(qū)動模塊的輸入端與控制系統(tǒng)連接，輸出端連接焊接電源電路中的功率開關(guān)管；電流采樣調(diào)制模塊的輸入端與焊接電源電路的輸出回路連接，輸出端與控制系統(tǒng)連接；人機交互通信模塊與控制系統(tǒng)雙向連接；電流采樣調(diào)制模塊包括依次連接的霍爾傳感器、差分放大電路、低通濾波電路和鉗位電路。該系統(tǒng)可增強調(diào)制過程抗干擾能力，具有良好穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種柔性過渡高低頻雙脈沖MIG焊接波形調(diào)制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

雙脈沖熔化極惰性氣體保護焊(Double-pulsed Metal Inert Gas Welding，簡稱DPMIG)，具有低飛濺、焊接質(zhì)量高、可焊范圍廣、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點。和單脈沖相比，雙脈沖焊接引入了低能量脈沖群，使得線能量輸入降低，并可以實現(xiàn)一脈一滴射流過渡，形成規(guī)整的魚鱗紋焊縫，但同時采用雙脈沖電流輸出也對焊接電源的動特性有著更高的要求。

采用SiC焊接電源可以改善能量調(diào)節(jié)的動態(tài)特性，然而SiC功率開關(guān)管在高頻高壓的應(yīng)用場合，常伴隨強烈的電磁干擾以及振蕩尖峰問題，不利于雙脈沖波形的柔性化調(diào)制和精細化控制，不利于焊接穩(wěn)定性和焊接質(zhì)量的進一步提高。因此，亟需開發(fā)一套可用于高性能焊接電源的雙脈沖MIG焊接波形調(diào)制系統(tǒng)，可增強調(diào)制過程抗干擾能力，具有良好穩(wěn)定性和可靠性。

實用新型內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點與不足，本實用新型的目的在于提供一種可增強調(diào)制過程抗干擾能力、具有良好穩(wěn)定性和可靠性的柔性過渡高低頻雙脈沖MIG焊接波形調(diào)制系統(tǒng)。

為了達到上述目的，本實用新型通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種柔性過渡高低頻雙脈沖MIG焊接波形調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于：包括控制系統(tǒng)、SiC高頻驅(qū)動模塊、電流采樣調(diào)制模塊和人機交互通信模塊；其中，SiC高頻驅(qū)動模塊的輸入端與控制系統(tǒng)連接，輸出端連接焊接電源電路中的功率開關(guān)管；電流采樣調(diào)制模塊的輸入端與焊接電源電路的輸出回路連接，輸出端與控制系統(tǒng)連接；人機交互通信模塊與控制系統(tǒng)雙向連接；

所述電流采樣調(diào)制模塊包括依次連接的霍爾傳感器、差分放大電路、低通濾波電路和鉗位電路；

優(yōu)選地，所述差分放大電路包括差動放大器A1；差動放大器A1的同相端與霍爾傳感器連接，差動放大器A1的反相端接地；

所述低通濾波電路包括高壓運算放大器A2；差動放大器A1的輸出端通過電阻R9與高壓運算放大器A2的同相端連接，并通過電容C1與高壓運算放大器A2的反相端連接；高壓運算放大器A2的反相端與高壓運算放大器A2的輸出端連接；

所述鉗位電路包括串聯(lián)的二極管D1和二極管D2；二極管D1與二極管D2的連接處與高壓運算放大器A2的輸出端連接，并通過電阻R11與控制系統(tǒng)連接；二極管D2并聯(lián)有電阻R10。

本實用新型調(diào)制系統(tǒng)設(shè)有電流采樣調(diào)制模塊獲取焊接電源輸出電流反饋值，有利于采用PID算法進行電流波形精細化調(diào)制；電流采樣調(diào)制模塊將電流信號進行差分處理，后續(xù)采用差分信號進行通信，增強調(diào)制過程抗干擾能力；可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性；本實用新型調(diào)制系統(tǒng)可用于在SiC焊接電源和傳統(tǒng)Si基逆變焊接電源中調(diào)制MIG焊接電流波形。

優(yōu)選地，所述SiC高頻驅(qū)動模塊包括DC斬波電源模塊，以及帶有隔離驅(qū)動芯片的磁隔離柵極驅(qū)動集成電路。本實用新型采用集成保護的驅(qū)動方式，可消除超高頻工作場合功率開關(guān)管開關(guān)速率快、浪涌電壓大所產(chǎn)生的擊穿隱患和電磁干擾，提高了高低頻雙脈沖波形數(shù)字化調(diào)制的可靠性。