[發明專利]交流換向維弧電路及交流焊接電源

有效

• 申請號: 202210036122.0
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114070117B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 蘭照丹;王光輝;陳浩;王麗霞;劉禮軍
• 申請（專利權）人: 杭州凱爾達電焊機有限公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M3/335;H02M1/32;B23K9/073;B23K9/09;B23K9/10
• 代理公司: 北京祺和祺知識產權代理有限公司 11501
• 代理人: 陳瑤瑤

本發明提供一種交流換向維弧電路及交流焊接電源，交流換向維弧電路連接于交流焊接電源的主電路且包括維弧交流輸入、第一電容、整流濾波電路以及輸出回路。第一電容串聯連接于維弧交流輸入的輸出端，限制維弧交流輸入電路的輸出電流。整流濾波電路包括整流器和第二電容，維弧交流輸入經第一電容和整流器對第二電容充電。輸出回路包括連接于整流濾波電路輸出的正接控制開關，所述正接控制開關被配置為將交流換向維弧電路接入或切出主電路的電極正接回路。當主電路從電極負接換向至電極正接時，正接控制開關導通，被充電的第二電容為電極正接回路提供維弧電壓和維弧脈沖電流，維弧輸入電路向電極正接回路提供維持電流。

技術領域

本發明涉及焊接領域，且特別涉及一種交流換向維弧電路及交流焊接電源。

背景技術

在現代化工業建設進程中，基于鋁采用的廣泛應用以及交流氬弧焊接電源在鋁及其合金加工過程中的優勢，交流氬弧焊接電源成為了鋁及其合金在焊接加工設備方面的理想選擇。然而，交流氬弧焊在電流過零點或小電流焊接時，由于電弧空間的溫度較低，殘余的電離度較??；再引燃存在困難，容易造成斷弧的現象；如TIG焊中鎢極接負（DCEN）到鎢極接正（DCEP）的極性切換過程。

在現有的半橋結構的二次逆變拓撲焊接電源中，為確保電弧的穩定性，通常在逆變主電路的輸出正負端及主變壓器中心抽頭增加電阻、電容等功率器件來儲存電壓，在DCEN到DCEP的極性切換過程時，該電壓可通過限流電阻或電感疊加到焊接回路中，從而實現換向的再燃弧。在該電路結構中，需要較大容量的第二電容來儲存維弧能量，同時在維弧回路中需要功率較大的電阻來限制維弧電流的大小。當交流逆變頻率變大（如500HZ）時，維弧裝置的工作頻率也會隨著增大，為保證維弧的穩定性，存儲維弧能量的器件容量和限流電阻的功率都要成倍的增加，不僅維弧電路成本高、體積大，同時還存在器件功率大，發熱大等問題。基于上述問題，現有維弧電路很難實現高頻交流焊接。

發明內容

本發明為了克服現有技術的至少一個不足，提供一種用于高頻交流焊接且器件容量小的交流換向維弧電路及交流焊接電源。

為了實現上述目的，本發明提供一種交流換向維弧電路，其連接于交流焊接電源的主電路且包括維弧交流輸入、第一電容、整流濾波電路以及輸出回路。第一電容串聯連接于維弧交流輸入的輸出端，限制維弧交流輸入電路的輸出電流。整流濾波電路包括整流器和第二電容，維弧交流輸入經第一電容和整流器對第二電容充電。輸出回路包括連接于整流濾波電路輸出的正接控制開關，所述正接控制開關被配置為將交流換向維弧電路接入或切出主電路的電極正接回路。當主電路從電極負接換向至電極正接時，正接控制開關導通，被充電的第二電容為電極正接回路提供維弧電壓和維弧脈沖電流，維弧輸入電路向電極正接回路提供維持電流。

根據本發明的一實施例，當主電路從電極負接換向至電極正接時，在換向過零點前開通正接控制開關，預先將交流換向維弧電路接入主電路。

根據本發明的一實施例，輔助變壓器基于焊接回路電流參與焊接電源的PI控制，在正接控制開關導通時，輔助變壓器的電壓以最大狀態輸出。

根據本發明的一實施例，維弧交流輸入為與主電路上的主變壓器并聯連接于焊接電源一次逆變輸出的輔助變壓器。

根據本發明的一實施例，交流換向維弧電路還包括連接于整流濾波電路輸出端的限流元件，限流元件限制輸出的維弧脈沖電流。

根據本發明的一實施例，限流元件為電感，交流換向維弧電還包括連接于電感的放電回路，在正接控制開關關斷時，電感的反激電壓通過放電回路進行泄放。

根據本發明的一實施例，放電回路為并聯于電感兩端的續流二極管或并聯于電感兩端的RC吸收電路。

根據本發明的一實施例，交流換向維弧電路還包括連接于整流濾波電路輸出側的二極管，二極管阻斷主電路的電壓和電流疊加于交流換向維弧電路。