[发明专利]多功能数字化焊机

摘要

多功能数字化焊机，包括由IGBT组成的全桥式逆变主电路，控制电路，基于CPLD或FPGA的对称载波的软开关PWM驱动电路。所述逆变主电路包括整流滤波模块，IGBT全桥逆变模块，主变压器以及二次整流滤波模块；所述控制电路包括：DSP控制处理器和手工降空载电路；焊机输出的反馈电流，电压信号调理检测与采样电路；焊机送丝速度与给定电压的采集与设定电路；与外部键盘的接口与参数显示电路；与PC机连接的通信电路；所述电流电压信号调理与采样电路包括：用于检测焊机输出反馈电弧电压的霍尔电压传感器与检测焊机输出电流的霍尔电流传感器；采样电路包括送丝机面板上的给定电压与给定电流即送丝速度的采集电路。

主权项

多功能数字化逆变焊机的设置方法，其特征是数字化逆变焊机的工作电路包括由IGBT组成的全桥式逆变主电路，控制电路，基于CPLD或FPGA的对称载波的软开关PWM驱动电路；所述逆变主电路包括整流滤波模块、IGBT全桥逆变模块、主变压器d以及二次整流滤波模块；所述控制电路包括：DSP控制处理器；控制板供电电源电路；手工降空载电路；焊机输出的反馈电流，电压信号调理检测与采样电路；焊机送丝速度与给定电压的采集与设定电路；与外部键盘的接口与参数显示电路；与上位PC机的通信电路；所述手工降空载电路首先将交流12V电源经过B1整流桥整流后的直流17V电压作为工作电压Ud，Ud经过滤波以及稳压后再送入到光耦U6，以产生控制信号dv_IN输入到DSP的捕捉功能引脚，当DSP启动工作检测到此引脚信号的电平后，根据实际工作方式判断选择是实际反馈的焊接电压UF‑还是正常时的工作电压Ud；由DSP的输出控制信号dV_SEL控制三极管V3与继电器K1组成，继电器K1串联与三极管V3的集电极，未焊接即空载情况下，DSP检测到dv_IN为低电平时，DSP输出dV_SEL为高电平，控制继电器吸和，此时DSP未输出PWM信号，焊机的空载输出电压为Ud，当焊条和工件触碰后，Ud为接近0V；当DSP检测到dv_IN为高电平，此时DSP输出dV_SEL为低电平，控制继电器断开，此时DSP输出PWM信号，这时焊机输出电压为实际输出电压；所述电流电压信号调理与采样电路包括：用于检测输出电压的霍尔电压传感器与检测电流的霍尔电流传感器；采取相应的电流电压调理电路来进行限幅;对于反馈电弧电压信号，在经过电压传感器SEN1进行隔离检测后，经电阻电容滤波之后，经运算放大器U1进行跟随放大后，将采样电压UFO限幅在0‑3.3V范围内再送入到DSP的模拟输入端口ADCIN0；对于霍尔电流传感器检测的反馈电流信号，先经过阻容滤波电路之后，再由运放进行信号调理，先通过由运放U4组成的加法电路，再经过放大和跟随将采样电流IFO限制在0‑3.3V范围内，然后送入到DSP的模拟输入引脚ADCIN1； 采样电路还包括送丝机面板上的给定电压与给定电流即送丝速度的采集，给定的电流电压值在经过运放调节放大后也同样送到DSP的模拟输入端口ADCIN3与ADCIN4；对于采集后的送丝机上的电流电压，通过DSP的事件管理器模块产生两路PWM信号，经过R56，C42，R58，C43的电阻电容滤波之后，由U12进行同相放大，便得到相应的送丝速度给定与电压给定信号；所述CPLD或FPGA移相软开关控制电路是由DSP U1与CPLD或FPGA 组成：反馈电流IFO，反馈电压UFO与给定电流IG，给定电压UG分四路送入到DSP的片内AD，经过AD采集后的数据，在DSP内实现电压电流闭环控制，采用数字PID调节，并对焊接过程进行精确的波形控制，计算出开关时间后由DSP的事件管理寄存器输出有效脉宽的PWM信号，再将PWM信号送给CPLD或FPGA以确定移相角的大小，CPLD或FPGA做出移相处理后得到四路PWM波，作为输出的驱动信号以实现IGBT的软开关电路；DSP作为主控制器实现电流电压的采集计算与PID模糊算法外，实对焊接电源的外特性控制和焊机工艺时序的精确控制、包括提前送气，引弧，滞后关气、对气阀的控制，电机的制动，枪开关信号通过实时产生对送丝机构的外部控制信号来完成，由外部输入按键对于焊机不同工作模式的选择以及焊接电流电压的数字显示控制；过热，过压，过流等信号的中断保护控制由DSP来实现。