一種大功率雙絲脈沖mig焊逆變電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)，包括通過CAN總線相連的主機(jī)電源和從機(jī)電源，所述主機(jī)電源和從機(jī)電源均包括有主電路和控制電路，所述主電路由兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的全橋逆變器并聯(lián)而成，包括有依次電氣連接的輸入整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊和輸出整流濾波模塊，該輸入整流濾波模塊與三相交流輸入電網(wǎng)連接，該輸出整流濾波模塊與電弧負(fù)載連接；所述控制電路包括有電壓電流檢測(cè)模塊、故障保護(hù)模塊、DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊、人機(jī)界面模塊、高頻驅(qū)動(dòng)模塊。本實(shí)用新型采用全橋逆變器并聯(lián)的主電路，結(jié)合先進(jìn)的DSP數(shù)字化協(xié)同控制技術(shù)，能夠成倍提高雙絲焊的輸出功率、焊接速度和焊絲熔覆效率。
【專利說明】—種大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高效化和高速化焊接技術(shù)的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)的一些大型企業(yè)為了提高重要構(gòu)件的焊接效率和焊接質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，開始從國(guó)外引進(jìn)雙絲高效自動(dòng)焊裝備，但主要是細(xì)雙絲自動(dòng)焊接工藝及設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)中，厚大結(jié)構(gòu)往往需要幾至幾十道、層焊縫才能填滿焊接坡口，從使用性能和效果上來看，存在著不少問題。尤其在造船業(yè)、管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)對(duì)大厚板要求往往較難以較少的層次、道數(shù)較快地填滿坡口，而且焊縫長(zhǎng)達(dá)十多米、幾十米，這樣迫切要求進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更高速、高效、節(jié)能的焊接。傳統(tǒng)雙絲焊難于進(jìn)一步提速的主要原因是由于受開關(guān)器件功率的限制，其焊接電流一般在500A以下。高效化焊接是目前焊接界的研究熱點(diǎn)，對(duì)提高焊接生產(chǎn)效率效果明顯。高效化焊接工藝創(chuàng)新和裝備創(chuàng)新是焊接技術(shù)創(chuàng)新的重要支撐之一，高效化焊接主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是薄板焊接時(shí)焊接速度的大幅提高；二是厚板焊接時(shí)熔敷效率的大幅提升。要實(shí)現(xiàn)對(duì)中厚板的高效化焊接，關(guān)鍵在于焊接電流的進(jìn)一步提高，因而用戶要求采用大功率雙絲焊焊接工藝及設(shè)備。盡管國(guó)內(nèi)外已研發(fā)和生產(chǎn)大功率雙絲高速自動(dòng)焊設(shè)備，但僅用于埋弧焊，雖然埋弧高速焊在一定程度上解決了厚大焊件的速度問題，但由于它埋弧，看不見熔池的形成過程，另外需要大量的時(shí)間人工清理焊渣，同時(shí)焊劑的性能局限了焊速的提高，嚴(yán)重影響了焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提聞。
[0003]由此可見，現(xiàn)有的雙絲脈沖MIG焊技術(shù)，主要有以下幾個(gè)方面的缺點(diǎn):
[0004]1、焊接電流小,輸出功率小。
[0005]2、對(duì)于中厚板，難以一次性實(shí)現(xiàn)成型的高效、高速化焊接。
[0006]3、焊接速度慢，焊絲熔覆效率低，焊接生產(chǎn)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)能克服單套開關(guān)管功率受限，輸出電流不能太大的缺點(diǎn)，具有輸出電流大的特點(diǎn)，粗絲在大電流熱作用下產(chǎn)生的融化系數(shù)高、熔滴量大，熔池寬而深，能夠很快填滿大焊件的坡口，而且大功率雙電弧在一個(gè)熔池上燃燒，總的焊接熱輸入大，可以大大提高焊接速度和生產(chǎn)效率，適用于中厚板焊接，特別是一次成型的快速焊接。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案為:一種大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)，包括為前絲提供電流并協(xié)同控制整個(gè)系統(tǒng)的主機(jī)電源和為后絲提供電流的從機(jī)電源，該主機(jī)電源和從機(jī)電源之間通過CAN總線相連，所述主機(jī)電源和從機(jī)電源均包括有主電路和控制電路，其中，所述主電路由兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的全橋逆變器并聯(lián)而成，包括有依次電氣連接的輸入整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊和輸出整流濾波模塊，該輸入整流濾波模塊與三相交流輸入電網(wǎng)連接，該輸出整流濾波模塊與電弧負(fù)載連接；所述控制電路包括有電壓電流檢測(cè)模塊、故障保護(hù)模塊、DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊、人機(jī)界面模塊、高頻驅(qū)動(dòng)模塊，該電壓電流檢測(cè)模塊的一端與電弧負(fù)載相連，其另一端與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的A/D輸入端相連，該故障保護(hù)模塊的一端與三相交流輸入電網(wǎng)相連，其另一端與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊相連，該高頻驅(qū)動(dòng)模塊的一端與高頻逆變模塊相連，其另一端與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的PWM輸出端相連，該人機(jī)界面模塊與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊相連。
[0009]所述DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊包括有型號(hào)為TMS320F28335的DSP芯片，主機(jī)電源和從機(jī)電源通過各自DSP芯片內(nèi)嵌的CAN模塊實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源之間的數(shù)字化協(xié)同控制。
[0010]所述故障保護(hù)模塊包括有分別與與門電路連接的過壓檢測(cè)電路、欠壓檢測(cè)電路、過流檢測(cè)電路、過溫檢測(cè)電路。
[0011]所述DSP芯片內(nèi)嵌有用于產(chǎn)生PWM信號(hào)的ePWM輸出模塊。
[0012]所述DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊產(chǎn)生的PWM信號(hào)經(jīng)高頻驅(qū)動(dòng)模塊增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力后得到IGBT開關(guān)信號(hào)，所述IGBT開關(guān)信號(hào)直接作用于高頻逆變模塊的IGBT，控制其通斷。
[0013]所述電壓電流檢測(cè)模塊將采集到的電壓信號(hào)經(jīng)分壓、LC濾波后，再經(jīng)過光耦隔離后進(jìn)入DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的A/D轉(zhuǎn)換通道；同時(shí)，該電壓電流檢測(cè)模塊采用型號(hào)為HDC400BS的霍爾傳感器檢測(cè)焊接電流，該霍爾傳感器輸出的電流信號(hào)變換成電壓信號(hào)后，再經(jīng)過濾波后進(jìn)入DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的A/D轉(zhuǎn)換通道。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:
[0015](I)輸出電流大；本實(shí)用新型采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，將兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的全橋逆變器并聯(lián)后作用于一個(gè)電弧負(fù)載，可以保證在單個(gè)開關(guān)器件功率受限的情況下也能增大輸出電流。
[0016](2)穩(wěn)定性高；由于采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的全橋逆變器并聯(lián)方式工作，通過均流技術(shù)可以保證兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的全橋逆變器的輸出電流基本一致，這樣就能保證每臺(tái)全橋逆變器的工作負(fù)載不至于太重，可以大大減少電路出現(xiàn)故障的情況，另外，DSP優(yōu)異的控制性能也能保證系統(tǒng)工作在比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
[0017](3)焊接效率高；雙絲焊相比單絲焊效率已然有較大的提升，大功率雙絲焊由于輸出電流很大，能在較短的時(shí)間內(nèi)向焊絲輸入更多的能量，所以能以更快的速度熔化更粗的焊絲，大大提聞焊接效率。
[0018](4)焊接質(zhì)量高；在大功率雙絲焊過程中，熔池的體積大，熱量輸入也大，并且兩個(gè)大功率電弧的同時(shí)存在改變了熔池中的熱量分布特點(diǎn)，從而可以解決單絲高速焊和傳統(tǒng)雙絲高速焊產(chǎn)生的缺陷，這是因?yàn)榇蠊β孰p絲焊中前絲的電弧使得母材發(fā)生熔化，使液體金屬充分的流動(dòng)，后絲的電弧可以補(bǔ)充熱量到熔池的后部，即前絲電弧熱量傳遞很少的部分，故液體金屬可以流到熔池的邊緣地區(qū)，較好地解決了咬邊的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型的主電路的電路原理圖。[0021]圖3為本實(shí)用新型的高頻驅(qū)動(dòng)模塊的電路原理圖。
[0022]圖4為本實(shí)用新型的電壓電流檢測(cè)模塊的電路原理圖。
[0023]圖5為本實(shí)用新型的故障保護(hù)模塊電路原理圖。
[0024]圖6為本實(shí)用新型的DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0025]圖7a為本實(shí)用新型的主機(jī)電源控制流程圖。
[0026]圖7b為本實(shí)用新型的從機(jī)電源控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0028]如圖1所示，本實(shí)施所述的大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)，包括主機(jī)電源和從機(jī)電源，該主機(jī)電源和從機(jī)電源之間通過CAN總線相連，主機(jī)電源負(fù)責(zé)為前絲提供電流以及協(xié)同控制整個(gè)系統(tǒng)，從機(jī)電源負(fù)責(zé)為后絲提供電流，兩根焊絲間沒有電氣連接；軟件上，從機(jī)電源接收主機(jī)電源的控制,主、從機(jī)電源間通過CAN總線通信交換數(shù)據(jù)；其中，所述主電路由兩臺(tái)全橋逆變器并聯(lián)而成，成倍增大了主機(jī)電源和從機(jī)電源的電流輸出能力，當(dāng)然也可以由兩臺(tái)以上的全橋逆變器并聯(lián)而成，具體視實(shí)際情況而定，該主電路包括有依次電氣連接的輸入整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊和輸出整流濾波模塊，該輸入整流濾波模塊與三相交流輸入電網(wǎng)連接，該輸出整流濾波模塊與電弧負(fù)載連接；所述控制電路包括有電壓電流檢測(cè)模塊、故障保護(hù)模塊、DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊、人機(jī)界面模塊、高頻驅(qū)動(dòng)模塊，該電壓電流檢測(cè)模塊的一端與電弧負(fù)載相連，其另一端與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的A/D輸入端相連,該故障保護(hù)模塊的一端與三相交流輸入電網(wǎng)相連,其另一端與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊相連，該高頻驅(qū)動(dòng)模塊的一端與高頻逆變模塊相連，其另一端與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的PWM輸出端相連，該人機(jī)界面模塊與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊相連。所述DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊包括有型號(hào)為TMS320F28335的DSP芯片，主機(jī)電源和從機(jī)電源通過各自DSP芯片內(nèi)嵌的CAN模塊實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源之間的數(shù)字化協(xié)同控制。主機(jī)電源或從機(jī)電源的兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的全橋逆變器的輸出電流并聯(lián)后共同作用于電弧負(fù)載；故障保護(hù)模塊采用電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)電網(wǎng)電壓；檢測(cè)過溫信號(hào)，采用溫度繼電器；檢測(cè)初級(jí)過流信號(hào)采用霍爾電流傳感器；電壓電流檢測(cè)模塊采用電壓電流傳感器檢測(cè)電弧負(fù)載電壓電流；主機(jī)電源和從機(jī)電源分別通過各自的人機(jī)界面模塊輸入給定焊接參數(shù)(脈沖頻率、脈沖占空比、峰值電流、基值電流、峰值弧壓、送絲速度等參數(shù))，反饋的電弧電壓和焊接電流通過主機(jī)電源和從機(jī)電源各自的人機(jī)界面模塊的液晶屏顯示。主機(jī)電源和從機(jī)電源的工作過程如下:三相交流電通過輸入整流濾波模塊變成低紋波直流電，PWM信號(hào)控制高頻逆變模塊的IGBT導(dǎo)通與關(guān)閉將低紋波直流電逆變成高頻交流電，該高頻交流電通過功率變壓模塊降壓成符合焊接要求的低電壓交流電，該低電壓交流電再通過輸出整流濾波模塊變成平滑直流電，該直流電與另一臺(tái)或多臺(tái)全橋逆變器的輸出直流電并聯(lián)后輸入到電弧負(fù)載；工作時(shí)，通過人機(jī)界面模塊輸入兩根焊絲的預(yù)定輸出電流大小，同時(shí)DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊通過電壓電流檢測(cè)模塊采集到電弧電壓和焊接電流信號(hào)，DSP程序即將人機(jī)界面模塊給定的電弧電壓和焊接電流信號(hào)與從電壓電流檢測(cè)模塊采集到的兩路電弧電壓和焊接電流信號(hào)相比較，經(jīng)過PI控制算法產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)作用于DSP芯片的ePWM模塊，通過動(dòng)態(tài)改變PWM占空比來控制兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的并聯(lián)全橋逆變器的IGBT通斷以保持輸出電壓或電流的穩(wěn)定。過壓、欠壓、過流和過溫檢測(cè)電路檢測(cè)三相工頻電壓、初級(jí)電流和散熱器溫度，把檢測(cè)到的電壓、電流和溫度信號(hào)送給故障保護(hù)模塊，如出現(xiàn)過壓、欠壓、過流和過溫的現(xiàn)象，故障保護(hù)模塊將送給DSP芯片一個(gè)低電平故障保護(hù)信號(hào)，DSP芯片響應(yīng)故障信號(hào)產(chǎn)生低電平PWM信號(hào)通過高頻驅(qū)動(dòng)模塊關(guān)斷高頻逆變模塊的開關(guān)管，以保護(hù)主電路，保證其安全工作；為減小電弧間作用力對(duì)焊接質(zhì)量的影響，主、從機(jī)電源之間通過CAN總線通信保證主、從機(jī)電源處于交替相位工作模式。
[0029]如圖2所示，三相交流380V電壓經(jīng)整流濾波后成低紋波的直流電壓，然后提供給由高頻逆變模塊和變壓器Tl、T2組成的并聯(lián)逆變電源；逆變橋開關(guān)管VTl?VT4和逆變橋開關(guān)管VT5?VT8分別由控制電路驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通與關(guān)閉，產(chǎn)生的高頻交流電再分別經(jīng)變壓器Tl、T2降壓后，在變壓器的次級(jí)得到交變的電壓；經(jīng)過肖特基二極管VDl?VD4全波整流成直流，經(jīng)輸出電抗器L2、L4濾波后匯合，提供給電弧負(fù)載使用。從機(jī)電源主電路的實(shí)施方法同主機(jī)電源一致。
[0030]如圖3所示，DSP芯片的供電電壓是3.3V，其輸出的高速PWM信號(hào)也只有3.3V，不足以驅(qū)動(dòng)高頻逆變模塊的IGBT的通斷，故需要增強(qiáng)該P(yáng)WM信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，其具體做法為:由DSP芯片產(chǎn)生的兩路互補(bǔ)的PWM信號(hào)經(jīng)過高頻驅(qū)動(dòng)模塊，產(chǎn)生四組兩兩相同的推挽式脈沖驅(qū)動(dòng)，分別作為逆變橋開關(guān)管VTl?VT4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制開關(guān)管通斷。從機(jī)電源驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施方式同主機(jī)電源一致。
[0031]如圖4所示，所述電壓電流檢測(cè)模塊采用型號(hào)為HDC400BS的霍爾傳感器檢測(cè)焊接電流，由于DSP芯片的A/D輸入信號(hào)范圍在O?3.3V之間，故必須將霍爾傳感器輸出的小電流信號(hào)首先變換成電壓信號(hào)，再經(jīng)過濾波后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換通道?！揪唧w實(shí)施方式】如圖4所示。在整個(gè)電源系統(tǒng)中，電源的主回路工作在強(qiáng)電狀態(tài)，而DSP控制系統(tǒng)工作在弱電狀態(tài)，電壓反饋時(shí)采取電壓信號(hào)隔離措施，可以使強(qiáng)電和弱電之間保持控制信號(hào)聯(lián)系，從而切斷電氣聯(lián)系。采集到的電壓信號(hào)經(jīng)分壓、LC濾波后通過光耦PC827隔離，得到O?+3.3V的反饋電壓信號(hào)給DSP芯片的A/D輸入通道。
[0032]如圖5所示，焊接逆變電源工作在較高的電壓、大電流的狀態(tài)下，現(xiàn)場(chǎng)焊接環(huán)境惡劣，必需設(shè)計(jì)保護(hù)電路，對(duì)主電路進(jìn)行保護(hù)，防止欠壓、過壓、過流、過熱等現(xiàn)象。圖5所示的故障保護(hù)模塊包括有分別與與門電路連接的過壓檢測(cè)電路、欠壓檢測(cè)電路、過流檢測(cè)電路、過溫檢測(cè)電路，檢測(cè)到的四路信號(hào)經(jīng)過與門電路進(jìn)入DSP芯片，其具體工作原理為:過壓和欠壓檢測(cè)電路將三相交流輸入電網(wǎng)經(jīng)工頻變壓器降壓后，用橋式整流電路整流成直流電壓信號(hào)后供給電阻分壓電路，分別調(diào)節(jié)橋式電路電阻R39、R26和R38、R24的大小，就可以改變電網(wǎng)過壓和欠壓的閥值，即可起到過壓和欠壓保護(hù)作用，過溫檢測(cè)電路通過檢測(cè)散熱器上的溫度繼電器的斷開來實(shí)現(xiàn)過溫保護(hù)，得到CNl的①②斷開信號(hào)輸入比較器U6A的反相輸入端，U6A作為比較器進(jìn)行電壓比較，其同相端為給定參考電壓，當(dāng)散熱器的溫度低于溫度繼電器閥值溫度時(shí)，溫度繼電器閉合，比較器U6A反相輸入端為低電平，比較器U6A輸出高電平；當(dāng)散熱器的溫度高于溫度繼電器閥值溫度時(shí)，溫度繼電器斷開，比較器U6A反相輸入端為高電平，比較器U6A輸出低電平，此信號(hào)可引起DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的故障保護(hù)中斷。過流檢測(cè)電路檢測(cè)初級(jí)電流信號(hào)經(jīng)濾波后給比較器U6B的反相輸入端，U6B作為比較器，其同相輸入端為給定參考電流，當(dāng)檢測(cè)到的初級(jí)電流大于給定參考電流時(shí)，比較器U6B輸出低電平，此信號(hào)可引起DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的故障保護(hù)中斷；與門U13的輸出經(jīng)光耦U14后與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的PWM錯(cuò)誤引腳②相連接，當(dāng)與門U13輸出端輸出過壓、欠壓、過溫和過流檢測(cè)信號(hào)出現(xiàn)欠壓、過壓、過溫和過流故障時(shí)，與門輸出低電平，經(jīng)U14光耦后輸出低電平，作為DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的故障保護(hù)中斷的觸發(fā)信號(hào)輸入DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的PWM錯(cuò)誤引腳M，進(jìn)入故障保護(hù)中斷服務(wù)子程序，實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。一旦DSP芯片的②引腳檢測(cè)到保護(hù)信號(hào)，則引發(fā)中斷，在中斷服務(wù)程序中，將故障信號(hào)作為PWM封鎖信號(hào)，將PWM輸出引腳置為高阻態(tài)，用來封鎖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，關(guān)閉功率器件，以起到及時(shí)保護(hù)的作用。整個(gè)過程不需要程序干預(yù)，全部自動(dòng)完成，這對(duì)實(shí)現(xiàn)各種故障狀態(tài)的實(shí)時(shí)快速處理非常有用。
[0033]如圖6所示，主機(jī)電源和從機(jī)電源的DSP芯片內(nèi)嵌有ePWM輸出模塊，滿足多路PWM輸出的要求；死區(qū)時(shí)間通過軟件編程設(shè)置；通過RS232接口還可以與上位機(jī)進(jìn)行通信，顯示相關(guān)數(shù)據(jù)和獲取相關(guān)參數(shù)；各自包含的A/D模塊能采集經(jīng)電壓電流檢測(cè)模塊采樣而來的信息；FLASH模塊能存儲(chǔ)一系列預(yù)先設(shè)置的焊接參數(shù)，組成焊接數(shù)據(jù)庫(kù)。主機(jī)電源和從機(jī)電源間的焊接信息通過兩塊DSP芯片之間的CAN總線交換。
[0034]如圖7a和圖7b所示，本大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)的數(shù)字化協(xié)同控制方法具體如下:
[0035]主機(jī)電源和從機(jī)電源在焊接之前系統(tǒng)經(jīng)過初始化并驗(yàn)證通信后，焊接啟動(dòng)，主機(jī)電源向從機(jī)電源發(fā)送引弧指令，從機(jī)電源接收到此信號(hào)后，主機(jī)電源和從機(jī)電源同時(shí)進(jìn)行引弧動(dòng)作(如提前送氣、慢送絲等)，此時(shí)送絲速度從小到大遞增，當(dāng)電流達(dá)到一定值，進(jìn)入正常的焊接程序。在峰值階段，電流采樣值與峰值電流給定值相比較，實(shí)現(xiàn)峰值電流輸出；在基值階段，電流采樣值與基值給定值相比較，實(shí)現(xiàn)基值電流輸出。主機(jī)電源引弧后立即啟動(dòng)峰值時(shí)間定時(shí)器和脈沖半周期定時(shí)器，并進(jìn)入峰值電流階段，峰值時(shí)間到則切換到基值電流階段并啟動(dòng)基值時(shí)間定時(shí)器，在主機(jī)基值電流階段脈沖半周期定時(shí)時(shí)間到則向從機(jī)電源發(fā)送協(xié)同信號(hào)，此后主機(jī)基值時(shí)間到則啟動(dòng)峰值時(shí)間定時(shí)器和脈沖半周期定時(shí)器，并由基值電流階段切換到峰值電流階段，如此往復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)主機(jī)峰值電流與基值電流的切換；從機(jī)電源引弧后即啟動(dòng)基值時(shí)間定時(shí)器，并進(jìn)入基值電流階段，然后判斷是否接收到主機(jī)發(fā)送的協(xié)同信號(hào)，接收到協(xié)同信號(hào)后，從機(jī)電源觸發(fā)啟動(dòng)峰值時(shí)間定時(shí)器并進(jìn)入峰值電流階段，從機(jī)峰值時(shí)間到則又啟動(dòng)基值時(shí)間定時(shí)器并由峰值電流階段切換到基值電流階段，然后再次等待主機(jī)電源發(fā)過來的協(xié)同信號(hào)觸發(fā)進(jìn)入峰值電流階段，如此不斷循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)主、從機(jī)電源的交替相位工作模式；在主、從機(jī)電源實(shí)現(xiàn)交替相位電流輸出的過程中，程序不斷檢測(cè)焊槍開關(guān)信號(hào)，當(dāng)主機(jī)電源檢測(cè)到焊槍斷開信號(hào)后，主機(jī)程序進(jìn)入收弧控制階段并向從機(jī)電源發(fā)送收弧信號(hào)，從機(jī)電源收到收弧信號(hào)(或從機(jī)焊槍開關(guān)斷開)后也進(jìn)入收弧階段，最后主、從機(jī)電源停止焊接并循環(huán)等待新的焊槍開關(guān)信號(hào)。
[0036]以上所述之實(shí)施例子只為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例，并非以此限制本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，故凡依本實(shí)用新型之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)，包括為前絲提供電流并協(xié)同控制整個(gè)系統(tǒng)的主機(jī)電源和為后絲提供電流的從機(jī)電源，該主機(jī)電源和從機(jī)電源之間通過CAN總線相連，其特征在于:所述主機(jī)電源和從機(jī)電源均包括有主電路和控制電路，其中，所述主電路由兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的全橋逆變器并聯(lián)而成，包括有依次電氣連接的輸入整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊和輸出整流濾波模塊，該輸入整流濾波模塊與三相交流輸入電網(wǎng)連接，該輸出整流濾波模塊與電弧負(fù)載連接；所述控制電路包括有電壓電流檢測(cè)模塊、故障保護(hù)模塊、DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊、人機(jī)界面模塊、高頻驅(qū)動(dòng)模塊，該電壓電流檢測(cè)模塊的一端與電弧負(fù)載相連，其另一端與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的A/D輸入端相連,該故障保護(hù)模塊的一端與三相交流輸入電網(wǎng)相連，其另一端與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊相連，該高頻驅(qū)動(dòng)模塊的一端與高頻逆變模塊相連，其另一端與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的PWM輸出端相連，該人機(jī)界面模塊與DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊包括有型號(hào)為TMS320F28335的DSP芯片，主機(jī)電源和從機(jī)電源通過各自DSP芯片內(nèi)嵌的CAN模塊實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源之間的數(shù)字化協(xié)同控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)，其特征在于:所述故障保護(hù)模塊包括有分別與與門電路連接的過壓檢測(cè)電路、欠壓檢測(cè)電路、過流檢測(cè)電路、過溫檢測(cè)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP芯片內(nèi)嵌有用于產(chǎn)生PWM信號(hào)的ePWM輸出模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊產(chǎn)生的PWM信號(hào)經(jīng)高頻驅(qū)動(dòng)模塊增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力后得到IGBT開關(guān)信號(hào)，所述IGBT開關(guān)信號(hào)直接作用于高頻逆變模塊的IGBT，控制其通斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率雙絲脈沖MIG焊逆變電源系統(tǒng)，其特征在于:所述電壓電流檢測(cè)模塊將采集到的電壓信號(hào)經(jīng)分壓、LC濾波后，再經(jīng)過光耦隔離后進(jìn)入DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的A/D轉(zhuǎn)換通道；同時(shí)，該電壓電流檢測(cè)模塊采用型號(hào)為HDC400BS的霍爾傳感器檢測(cè)焊接電流，該霍爾傳感器輸出的電流信號(hào)變換成電壓信號(hào)后，再經(jīng)過濾波后進(jìn)入DSP數(shù)字化協(xié)同控制模塊的A/D轉(zhuǎn)換通道。
【文檔編號(hào)】B23K9/10GK203448847SQ201320544563
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】吳開源, 程佳, 黃璽 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)