本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)及其工作方法，特別是涉及一種控制逆變焊機(jī)引弧系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

逆變氬弧焊機(jī)和等離子切割機(jī)是需要增加一個高頻引弧裝置來起弧的，通過焊槍上的開關(guān)控制起弧，在形成焊接電流后需要將這個高頻高壓引弧裝置切斷。目前逆變氬弧焊機(jī)和切割機(jī)是通過檢測焊接電弧電壓或者檢測焊接回路電流來判斷切斷高頻高壓引弧裝置，這兩種檢測方式需要信號隔離處理。如果采用線性光耦、分流器或者電流霍爾傳感器則電路繁瑣、信號干擾重可靠性低、電路成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種控制逆變焊機(jī)引弧系統(tǒng)及其工作方法，其采用PWM調(diào)制單元輸出的PWM脈沖，在空載和焊接時的不同寬度，信號處理后對高頻高壓引弧裝置啟動和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對引弧裝置的控制。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種控制逆變焊機(jī)引弧系統(tǒng)包括：

焊槍開關(guān)控制電路，包括第二百十八電阻、第二百十九電阻、第二百二十電阻、第二百二十一電阻、第二百二十二電阻、第二百十七電容、第二百十八電容、第六光耦、第四電壓比較器、第二繼電器，第二繼電器與第二百十八電容并聯(lián)，第二百十八電容與第二百二十一電阻相連，第二百二十一電阻與第六光耦第二引腳相連，第二百十八電容與第二百十八電阻相連，第二百十八電阻與第二百二十二電阻相連，第二百二十二電阻與第四電壓比較器第二引腳串聯(lián)，第四電壓比較器第三引腳與第二百十七電容相連，第二百十七電容與第二百十九電阻并聯(lián)，第二百十九電阻與第二百二十電阻相連，第六光耦第三引腳接地，第六光耦第一引腳與第二百十八電阻相連；

PWM脈沖寬度比較電路，包括第二百十四電容、第二百十五電容、第二百二十六電阻、第二百二十七電阻、第二百二十八電阻、第二百三十電阻、第二百十一二極管、第四電壓比較器，第四電壓比較器第五引腳依次與第二百二十六電阻、第二百十一二極管串聯(lián)，第四電壓比較器第六引腳與第二百二十八電阻相連，第二百二十六電阻與第二百十四電容相連，第二百十四電容與第二百二十七電阻并聯(lián)，第二百二十八電阻與第二百十五電容相連，第二百十五電容與第二百三十電阻并聯(lián)；

控制引弧裝置電路，包括第二百十一電阻、第二百十二電阻、第二百十四電阻、第二百十五電阻、第二百零二三極管、第二百零七二極管、與門、第三繼電器，與門第十二引腳依次與第二百十二電阻、第四電壓比較器第七引腳相連，與門第十三引腳依次與第二百十一電阻、第四電壓比較器第一引腳相連，與門第十一引腳與第二百十四電阻相連，第二百十四電阻與第二百十五電阻串聯(lián)，第二百十四電阻與第二百十五電阻都與第二百零二三極管基極相連，第二百零二三極管發(fā)射極接地，第二百零二三極管集電極與第三繼電器串聯(lián)，第三繼電器與第二百零七二極管并聯(lián)；

PI調(diào)節(jié)電路，包括第二十一電容、第二十四電容、第三十四電阻、第三十六電阻、第三十九電阻、第十九二極管、第二十二極管、運(yùn)算放大器，第一芯片第一引腳、第六光耦第四引腳都與第三十六電阻相連，第三十六電阻依次與第二十二極管、第十九二極管串聯(lián)，第十九二極管與第三十四電阻并聯(lián)，第三十四電阻與第二十四電容串聯(lián)，第二十四電容與第二十一電容并聯(lián)，第二十一電容與第三十九電阻相連，運(yùn)算放大器第七引腳與第三十九電阻相連，第三十九電阻與第二十一電容相連；

PWM脈沖寬度調(diào)制電路，包括第一芯片、第一電阻、第一電容、第二電容，第一芯片第八引腳與第二電容相連，第一芯片第五引腳接地，第一芯片第一引腳與第六光耦第四引腳相連，第一芯片第二引腳接地，第一電阻、第一電容都與第一芯片第四引腳相連，第一電阻、第一電容串聯(lián)。

優(yōu)選地，所述焊槍開關(guān)控制電路、PWM脈沖寬度比較電路都與控制引弧裝置電路連接，焊槍開關(guān)控制電路、PI調(diào)節(jié)電路都與PWM脈沖寬度調(diào)制電路連接。

本發(fā)明還提供一種控制逆變焊機(jī)引弧系統(tǒng)的工作方法，其包括以下步驟：

步驟一，由焊槍開關(guān)觸發(fā)焊槍開關(guān)控制電路解除對PWM脈沖寬度調(diào)制電路的脈沖鎖定，同時另一路送至控制引弧裝置電路；

步驟二，PWM脈沖寬度調(diào)制電路產(chǎn)生PWM脈沖最大脈寬送至PWM脈沖寬度比較電路，PWM脈沖寬度比較電路對PWM脈沖處理與一個設(shè)定的基準(zhǔn)值比較，大于基準(zhǔn)值后輸出送至控制引弧裝置電路；

步驟三，控制引弧裝置電路同時對焊槍開關(guān)控制電路的信號和PWM脈沖寬度比較電路的信號處理后啟動高頻高壓引弧裝置；

步驟四，引弧成功后有焊接電流If送至PI調(diào)節(jié)電路與給定值Ig進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)后送至PWM脈沖寬度調(diào)制電路；

步驟五，PWM脈沖寬度調(diào)制電路對脈寬進(jìn)行調(diào)節(jié)變窄后送至PWM脈沖寬度比較電路；

步驟六，PWM脈沖寬度比較電路對調(diào)制后的PWM脈沖處理與設(shè)定的基準(zhǔn)值比較，小于基準(zhǔn)值后不輸出給控制引弧裝置電路；

步驟七，控制引弧裝置電路缺少PWM脈沖寬度比較電路的輸出，處理后關(guān)閉高頻高壓引弧裝置。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明采用PWM調(diào)制單元輸出的PWM脈沖，在空載和焊接時的不同寬度，信號處理后對高頻高壓引弧裝置啟動和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對引弧裝置的控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明控制逆變焊機(jī)引弧系統(tǒng)及其工作方法的框架流程圖。

圖2為本發(fā)明的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1至圖2所示，本發(fā)明控制逆變焊機(jī)引弧系統(tǒng)包括焊槍開關(guān)控制電路1、PWM脈沖寬度比較電路2、控制引弧裝置電路3、PI調(diào)節(jié)電路4、PWM脈沖寬度調(diào)制電路5，其中：

焊槍開關(guān)控制電路1包括第二百十八電阻R218、第二百十九電阻R219、第二百二十電阻R220、第二百二十一電阻R221、第二百二十二電阻R222、第二百十七電容C217、第二百十八電容C218、第六光耦U6、第四電壓比較器U4A、第二繼電器K2B，第二繼電器K2B與第二百十八電容C218并聯(lián)，第二百十八電容C218與第二百二十一電阻R221相連，第二百二十一電阻R221與第六光耦U6第二引腳相連，第二百十八電容C218與第二百十八電阻R218相連，第二百二十電阻R220與第二百二十二電阻R222相連，第二百二十二電阻R222與第四電壓比較器U4A第二引腳串聯(lián)，第四電壓比較器U4A第三引腳與第二百十七電容C217相連，第二百十七電容C217與第二百十九電阻R219并聯(lián)，第二百十九電阻R219與第二百二十電阻R220相連，第六光耦U6第三引腳接地，第六光耦U6第一引腳與第二百十八電阻R218相連；

工作原理：第六光耦、第二百二十一電阻、第二百十八電阻組成電路對UC3845的第1腳拉低封鎖；第四電壓比較器為LM258，第四電壓比較器、第二百十九電阻、第二百十八電容、第二百二十二電阻、第二百二十電阻、第二百十九電阻、第二百十七電容、第二繼電器組成比較器；第二繼電器為焊槍控制的繼電器，當(dāng)?shù)诙^電器觸發(fā)閉合后第六光耦截止解除對PWM脈沖寬度調(diào)制電路的輸出封鎖，同時比較器反向輸入端電壓低于同向輸入端，比較器輸出電壓U2給控制引弧裝置電路。

PWM脈沖寬度比較電路2包括第二百十四電容C214、第二百十五電容C215、第二百二十六電阻R226、第二百二十七電阻R227、第二百二十八電阻R228、第二百三十電阻R230、第二百十一二極管D211、第四電壓比較器U4B，第四電壓比較器U4B第五引腳依次與第二百二十六電阻R226、第二百十一二極管D211串聯(lián)，第四電壓比較器U4B第六引腳與第二百二十八電阻R228相連，第二百二十六電阻R226與第二百十四電容C214相連，第二百十四電容C214與第二百二十七電阻R227并聯(lián)，第二百二十八電阻R228與第二百十五電容C215相連，第二百十五電容C215與第二百三十電阻R230并聯(lián)；

工作原理：第四電壓比較器為LM258，第四電壓比較器、第二百十一二極管、第二百二十六電阻、第二百十四電、第二百二十七電阻、第二百二十八電阻、第二百三十電阻、第二百十五電容構(gòu)成電壓比較器。PWM脈沖寬度調(diào)制電路送至的PWM經(jīng)過第二百十一二極管整流第二百二十六電阻、第二百二十七電阻分壓，第二百十四電容濾波后與第二百二十八電阻、第二百三十電阻、第二百十五電容分壓組成的基準(zhǔn)電壓做比較，如果大于基準(zhǔn)電壓輸出電壓U1給控制引弧裝置電路。

控制引弧裝置電路3包括第二百十一電阻R211、第二百十二電阻R212、第二百十四電阻R214、第二百十五電阻R215、第二百零二三極管Q202、第二百零七二極管D207、與門U5D、第三繼電器K3B，與門U5D第十二引腳依次與第二百十二電阻R212、第四電壓比較器U4B第七引腳相連，與門U5D第十三引腳依次與第二百十一電阻R211、第四電壓比較器U4A第一引腳相連，與門U5D第十一引腳與第二百十四電阻R214相連，第二百十四電阻R214與第二百十五電阻R215串聯(lián)，第二百十四電阻R214與第二百十五電阻R215都與第二百零二三極管Q202基極相連，第二百零二三極管Q202發(fā)射極接地，第二百零二三極管Q202集電極與第三繼電器K3B串聯(lián)，第三繼電器K3B與第二百零七二極管D207并聯(lián)；

工作原理：與門為CD4081，U5D、第二百十二電阻、第二百十一電阻、第二百十四電阻、第二百十五電阻、第二百零二三極管、第二百零七二極管和第三繼電器組成控制引弧裝置電路。當(dāng)焊槍開關(guān)控制電路1和PWM脈沖寬度比較電路送至的電壓U2、U1為高電平則U5D輸出高電平，第二百零二三極管得電正偏置導(dǎo)通，第三繼電器吸合，此時接通高頻高壓引弧裝置，開始引弧。

PI(比例積分)調(diào)節(jié)電路4包括第二十一電容C21、第二十四電容C24、第三十四電阻R34、第三十六電阻R36、第三十九電阻R39、第十九二極管D19、第二十二極管D20、運(yùn)算放大器U3B，第一芯片U1第一引腳、第六光耦U6第四引腳都與第三十六電阻R36相連，第三十六電阻R36依次與第二十二極管D20、第十九二極管D19串聯(lián)，第十九二極管D19與第三十四電阻R34并聯(lián)，第三十四電阻R34與第二十四電容C24串聯(lián)，第二十四電容C24與第二十一電容C21并聯(lián)，第二十一電容C21與第三十九電阻R39相連，運(yùn)算放大器U3B第七引腳與第三十九電阻R39相連，第三十九電阻R39與第二十一電容C21相連；

工作原理：運(yùn)算放大器為MC33074D，運(yùn)算放大器、第二十四電容、第三十四電阻、第二十一電容、第二十二極管、第十九二極管、第三十六電阻、第三十九電阻構(gòu)成比例積分(PI)調(diào)節(jié)器，焊接電流給定值Ig送至運(yùn)算放大器的同向輸入端，焊接電流反饋值If送至運(yùn)算放大器的反向輸出端，調(diào)節(jié)器的運(yùn)算結(jié)果送至PWM脈沖寬度調(diào)制電路。

PWM脈沖寬度調(diào)制電路5包括第一芯片U1、第一電阻R01、第一電容C1、第二電容C2，第一芯片U1第八引腳與第二電容C2相連，第一芯片U1第五引腳接地，第一芯片U1第一引腳與第六光耦U6第四引腳相連，第一芯片U1第二引腳接地，第一電阻R01、第一電容C1都與第一芯片U1第四引腳相連，第一電阻R01、第一電容C1串聯(lián)。

工作原理：第一芯片為PWM芯片UC3845，第一芯片、第一電阻、第一電容、第二電容組成固定頻率的PWM脈沖，由于焊槍閉合焊槍開關(guān)控制電路對其解除封鎖，此時無焊接電流If沒有建立PI調(diào)節(jié)電路不影響PWM脈沖寬度調(diào)制電路，所以輸出一個最大脈寬的脈沖PWM給PWM脈沖寬度比較電路。

本發(fā)明工作原理：PWM脈沖寬度調(diào)制電路的COMP端口電壓降低輸出PWM脈寬變窄，經(jīng)過PWM脈沖寬度比較電路的電路濾波分壓后低于PWM脈沖寬度比較電路設(shè)定的基準(zhǔn)值，PWM脈沖寬度比較電路不輸出電壓U1?？刂埔⊙b置電路缺少PWM脈沖寬度比較電路的輸出，與門U5D輸出低電平三級管Q202不導(dǎo)通，此時繼電器失電斷開高頻高壓引弧裝置。

焊槍開關(guān)控制電路1、PWM脈沖寬度比較電路2都與控制引弧裝置電路3連接，焊槍開關(guān)控制電路1、PI調(diào)節(jié)電路4都與PWM脈沖寬度調(diào)制電路5連接，這樣方便連接。

如圖1所示，本發(fā)明控制逆變焊機(jī)引弧系統(tǒng)的工作方法，其包括以下步驟：

步驟一，由焊槍開關(guān)觸發(fā)焊槍開關(guān)控制電路解除對PWM脈沖寬度調(diào)制電路的脈沖鎖定，同時另一路送至控制引弧裝置電路；

步驟二，PWM脈沖寬度調(diào)制電路產(chǎn)生PWM脈沖最大脈寬送至PWM脈沖寬度比較電路，PWM脈沖寬度比較電路對PWM脈沖處理與一個設(shè)定的基準(zhǔn)值比較，大于基準(zhǔn)值后輸出送至控制引弧裝置電路；

步驟三，控制引弧裝置電路同時對焊槍開關(guān)控制電路的信號和PWM脈沖寬度比較電路的信號處理后啟動高頻高壓引弧裝置；

步驟四，引弧成功后有焊接電流If送至PI調(diào)節(jié)電路與給定值Ig進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)后送至PWM脈沖寬度調(diào)制電路；

步驟五，PWM脈沖寬度調(diào)制電路對脈寬進(jìn)行調(diào)節(jié)變窄后送至PWM脈沖寬度比較電路；

步驟六，PWM脈沖寬度比較電路對調(diào)制后的PWM脈沖處理與設(shè)定的基準(zhǔn)值比較，小于基準(zhǔn)值后不輸出給控制引弧裝置電路；

步驟七，控制引弧裝置電路缺少PWM脈沖寬度比較電路的輸出，處理后關(guān)閉高頻高壓引弧裝置。

本發(fā)明的特征是通過PWM脈沖在空載和焊接時不同的寬度來反映出弧壓高低和有無焊接電流從而實(shí)現(xiàn)控制引弧裝置的開啟和關(guān)閉。

以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。