[实用新型]一种NBJ集装箱专用气体保护焊弧焊电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力半导体开关管逆变技术领域，具体是指一种NBJ集装箱专用气体保护焊弧焊电源。

背景技术

目前，在集装箱生产行业，适应生产线上的连续作业和生产效率较高的要求，MAG焊作为该行业中最主要的焊接方式之一，工艺上需要有大电流和大功率，国内外传统的MAG焊电源主要以硅整流和晶闸管整流式为主，整流式电源工作相对可靠，技术上也比较成熟，但设备体积庞大、笨重、能耗低、效率低，且由于结构其原因，动静态特性方面也不够理想。晶体管式弧焊逆变器的出现，虽然提高了逆变频率，有利于提高效率、减小体积重量，但是存在二次击穿和需要较大的电流驱动。大功率场效应管弧焊逆变器只需要极微小的电流就能实现开关控制，而且速度更快、无二次击穿。但是，场效应管也存在着一定的不足之处，其推广应用受到限制。具体说来，大功率场效应管弧焊电源主要存在以下几个方面的问题：

(1)单管容量小。耐高压(800V以上)仅有数安培，需采用多管并联，生产和调试较麻烦。弧焊电源的使用环境恶劣，有些焊接现场是二十四小时连续作业，所以对其可靠性要求非常高。目前，硬开关逆变弧焊电源由于高频寄生振荡、负载频繁复杂变化、电磁干扰、偏磁等原因，特别是大功率焊接条件下，弧焊电源存在可靠性的不够的问题。

(2)管子功率损耗较大。场效应管由于通道电阻比较大，饱和压降一般载3、4V以上，导通管子功率损耗比较大。

(3)场效应管耐高压性能较差。

(4)不易实现焊接电源的大功率大电流化。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提出一种NBJ集装箱专用气体保护焊弧焊电源，该电源损耗低，可靠性高，焊接速度快，焊接工艺可实现多参数优化匹配，焊接质量高，适合大功率焊接。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：所述一种NBJ集装箱专用气体保护焊弧焊电源，包括机箱和内置电路，所述内置电路包括主电路、电流闭环控制电路组成，所述主电路主要由整流滤波模块、高频逆变模块、功率变压模块和整流平滑模块依次连接组成，所述整流滤波模块外接三相交流输入电源，所述整流平滑模块外接负载；所述电流闭环控制电路包括电流电压检测模块、焊接参数给定模块、比较器、单片机控制模块、脉宽调制模块和高频驱动模块组成，所述电流电压检测模块一端与负载相连接，另一端与比较器输入端相连接，所述焊接参数给定模块与比较器另一输入端相连接，所述比较器输出端与单片机控制模块相连接，所述单片机控制模块与脉宽调制模块相连接，所述脉宽调制模块与高频驱动模块相连接，所述高频驱动模块与高频逆变模块相连接。

为了更好地实现本实用新型，所述主电路还包括安全保护电路，所述安全保护电路包括网压检测模块、电压保护模块组成，所述网压检测模块一端外接三相交流电源，另一端与电压保护模块相连接，所述电压保护模块与脉宽调制模块相连接。

本实用新型的设计原理为：本实用新型采用IGBT逆变技术，其单管或者模块的容量比较大，耐压1200V，且最大容量可达600A特别适合较大功率焊接应用场合。饱和压降比较低，有利于减少管子功率损耗。本实用新型中，由三相工频交流电经过整流滤波模块后成为平滑直流电后进入高频逆变模块，然后通过功率变压模块、整流平滑模块进入负载。与此同时，单片机控制模块根据电流电压检测模块检测到负载的电流、电压信号与焊接参数给定模块给定的参数进行比较，经过单片机控制模块的模糊控制算法运算，发给脉宽调制模块一个信号，脉宽调制模块根据单片机控制模块的算法产生两路PWM信号，这两路PWM信号通过高频驱动模块放大去控制高频逆变模块的开关管的开通和关断，从而得到20KHz高频高压电，高频高压电再经过功率变压模块转换成符合焊接工艺要求的大电流低电压的焊接电流，再经过整流平滑模块得到更加平滑的焊接电流，也就是外环电流模糊闭环控制过程；网压检测模块检测三相工频电压，把检测到的电压信号送给电压保护模块，如出现过压、欠压的现象，电压保护模块将送给脉宽调制模块一个信号，产生低电平通过高频驱动模块关断高频逆变模块的开关管，保护主电路安全工作。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型采用先进的高频IGBT逆变技术，可靠性高，效率高达88％，节能，比可控硅式节电最高达30％，空载损耗为其十分之一以下，重量轻，体积小。

2、本实用新型以单片机为控制核心，易于实现多特性和多功能以及多种焊接材料的转换，一元化调节、自动匹配焊接参数，操作简单、快捷。