[实用新型]高频逆变螺柱焊接设备

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及焊接设备，尤其涉及一种高频逆变螺柱焊接设备。高频逆变螺柱焊接设备用于金属构件与螺柱之间的焊接，主要应用在在汽车、船舶、板金制造业等生产领域。

[背景技术]

螺柱焊机分三大类，一是储能螺柱焊机、二是长周期螺柱焊机，焊接时间在300-2000mS，暂载率为30％左右；三是短周期螺柱焊机，焊接时间在30-200mS，暂载率为10％左右，通常在汽车、船舶、板金制造业用于螺柱的焊接。目前市场上常用的有工频可控硅控制的电弧螺柱焊机和三相逆变高频电弧螺柱焊机，按控制方式分模拟控制和MCU控制两种。

工频可控硅电弧螺柱焊机，体积庞大笨重、移动和使用都不方便，焊接时间和电流控制精度不高，焊接效率低、焊接效果不好。

国内生产的高频逆变螺柱焊机利用MCU对焊接时序和开关量进行管理，利用脉宽调制芯片对IGBT控制。在使用脉宽调制芯片的硬件电路中，硬件电路复杂，焊接性能调整不方便。在工作中脉宽信号从最大向所需的宽度调整，其调整的速率难以掌握和控制所以很容易产生高频尖峰使IGBT、二极管损坏，降低了整机的可靠性。因为脉宽调制芯片的采样频率和PWM信号的调整频率都比较低(仅有20000次/秒和1000次/秒)，使得输出电流和电压的调整速度慢，电流控制精度不高，焊接效果不好，其响应速度不能满足短周期螺柱焊机的要求，难以实现复杂的焊接工艺，焊接质量得不到保证。目前国内生产的高频逆变螺柱焊机的焊接电流大都在1500A以下，难以满足生产的需要。

[实用新型内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种硬件电路相对简单、控制精度高、电气元件寿命长、设备的可靠性和稳定性好的高频逆变螺柱焊接设备。

本实用新型进一步要解决的技术问题是提供一种体积小、输出电流大、输出功率高的高频逆变螺柱焊接设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种高频逆变螺柱焊接设备，包括三相整流电路、逆变电路、高频变压器、整流滤波电路，所述的三相整流电路将三相交流电转变成直流电，逆变电路将三相整流电路输出的直流电转换成高频交流电，经高频变压器降压后由整流滤波电路产生脉动直流焊接电流，包括DSP控制器和第一电流反馈电路，第一电流反馈电路从整流滤波电路的输出端采样，将采样值输入DSP控制器的信号输入端；所述的逆变电路包括IGBT桥路开关电路和隔离驱动电路；所述的DSP控制器产生PWM信号，经隔离驱动电路控制IGBT桥路开关电路的通断。

以上所述的高频逆变螺柱焊接设备，包括第一电压反馈电路，所述的第一电压反馈电路从整流滤波电路的输出端采样，将采样值分别输入DSP控制器的信号输入端。

以上所述的高频逆变螺柱焊接设备，包括第二电流反馈电路，所述的第二电流反馈电路从逆变电路的输出端采样，将采样值输入DSP控制器的信号输入端。

以上所述的高频逆变螺柱焊接设备，所述的三相整流电路依次为电磁兼容电路、三相交流整流电路、软启动电路和整流滤波电路，所述的电磁兼容电路吸收抑制三相交流母线上的电压尖峰，降低电磁干扰；所述的三相交流整流电路将电磁兼容电路输出的三相交流转换为直流电；所述的整流滤波电路包括滤波电容，对三相交流整流电路输出的直流电进行滤波；所述的软启动电路控制三相交流整流电路输出主回路，在所述的滤波电容充电至到母线电压后才使主回路通电。

以上所述的高频逆变螺柱焊接设备，电磁兼容电路在三相电的相线上分别串联有输入电感，在相线间分别并联有削峰电容。

以上所述的高频逆变螺柱焊接设备，所述的高频变压器初级线圈与次级线圈用薄铜带分层交替绕制，层与层之间有绝缘层；初级线圈层为2层，2层初级线圈层相互串联；每层初级线圈层有2层内层次级线圈层和2层外层次级线圈层；内层的次级线圈层相互串联，相邻层的电流方向相反；外层的次级线圈层也相互串联，相邻层的电流方向也相反；次级线圈相邻层的串接点都连接变压器输出端的中心抽头，次级线圈各层的同名端并接，并连接变压器输出端。

本实用新型采用DSP控制技术对反馈信号进行处理，来控制脉宽调制信号，由DSP经驱动模块直接驱动IGBT，简化了硬件电路，并使控制更加灵活；DSP控制器的采样频率和PWM信号的调整频率高于脉宽调制芯片，提高了响应速度和控制精度，本实用新型的硬件电路相对简单、控制精度高、电气元件寿命长、设备的可靠性和稳定性都得到提高。