[发明专利]基于协同控制的发电电焊机

说明书

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，尤其涉及一种基于协同控制的发电电焊机。 

背景技术

发电电焊机是一种以汽油机或柴油机为动力旋转发电，通过整流模块提供电焊用直流电。又叫发电电焊两用机，可以作为发电机用，同时也可以作为一个电焊机用。其中自励式有刷发电电焊机更是具有重量轻、体积小、移动方便、生产功率较大、可以长时间连续工作等特点。目前，发电电焊机已在工业领域得到了广泛的应用。 

目前，市场上发电电焊机主要有以下四种类型：（1）基于电抗器的发电电焊机：此类型发电电焊机采用传统发电电焊机制造工艺，利用电感（电抗器）对电焊电流进行滤波，所用材料成本高、体积大。（2）采用电位模块控制电焊输出电流：此类型相比于传统发电电焊机有所改进，但发电效率不高，且电焊能量利用率低下；（3）逆变式发电电焊机：采用逆变原理，提高交流电频率后整流作为电焊电流。该类型发电电焊机虽具有较好焊接特性，但逆变模块成本较高，且可靠性差。（4）基于电压控制模块控制发电电焊机输出：这种控制方式下，无法精确控制发电机的输出电压。且电焊电流调节响应速度慢，无法满足高精度的焊接要求。以上类型发电电焊机均存在严重缺陷，限制了发电电焊机的应用范围。 

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题，本发明提供了一种基于协同控制的发电电焊机。 

技术方案：为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。 

一种基于协同控制的发电电焊机，包括定子、转子、发电模块、电焊模块、主控模块和信息采集模块，其中：所述信息采集模块包括电压采样模块和电流采样模块，所述电压采样模块连接在发电模块的发电输出端，将所述发电输出端的电压反馈给主控模块，所述电流采样模块连接在电焊模块的电焊输出端，将所述电焊输出端的电流反馈给主控模块；所述主控模块与信息采样模块相连，通过比较反馈信号与给定值差异，提供协同控制策略，主控模块还连接有励磁绕组，所述励磁绕组设在电机转子上，根据主控模块的指令提供励磁电流；所述电焊模块还设有电焊调流协同控制模块，可接收主控模块控制指令，按照指令直接调节电焊电流。 

电焊调流协同控制模块由控制电路和多个功率管和组成，可实现接收主控模块控制指令，并按照指令直接对电焊电流进行快速调节。 

发电电焊机定子副绕组切割转子磁场。副绕组产生电流为主控制模块供电。 

有益效果：本发明与现有技术中其他种类发电电焊机相比，主要区别在于针对电焊电流调节的控制策略。本发明具有以下优点：采用协同控制策略，保障发电电焊机额定发电输出电压，通过对励磁电流和电焊电流同时调节，极大的提高了电焊电流调节速度和精度，提升了电焊输出品质。 

附图说明

图1为本发明所述协同控制的发电电焊机结构原理示意图； 

图2为本发明所述协同控制的发电电焊机工作过程示意图。

其中，主控模块1、电压采样模块2、电流采样模块3、发电输出模块4、电焊输出模块5、励磁绕组6、电焊调流协同控制模块7、副绕组8、整流模块9、电焊绕组10、发电绕组11。 

具体实施方式

    下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。 

发明工作原理如图1和图2所示：由发电电焊机动力带动电机转子磁极转动，发电电焊机定子副绕组8切割转子磁场。副绕组8产生电流为主控制模块1供电。主控模块1连接电机转子上的励磁绕组6，励磁绕组6由主控制模块1提供励磁电流。 

发电工作：随着电机转子转动，电机定子的发电绕组11切割由励磁绕组6形成的磁场。发电绕组11通过切割磁场形成交流电流作为发电输出。在发电输出模块4的发电输出端，连接有电压采样模块2，该模块与主控模块1相连接，将发输出端电压反馈给主控制模块1。主控制模块1将反馈电压信号与给定电压进行比较分析，计算出调整电压差值所需的励磁电流改变量。以此为依据，调整主控模块1提供给励磁绕组3的电流大小。随着主控制模块1对励磁电流的调节，励磁绕组6磁场发生变化，即转子磁场发生变化。此时，定子上发电绕组11切割转子磁场形成的发电电压改变。主控模块1通过这种方式，保障了发电电焊机额定发电电压的输出。