[实用新型]一种中频弧焊电源可控整流的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种中频弧焊电源可控整流的控制装置，属于焊接技术领域。

背景技术

近年来，长输管道的建设发展迅速，每年都有数千公里的管道项目开工建设，为了保证工程项目的顺利完成，各施工单位在设备方面都有较大的投资，其中焊接电源的投入占较大的比重。目前，在管道施工中大多采用纤维素焊条封底，在使用纤维素焊条立向下焊接时具有熔深大、穿透力强、单面焊双面成形，气孔敏感性小等特点，适用于厚壁容器及钢管底层的打底焊，可以免去铲根, 提高工作效率，改善劳动条件。

一般的手工弧焊电源，主要具有下降静外特性，在进行纤维素焊条焊接时，尤其是小电流纤维素下向焊条打底焊时, 出现断弧、熄弧、粘条及过渡熔滴颗粒粗大，电弧不稳定的现象。纤维素下向焊条对弧焊电源的要求就相当高。因此，我们在进行纤维素下向焊时，就要求焊机在空载时有高电压（80V），输出电流具有陡降特性，特别在小电流时要求电流稳定性和连续性要好，并在焊接短路时加以适当的推力电流使焊条不易熄弧和断弧。

发明内容

本实用新型提供了一种中频弧焊电源可控整流的控制装置，用以解决焊机输出的电流特性既符合普通焊条的焊接电流特性，也符合纤维素焊条的焊接电流特性的问题。

本实用新型的技术方案是：一种中频弧焊电源可控整流的控制装置，包括电源电路1、三相电源自然换相点电路2、电压信号检测电路3、带PI控制器的电流信号检测电路4、数字处理器5、可控硅驱动电路6、三相桥式半控整流主电路7；所述数字处理器5分别与三相电源自然换相点电路2输出端口、电压信号检测电路3输出端、带PI控制器的电流信号检测电路4输出端口和可控硅驱动电路6的输入端口相连接,所述三相电源自然换相点电路2的输入端与三相中频永磁发电机的输出端口相连接, 所述三相桥式半控整流主电路7分别与电压信号检测电路3的输入端、带PI控制器的电流信号检测电路4的输入端、三相中频永磁发电机的输出端口、负载的输入端、可控硅驱动电路6的输出端相连接。

所述电源电路1包括稳压芯片、滤波电容、三极管。

所述三相电源自然换相点电路2包括光耦PC817、电阻R1、R2、R3、R4、二极管D1和滤波电容C6、C7，三相电源自然换相点电路2的u、v、w端分别接三相中频永磁发电机输出的三相电源的相电压U、V、W、其输出端分别与数字处理器5的外部中断0、外部中断1、定时器中断0相连接。 

所述电压信号检测电路3包括光藕PC817、电阻R13、R14、R15、稳压管D4和滤波电容C12，电压信号检测电路3的输入端与三相桥式半控整流主电路7的负载采样电阻R29相连接、其输出端与数字处理器5中的单片机的输入端口P1.2相连。

所述带PI控制器的电流信号检测电路4包括运算放大器C3140、电阻R16、R17、R28、R19、坦电容C1、C2、滤波电容C13、C14、稳压管D5、电位器R20，带PI控制器的电流信号检测电路4的输入端与三相桥式半控整流主电路7的负载采样电阻R29相连接、其输出端与数字处理器5中的单片机的输入端口P1.4相连，电位器R20一端接地、其另一端与运算放大器C3140的同相输入端相连。

所述数字处理器5包括一个单片机（可采用STC90C52AD单片机）及其外围电路，数字处理器5中单片机的输出口P2.0、P2.1、P2.2分别与可控硅驱动电路6中相对应的驱动电路连接。

所述可控硅驱动电路6包括光藕TLP250、电阻、滤波电容，可控硅驱动电路6三个驱动电路的输出端分别与三相桥式半控整流主电路7中对应的可控硅的控制极相连接。

所述三相桥式半控整流主电路7包括三个接阴极的晶闸管可控硅U、V、W和三个接阳极的二极管D6、D7、D8。

本实用新型的工作过程为：在进行纤维素焊条焊接时，首先把三相中频永磁发电机输出的电压分别为U、V、W的三相电源（可采用其频率为620Hz左右，其线电压波形图见图9）分别供给三相电源自然换相点电路2、三相桥式半控整流主电路7，三相电源从三相电源自然换相点电路2输出后得到下降沿为三相电源自然换相点的矩形波，因为本实用新型在测量的时候采用双踪示波器，所以三路信号分成两次来测量，具体见图3图4，此矩形波频率为620Hz左右，其平均电压在1.6V-2.0V左右，其下降沿时刻为从5V降为0V的点，其中每个矩形波的相位相差120度其中每个矩形波的下降沿时刻则对应三个相电压的零点即为可控整流的自然换相点时刻； 

其次把该换相点信号分别送入数字处理器5中的单片机外部中断0、外部中断1和定时器0端口；