[实用新型]一种双逆变式大功率IGBT方波交直流氩弧焊电源

摘要

本实用新型公开一种双逆变式大功率IGBT方波交直流氩弧焊电源，包括机箱和内置电路系统，内置电路系统包括并联设置的两个双逆变电路，两个双逆变电路之间通过程序协同控制模块连接；任一双逆变电路包括双逆变主电路单元和主电路控制单元。本实用新型实现大功率方波交流波形、频率、正负半波的幅值与比例等的多参数调节，降低造价、减少占地面积和提高可靠性与多参数软性控制性能，可解决不锈钢、钛、铝、镁等轻金属及其合金厚大工件的1000A级大功率、高速的方波交流和直流TIG焊接难题，还可用于方波交直流埋弧焊等工艺。

主权项

一种双逆变式大功率IGBT方波交直流氩弧焊电源，其特征在于，包括机箱和内置电路系统，所述内置电路系统包括并联设置的两个双逆变电路，两个双逆变电路之间通过协同控制模块连接；任一双逆变电路包括双逆变主电路单元和主电路控制单元；(1)双逆变主电路单元包括依次连接的以下各模块：整流滤波模块，用于将来自三相工频交流电源的交流电转换为平滑的直流电；一次中频逆变模块，通过控制其内部IGBT的开关与周期，将整流滤波模块输出的直流电进行转换，提供20～30KHz的中频高压电；功率变压模块，用于将一次中频逆变模块提供的中频高压电转换成符合焊接工艺要求的大电流低电压中频交流电；中频整流平滑模块，用于将大电流低电压中交流电转换为平滑的大电流低电压中频直流电；二次逆变模块，通过控制其内部IGBT的开关与周期，将中频整流平滑模块输出的大电流低电压中频直流电进行转换，输出方波交流电；整流滤波模块的输入端与三相工频交流电源连接，两个双逆变电路的二次逆变模块并联后其输出端外接电弧负载；(2)主电路控制单元包括以下模块：电流电压检测模块，用于检测双逆变主电路单元向电弧负载输出的电流值和电压值，得到各项参数的检测值；焊接参数给定模块，用于设定电弧负载所需电流电压的额定值，得到各项参数的设定值；比较器，用于比较电弧负载电流电压各项参数的检测值和设定值，并将比较结果送至单片机控制模块；单片机控制模块，用于计算来自比较器的比较结果，产生两路信号，并分别将这两路信号输送给一次中频逆变脉宽调制模块和二次逆变脉宽调制模块；一次中频逆变脉宽调制模块，根据单片机控制模块的一路信号，产生两路相位差180°的PWM信号，经一次中频逆变驱动模块放大和隔离；一次中频逆变驱动模块，用于驱动一次中频逆变模块中IGBT的开关与周期； 二次逆变脉宽调制模块，根据单片机控制模块的另一路信号，产生两路相位差180°的PWM信号，经二次中频逆变驱动模块放大和隔离；二次逆变驱动模块，用于驱动二次逆变模块中IGBT的导通或关闭；其中，电流电压检测模块的输入端与电弧负载连接，电流电压检测模块的输出端与比较器的输入端连接；焊接参数给定模块与比较器的另一输入端连接，比较器的输出端与单片机控制模块连接；单片机控制模块的输出端分别与一次中频逆变脉宽调制模块、二次逆变脉宽调制模块连接；一次中频逆变脉宽调制模块的输出端与一次中频逆变驱动模块连接，一次中频逆变驱动模块的输出端与一次中频逆变模块连接；二次逆变脉宽调制模块的输出端与二次逆变驱动模块连接，二次逆变驱动模块的输出端与二次逆变模块连接；两个双逆变电路的单片机控制模块通过协同控制模块连接。