專利名稱：一種野外應(yīng)急弧焊電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接技術(shù)。特別是涉及野外無(wú)市電場(chǎng)合完成焊接的一種野外應(yīng)急弧焊電源。
背景技術(shù)：
常規(guī)的弧焊電源，是靠市電輸入完成焊接的。這就決定了在沒(méi)有市電供應(yīng)的施工場(chǎng)合下，是不能靠常規(guī)的弧焊電源來(lái)完成焊接的。但是，在某些沒(méi)有市電供應(yīng)的野外施工，例如長(zhǎng)輸管線的施工現(xiàn)場(chǎng)等，又是必須能夠進(jìn)行焊接才可完成施工任務(wù)的。目前，通常是采用柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電，供給常規(guī)弧焊電源來(lái)完成焊接的。但是，柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電供應(yīng)弧焊電源，具有如下的缺點(diǎn) I、電壓不穩(wěn)。導(dǎo)致常規(guī)弧焊電源焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。2、耗能較大。這是由于能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)較多導(dǎo)致功率因素較低。3、污染環(huán)境。由于柴油燃燒產(chǎn)生的廢氣及柴油發(fā)電機(jī)的噪音等，對(duì)野外生態(tài)環(huán)境有一定的影響。4、造價(jià)高、較笨重。柴油發(fā)電機(jī)-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)，成本較高，體積和重量均較大，運(yùn)輸、施工等均較不便。也有采用專用柴油電焊機(jī)的解決方案。該方案是將柴油發(fā)電機(jī)和焊接電源整合成一臺(tái)設(shè)備，其中的焊接電源是適配柴油發(fā)電機(jī)而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。但也僅僅可以避免如上所述的“電壓不穩(wěn)導(dǎo)致焊接質(zhì)量不穩(wěn)定”的缺點(diǎn)，其它缺點(diǎn)依然存在。例如，現(xiàn)有的所述的柴油發(fā)電機(jī)的常規(guī)焊接電源系統(tǒng)如圖I (a)所示；現(xiàn)有的柴油電焊機(jī)如圖I (b)所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種在不降低焊接質(zhì)量前提下的節(jié)能環(huán)保型弧焊電源，以逐步取代柴油發(fā)電機(jī)-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)，達(dá)成節(jié)能環(huán)保的綠色焊接目標(biāo)的野外應(yīng)急弧焊電源。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種野外應(yīng)急弧焊電源，包括依次連接的蓄電池組、IGBT模組和輸出濾波單元，所述的輸出濾波單元的輸出端連接負(fù)載即電弧，還設(shè)置有控制單元，所述的控制單元的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊連接IGBT模組的信號(hào)輸入端，所述的輸出濾波單元的輸出端還通過(guò)霍爾電壓電流傳感器連接控制單元的信號(hào)輸入端。所述的蓄電池組的輸出還連接有低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元，所述的低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元的信號(hào)輸出端連接所述的控制單元的信號(hào)輸入端，所述的控制單元的信號(hào)輸出端還連接充電模塊，所述的充電模塊的輸出連接所述的蓄電池組。所述的控制單元的信號(hào)輸入端還連接有便于用戶操作的參數(shù)設(shè)定和狀態(tài)顯示模塊。所述的控制單元輸出的PWM信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊輸入至IGBT模組。
本發(fā)明的一種野外應(yīng)急弧焊電源，有如下有益效果I、節(jié)能。由于能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)少，因此功率因素較高。2、環(huán)保。由于采用的是清潔能源蓄電池，因此不會(huì)產(chǎn)生柴油燃燒所產(chǎn)生的廢氣及噪聲，有利于野外自然環(huán)境的保護(hù)。3、焊接質(zhì)量穩(wěn)定。由于柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電電壓不穩(wěn)定，而常規(guī)弧焊電源的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)又是電壓穩(wěn)定的市電供電，因此焊接質(zhì)量相對(duì)而言不太穩(wěn)定。但野外應(yīng)急弧焊電源采用電壓穩(wěn)定的蓄電池組作為一次電源，并依據(jù)蓄電池供電特點(diǎn)制作弧焊電源，因此焊接質(zhì)量相對(duì)較穩(wěn)定。 4、造價(jià)低、體積小。由于柴油發(fā)電機(jī)體積往往較大，導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)體積較大，而且造價(jià)較高。但野外應(yīng)急弧焊電源體積遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的野外焊接系統(tǒng)。5、安全性高。由于柴油發(fā)電機(jī)-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)需要大量的柴油供應(yīng)，易燃的柴油成為了安全隱患，安全性較低。而野外應(yīng)急弧焊電源，由于采用蓄電池作為一次電源，安全性較高。綜上所述，野外應(yīng)急弧焊電源與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，完全可以替代耗能大、污染環(huán)境、焊接質(zhì)量較差的柴油發(fā)電機(jī)-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)，所產(chǎn)生的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益均相當(dāng)可觀。


圖I是現(xiàn)有的野外焊接用電源的構(gòu)成框圖其中(a)是柴油發(fā)電機(jī)-常規(guī)焊接電源系統(tǒng)組成，(b)是柴油電焊機(jī)組成；圖2是本發(fā)明的野外應(yīng)急弧焊電源組成；圖3是本發(fā)明的野外應(yīng)急弧焊電源的構(gòu)成框圖；圖中，I :蓄電池組2:IGBT模組3 :輸出濾波單元4 :負(fù)載5:霍爾電壓電流傳感器 6 :控制單元7 :驅(qū)動(dòng)模塊8 :參數(shù)設(shè)定和狀態(tài)顯示模塊9:充電模塊10 :低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元圖4是本發(fā)明中充電模塊的電路原理圖；圖5是本發(fā)明中低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元的電路原理圖；圖6是本發(fā)明中參數(shù)設(shè)定和狀態(tài)顯示模塊的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的一種野外應(yīng)急弧焊電源做出詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的一種野外應(yīng)急弧焊電源，是采用清潔能源蓄電池作為一次電源，通過(guò)逆變輸出交流方波、交流正弦波或通過(guò)斬波成直流方波等各種電能變換方式來(lái)保證焊接。如圖3所示，本發(fā)明的一種野外應(yīng)急弧焊電源，包括依次連接的蓄電池組1、IGBT模組2和輸出濾波單元3，所述的輸出濾波單元3的輸出端連接負(fù)載即電弧4，還設(shè)置有控制單元6，所述的控制單元6的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊7連接IGBT模組2的信號(hào)輸入端，所述的輸出濾波單元3的輸出端還通過(guò)霍爾電壓電流傳感器5連接控制單元6的信號(hào)輸入端。所述的蓄電池組I的輸出還連接有低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元10，所述的低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元10的信號(hào)輸出端連接所述的控制單元6的信號(hào)輸入端，所述的控制單元6的信號(hào)輸出端還連接充電模塊9，所述的充電模塊9的輸出連接所述的蓄電池組I。所述的控制單元6是由DSP或MCU構(gòu)成，本實(shí)施例采用型號(hào)為C8051F340的MCU作為控制單元?？刂茊卧?的信號(hào)輸入端還連接有便于用戶操作的參數(shù)設(shè)定和狀態(tài)顯示模塊8。所述的控制單元6輸出的PWM信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊7輸入至IGBT模組2。本實(shí)施例中，所述的IGBT模組2采用2個(gè)型號(hào)為BSM200GB170DLC的IGBT模塊； 所述的驅(qū)動(dòng)模塊7采用型號(hào)為SI8234的集成塊；所述的充電模塊9如圖4所示；所述的低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元10如圖5所示；所述的參數(shù)設(shè)定和狀態(tài)顯示模塊8如圖6所示。由圖2可見(jiàn)，本發(fā)明的一種野外應(yīng)急弧焊電源的一次電源為蓄電池。通過(guò)控制IGBT模組，將蓄電池的直流電逆變?yōu)檎医涣麟娀蚍讲ń涣麟?，亦可將蓄電池的直流電斬波為直流方波，以適應(yīng)不同的焊接要求。DSP或MCU通過(guò)霍爾傳感器檢測(cè)電弧電壓和焊接電流，采取適當(dāng)?shù)目刂撇呗?，控制輸出相?yīng)的PWM波，控制IGBT的開(kāi)關(guān)行為，達(dá)成控制外特性和動(dòng)特性的要求。隨著蓄電池電壓的逐漸下降，通過(guò)調(diào)整占空比自動(dòng)保證輸出電壓電流的穩(wěn)定，保證焊接質(zhì)量。為保證循環(huán)使用，該電源還包括蓄電池的充電模塊。充電模塊可進(jìn)行恒流-恒壓-涓流三階段充電功能，并可根據(jù)不同的蓄電池選用已存儲(chǔ)的不同的充電曲線，保證最佳的充電效果，達(dá)成蓄電池的良性循環(huán)使用。該電源配有的焊接和充電參數(shù)設(shè)定、狀態(tài)顯示模塊，便于用戶的操作。本發(fā)明的一種野外應(yīng)急弧焊電源是適合于野外應(yīng)急使用的全數(shù)字化的弧焊電源。
權(quán)利要求
1.ー種野外應(yīng)急弧焊電源，其特征在于，包括依次連接的蓄電池組(1)、IGBT模組(2)和輸出濾波単元(3)，所述的輸出濾波單元(3)的輸出端連接負(fù)載即電弧(4)，還設(shè)置有控制単元(6)，所述的控制単元(6)的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊(7)連接IGBT模組(2)的信號(hào)輸入端，所述的輸出濾波單元(3)的輸出端還通過(guò)霍爾電壓電流傳感器(5)連接控制単元(6)的信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種野外應(yīng)急弧焊電源，其特征在于，所述的蓄電池組(I)的輸出還連接有低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元(10)，所述的低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元(10)的信號(hào)輸出端連接所述的控制単元(6)的信號(hào)輸入端，所述的控制単元(6)的信號(hào)輸出端還連接充電模塊(9)，所述的充電模塊(9)的輸出連接所述的蓄電池組(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種野外應(yīng)急弧焊電源，其特征在于，所述的控制単元(6)的信號(hào)輸入端還連接有便于用戶操作的參數(shù)設(shè)定和狀態(tài)顯示模塊(8 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種野外應(yīng)急弧焊電源，其特征在于，所述的控制単元(6)輸出的PWM信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊(7)輸入至IGBT模組(2)。
全文摘要
一種野外應(yīng)急弧焊電源,依次連接的蓄電池組、IGBT模組和輸出濾波單元，輸出濾波單元的輸出端連接負(fù)載即電弧，還設(shè)置有控制單元，控制單元的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊連接IGBT模組的信號(hào)輸入端，輸出濾波單元的輸出端還通過(guò)霍爾電壓電流傳感器連接控制單元的信號(hào)輸入端。蓄電池組的輸出還連接有低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元，低壓報(bào)警和過(guò)流報(bào)警單元的信號(hào)輸出端連接控制單元的信號(hào)輸入端，控制單元的信號(hào)輸出端還連接充電模塊，充電模塊的輸出連接蓄電池組。本發(fā)明節(jié)能，環(huán)保，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，造價(jià)低、體積小，且安全性高。本發(fā)明完全可以替代耗能大、污染環(huán)境、焊接質(zhì)量較差的柴油發(fā)電機(jī)-常規(guī)弧焊電源系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02M7/537GK102684538SQ201210173628
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者董天順, 薛海濤, 鄭振太 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)