基于單片機系統的信號測控模塊的逆變式MIG弧焊電源裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種基于單片機系統的信號測控模塊的逆變式MIG弧焊電源裝置，該裝置包括：主電路、信號測控模塊、單片機控制電路與驅動電路；其中，所述主電路兩端分別與電網及負載相連，所述信號測控模塊連接于負載兩端，所述單片機控制電路通過控制器局域網絡CAN總線的方式與信號測控模塊連接，所述驅動電路輸入端與所述單片機控制電路相連，輸出端與所述主電路相連；其中，所述主電路包括：依次連接的輸入整流濾波電路、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變回路、中頻變壓器與輸出整流濾波電路。通過采用本實用新型專利技術公開的裝置，可對焊接的輸出特性進行有效的控制和調節。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術公開了一種基于單片機系統的信號測控模塊的逆變式MIG弧焊電源裝置，該裝置包括：主電路、信號測控模塊、單片機控制電路與驅動電路；其中，所述主電路兩端分別與電網及負載相連，所述信號測控模塊連接于負載兩端，所述單片機控制電路通過控制器局域網絡CAN總線的方式與信號測控模塊連接，所述驅動電路輸入端與所述單片機控制電路相連，輸出端與所述主電路相連；其中，所述主電路包括：依次連接的輸入整流濾波電路、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變回路、中頻變壓器與輸出整流濾波電路。通過采用本技術公開的裝置，可對焊接的輸出特性進行有效的控制和調節。【專利說明】 基于單片機系統的信號測控模塊的逆變式MIG弧焊電源裝
本技術涉及逆變式MIG弧焊電源
，尤其涉及一種基于單片機系統的信號測控模塊的逆變式MIG弧焊電源裝置。
技術介紹
逆變技術在焊接領域的應用，使焊接技術對焊接領域新的適應能力不斷提高。逆變式弧焊電源又稱弧焊逆變器，它是通過逆變器將工頻交流電轉化為焊接電弧所需的能量，并且具有弧焊工藝所要求的電氣性能。弧焊電源能把工頻提高到幾千至十多萬赫進行電能的傳遞和變換，并采用快速開關功率電子器件和電子控制回路，使弧焊電源的外特性和動特性的動態響應速度快，且易于控制。 基于單片機的弧焊逆變電源的控制系統由于其可靠性好、內部操作靈活，得到了廣泛應用。該系統的工作過程中，通過傳感器采集反饋電流和電壓，將采集到的信號輸入到單片機的A/D (模擬/數字)轉換模塊，轉換成數字信號后，經過PID(比例積分微分)運算，輸出PWM(脈沖寬度調制)信號。該信號經過驅動電路輸送到IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)逆變回路，控制IGBT的通斷，從而產生需要的電源輸出特性。 在水下高壓干式MIG (熔化極惰性氣體保護焊)焊接過程中，MIG弧焊電源要在陸上對水下焊接過程進行遠程控制和調節，常規的逆變式弧焊電源是通過電流電壓給定信號以閉環負反饋來實現，需要很長的電纜作為反饋信號的傳輸途徑。正是由于其電源控制基本原理的限制，以及焊接電纜回路電感的存在，對信號傳輸有很大的負面作用，使弧焊電源接收到的反饋信號有很大的畸變，MIG弧焊電源對焊接過程的調節和控制能力變差，影響焊接過程和焊接質量。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種基于單片機系統的信號測控模塊的逆變式MIG弧焊電源裝置，其主要應用于深水高壓干式焊接過程；能夠遠距離將電流電壓反饋信號經過位于負載端的信號測控模塊的采集和處理，通過CAN總線的方式直接傳輸到焊機控制電路，經過驅動電路輸送到IGBT逆變回路中，對焊接的輸出特性進行有效的控制和調節。 本技術的目的是通過以下技術方案實現的: —種基于單片機系統的信號測控模塊的逆變式MIG弧焊電源裝置，該裝置包括: 主電路、信號測控模塊、單片機控制電路與驅動電路； 其中，所述主電路兩端分別與電網及負載相連，所述信號測控模塊連接于負載兩端，所述單片機控制電路通過控制器局域網絡CAN總線的方式與信號測控模塊連接，所述驅動電路輸入端與所述單片機控制電路相連，輸出端與所述主電路相連； 其中，所述主電路包括:依次連接的輸入整流濾波電路、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變回路、中頻變壓器與輸出整流濾波電路。 進一步的，所述驅動電路輸出端與所述主電路中的IGBT逆變回路相連。 進一步的，所述單片機控制電路還分別與送絲系統、顯示系統，以及過電壓、欠電壓、過電流和過熱保護電路相連。 由上述本技術提供的技術方案可以看出，在水下高壓干式MIG焊接過程中，反饋信號通過負載端的信號測控模塊，以CAN總線的方式直接傳輸到焊機內部，避免了較長的焊接電纜回路中電感對焊接反饋信號的負面作用，有效減少反饋信號的畸變，使反饋信號能快速精準地傳輸到MIG焊機控制電路中，使其對信號進行處理，進而對電源的輸出特性進行有效得調節和控制。 【專利附圖】【附圖說明】 為了更清楚地說明本技術實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。 圖1為本技術實施例一提供的一種基于單片機系統的信號測控模塊的逆變式MIG弧焊電源裝置的示意圖； 圖2為本技術實施例一提供的一種主電路的電路圖的示意圖； 圖3為本技術實施例一提供的一種信號測控模塊的示意圖； 圖4為本技術實施例一提供的一種單片機控制電路與其他元器件的連接示意圖； 圖5為本技術實施例一提供的一種中頻變壓器隔離驅動電路結構示意圖。 【具體實施方式】 下面結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術的保護范圍。 實施例一 圖1為本技術實施例一提供的一種基于單片機系統的信號測控模塊的逆變式MIG弧焊電源裝置的示意圖。如圖1所示，該裝置主要包括: 主電路、信號測控模塊、單片機控制電路與驅動電路； 其中，所述主電路兩端分別與電網及負載相連，所述信號測控模塊連接于負載兩端，所述單片機控制電路通過控制器局域網絡CAN總線的方式與信號測控模塊連接，所述驅動電路輸入端與所述單片機控制電路相連，輸出端與所述主電路相連； 其中，所述主電路包括:依次連接的輸入整流濾波電路、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變回路、中頻變壓器與輸出整流濾波電路。 進一步的，所述驅動電路輸出端與所述主電路中的IGBT逆變回路相連。 進一步的，所述單片機控制電路還分別與送絲系統、顯示系統，以及過電壓、欠電壓、過電流和過熱保護電路相連。 為了便于理解，下面結合附圖2-5對本裝置工作流程及原理做進一步說明。 本技術實施例中，所述主電路主要包括:依次連接的輸入整流濾波電路、IGBT逆變回路、中頻變壓器與輸出整流濾波電路；其電路圖如圖2所示。 本技術實施例中，所述主電路將電網電能傳遞給負載電路，其主要作用是進行交流-直流-交流-直流變換；所述輸入整流濾波電路輸入端分別與電網的U、V、W端連接，是將輸入的交流電經過整流和濾波后，變換為直流電(AC-DC)作為IGBT逆變回路的輸入；所述IGBT逆變回路的輸入端與輸入整流濾波電路的輸出端連接，通過IGBT周期性通斷，將直流電逆變為中頻交流電(DC-AC)輸出；所述中頻變壓器輸入端與IGBT逆變回路輸出端連接，將中頻交流電降壓后輸出方波交流電，傳輸到輸出整流濾波電路中；所述輸出整流濾波電路輸入端與中頻變壓器輸出端連接，所述輸出整流濾波電路輸出端一端與電弧負載(焊槍)連接，另一端與工件連接，將中頻交流電變換為直流(AC-DC)電供負載使用。 所述信號測控模塊傳感器端分別與負載兩端連接，參見圖3，所述信號測控模塊的數字信號處理器端(DSP控制端，可采用TMS320LF2047芯片實現)與CAN (控制器局域網絡)總線收發器接口連接，將傳感本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于單片機系統的信號測控模塊的逆變式MIG弧焊電源裝置，其特征在于，該裝置包括：主電路、信號測控模塊、單片機控制電路與驅動電路；其中，所述主電路兩端分別與電網及負載相連，所述信號測控模塊連接于負載兩端，所述單片機控制電路通過控制器局域網絡CAN總線的方式與信號測控模塊連接，所述驅動電路輸入端與所述單片機控制電路相連，輸出端與所述主電路相連；其中，所述主電路包括：依次連接的輸入整流濾波電路、絕緣柵雙極型晶體管IGBT逆變回路、中頻變壓器與輸出整流濾波電路。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃松濤，谷孝滿，焦向東，張永明，王磊，
申請(專利權)人：北京石油化工學院，
類型：新型
國別省市：北京;11