[实用新型]绝缘栅双极型晶体管逆变交直流氩弧焊机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种焊接设备，具体涉及绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机。

背景技术

现有技术的目前的交直流氩弧机绝大多数为可控硅(SRC)的工频整流的电源。由于可控硅的开关频率为50-60HZ，所以主变压器非常大和重。由U＝4.44NBSf公式(其中U表示变压器的输入电压，N为绕制匝数，S为变压器的铁芯截面积，f为输入电压的频率，B为铁芯的磁感应强度)。可知：U、B和N不变的情况下，f增大，则S减小。工频为50Hz，而绝缘栅双极晶体管的开关频率为20000Hz，可见其它条件相同的情况下，绝缘栅双极晶体管的逆变电源的主变压器可以比工频整流的主变压器小400倍左右。可见这种工频整流电源耗材、耗电、体积大、重量重。再者由于工频整流的交直流氩弧机电流过零时很平缓，就需要加高压来维弧，不然就会断弧。

逆变技术用于切割电源已近二十来年，当初是可控硅(SCR)逆变。由于逆变频率不高使得体积大、重量重、成本高，现已停止生产。现有工业级的交直流氩弧电源几乎都采用绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor简称IGBT)逆变，但多数采用硬开关技术，硬开关开关损耗大发热量高，尖峰电压也高，这样吸收电路也复杂，且难以达到理想的吸收效果，绝缘栅双极晶体管易损坏。再者，中频变压器多改采用铁氧体磁性材料，初次级采用单股铜线或铜排，由于集肤效应的作用，电流密度大、发热量高。另外，逻辑控制电路很复杂，故障率高。

鉴于上述问题，本实用新型公开了一种绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机。其具有如下文所述之技术特征，以解决现有的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，是一种电弧稳定的可实现手工电弧焊、直流恒流氩弧焊、直流脉冲氩弧焊、交流恒流氩弧焊、交流脉冲氩弧焊的多功能焊接设备，且节能、环保。本实用新型采用了绝缘栅双极型大功率晶体管绝缘栅双极晶体管及脉宽调制(PWM)软开关技术设计的逆变交直流氩弧机，同时采用单片机进行逻辑控制和焊接参数的设定。它不仅体积小、重量轻，而且控制电路简单故障率及低，有合理的静外特性和良好的动态性能，使得起弧容易，电弧稳定，焊接质量高，自调节能力强，焊接电流连续可调，工件变形小，焊缝成型美观等优点。通过脉冲电流、脉冲频率、脉冲宽度、交流电流、交流频率、清理比例及交流偏置比例的调节可得到焊缝所需之熔深、熔宽及波纹数，延长钨极寿命，特别适用于自动焊和机器人焊接，也是一种低噪音、高功率因素、高效率的高效节能设备。

本实用新型绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机(WSME-500)的目的是通过以下技术方案实现的：一种绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机(WSME-500)，包括由前面板、后面板、下面板、上面板、左面板和右面板构成的壳体及设置在壳体的前面板上的显示板、设置在壳体的后面板上的输入接线端子、空气开关和一对风机；所述的空气开关设置在输入接线端子的一侧；所述的一对风机竖直排列，位于输入接线端子的下端；所述的前面板的下端还设有焊接电缆负接线端子、焊接电缆直流接线端子及焊机电缆交流接线端子；还包括设置在壳体中的控制装置。

所述的控制装置包括一次逆变操作机构、二次逆变操作机构、水平设置在壳体内上端的元件板、水平设置在壳体内中间位置的中板及设置在元件板上的主控制电路、驱动电路、控制变压器和三相电感，主控制电路分别与驱动电路、控制变压器及三相电感连接。

上述的绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，其中，所述的一次逆变操作机构设置在中板上，位于元件板下方；所述的一次逆变操作机构包括右侧散热器、工频整流器、滤波器及绝缘栅双极晶体管逆变器；所述的工频整流器设置在右侧散热器上；所述的滤波器设置在右侧散热器上，位于工频整流器的下侧；所述的绝缘栅双极晶体管逆变器设置在右侧散热器上，位于工频整流器的一侧。

上述的绝缘栅双极晶体管逆变交直流氩弧焊机，其中，所述的绝缘栅双极晶体管逆变器由超前臂和滞后臂构成，所述的超前臂包括第一大功率绝缘栅双极晶体管与第五二极管并联构成的第一超前臂及第三大功率绝缘栅双极晶体管与第六二极管并联构成的第二超前臂，所述的滞后臂包括第二大功率绝缘栅双极晶体管与第七二极管并联构成的第一滞后臂及第四大功率绝缘栅双极晶体管与第八二极管并联构成的第二滞后臂；所述的第一超前臂与第二超前臂连接，第一滞后臂与第二滞后臂连接；第一大功率绝缘栅双极晶体管、第三大功率绝缘栅双极晶体管、第二大功率绝缘栅双极晶体管及第四大功率绝缘栅双极晶体管与驱动电路连接。