[发明专利]用于交流氩弧焊的能量回收装置和交流氩弧焊接电路

说明书

本发明公开了一种用于交流氩弧焊的能量回收装置，该装置包括顺次连接的第一整流电路、储能模块、比较模块、PWM驱动模块、逆变电路和第二整流电路，其中第一整流电路适于将交流氩弧焊接电路中流过电感的交流电转换为直流电；储能模块适于储存第一整流电路输出的直流电；比较模块适于将储能模块中存储的直流电压与预设电压比较，得到输出电平，以便控制PWM驱动模块的开启或关闭；PWM驱动模块适于在开启时驱动逆变电路将储能模块中存储的直流电转换为交流电；第二整流电路适于将逆变电路输出的交流电转换为直流电输出至交流氩弧焊接电路中的直流母线输入端，以达到能量回收的目的。

技术领域

本发明涉及交流氩弧焊技术领域，具体涉及一种用于交流氩弧焊的能量回收装置和交流氩弧焊接电路。

背景技术

在铝、镁及其合金的焊接中，广泛采用交流TIG（钨极氩弧焊）工艺，保护气体为氩气或氦气。在交流负极性的半波里，钨极为正，电弧具有清除氧化膜的作用，在交流正极性的半波里，钨极为负，电弧可以增加焊缝熔深并提高钨极载流能力。交流氩弧焊焊接回路的电流需要按照一定的频率切换电流方向，焊接回路里有一个电感量较大的电抗器，并且焊枪与地线构成的焊接回路可能带来额外的电感。当焊接电流的方向被强制改变时，这些电感会产生很大的反向尖峰电压，随着焊接电流的增加，这种尖峰电压会变得很大，对焊机内部功率器件的安全运行造成了很大威胁。因此通常需要采用专门的吸收电路把这个尖峰电流吸收掉，以确保作用在功率器件上的电压不超过器件额定值。现有技术中一般采用RC吸收电路，当尖峰能量很大时，需要很大的RC参数，这会在电阻上产生很大的功耗，从而降低整机的效率。

因此，需要一种交流氩弧焊电感能量回收装置，在有效吸收电感换相尖峰能量的情况下，将能量返回给主电路，降低能耗，提高整机效率，以解决以上现有技术中存在的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于交流氩弧焊的能量回收装置和交流氩弧焊接电路。

根据本发明的一个方面，提供一种用于交流氩弧焊的能量回收装置，包括顺次连接的第一整流电路、储能模块、比较模块、PWM驱动模块、逆变电路和第二整流电路。其中，第一整流电路为第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管组成的全桥整流电路，第一整流电路的输入端连接交流氩弧焊机焊接电路中二次逆变电路的输出端，第一整流电路适于将二次逆变电路中的电感换相产生的尖峰电压转换为直流电压；储能模块包括至少一个储能电容，适于存储第一整流电路输出的直流电压；比较模块适于将储能模块存储的直流电压与预设的参考电压比较，得到输出电平，以便控制PWM驱动模块的启动或关闭；PWM驱动模块适于在开启时驱动逆变电路将储能模块中存储的直流电压转换为交流电压；第二整流电路适于将逆变模块输出的交流电压转换为直流电压，并连接至交流氩弧焊接电路中一次逆变电路的直流母线输入端。

该能量回收装置能够将交流氩弧焊接电路中二次逆变输出回路中电感换相产生的尖峰电压能量，被几乎无损的返回到一次逆变电路的直流母线输入端，这样，既保证了二次逆变电路中功率开关器件的可靠性，又能减少能耗。

可选地，能量回收装置的输入端连接至交流氩弧焊焊接回路中二次逆变电路的输出端，能量回收装置的输出端连接至交流氩弧焊焊接回路中一次逆变电路的直流母线输入端。

可选地，储能模块与比较模块的输入端之间设置有第一电阻分压电路，第一电阻分压电路包括相互串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和并联在第四电阻两端的第一旁路电容，电阻分压电路适于将储能模块中存储的直流电压按照预定比例输出至比较模块的正相输入端。

可选地，比较模块的反相输入端连接由第五电阻、第六电阻、第二旁路电容组成的第二电阻分压电路，第二旁路电容并联在所述第六电阻两端。

可选地，比较模块适于在储能模块存储的直流电压小于预设的参考电压时，输出低电平，在储能模块存储的直流电压大于预设的参考电压时，输出高电平。