CN209664538U - 一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路，在该三用主回路电路中，主变压器次级上面有低压绕组、高压绕组和高频信号输入绕组，这三个绕组分别与手/氩焊输出整流电路、等离子输出整流电路连接和高频及维弧控制电路连接。本实用新型的有益之处在于：(1)仅用一套整流滤波电路、逆变电路和一个主变压器，主变压器次级上面多出一个高压绕组(切割机绕组)，通过两路不同的整流电路和两个起弧器，就可以实现一机三用的功能，降低了用户的采购成本；(2)省去了在主变压器次级串并联转换继电器，进而避免了在通过大电流时继电器因触点氧化而导致的触点接触不良及触点粘连的情况，从而提高了整体电路的可靠性。

Description

一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路

技术领域

本实用新型涉及一种主回路电路，具体涉及一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路，属于电学技术领域。

背景技术

目前，市场上销售的集手工焊、氩弧焊和等离子切割于一体的多用机，都是通过大功率继电器转换变压器次级绕组的串并联方式实现工作模式转换的，主回路电路在通过大电流时，继电器触点容易发生氧化，进而容易导致触点接触不良及触点粘连的情况，从而影响设备使用。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有更高的可靠性的手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路，其特征在于，该三用主回路电路包括：整流滤波电路、逆变电路、采样互感器、主变压器、手/氩焊输出整流电路、等离子输出整流电路、输出电抗器、引弧器、霍尔传感器、功能转换及显示电路、枪开关控制电路、逻辑控制电路、高频及维弧控制电路、给定反馈调节电路、PWM控制电路和驱动隔离电路，其中：

前述整流滤波电路、逆变电路、主变压器依次连接，采样互感器串联在逆变电路的输出线上；

前述主变压器次级上面有低压绕组、高压绕组和高频信号输入绕组，这三个绕组分别与手/氩焊输出整流电路、等离子输出整流电路连接和高频及维弧控制电路连接，手/氩焊输出整流电路的输出线上穿有一个霍尔传感器，等离子输出整流电路的正极输出线上穿有两个霍尔传感器，等离子输出整流电路的割枪输出端和低压绕组N2的抽头各与一个输出电抗器连接，每个输出电抗器之后都各连一个引弧器，两个引弧器的初级均与高频及维弧控制电路连接；

前述功能转换及显示电路、高频及维弧控制电路、枪开关控制电路均与逻辑控制电路连接，逻辑控制电路与PWM控制电路连接，PWM控制电路通过驱动隔离电路与逆变电路连接；

前述给定反馈调节电路与霍尔传感器和PWM控制电路连接。

前述的一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路，其特征在于，前述手/氩焊输出整流电路由两个二极管、两个电容和两个电阻组成，其中：

二极管D1和二极管D2组成全波整流电路，电容C1与电阻R1串联，然后并联在二极管D1两端，电容C2与电阻R2串联，然后并联在二极管D2两端。

前述的一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路，其特征在于，前述等离子输出整流电路由四个二极管、四个电容和四个电阻组成，其中：

二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6组成全桥整流电路，电容C3和电阻R3串联，然后并联在二极管D3两端，电容C4和电阻R4串联，然后并联在二极管D4两端，电容C5和电阻R5串联，然后并联在二极管D5两端，电容C6和电阻R6串联，然后并联在二极管D6两端。

前述的一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路，其特征在于，前述主变压器采用的是非晶变压器。

本实用新型的有益之处在于：

(1)本实用新型提供的主回路电路，仅用一套整流滤波电路、逆变电路和一个主变压器，主变压器次级上面多出一个高压绕组(切割机绕组)，通过两路不同的整流电路和两个起弧器，就可以实现一机三用的功能，降低了用户的采购成本；

(2)本实用新型提供的主回路电路，通过在主变压器次级上面增加一个高压绕组(切割机绕组)，省去了在主变压器次级串并联转换继电器，进而避免了主回路电路在通过大电流时继电器因触点氧化而导致的触点接触不良及触点粘连的情况，从而提高了整体电路的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型提供的主回路电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述技术方案能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细的介绍。

参照图1，本实用新型提供的主回路电路包括：整流滤波电路、逆变电路、采样互感器、主变压器、手/氩焊输出整流电路、等离子输出整流电路、输出电抗器、引弧器、霍尔传感器、功能转换及显示电路、枪开关控制电路、逻辑控制电路、高频及维弧控制电路、给定反馈调节电路、PWM控制电路和驱动隔离电路。

整流滤波电路、逆变电路和主变压器依次连接，市电先经整流滤波电路整流滤波，再经逆变电路变成交流电，之后由主变压器进行电压转换，电压转换后，在不同的工作模式下，由不同的整流模块(手/氩焊输出整流电路、等离子输出整流电路，后面会详细介绍)输出，再配合不同的高频电路，即可实现手工焊、氩弧焊和等离子切割三用的功能。主变压器优选非晶变压器。

采样互感器串联在逆变电路的输出线上，用来采集通过逆变电路的电流的大小。

主变压器次级上面有低压绕组N2、高压绕组N3和高频信号输入绕组N4，这三个绕组分别与手/氩焊输出整流电路、等离子输出整流电路连接和高频及维弧控制电路连接。

参照图1，手/氩焊输出整流电路由两个二极管(二极管D1、二极管D2)、两个电容(电容C1、电容C2)和两个电阻(电阻R1、电阻R2)组成，其中，二极管D1和二极管D2组成全波整流电路，电容C1与电阻R1串联，然后并联在二极管D1两端，电容C2与电阻R2串联，然后并联在二极管D2两端，电容C1、电容C2和电阻R1、电阻R2可吸收二极管D1和二极管D2两端的尖峰电压。

手/氩焊输出整流电路的输出端连接有手/氩焊模式的输出正极，输出线上穿有一个霍尔传感器H1，霍尔传感器H1是用于检测输出电流的。

参照图1，等离子输出整流电路由四个二极管(二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6)、四个电容(电容C3、电容C4、电容C5、电容C6)和四个电阻(电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6)组成，其中，二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6组成全桥整流电路，电容C3和电阻R3串联，然后并联在二极管D3两端，电容C4和电阻R4串联，然后并联在二极管D4两端，电容C5和电阻R5串联，然后并联在二极管D5两端，电容C6和电阻R6串联，然后并联在二极管D6两端，四个电阻和四个电容构成了四个二极管的尖峰电压吸收电路。

等离子输出整流电路的正极输出端(即全桥整流电路的正极)连接有等离子切割模式的输出正极和维弧接口，该条输出线记为正极输出线，该正极输出线上穿有两个霍尔传感器，分别是霍尔传感器H2和霍尔传感器H3，霍尔传感器H2和霍尔传感器H3都是用来检测输出电流大小的，其中，霍尔传感器H2是用来检测维弧电流的恒流输出的，霍尔传感器H3是用来检测大电流输出的调节的。

等离子输出整流电路的割枪输出端(即全桥整流电路的负极)与输出电抗器L2连接，低压绕组N2的抽头与输出电抗器L1连接，输出电抗器L1之后连接一个引弧器T1，引弧器T1的另一端连接手/氩焊模式的输出负极和焊枪接口，输出电抗器L2之后连接一个引弧器T2，引弧器T2的另一端连接割枪接口。引弧器T1和引弧器T2的初级均与高频及维弧控制电路连接，在不同模式下和逻辑电路的控制下，引弧器T1和引弧器T2可以实现高压非接触引弧功能。

手/氩焊模式的输出正极和输出负极之间还接有一条信号线，该信号线是用来采集手/氩焊输出整流电路的输出电压的，记为电压采集信号线。

功能转换及显示电路、高频及维弧控制电路、枪开关控制电路均与逻辑控制电路连接，逻辑控制电路与PWM控制电路连接，逻辑控制电路在不同工作模式下控制PWM控制电路的使能状态，PWM控制电路输出占空比可变的PWM信号，该PWM信号通过驱动隔离电路与逆变电路连接，从而控制逆变电路的工作状态。

给定反馈调节电路的输入端与霍尔传感器H1、霍尔传感器H2、霍尔传感器H3连接以及电压采集信号线连接，给定反馈调节电路的输出端与PWM控制电路连接。

本实用新型提供的主回路电路，其工作原理如下：

1、在手工焊模式下

参照图1，主变压器次级低压绕组N2输出的电压，经二极管D1和二极管D2全波整流后，输出至手/氩焊模式下的输出正极；主变压器次级低压绕组N2的中心抽头经输出电抗器L1和引弧器T1后，接至手/氩焊模式下的输出负极。

在该模式下，通过功能转换及显示电路和逻辑控制电路的配合，使PWM控制电路工作在使能状态，输出PWM信号，通过驱动隔离电路驱动逆变电路工作，然后经主变压器变压后，再经过全波整流，最后输出到输出正极和输出负极，在焊接时，霍尔传感器H1检测输出电流的大小、电压采集信号线采集输出的电压大小，采集的输出电流和输出电压信号，经给定反馈调节电路处理后，产生用于控制PWM信号的脉冲宽度的调节信号，该调节信号经PWM控制电路处理后即可实现恒流输出。

2、在氩弧焊模式下

参照图1，主变压器次级低压绕组N2输出的电压，经二极管D1和二极管D2全波整流后，输出至手/氩焊模式下的输出正极；主变压器次级低压绕组N2的中心抽头经输出电抗器L1和引弧器T1后，接至手/氩焊模式下的输出负极。

在该模式下，通过枪开关电路的输入信号，经过逻辑控制电路处理后，控制着PWM控制电路的使能状态；在枪开关使能PWM控制电路时，驱动隔离电路、逆变电路、主变压器都进入工作状态，高频信号输入绕组N4输出的电压经高频及维护电路处理后，产生一个高压信号，通过引弧器T1，把高压信号感应到引弧器T1的次级，经过输出负极的连线，传递到氩弧焊枪的枪头，把氩气电离后实现非接触式起弧，在霍尔传感器H1检测到有持续电流时，通过给定和反馈电流的处理和逻辑控制电路的作用，及时断开高频回路，保证焊接效果，同时霍尔传感器H1检测输出电流的大小、电压采集信号线采集输出的电压大小，采集的输出电流和输出电压信号，经给定反馈调节电路处理后，产生用于控制PWM信号的脉冲宽度的调节信号，该调节信号经PWM控制电路处理后即可实现恒流输出，从而实现氩弧焊功能。

3、在等离子切割模式下

参照图1，主变压器次级高压绕组N3输出的电压，先经过二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6组成的桥式整流电路，该桥式整流电路的正极连接到等离子切割模式的输出正极和维弧接口，该桥式整流电路的负极经输出电抗器L2和引弧器T2后，接到等离子切割模式下的输出负极。

在该模式下，通过枪开关电路的输入信号，经过逻辑控制电路处理后，控制着PWM控制电路的使能状态；在枪开关使能PWM控制电路时，驱动隔离电路、逆变电路、主变压器都进入工作状态，高频信号输入绕组N4输出的电压经高频及维护电路处理后，产生一个高压信号，通过引弧器T2，把高压信号感应到引弧器T2的次级，经过输出负极的连线，传递到割枪的枪头，然后在维弧接口的配合下，在割枪枪头位置产生一个维弧电流，霍尔传感器H2用于检测和控制维弧电流的大小，在维弧状态下且离需要切割工件距离较近的情况下，维弧电流会转换成切割电流，在切割电流形成后，控制维弧电流的继电器K1马上断开，霍尔传感器H3检测到的切割电流大小用于控制继电器K1的断开和保持切割电流的恒定。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路，其特征在于，该三用主回路电路包括：整流滤波电路、逆变电路、采样互感器、主变压器、手/氩焊输出整流电路、等离子输出整流电路、输出电抗器、引弧器、霍尔传感器、功能转换及显示电路、枪开关控制电路、逻辑控制电路、高频及维弧控制电路、给定反馈调节电路、PWM控制电路和驱动隔离电路，其中：

所述整流滤波电路、逆变电路、主变压器依次连接，采样互感器串联在逆变电路的输出线上；

所述主变压器次级上面有低压绕组、高压绕组和高频信号输入绕组，这三个绕组分别与手/氩焊输出整流电路、等离子输出整流电路连接和高频及维弧控制电路连接，手/氩焊输出整流电路的输出线上穿有一个霍尔传感器，等离子输出整流电路的正极输出线上穿有两个霍尔传感器，等离子输出整流电路的割枪输出端和低压绕组N2的抽头各与一个输出电抗器连接，每个输出电抗器之后都各连一个引弧器，两个引弧器的初级均与高频及维弧控制电路连接；

所述功能转换及显示电路、高频及维弧控制电路、枪开关控制电路均与逻辑控制电路连接，逻辑控制电路与PWM控制电路连接，PWM控制电路通过驱动隔离电路与逆变电路连接；

所述给定反馈调节电路与霍尔传感器和PWM控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路，其特征在于，所述手/氩焊输出整流电路由两个二极管、两个电容和两个电阻组成，其中：

二极管D1和二极管D2组成全波整流电路，电容C1与电阻R1串联，然后并联在二极管D1两端，电容C2与电阻R2串联，然后并联在二极管D2两端。

3.根据权利要求1所述的一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路，其特征在于，所述等离子输出整流电路由四个二极管、四个电容和四个电阻组成，其中：

二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6组成全桥整流电路，电容C3和电阻R3串联，然后并联在二极管D3两端，电容C4和电阻R4串联，然后并联在二极管D4两端，电容C5和电阻R5串联，然后并联在二极管D5两端，电容C6和电阻R6串联，然后并联在二极管D6两端。

4.根据权利要求1所述的一种手工焊、氩弧焊和等离子切割三用主回路电路，其特征在于，所述主变压器采用的是非晶变压器。