本發(fā)明涉及電焊機(jī)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于送絲調(diào)制的逆變氣保焊恒流恒壓控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著金屬制品加工行業(yè)中氣體保護(hù)焊機(jī)占有率越來越高，人們對焊縫的美觀性、電弧的隨意性和飛濺提出了越來越高的要求。傳統(tǒng)平特性電源匹配等速送絲的控制雖然具有極佳的焊絲自適應(yīng)能力，焊接操控性和電弧調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，但是飛濺和成型相對較差的問題一直困擾著使用者。在此基礎(chǔ)上有學(xué)者提出了恒流電源匹配等速送絲的控制系統(tǒng)，該方式較好的解決了飛濺和成型問題，但是同時(shí)由于恒壓特性的缺失也暴露出電弧調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)的問題，在焊接時(shí)容易斷弧爆斷。

基于以上兩者的不足，本發(fā)明提出平特性電源匹配變速送絲的方式來實(shí)現(xiàn)對焊機(jī)的控制，通過送絲調(diào)制的方式，實(shí)現(xiàn)電弧電流的恒定，另外通過電源的恒壓控制實(shí)現(xiàn)焊機(jī)的平特性?；谒徒z調(diào)制的恒流特性解決了飛濺大、成型不美觀的問題，電源的平特性輸出解決了焊絲調(diào)節(jié)能力不足，操控性不強(qiáng)的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于送絲調(diào)制的逆變氣保焊恒流恒壓控制系統(tǒng)及方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于送絲調(diào)制的逆變氣保焊恒流恒壓控制系統(tǒng)，核心的恒流部分包括：PI運(yùn)算模塊和過載保護(hù)模塊；

所述PI運(yùn)算模塊，用于調(diào)理焊機(jī)輸出電流的電流給定信號和焊機(jī)輸出電流的反饋信號，并得到相應(yīng)的誤差信號，通過所述誤差信號控制送絲機(jī)的PWM信號輸出，實(shí)現(xiàn)恒流控制；

所述過載保護(hù)模塊，在送絲機(jī)堵轉(zhuǎn)或重載時(shí)，根據(jù)送絲機(jī)電流的反饋信號控制送絲機(jī)的送絲速度，當(dāng)送絲機(jī)電流的反饋信號超過設(shè)定閾值時(shí)，抑制送絲速度至停轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，所述PI運(yùn)算模塊包括：運(yùn)放U2B、運(yùn)放U3B、運(yùn)放U4B、穩(wěn)壓管Z6、穩(wěn)壓管Z9、二極管V18、二極管V19、電容C17、電容C20、電阻R9、電阻R10、電阻R25、電阻R37、電阻R67、電阻R71、電阻R72、電阻R73、電阻R74；

電阻R37的一端連接至焊機(jī)輸出電流的給定信號，電阻R37的另一端分別連接至穩(wěn)壓管Z9的負(fù)極、電容C17的一端、運(yùn)放U3B的同相輸入端，穩(wěn)壓管Z9的正極和電容C17的另一端均接地；運(yùn)放U3B的反相輸入端連接至運(yùn)放U3B的輸出端以及電阻R9的一端，所述電阻R9的另一端分別連接至電阻R67的一端、二極管V18的負(fù)極、二極管V19的正極、運(yùn)放U2B的反相輸入端、電容C20的一端、穩(wěn)壓管Z6的負(fù)極，且所述電阻R9的另一端構(gòu)成所述PI運(yùn)算模塊的第一輸入端連接至過載保護(hù)模塊；電阻R67的另一端分別連接至運(yùn)放U4B的輸出端、電阻R71的一端，所述電阻R71的另一端分別連接運(yùn)放U4B的反相輸入端、電阻R73的一端，所述運(yùn)放U4B的同相輸入端接地，電阻R73的另一端連接至焊機(jī)輸出電流的反饋信號并通過電阻R72連接至正15V電壓端；穩(wěn)壓管Z6的正極分別連接至電阻R10的一端、運(yùn)放U2B的輸出端、電阻R25的一端，電阻R10的另一端連接至電容C20的另一端；電阻R25的另一端構(gòu)成誤差信號輸出端并連接至電阻R74的一端，二極管V18的正極、二極管V19的負(fù)極、運(yùn)放U2B的同相輸入端以及電阻R74的另一端均接地。

優(yōu)選地，所述過載保護(hù)模塊包括：運(yùn)放U2A、穩(wěn)壓管Z2、穩(wěn)壓管Z5、電解電容E4、電容C18、電容C19、電容C69、電容C70、二極管V15、電阻R22、電阻R57、電阻R58、電阻R59、電阻R60、電阻R61；

電阻R22的一端構(gòu)成過載保護(hù)模塊的輸入端連接至PI運(yùn)算模塊的第一輸入端，電阻R22的另一端連接至穩(wěn)壓管Z5的負(fù)極，穩(wěn)壓管Z5的正極分別連接至運(yùn)放U2A的輸出端、電解電容E4的負(fù)極、電阻R61的一端，運(yùn)放U2A的正電源輸入端連接至正15V電壓端并通過電容C18接地，所述運(yùn)放U2A的負(fù)電源輸入端連接至負(fù)15V電壓端并通過電容C19接地；運(yùn)放U2A的反相輸入端分別連接至電解電容E4的正極、電阻R61的另一端、電阻R60的一端，電阻R60的另一端接地；運(yùn)放U2A的同相輸入端分別連接至穩(wěn)壓管Z2的正極、電阻R59的一端，電阻R59的另一端分別連接至電阻R58的一端、電容C69的一端、電容C70的一端、電阻R57的一端，所述穩(wěn)壓管Z2的負(fù)極、電阻R58的另一端、電容C69的另一端、電容C70的另一端均接地；電阻R57的另一端連接至二極管V15的正極，二極管V15的負(fù)極構(gòu)成送絲機(jī)電流的反饋信號的輸出端。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于送絲調(diào)制的逆變氣保焊恒流恒壓控制方法，包括如下步驟：

PI運(yùn)算步驟：將焊機(jī)輸出電流的電流給定信號和焊機(jī)輸出電流的反饋信號進(jìn)行PI運(yùn)算，得到誤差信號，進(jìn)而得到調(diào)制送絲機(jī)的PWM信號，使送絲速度受焊接電流調(diào)制，通過改變送絲速度來保持焊接電流的恒定；

過載保護(hù)保護(hù)步驟：根據(jù)送絲機(jī)電流的反饋信號控制送絲機(jī)的送絲速度，當(dāng)送絲機(jī)電流的反饋信號超過設(shè)定閾值時(shí)，抑制送絲速度至停轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，所述PI運(yùn)算步驟包括：

當(dāng)輸出電流的反饋信號大于設(shè)定時(shí)，通過PI調(diào)節(jié)誤差信號的絕對值變小，則調(diào)制送絲速度的PWM脈寬變窄，送絲速度降低；

當(dāng)輸出電流的反饋信號小于等于設(shè)定時(shí)，通過PI調(diào)節(jié)誤差信號的絕對值變大，則調(diào)制送絲速度的PWM脈寬變寬，送絲速度加快。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明提出基于送絲調(diào)制的逆變氣保焊恒流恒壓控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對焊機(jī)的控制，通過送絲調(diào)制的方式，實(shí)現(xiàn)電弧電流的恒定，另外通過電源的恒壓控制實(shí)現(xiàn)焊機(jī)的平特性；基于送絲調(diào)制的恒流特性解決了飛濺大、成型不美觀的問題，電源的平特性輸出解決了焊絲調(diào)節(jié)能力不足，操控性不強(qiáng)的問題，且整體控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明提供的基于送絲調(diào)制的逆變氣保焊恒流控制系統(tǒng)的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于送絲調(diào)制的逆變氣保焊恒流恒壓控制系統(tǒng)，采用平特性電源匹配變速送絲系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，調(diào)制送絲速度來調(diào)節(jié)逆變器輸出電流，以達(dá)到焊機(jī)恒流輸出的目的，調(diào)制電源PI來實(shí)現(xiàn)電弧兩端的恒壓特性。目前的恒流氣保焊提出采用恒流外特性配合等速送絲的概念來實(shí)現(xiàn)，這種調(diào)節(jié)方式在電源的輸出上實(shí)現(xiàn)了電弧恒流，解決了普通恒壓平特性電源在焊接時(shí)飛濺大，成型不美觀的缺點(diǎn)。這種控制方式將平特性電源所具有的較強(qiáng)的焊絲自調(diào)節(jié)能力徹底拋棄，在焊接時(shí)由于調(diào)節(jié)能力的消失會(huì)使電弧變的極其不穩(wěn)，操作性下降。但是平特性電源匹配變速送絲系統(tǒng)能夠較好的解決恒流外特性配合等速送絲造成的電弧不穩(wěn)，操作性差的問題，又避免了恒壓電源配等速送絲系統(tǒng)帶來的飛濺大成型不美觀的缺陷。本發(fā)明正是基于上述不足提出的，既能實(shí)現(xiàn)焊機(jī)恒流輸出，又能夠兼具平特性電源匹配變速送絲的優(yōu)點(diǎn)。

基于送絲調(diào)制的恒流系統(tǒng)，具體地，將焊機(jī)輸出電流的電流給定信號和焊機(jī)輸出電流的反饋信號進(jìn)行PI運(yùn)算，得到相應(yīng)誤差信號，進(jìn)而得到調(diào)制送絲機(jī)的PWM信號，使送絲速度受焊接電流調(diào)制，通過改變送絲速度來保持焊接電流的恒定。

具體地，如圖1所示，圖中的Ig為焊機(jī)輸出電流的給定信號，If為焊機(jī)輸出電流的反饋信號，ERR為調(diào)制送絲輸出電壓的誤差信號，MIf為送絲機(jī)電流的反饋信號(用作送絲機(jī)的過載保護(hù))。Ig和If分別通過運(yùn)放U3B和運(yùn)放U4B的信號調(diào)理后，在運(yùn)放U2B進(jìn)行PI運(yùn)算，并得到誤差信號ERR，ERR通過后續(xù)PWM電路，調(diào)制送絲速度，當(dāng)反饋電流If大于設(shè)定時(shí)，通過PI調(diào)節(jié)ERR絕對值變小，從而使調(diào)制送絲速度的PWM脈寬變窄，送絲速度降低，反之ERR絕對值變大，脈寬變寬，送絲速度加大。另外，本系統(tǒng)還設(shè)置了送絲機(jī)過載保護(hù)電路，當(dāng)MIf超過設(shè)定閥值時(shí)，穩(wěn)壓管Z5導(dǎo)通，抑制送絲速度至停轉(zhuǎn)。

以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。