專利名稱：變頻電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種變頻電源裝置。由整流變壓線路，三相全波橋式整流線路，濾波線路、逆變線路和控制系統(tǒng)組成。主要用于金屬薄板制容器罐罐身的電阻熔焊的焊接電源。
中國專利CN2041437U曾公開一種“恒流變頻器”，其構(gòu)成和工作原理是380伏三相交流電經(jīng)三相全波橋式可控硅整流線路整流，變成直流電壓，使輸出的電流恒定。直流電經(jīng)晶體管斬波逆變線路改變?yōu)榻涣麟娸敵觯淖兙w管的開關(guān)頻率，達到改變交流電的輸出頻率，實現(xiàn)變頻的目的。該變頻器的三相全波整流橋采用可控硅組成，在逆變線路中用晶體管組成斬波橋，并在該線路加入電抗器，且斬波橋直接與變壓器連接，使得該變頻器線路復雜，體積大、效率低、逆變輸出的電流動態(tài)響應差，恒流效果欠缺，輸出頻率穩(wěn)定性差。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足提供一種線路簡單、體積小、動態(tài)響應和可靠性好的焊接變頻電源裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型主要由整流變壓線路，三相橋式整流線路、濾波線路、逆變線路和控制系統(tǒng)組成。整流變壓線路主要由交流接觸器、整流變壓器、熔斷器、壓敏電阻、電阻器組成。三相全波橋式整流線路由若干整流二級管構(gòu)成。濾波線路由電容器、電阻器、交流接觸器組成。逆變線路采用由若干個大功率晶體管模塊(GTR斬波器、補償電容、電流傳感器組成并與驅(qū)動電路和焊接變壓器相連接?？刂葡到y(tǒng)主要由驅(qū)動電路(9)、電流變換電路(10)、驅(qū)動電源(11)、控制電路(12)、PWM變換電路(13)、電流設(shè)定電路(14)、頻率設(shè)定電路(15)、穩(wěn)壓電源(16)、故障檢測電路(17)、故障顯示電路(18)、焊接指令(19)、數(shù)字頻率計(20)和f／v轉(zhuǎn)換電路(21)組成。從普通交流電網(wǎng)來的交流電，經(jīng)交流接觸器輸入整流變壓器進行降壓、隔離、經(jīng)三相全波橋式整流線路整流為直流電，通過濾波線路濾波將整流輸出的脈沖直流電壓轉(zhuǎn)化為平滑穩(wěn)定的直流電壓；在逆變線路中，通過改變GTR模塊的開關(guān)順序可將經(jīng)濾波后的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娸敵?。改變GTR模塊的開關(guān)頻率，即可改變交流電輸出的頻率，實現(xiàn)變頻之目的。為了提高運行可靠性，在線路中還分別設(shè)置了電流、電壓檢測電路。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳述


圖1是本實用新型的主回路圖。
圖2是本實用新型的控制系統(tǒng)框圖。
圖3是本實用新型的電路框圖。
圖4是本實用新型的逆變線路的電壓波型圖。
圖中1－－整流變壓線路2－－三相全波橋式整流線路3－－濾波線路4－－逆變線路5－－控制系統(tǒng)6－－GTR模塊斬波器7－－交流電壓檢測電路8－－直流電壓檢測電路9－－驅(qū)動電路10－－電流變換電路11－－驅(qū)動電源12－－控制電路13－－PWM變換電路14－－電流設(shè)定電路15－－頻率設(shè)定電路16－－穩(wěn)壓電源17－－故障檢測電路18－－故障顯示器19－－焊接指令20－－數(shù)字頻率計21－－f／v轉(zhuǎn)換電路在
圖1中，整流變壓線路(1)由二個相同的交流接觸器K1、K2，整流變壓器ZB，熔斷器RD，三個相同的壓敏電阻RV和三個相同的電阻器R1～R3組成；三相全波橋式整流線路(2)由六個相同的整流二極管D1～D6構(gòu)成；濾波線路(3)由電解電容器C1、電阻器R4和交流接觸器K1組成；逆變線路(4)是采用四個GTR模塊斬波器(6)與補償電容ZC和電流傳感器LEM組成。其中GTR模塊斬波器(6)包括GTR模塊J3、電容器C4和電阻器R7。逆變線路的輸出端與焊接變壓器連接。來自電網(wǎng)的交流電經(jīng)過交流接觸器K1輸入整流變壓器ZB進行降壓、隔離，整流變壓器ZB的次級電壓經(jīng)過熔斷器RD、壓敏電阻RV、電阻器R1～R3和交流接觸器K2，送入三相全波橋式整流線路(2)整流為脈沖直流電壓，整流輸出的脈沖直流電壓通過濾波線路(3)進行濾波，轉(zhuǎn)化為平滑穩(wěn)定的直流電壓。通過改變線路(4)中的GTR模塊J1－J4的開關(guān)順序，可將經(jīng)濾波后的直流電轉(zhuǎn)換成交流電輸出；改變GTR模塊J的開關(guān)頻率，即可改變交流電輸出的頻率。調(diào)節(jié)GTR模塊J的占空比，即可調(diào)節(jié)交流電輸出的大小。
在圖2中示出，控制系統(tǒng)(5)是由驅(qū)動電路(9)、電流變換電路(10)、驅(qū)動電源(11)、控制電路(12)、PWM變換電路(13)、電流設(shè)定電路(14)、頻率設(shè)定電路(15)、穩(wěn)壓電源(16)、故障檢測電路(17)、故障顯示器(18)、焊接指令(19)、數(shù)字頻率計(20)和f／v轉(zhuǎn)換電路(21)組成。其中故障檢測電路(17)包括交流電壓檢測電路(7)、直流電壓檢測電路(8)和電流傳感器(LEM)。焊接指令(19)給出焊接罐身時其前端、中端、后端電流的信號，經(jīng)過電流設(shè)定電路(14)得到各時間的電流設(shè)定值，此設(shè)定值與負載回路中LEM檢測到的輸出電流信號經(jīng)過電流變換電路(10)得到的反饋電流信號一起，送入控制電路(12)進行比較，得到誤差信號，將此信號進行放大處理，而產(chǎn)生一定脈寬調(diào)制波(PWM波)。與此同時，頻率設(shè)定電路(15)的設(shè)定值也輸入控制電路(12)，從而得到一定頻率，一定占空比的PWM波；PWM波通過變換電路(13)進行信號變換，并經(jīng)驅(qū)動電路(9)進行隔離和放大后驅(qū)使GTR模塊導通和截止，實現(xiàn)電流的閉環(huán)控制，使輸出電流恒定。驅(qū)動電源(11)是提供驅(qū)動電路(9)的工作電壓和GTR模塊的基級驅(qū)動電流；直流穩(wěn)壓電源(6)是提供控制系統(tǒng)(5)中各個單元的工作電壓；數(shù)字頻率計(20)是顯示交流輸出的數(shù)字頻率值，此值通過f／v轉(zhuǎn)換電路(21)輸入頻率設(shè)定電路(15)進行比較，實行閉環(huán)控制，從而保證輸出頻率的精度；故障檢測電路(17)將所檢測到的信號輸入控制電路(12)中，并由控制電路12進行分析，計算，進行故障診斷和自我保護，并通過故障顯示器(18)進行故障顯示，報警。
圖4中示出，同一橋臂的二個GTR模塊J1、J4、J3、J2其導通、截上狀態(tài)正好相反，在每個GTR模塊導通前沿接有延時電路，從而避免出現(xiàn)短路故障。改變GTR模塊J1、J3的導通角就可以調(diào)節(jié)輸出電流的大小，調(diào)節(jié)GTR模塊J1、J3的開關(guān)頻率，即可達到交流輸出頻率可變的目的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實用新型的濾波線路采用大容器濾波，以電壓強制方式控制電流輸出，又在負載回路中采用了霍爾效應電流傳感器LEM時行電流檢測，電流實行閉環(huán)控制，使動態(tài)響應快、穩(wěn)定性高、恒流效果好。另處在逆變線路輸出端與焊接變壓器之間串聯(lián)有補償電容器，使無功分量大量降低，提高了整機的功率因數(shù)，減少了輸出電流，電壓的諧波分量，降低了負載的損耗和噪音。采用二極管組成三相整流橋，直流環(huán)節(jié)采用大電容器濾波，用GTR模塊作開關(guān)器件，使主電路結(jié)構(gòu)簡單。同時在電路中還設(shè)置有故障檢測和保護系統(tǒng)，提高了可靠性。綜上所述，本實用新型具有線路簡單、體積小，重量輕、成本低、動態(tài)響應好、運行可靠、效率高等優(yōu)點。
權(quán)利要求1.一種變頻電源裝置，其特征在于具有整流變壓線路(1)、三相全波橋式整流線路(2)、濾波線路(3)、逆變線路(4)和控制系統(tǒng)(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的變頻電源裝置，其特征在于整流變壓線路(1)中的電源經(jīng)交流接觸器K1輸入整流變壓器ZB，整流變壓器ZB的次級電壓經(jīng)熔斷器RD、壓敏電阻RV、交流接觸器K2、電阻器R1～R3送入二級管整流線路(2)。
3.如權(quán)利要求1所述的變頻電源裝置，其特征在于具有一個由若干個二極管組合成的三相全波橋式整流線路(2)。
4.如權(quán)利要求1所述的變頻電源裝置，其特征在于濾波線路(3)主要由電容器C1、電阻器R4、交流接觸器K1組成。
5.如權(quán)利要求1所述的變頻電源裝置，其特征在于采用大功率晶體管模塊(GTR)J3、電容器C4和電阻器R7組成GTR模塊斬波器(6)，并與補償電容ZC、電流傳感器LEM組成逆變線路(4)。
6.如權(quán)利要求1所述的變頻電源裝置，其特征在于控制系統(tǒng)主要由驅(qū)動電路(9)、電流變換電路(10)、驅(qū)動電源(11)、控制電路(12)、PWM變換電路(13)、電流設(shè)定電路(14)、頻率設(shè)定電路(15)、穩(wěn)壓電源(16)、故障檢測電路(17)、故障顯示電路(18)、焊接指令(19)、數(shù)字頻率計(20)和f／v轉(zhuǎn)換電路(21)組成。
專利摘要本實用新型是一種用于電阻焊接的變頻電源裝置，由整流變壓線路、三相全波橋式整流線路、濾波線路、逆變線路和控制系統(tǒng)組成。通過控制GTR模塊的導通角，電流實行閉環(huán)控制，使輸出的焊接電流恒定；改變GTR模塊的開關(guān)頻率，達到改變交流電輸出頻率的目的。
文檔編號B23K11/24GK2173680SQ9322375
公開日1994年8月10日 申請日期1993年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月11日
發(fā)明者羅慶學 申請人:國營安中機械廠