本發(fā)明涉及逆變電焊機技術領域，特別涉及一種帶電極短路保護的逆變式焊割電源。

背景技術：
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目前市場現有的等離子切割機有多種型號，但機器多功能單一，其電極與噴嘴發(fā)生短路時，容易將維弧繼電器電路燒毀。

技術實現要素：
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鑒于此，有必要設計一種帶電極短路保護的逆變式焊割電源。

一種帶電極短路保護的逆變式焊割電源，包括：電源、空氣開關、一次三相整流、緩啟動電路、濾波電路、IGBT逆變電路、二次全波整流電路以及輸出阻容吸收電路依次連接，二次全波整流電路輸出端的正極連接地線和維弧電路，負極連接割槍；維弧電路的維弧輸出端與電極短路保護電路連接，電極短路保護電路與所述地線連接，電極短路保護電路、主控制板和IGBT逆變電路依次連接；

電極短路保護電路包括：第一插座的一接線端接地，另一接線端接24V直流電，另一接線端依次順序連接第一電阻、第二電阻和運算放大器的同向輸入端，第九電阻和第五電容并聯后一端連接在第二電阻和運算放大器的同向輸入端之間，另一端接地；第九電容和第五電阻的一端都接24V直流電，第九電容另一端接地，第五電阻另一端接15V直流電，第三電阻的一端接第五電阻的另一端，第三電阻的另一端接第四電阻；第一穩(wěn)壓二極管的負極、第六電容的一端和第七電解電容的正極接入第三電阻和第五電阻之間，第一穩(wěn)壓二極管的正極，第六電容的另一端和第七電解電容的負極接地；運算放大器的反向輸入端接入第三電阻和第四電阻之間，且與第八電容一端連接，第八電容的另一端和運算放大器的負電源端接地；運算放大器的正電源端接15V直流電，第八電阻一端接運算放大器的正電源端另一端接第二二極管的負極和光耦合器中發(fā)光二極管的正極，第二二極管的正極與運算放大器的輸出端、光耦合器中發(fā)光二極管的負極連接；光耦合器中光敏三極管的兩端與第十二電容的兩端連接，第十二電容的兩端與第二變壓器的兩個同名端連接，第二變壓器的另外兩個接線端分別與第十電容的一端和第十一電容的一端連接，第十電容的另一端和第十一電容的另一端相連接，第十電容的一端和第十一電容的一端與第三插座的兩個接線端連接，其中，第三插座用于關閉脈沖寬度調制PWM信號；第一插座接地的一端順序與第六電阻、第七電阻、第一電容連接，第一電容遠離第七電阻的一端與第一二極管負極連接，第一二極管正極接入第一電阻和第二電阻之間，第六電阻遠離第七電阻的一端和第一電容遠離第七電阻的一端分別與第一變壓器的兩個同名端連接，第一變壓器的另外兩個接線端兩端連接第二電容的兩端，第二電容的一端還連接第三電容的一端，第三電容另一端連接第四電容的一端，第四電容的另一端與第二電容的另一端連接，第三電容和第四電容之間引出的連接線接機殼，第三電容的一端引出為輸出端正極，第四電容的另一端引出為輸出端的負極，第二插座的三個接線端分別接輸出端的正極、負極以及機殼，其中，第二插座用于接入電極短路檢測信號。

本發(fā)明等離子切割機自帶手工電弧焊，可以在一臺焊機上面實現2臺焊機的功能，使用性非常好。可以為用戶降低設備成本，體積輕，節(jié)能環(huán)保。這種結構焊割電源，可以切割低碳鋼，高碳鋼金屬以及鋁?？梢栽谇懈罱饘侔宀闹蠓奖氵M行手工焊。可以使用焊條排號(422/506)等多種規(guī)格焊條，制作成本低。在使用過程中電極與噴嘴短路后機器不會燒維弧繼電器，而是機器會進入封波狀態(tài)保護。從而關閉了PWM驅動信號，提高等離子切割機的可靠性。

附圖說明：

附圖1是一幅較佳實施方式的帶電極短路保護的逆變式焊割電源的結構示意圖。附圖2是一幅較佳實施方式的電極短路保護電路圖。

具體實施方式：

如附圖1和圖2所示，一種帶電極短路保護的逆變式焊割電源，包括：電源、空氣開關、一次三相整流、緩啟動電路、濾波電路、IGBT逆變電路、二次全波整流電路以及輸出阻容吸收電路依次連接，二次全波整流電路輸出端的正極連接地線和維弧電路，負極連接割槍；維弧電路的維弧輸出端與電極短路保護電路連接，電極短路保護電路與所述地線連接，電極短路保護電路、主控制板和IGBT逆變電路依次連接；

電極短路保護電路包括：第一插座J1的一接線端2腳接地，另一接線端1腳接24V直流電，另一接線端2腳依次順序連接第一電阻R1、第二電阻R2和運算放大器U1的同向輸入端3腳，第九電阻R9和第五電容C5并聯后一端連接在第二電阻R2和運算放大器U1的同向輸入端3腳之間，另一端接地；第九電容C9和第五電阻R5的一端都接24V直流電，第九電容C9另一端接地，第五電阻R5另一端接15V直流電，第三電阻R3的一端接第五電阻R5的另一端，第三電阻R3的另一端接第四電阻R4；第一穩(wěn)壓二極管Z1的負極、第六電容C6的一端和第七電解電容C7的正極接入第三電阻R3和第五電阻R5之間，第一穩(wěn)壓二極管Z1的正極，第六電容C6的另一端和第七電解電容C7的負極接地；運算放大器U1的反向輸入端2腳接入第三電阻R3和第四電阻R4之間，且與第八電容C8一端連接，第八電容C8的另一端和運算放大器U1的負電源端4腳接地；運算放大器U1的正電源端8腳接15V直流電，第八電阻R8一端接運算放大器U1的正電源端8腳，另一端接第二二極管D2的負極和光耦合器U2中發(fā)光二極管的正極，第二二極管D2的正極與運算放大器U1的輸出端1腳、光耦合器U2中發(fā)光二極管的負極連接；光耦合器U2中光敏三極管的兩端與第十二電容C12的兩端連接，第十二電容C12的兩端與第二變壓器T2的兩個同名端連接，第二變壓器T2的另外兩個接線端分別與第十電容C10的一端和第十一電容C11的一端連接，第十電容C10的另一端和第十一電容C11的另一端相連接，第十電容C10的一端和第十一電容C11的一端與第三插座J3的兩個接線端1腳和2腳連接，其中，第三插座用于關閉脈沖寬度調制PWM信號；第一插座J1接地的一端順序與第六電阻R6、第七電阻R7、第一電容C1連接，第一電容C1遠離第七電阻R7的一端與第一二極管D1負極連接，第一二極管D1正極接入第一電阻R1和第二電阻R2之間，第六電阻R6遠離第七電阻R7的一端和第一電容C1遠離第七電阻R7的一端分別與第一變壓器T1的兩個同名端連接，第一變壓器T1的另外兩個接線端兩端連接第二電容C2的兩端，第二電容C2的一端還連接第三電容C3的一端，第三電容C3另一端連接第四電容C4的一端，第四電容C4的另一端與第二電容C2的另一端連接，第三電容C3和第四電容C4之間引出的連接線接機殼，第三電容C3的一端引出為輸出端正極out+腳，第四電容C4的另一端引出為輸出端的負極out-腳，第二插座J2的三個接線端1腳、5腳和3腳分別接輸出端的正極、負極以及機殼，其中，第二插座J2用于接入電極短路檢測信號。

一次側整流濾波包括：經過空氣開關連接三相整流橋經過PTC緩啟動電路采用電解電容濾波，以及電解電容并聯放電電阻和均壓電阻得到平滑的直流電給逆變橋電路。主控制電路包括按照電流的流向的方向的順序連接：采用原邊電流峰值反饋，PWM脈沖調制電路，驅動信號放大電路，以及驅動隔離電路。主控制電路設計有電弧狀態(tài)識別電路，實現有電接觸仿觸點功能，采用前饋信號實現等離子狀態(tài)下，和電極短路保護電路。切割電流(含轉移弧)電流給定控制電路，動作時序要求：即只有電弧建立，切割電流才開始緩緩上升。大氣閥才開始送氣。電流給定控制電路手工焊電流是等離子切割機電流的4倍，等離子切割實際電流為80A/112V,手工焊電流為320A、32.8V，通過HCNR200線性光耦實現電流給定信號線性隔離，隔離后的電流給定信號為負信號。一次側整流濾波之后，得到平滑的540V直流電送到逆變橋逆變轉換成20KHZ的高頻電壓給主變壓器，主變壓器的次級為2組次級，一組為：手工電弧焊繞組，一組為等離子切割機繞組。在手工電弧焊狀態(tài)有仿觸點功能，在等離子狀態(tài)空載為封波，通過程序電路控制PWM信號。等離子的最小電流即為維弧電流＝18A，維弧電流為恒流，維弧電流不會隨切割電流上升而變大。當起弧后利用主弧檢測信號來關閉轉移弧交流接觸器。電流是緩緩上升，沒有沖擊。

電極短路保護電路的工作過程：

1，電極短路控制電路的工作過程，當J2插座在正常的情況下(電極沒有短路)，維弧是接控制板的地。R1，R2給UI運放的同相端3腳提供一個基準電壓。運放的3腳同向端高于2腳反向端。這個時候運放的輸出1腳為高電平。光耦的U2，第二腳為高。所以處于截止狀態(tài)。當電極短路后，維弧是接地，與OUT-短路后，通過二極管D1反串把R1與R2的串聯電壓拉低，這個時候運放U1的同向端為低電平。運放U1的反向端2腳還是高。所以運放的輸出端為低電平。光耦的U2的第二腳為低。光耦的U2導通，光耦U2的3腳接地，4腳直接拉低控制板的UC3846的第一腳電壓，讓PWM停止工作。從而達到保護的目的。