本發(fā)明涉及焊接設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種逆變焊機故障檢測裝置。

背景技術(shù)：

逆變焊機是一種采用逆變技術(shù)的弧焊電源，其工作過程是將三相或單相50Hz工頻交流電整流、濾波后得到一個較平滑的直流電，由IGBT管組成的逆變電路將該直流電變?yōu)?5～100kHz的交流電，經(jīng)中頻主變壓器降壓后，再次整流濾波獲得平穩(wěn)的直流輸出焊接電流或再次逆變輸出所需頻率的交流電。

逆變焊機一般包括整流橋、濾波電容、逆變電路、高頻變壓器、快恢復(fù)整流二極管、電抗器、控制電路板和電路板供電電源等結(jié)構(gòu)。其中濾波電容一般采用多個電解電容并聯(lián)，這些電容經(jīng)常焊在一塊電路板上，稱為電容板。逆變電路部分包括多個分立的單管IGBT器件，這些IGBT管經(jīng)常焊接在一塊電路板上，稱為IGBT板。焊機的保護信號電路、報警信號電路、IGBT驅(qū)動信號電路等一般集成在一塊電路板上，稱為控制電路板。

逆變焊機本質(zhì)上是一種輸出特性十分特殊的開關(guān)電源，輸出功率大，工作環(huán)境復(fù)雜，所以逆變焊機的部件在使用中是比較容易損壞的，特別是電容板、快恢復(fù)二極管、IGBT板和控制電路板。因此，在實際的勞動生產(chǎn)中，工人常常需要面對逆變焊機的維修問題。目前，工人一般采用電阻法、電壓法、替換法和波形判斷法分析逆變焊機的故障。這些故障檢測方法不僅效率低下，而且要求工人具備較高的電學(xué)知識和專業(yè)技能，很多逆變焊機的用戶自身是不具備這些條件的，必須由逆變焊機生產(chǎn)廠家提供售后維修服務(wù)，這極大的增加了廠家的經(jīng)營成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種方便簡單的逆變焊機故障檢測裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種逆變焊機故障檢測裝置，包括：

中央處理器，中央處理器內(nèi)安裝有逆變焊機故障檢測軟件；

可調(diào)壓電源，可調(diào)壓電源為逆變焊機供電，可調(diào)壓電源的輸出電壓由中央處理器控制；

第一電流采樣電路，第一電流采樣電路采集可調(diào)壓電源的反饋電流并將采集結(jié)果傳遞至中央處理器；

負載電阻；

負載選擇電路，負載電阻通過負載選擇電路連接至逆變焊機的負載端，中央處理器通過負載選擇電路控制負載電阻是否接入逆變焊機的負載端；

第一電壓采樣電路，第一電壓采樣電路采集負載電阻的電壓并將采集結(jié)果傳遞至中央處理器。

進一步的，該故障檢測裝置還包括：第二電壓采樣電路，第二電壓采樣電路采集逆變焊機電容板的輸出電壓并將采集結(jié)果傳遞至中央處理器。

進一步的，該故障檢測裝置還包括：直流電源負載，直流電源負載具有限流功能，直流電源負載通過負載選擇電路連接至逆變焊機的負載端，中央處理器通過負載選擇電路控制直流電源負載是否接入逆變焊機的負載端；

第二電流采樣電路，第二電流采樣電路采集直流電源負載的反饋電流并將采集結(jié)果傳遞至中央處理器。

進一步的，該故障檢測裝置還包括：IGBT驅(qū)動信號發(fā)生電路，IGBT驅(qū)動信號發(fā)生電路由中央處理器控制，IGBT驅(qū)動信號發(fā)生電路連接逆變焊機的IGBT門極；

第三電流采樣電路，第三電流采樣電路采集IGBT門極輸出的驅(qū)動信號電流并將采集結(jié)果傳遞至中央處理器。

進一步的，該故障檢測裝置還包括：觸摸屏，觸摸屏與中央處理器連接，觸摸屏用于人機交互，工人在連接好故障檢測裝置之后，通過觸摸屏輸入相關(guān)參數(shù)，如焊機型號、檢測類型等；中央處理器在得出相應(yīng)的故障結(jié)論之后，將相應(yīng)的故障結(jié)果通過觸摸屏予以顯示，在必要的情況下，檢測裝置的軟件內(nèi)部也可以預(yù)存一些維修建議，中央處理器可以將故障結(jié)果和對應(yīng)的維修建議通過觸摸屏一并予以顯示。

進一步的，所述故障檢測軟件包括：

整機檢測模塊，中央處理器控制可調(diào)壓電源的輸出電壓由低電壓逐漸增加至高電壓，所述低電壓和高電壓的具體數(shù)值由待檢測逆變焊機的具體型號確定，焊機的負載端為空載；中央處理器將第一電流采樣電路采集的可調(diào)壓電源的反饋電流與第一預(yù)設(shè)值進行比對，如果可調(diào)壓電源的反饋電流超過第一預(yù)設(shè)值，則判定逆變焊機故障，且故障類型為電容板損壞或IGBT板損壞；如果可調(diào)壓電源的反饋電流不超過第一預(yù)設(shè)值，中央處理機通過負載選擇電路將負載電阻接入焊機的負載端，中央處理器將第一電壓采樣電路采集的負載電阻的電壓與第二預(yù)設(shè)值進行比對，如果負載電阻的電壓低于第二預(yù)設(shè)值且大于零，則判定逆變焊機故障，故障類型為IGBT板損壞或快恢復(fù)二極管損壞，如果負載電阻的電壓不低于第二預(yù)設(shè)值，則判定逆變焊機無故障；

電容板檢測模塊，中央處理器控制可調(diào)壓電源的輸出電壓由低電壓逐漸增加至高電壓，所述低電壓和高電壓的具體數(shù)值由待檢測逆變焊機的具體型號確定，焊機的負載端為空載；中央處理器將第一電流采樣電路采集的可調(diào)壓電源的反饋電流與第三預(yù)設(shè)值比對，中央處理器將第二電壓采樣電路采集的電容板輸出電壓與第四預(yù)設(shè)值比對，如果可調(diào)壓電源的反饋電流小于第三預(yù)設(shè)值或者電容板輸出電壓小于第四預(yù)設(shè)值，則判定逆變焊機故障，故障類型為電容板損壞；

快恢復(fù)二極管檢測模塊，中央處理器斷開可調(diào)壓電源，中央處理器通過負載選擇電路將直流電源負載接入逆變焊機的負載端，中央處理器將第二電流采樣電路采集的直流電源負載的反饋電流與第五預(yù)設(shè)值進行比對，如果直流電源負載的反饋電流大于第五預(yù)設(shè)值，則判定逆變焊機故障，故障類型為快恢復(fù)二極管短路；

IGBT板檢測模塊，中央處理器斷開可調(diào)壓電源，焊機的負載端為空載；中央處理器控制IGBT驅(qū)動信號發(fā)生電路產(chǎn)生驅(qū)動信號，中央處理器將第三電流采樣電路采集的IGBT門極輸出的驅(qū)動信號電流與第六預(yù)設(shè)值進行比對，如果IGBT門極輸出的驅(qū)動信號電流大于第六預(yù)設(shè)值，則判定逆變焊機故障，故障類型為IGBT門極損壞；如果IGBT門極輸出的驅(qū)動信號電流不大于第六預(yù)設(shè)值，中央處理器通過負載選擇電路將負載電阻接入逆變焊機的負載端，中央處理器控制可調(diào)壓電源的輸出電壓由低電壓逐漸增加至高電壓，所述低電壓和高電壓的具體數(shù)值由待檢測逆變焊機的具體型號確定，中央處理器將第一電流采樣電路采集的可調(diào)壓電源的反饋電流與第一預(yù)設(shè)范圍比對，中央處理器將第一電壓采樣電路采集的負載電阻的電壓與第二預(yù)設(shè)范圍比對，如果可調(diào)壓電源的反饋電流不在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)或者負載電阻的電壓不在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則判定逆變焊機故障，故障類型為IGBT損壞；

控制電路板檢測模塊，如果整機檢測模塊中測量的負載電阻兩端電壓為零并且電容板檢測模塊、快恢復(fù)二極管檢測模塊和IGBT板檢測模塊的檢測結(jié)果均正常，則判定逆變焊機故障，故障類型為控制電路板損壞。

有益效果：本發(fā)明的逆變焊機故障檢測裝置對待檢測的逆變焊機施加一個近似工作狀態(tài)的電氣條件，然后通過多個采樣電路測量逆變焊機的電壓和電流值，中央處理器將測量得到的各類電壓值和電流值與預(yù)設(shè)值或者預(yù)設(shè)范圍進行比對，通過比對結(jié)果得出焊機的具體故障類型，最后經(jīng)過觸摸屏顯示焊機的故障原因并給出相應(yīng)的維修建議，極大的簡化了逆變焊機的維修過程，降低了對維修人員的專業(yè)技能的要求。

附圖說明

圖1是實施例1逆變焊機故障檢測裝置工作原理框圖。

圖2是實施例1可調(diào)壓電源電路圖。

圖3是實施例1第一電流采樣電路的電路圖。

圖4是實施例1負載選擇電路的電路圖。

圖5是實施例1第二電壓采樣電路的電路圖。

圖6是實施例1IGBT驅(qū)動信號發(fā)生電路的電路圖。

圖7是實施例1IGBT驅(qū)動信號放大電路的電路圖。

圖8是實施例1逆變焊機故障檢測軟件的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例1

如圖1所示，本實施例的逆變焊機故障檢測裝置包括：

中央處理器，中央處理器內(nèi)安裝有逆變焊機故障檢測軟件，本實施例中央處理器采用TMS320F2812作為控制芯片，選用CCS3.3版本的集成開發(fā)環(huán)境，采用C語言編程故障檢測軟件；

可調(diào)壓電源，可調(diào)壓電源為逆變焊機供電，可調(diào)壓電源的電路圖如圖2所示，可調(diào)壓電源包括帶有多路抽頭的功率變壓器，輸出電壓包括0V、30V、90V、150V、220V和380V，中央處理器控制相應(yīng)的繼電器以實現(xiàn)不同的電壓輸出；

第一電流采樣電路，第一電流采樣電路采集可調(diào)壓電源的反饋電流并將采集結(jié)果傳遞至中央處理器；第一電流采樣電路的電路圖如圖3所示，SEN3為霍爾電流傳感器，電流傳感器采集的電流信號經(jīng)過集成電路U11、U12以及其他阻容元件組成精密整流電路和差分電路處理后傳遞至中央處理器；

多路負載電阻；

負載選擇電路，負載電阻通過負載選擇電路連接至逆變焊機的負載端，中央處理器通過負載選擇電路控制負載電阻是否接入逆變焊機的負載端，中央處理器通過負載選擇電路控制任意一路負載電阻接入逆變焊機的負載端；負載選擇電路的電路圖如圖4所示，其中XS3連接多路負載電阻，XS4連接逆變焊機的負載端，XS10連接變壓器；

第一電壓采樣電路，第一電壓采樣電路采集負載電阻的電壓并將采集結(jié)果傳遞至中央處理器；

第二電壓采樣電路，第二電壓采樣電路采集逆變焊機電容板的輸出電壓并將采集結(jié)果傳遞至中央處理器，第二電壓采樣電路的電路圖如圖5所示；

直流電源負載，直流電源負載具有限流功能，直流電源負載通過負載選擇電路連接至逆變焊機的負載端，中央處理器通過負載選擇電路控制直流電源負載是否接入逆變焊機的負載端；如圖4所示，XS10連接的變壓器和V25～V28等構(gòu)成的橋式整流濾波電路共同組成直流電源負載；

第二電流采樣電路，第二電流采樣電路采集直流電源負載的反饋電流并將采集結(jié)果傳遞至中央處理器；

IGBT驅(qū)動信號發(fā)生電路，IGBT驅(qū)動信號發(fā)生電路由中央處理器控制，IGBT驅(qū)動信號發(fā)生電路連接逆變焊機的IGBT門極；圖6和圖7分別為IGBT驅(qū)動信號發(fā)生電路和放大電路，圖6中的U7產(chǎn)生信號，圖7中的MOS管Q5、Q6、Q10和Q12放大信號，T9隔離輸出信號；

第三電流采樣電路，第三電流采樣電路采集IGBT門極輸出的驅(qū)動信號電流并將采集結(jié)果傳遞至中央處理器；

觸摸屏，觸摸屏與中央處理器連接，觸摸屏用于人機交互，觸摸屏與中央處理器的通信采用RS-485，通信協(xié)議采用MODBUS RTU格式，通信速率9600Bit/s。

本實施例的逆變焊機故障檢測軟件流程如圖8所示，檢測軟件包括：

整機檢測模塊，中央處理器控制可調(diào)壓電源的輸出電壓由低電壓逐漸增加至高電壓，所述低電壓和高電壓的具體數(shù)值由待檢測逆變焊機的具體型號確定，焊機的負載端為空載；中央處理器將第一電流采樣電路采集的可調(diào)壓電源的反饋電流與第一預(yù)設(shè)值進行比對，如果可調(diào)壓電源的反饋電流超過第一預(yù)設(shè)值，則判定逆變焊機故障，且故障類型為電容板損壞或IGBT板損壞；如果可調(diào)壓電源的反饋電流不超過第一預(yù)設(shè)值，中央處理機通過負載選擇電路將負載電阻接入焊機的負載端，中央處理器將第一電壓采樣電路采集的負載電阻的電壓與第二預(yù)設(shè)值進行比對，如果負載電阻的電壓低于第二預(yù)設(shè)值且大于零，則判定逆變焊機故障，故障類型為IGBT板損壞或快恢復(fù)二極管損壞，如果負載電阻的電壓不低于第二預(yù)設(shè)值，則判定逆變焊機無故障；

電容板檢測模塊，中央處理器控制可調(diào)壓電源的輸出電壓由低電壓逐漸增加至高電壓，所述低電壓和高電壓的具體數(shù)值由待檢測逆變焊機的具體型號確定，焊機的負載端為空載；中央處理器將第一電流采樣電路采集的可調(diào)壓電源的反饋電流與第三預(yù)設(shè)值比對，中央處理器將第二電壓采樣電路采集的電容板輸出電壓與第四預(yù)設(shè)值比對，如果可調(diào)壓電源的反饋電流小于第三預(yù)設(shè)值或者電容板輸出電壓小于第四預(yù)設(shè)值，則判定逆變焊機故障，故障類型為電容板損壞；

快恢復(fù)二極管檢測模塊，中央處理器斷開可調(diào)壓電源，中央處理器通過負載選擇電路將直流電源負載接入逆變焊機的負載端，中央處理器將第二電流采樣電路采集的直流電源負載的反饋電流與第五預(yù)設(shè)值進行比對，如果直流電源負載的反饋電流大于第五預(yù)設(shè)值，則判定逆變焊機故障，故障類型為快恢復(fù)二極管短路；

IGBT板檢測模塊，中央處理器斷開可調(diào)壓電源，焊機的負載端為空載；中央處理器控制IGBT驅(qū)動信號發(fā)生電路產(chǎn)生驅(qū)動信號，中央處理器將第三電流采樣電路采集的IGBT門極輸出的驅(qū)動信號電流與第六預(yù)設(shè)值進行比對，如果IGBT門極輸出的驅(qū)動信號電流大于第六預(yù)設(shè)值，則判定逆變焊機故障，故障類型為IGBT門極損壞；如果IGBT門極輸出的驅(qū)動信號電流不大于第六預(yù)設(shè)值，中央處理器通過負載選擇電路將負載電阻接入逆變焊機的負載端，中央處理器控制可調(diào)壓電源的輸出電壓由低電壓逐漸增加至高電壓，所述低電壓和高電壓的具體數(shù)值由待檢測逆變焊機的具體型號確定，中央處理器將第一電流采樣電路采集的可調(diào)壓電源的反饋電流與第一預(yù)設(shè)范圍比對，中央處理器將第一電壓采樣電路采集的負載電阻的電壓與第二預(yù)設(shè)范圍比對，如果可調(diào)壓電源的反饋電流不在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)或者負載電阻的電壓不在第二預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則判定逆變焊機故障，故障類型為IGBT損壞；

控制電路板檢測模塊，如果整機檢測模塊中測量的負載電阻兩端電壓為零并且電容板檢測模塊、快恢復(fù)二極管檢測模塊和IGBT板檢測模塊的檢測結(jié)果均正常，則判定逆變焊機故障，故障類型為控制電路板損壞。

本實施例的焊機故障檢測裝置為全自動化設(shè)備，用戶只需要將檢測設(shè)備與待檢測焊機連接后，通過觸摸屏選擇焊機類型，檢測設(shè)備自動依據(jù)程序進行執(zhí)行，直到得出焊機的故障類型或者焊機無故障的結(jié)論為止，檢測設(shè)備將最終的檢測結(jié)果通過觸摸屏予以顯示。相應(yīng)的，本實施例也可以在程序中預(yù)存各種不同焊機故障的維修建議，在顯示檢測結(jié)果的同時一并給出維修建議。在采用了本實施例的逆變焊機故障檢測裝置之后，用戶在不具備逆變焊機專業(yè)知識的情況下也能方便快捷的檢修焊機，避免焊機故障影響勞動生產(chǎn)。

雖然說明書中對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但這些實施方式只是作為提示，不應(yīng)限定本發(fā)明的保護范圍。在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進行各種省略、置換和變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。