一種雙四igbt模塊工業(yè)級逆變手弧焊機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種雙四IGBT模塊逆變的、380V三相供電電源電壓下可進行手弧焊、鋼筋電渣壓力對焊、碳弧氣刨等作業(yè)的大電流工業(yè)級電焊機產(chǎn)品，屬于逆變焊機技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]目前，逆變焊機產(chǎn)品市場的競爭十分激烈，不僅體現(xiàn)在價格的競爭優(yōu)勢上，還在很大程度上取決于焊機的電路功能和可靠性等方面。
[0003]國內(nèi)外市場上，工業(yè)級IGBT逆變手弧焊機的額定電流通常在300?630A(負載持續(xù)率60%)的水平。供電電源都是三相380V供電的。大電流輸出的，如400?630A的焊機，利用不同直徑的碳棒，配合使用空壓機、碳弧氣刨鉗可進行碳弧氣刨作業(yè);500?630A的焊機，利用專用配套夾具等，可進行多種直徑的鋼筋電渣壓力對焊作業(yè)。
[0004]然而，此類焊機，不同的電路設(shè)計，控制原理不同，電路板連接的復(fù)雜程度不同，其產(chǎn)品的可靠性、生產(chǎn)工序和制作工藝等也會完全不同。這些都會影響產(chǎn)品的銷售和生產(chǎn)成本。例如市場上的一些此類焊機，有的產(chǎn)品是MOS管逆變的，有的產(chǎn)品是大電流(75A以上)二IGBT雙模塊逆變的，有的是IGBT單管逆變的。不管是哪一種類型，其電路原理圖可能不同，制造成本等也可能不同。如何解決大電流(如300?500A(負載持續(xù)率60%))輸出下，低成本的設(shè)計和產(chǎn)品可靠性問題，是研發(fā)人員面臨的技術(shù)難題。
[0005]針對此問題，本實用新型設(shè)計了新的焊機控制電路，可實現(xiàn)三相380V供電下雙IGBT模塊逆變輸出300?500A(負載持續(xù)率60%)電流，進行手工電弧焊作業(yè)的多種機型，400A和500A機型還可進行鋼筋電渣壓力對焊和碳弧氣刨作業(yè)。焊機具有低成本和高可靠性等優(yōu)點。本實用新型手弧焊機的電路原理設(shè)計有自己的獨特之處。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型焊機的目的在于提供一種雙四IGBT模塊工業(yè)級逆變手弧焊機，采用是雙四IGBT模塊逆變、380V三相供電電源電壓下可進行手弧焊、鋼筋電渣壓力對焊、碳弧氣刨等作業(yè)的大電流工業(yè)級電焊機產(chǎn)品。
[0007]為實現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種雙四IGBT模塊工業(yè)級逆變手弧焊機，包括外殼部分、前面板部分、后面板部分和內(nèi)部電路部分，其特征在于:內(nèi)部電路部分包括驅(qū)動線路板、輸出整流線路板、IGBT吸收線路板、IGBT模塊、中隔板或中擋板、風(fēng)扇線路板、濾波電容和控制線路板，各線路板之間電路連接;所述的IGBT吸收電路板元器件包括IR5?IR8、IC5?IC8，它們與逆變四IGBT模塊組成IGBT模塊1Q8的阻容吸收保護電路;每個IGBT模塊中有4個IGBT; IGBT模塊部分;IGBT模塊一共有兩個，相當于一共有8只IGBT。每個IGBT模塊分別與各自的輸入整流、濾波、吸收板、逆變主變壓器、快恢復(fù)輸出整流及保護電路，共同組成一個全橋逆變主電路。
[0009]所述的風(fēng)扇電路板包括二極管2D1?2D4、電容2R1、電阻2R2和電容2C1，風(fēng)扇電路板輸入端連接供電變壓器，風(fēng)扇電路板的輸出端為高速直流冷卻風(fēng)扇供電。
[0010]所述的外殼部分包括提手或手柄、機殼或機蓋、底板、底部支腳或鐵架。
[0011]所述的前面板部分包括數(shù)顯電流表、前面板擋板、電源指示燈、保護指示燈、電弧強/弱轉(zhuǎn)換開關(guān)或鈕子開關(guān)、焊接電流調(diào)節(jié)電位器、推力電流調(diào)節(jié)電位器，以及正、負極性輸出焊接電纜耦合器或輸出快速接頭座組件。
[0012]所述的后面板部分包括三相供電電源電纜連接端子及其蓋子、電源三相空氣開關(guān)及其支架、三相輸入電源線固定架、接地保護端子、冷卻風(fēng)扇及其防護網(wǎng)罩。
[0013]本實用新型焊機前面板上安裝的零部件主要有:數(shù)顯電流表，可顯示電流。還有前面板擋板、電源指示燈(綠燈)、保護指示燈(黃燈)、電弧強/弱轉(zhuǎn)換開關(guān)或鈕子開關(guān)、焊接電流調(diào)節(jié)電位器、推力電流調(diào)節(jié)電位器，以及正、負極性輸出焊接電纜耦合器或輸出快速接頭座組件(黑色代表負極;紅色代表正極)。正、負極的輸出電纜耦合器或輸出快速接頭座組件用于分別連接電焊鉗焊接電纜和工件夾焊接電纜。連接時的極性(即工件接正還是接負極性輸出)可根據(jù)電焊條的種類或焊接工藝的要求決定。(過流或過熱)保護指示燈(黃色)用于指示過熱或過流狀態(tài)是否發(fā)生。例如，當內(nèi)部器件溫度過高，超過溫度繼電器的動作溫度時，在控制電路的作用下，一方面可使該指示燈點亮。另一方面，可使焊機停止焊接或輸出。在焊機不輸出的情況下，風(fēng)機的冷卻作用會使器件的溫度降低。當降低到熱保護器的恢復(fù)動作溫度時，熱保護器恢復(fù)，焊機過熱現(xiàn)象消除。該指示燈熄滅。焊機可再次進行焊接;當控制電路發(fā)生過流現(xiàn)象時，該指示燈也會點亮?？刂齐娐肥购笝C停止焊接或輸出。直到過流現(xiàn)象消除，該指示燈熄滅。焊機方可再次進行焊接。
[0014]本實用新型焊機設(shè)計了新的控制電路，可實現(xiàn)三相380V供電下雙IGBT模塊逆變輸出300?500A(負載持續(xù)率60%)電流，進行手工電弧焊作業(yè)的多種機型，400A和500A機型還可進行鋼筋電渣壓力對焊和碳弧氣刨作業(yè)。利用本實用新型，通過一些參數(shù)、零部件和電路部分的調(diào)整，可形成不同額定電流和負載持續(xù)率的產(chǎn)品。例如，I)對300A?400A(負載持續(xù)率60%)電流機型，調(diào)整逆變主變壓器、輸出電抗器、散熱器、快恢復(fù)二極管、IGBT型號等，即可實現(xiàn)。調(diào)整的目的是優(yōu)化產(chǎn)品制作成本，使產(chǎn)品的制作成本與相應(yīng)機器的規(guī)格參數(shù)和性能指標相匹配，提升產(chǎn)品競爭力。2)采用單四IGBT模塊逆變控制，可制成單相220V供電的250A/200A焊機。通過調(diào)整，形成更多系列化的產(chǎn)品，擴大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。這就提升了所開發(fā)產(chǎn)品的市場競爭力。其良好的電路及其結(jié)構(gòu)設(shè)計也是本實用新型的優(yōu)勢所在，也是滿足高效和低成本生產(chǎn)、高可靠性、制造技術(shù)先進性的重要保障。本實用新型焊機的電路原理設(shè)計有自己的獨特之處。本實用新型專利申請保護的內(nèi)容就在于保護這種焊機的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計。
【附圖說明】
[0015]附圖1是本實用新型示例焊機的爆炸圖；
[0016]附圖2是本實用新型焊機的電路原理框圖；
[0017]附圖3是本實用新型焊機的控制板電路原理圖；
[0018]附圖4是本實用新型焊機的輸出整流電路板元器件布局圖；
[0019]附圖5是本實用新型焊機的吸收電路板元器件布局圖；
[0020]附圖6是本實用新型焊機的風(fēng)扇電路板元器件布局圖；[0021 ]附圖7是本實用新型焊機驅(qū)動電路板元器件布局圖；
[0022]1、F型手柄;2、機蓋;3、三相輸入端子蓋子;4、三相輸入端子;5、風(fēng)機網(wǎng)罩;6、風(fēng)機；
7、輸入電源線固定架;8、后面板;9、三相空氣開關(guān)；10、三相空氣開關(guān)固定架；11、驅(qū)動線路板絕緣板；12、驅(qū)動線路板；13、吸收電容；14、黑色固定架；15、IGBT模塊散熱片；16、IGBT模塊散熱片固定架；17、鋁連接片；18、快恢二極管散熱片；19、磁環(huán);20、整流線路板;21、整流線路板;22、吸收線路板;23、IGBT模塊;24、中擋板;25、風(fēng)扇線路板;26、濾波電容；27、三相整流橋堆；28、控制線路板;29、控制線路板固定架;30、三相整流橋堆散熱片；31、銅連接件一;32、銅連接件二; 33、變壓器;34、底板;35、底部鐵架;36、分流器;37、銅連接件三;38、前面板;39、黑色快速接頭;40、紅色快速接頭;41、前面板擋板;42、電位器;43、鈕子開關(guān);44、電位器;45、黃燈;46、電流表;47、綠燈。
【具體實施方式】
[0023]如圖1-7所示，一種雙四IGBT模塊工業(yè)級逆變手弧焊機，包括外殼部分、前面板部分、后面板部分和內(nèi)部電路部分，其特征在于