[实用新型]全数字逆变式熔化极脉冲气体保护焊机

说明书

技术领域

本实用新型涉及逆变式熔化极脉冲气体保护焊机，该熔化极脉冲气体保护焊机主要应用于各类金属材料的高速、高质量半自动或全自动焊接。

背景技术

逆变技术在弧焊电源中的应用已十分普遍，现今主流的熔化极脉冲气体保护焊机也多采用逆变方式。如图1所示，按电气功能分类，可将逆变式熔化极脉冲气体保护焊机划分为三个系统：功率系统100、馈丝系统500和控制系统200。逆变式熔化极脉冲气体保护焊机即是在控制系统的有效监视和有序控制下使功率系统与馈丝系统协调运转，将电网高压正旋交流电转换成低压脉动直流电并最终通过焊接回路完成电能到热能的转换。

功率系统100通常包括一次整流滤波、一次逆变、主变压器、二次整流滤波、输出回路等五个部分；馈丝系统500通常包括送丝机电源和送丝机电机等两个部分。控制系统200通常包括辅助电源、网压检测、原边电流反馈、焊接电流反馈、电弧电压反馈、功率单元的温度反馈、送丝速度反馈、电机电流反馈、焊矩开关状态检测、冷却单元控制及驱动、保护气体通断控制及驱动、一次逆变驱动、馈丝系统驱动、定时器、时序控制逻辑、波形发生、电压环、电流环、信号调理、误差计算、比例积分运算、功率系统PWM、馈丝系统PWM、人机交互界面220(包括键盘、开关、调节旋钮、电位器等及LED指示灯、指针式表头、数字表头、LED数码管、LED表头、LCD显示器及其它类似部件)等二十四个部分。

如图2所示，普通逆变式熔化极脉冲气体保护焊机的控制系统200的核心功能单元210，包括电压环、电流环、信号调理、误差计算、定时器、时序控制逻辑、波形发生、比例积分运算、功率系统PWM、馈丝系统PWM等十个部分。

为了提高性能，有的逆变式熔化极脉冲气体保护焊机的控制系统200的核心功能往往采用半数字式或有限可编程式。如图3所示，半数字式逆变式熔化极脉冲气体保护焊机的控制系统200的核心功能单元210，由微控制器或单片机(MCU)230完成定时器、时序控制逻辑、电压环、波形发生等单元的功能，由模拟电路、模数混合电路和专用PWM电路(图中没有显示)完成信号调理、误差计算、电流环、比例积分运算、功率系统PWM、馈丝系统PWM等单元的功能。两种焊机程度不同的存在如下主要问题：系统响应速度慢、一致性较差、可靠性较差、稳定性较差、输出特性单调、功能较少较难拓展，无法满足高端或特殊用户的使用需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种能够提高可靠性、一致性和稳定性的且能大量减少元器件用量从而降低生产成本的全数字逆变式熔化极脉冲气体保护焊机。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种全数字逆变式熔化极脉冲气体保护焊机，包括：

功率系统，具有一次整流滤波、一次逆变、主变压器、二次整流滤波、二次逆变、输出回路，及

馈丝系统，具有送丝机电源及送丝机电机，

响应于一个控制信号，功率系统与馈丝系统协调运转，将电网高压正旋交流电转换成低压脉动直流电，通过焊接回路完成电能到热能的转换；和

控制系统，监视和控制功率系统与馈丝系统，具有辅助电源、网压检测、原边电流反馈、焊接电流反馈、电弧电压反馈、功率单元的温度反馈、送丝速度反馈、电机电流反馈、焊矩开关状态检测、冷却单元控制及驱动、保护气体通断控制及驱动、一次逆变驱动、馈丝系统驱动、人机交互界面，以及包含电压环、电流环、信号调理、误差计算、定时器、时序控制逻辑、波形发生、比例积分运算、功率系统PWM、馈丝系统PWM的核心功能单元；

其特征在于，所述控制系统的核心功能单元是数字信号控制器(DSC)或者数字信号处理器(DSP)。

作为优选，所述的数字信号控制器(DSC)的型号为TMS320F28x，该TMS320F28x包括：

C28×32位CPU(DSC)，用于数据的存取、运算、管理和输入/输出的控制；

外设总线，CPU通过外部总线连接且管理外部设备；

中断管理单元，对外设总线所挂接的外部设备产生的瞬变事件作出高速响应处理；

存储器总线，其连接CPU及闪烁存储器(FLASH)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)。

作为优选，，所述C28×32位CPU(DSC)包括：

32x32乘法器，进行数据运算；

读-修改-写算术逻辑单元(R-M-W ALU)；

32位浮点单元，通过CPU内部总线或/和存储器总线及外设总线实现数据的传递；

32位定时器；