[实用新型]一种双逆变式大功率IGBT方波交直流氩弧焊电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及氩弧焊电源技术领域，特别涉及一种双逆变式大功率IGBT方波交直流氩弧焊电源。 

背景技术

目前，在氩弧焊电源领域，国内外传统的交、直流氩弧焊电源主要有：(1)以弧焊变压器和硅整流器组成，并通过变换输出正弦交流或直流电供氩弧焊使用；(2)以硅整流器和晶闸管整流器输出直流，并在直流输出端再加整流桥，通过整流桥串有电抗器的对角线输出近似的方波交流等种类。(3)以整流器和IGBT逆变式全桥电路输出较好的方波交流或直流等弧焊电源种类。一般来说，整流式电源工作相对可靠，技术上也比较成熟，但设备体积大、笨重、能耗高、效率低，而且由于其结构和控制方式原因，动静态特性方面不够理想，只能获得近似的方波交流，存在过零点不够快、电弧稳定性欠佳、可控参数少、不灵活等缺点。以整流器和IGBT逆变式全桥电路虽能输出较好的方波交流、直流弧焊电源，节能效果好，可控参数多，但目前通常只能输出500A～630A以下的电流，不能满足厚大工件或高速高效TIG的氩弧焊、埋弧焊等工艺，氩弧焊、埋弧焊等工艺一般需要1000A～1250A的大功率电流，目前一般采用的方法是采用多台设备并联使用，而采用多台设备并联，不仅成本高，而且存在占地大操作使用不方便等诸多问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构较为紧凑、能满足多种厚度工件焊接的双逆变式大功率IGBT方波交直流氩弧焊电源。 

本实用新型的技术方案为：一种双逆变式大功率IGBT方波交直流氩弧焊电源，包括机箱和内置电路系统，所述内置电路系统包括并联设置的两个双逆变电路，两个双逆变电路之间通过协同控制模块连接； 

任一双逆变电路包括双逆变主电路单元和主电路控制单元； 

(1)双逆变主电路单元包括依次连接的以下各模块： 

整流滤波模块，用于将来自三相工频交流电源的交流电转换为平滑的直流电； 

一次中频逆变模块，通过控制其内部IGBT的开关与周期，将整流滤波模块输出的直流电进行转换，提供20～30KHz的中频高压电； 

功率变压模块，用于将一次中频逆变模块提供的中频高压电转换成符合焊接工艺要求的大电流低电压中频交流电； 

中频整流平滑模块，用于将大电流低电压中交流电转换为平滑的大电流低电压中频直流电； 

二次逆变模块，通过控制其内部IGBT的开关与周期，将中频整流平滑模块输出的大电流低电压中频直流电进行转换，输出方波交流电； 

整流滤波模块的输入端与三相工频交流电源连接，两个双逆变电路的二次逆变模块并联后其输出端外接电弧负载； 

(2)主电路控制单元包括以下模块： 

电流电压检测模块，用于检测双逆变主电路单元向电弧负载输出的电流值和电压值，得到各项参数的检测值； 

焊接参数给定模块，用于设定电弧负载所需电流电压的额定值，得到各项参数的设定值； 

比较器，用于比较电弧负载电流电压各项参数的检测值和设定值，并将比较结果送至单片机控制模块； 

单片机控制模块，用于计算来自比较器的比较结果，产生两路信号，并分别将这两路信号输送给一次中频逆变脉宽调制模块和二次逆变脉宽调制模块； 

一次中频逆变脉宽调制模块，根据单片机控制模块设定的算法发来的一路信号，产生两路PWM信号，并通过一次中频逆变驱动模块进行放大和隔离； 

一次中频逆变驱动模块，用于驱动一次中频逆变模块中IGBT的开关与周期； 

二次逆变脉宽调制模块，根据单片机控制模块的另一路信号，产生两路PWM信号，并通过二次逆变驱动模块进行放大和隔离； 

二次逆变驱动模块，用于驱动二次逆变模块中IGBT的开关与周期； 

其中，电流电压检测模块的输入端与电弧负载连接，电流电压检测模块的输出端与比较器的输入端连接；焊接参数给定模块与比较器的另一输入端连接，比较器的输出端与单片机控制模块连接；单片机控制模块的输出端分别与一次中频逆变脉宽调制模块、二次逆变脉宽调制模块连接；一次中频逆变脉宽 调制模块的输出端与一次中频逆变驱动模块连接，一次中频逆变驱动模块的输出端与一次中频逆变模块连接；二次逆变脉宽调制模块的输出端与二次逆变驱动模块连接，二次逆变驱动模块的输出端与二次逆变模块连接； 

两个双逆变电路的单片机控制模块通过协同控制模块连接。