[发明专利]逆变交流波形控制方法及控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及电焊机控制领域，尤其是涉及一种逆变交流波形控制方法及控制电路。

背景技术

在铝及其合金的惰性气体钨极保护焊（TIG焊）当中，由于铝材表面会与空气中的氧气发生化学反应，生成氧化膜，这种氧化膜的熔点远高于铝材，如采用正极性接法的直流TIG焊，熔池表面被氧化膜覆盖，无法达到焊接工艺要求，焊接不能进行。而采用负极性接法时，钨棒为正极，电子由工件向钨极发射，有清理氧化膜的效果，但钨极烧损严重，且焊缝熔深不够，因此，必须采用交流电弧进行焊接，同时利用交流电弧的正负半波的不同作用，来达到提高钨极载流能力以获得较大熔深，同时又拥有足够的氧化膜清理能力，使焊接能正常进行。

交流电弧在电流换相时，电弧熄灭又重新引燃，为保证电弧稳定，需要很高的电流过零速度（大于100A/20us）,因此普遍采用的是交流方波电流进行焊接。然而，这种控制方法在中小焊接电流情况下焊接效果尚算良好，但在400-630A的大电流情况下，电弧噪声非常大，严重恶化焊工使用环境，焊工难以忍受。同时在大电流情况下的方波电流换相带来的高di/dt，会产生很高的电压尖峰，并且吸收这种尖峰很困难，这将严重威胁二次逆变电路的开关元件的安全，降低了整机的可靠性。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种逆变交流波形控制方法及控制电路。

其技术方案如下：

一种逆变交流波形控制方法，包括以下步骤：

生成波控脉冲信号与逆变触发信号，所述波控脉冲信号在相位上超前所述逆变触发信号；

判断给定电流的电流值I，当I＜I₁时，波控脉冲信号转换成第一尖峰脉冲信号，I₁为第一电流阈值；当I＞I₂时，波控脉冲信号转换成第二尖峰脉冲信号，I₂为第二电流阈值；

逆变触发信号触发对预输出电压进行逆变处理并输出逆变电压，当I＜I₁时，所述预输出电压为给定电压与第一尖峰脉冲信号的叠加值，当I＞I₂时，所述预输出电压为给定电压与第二尖峰脉冲信号的叠加值，当I₁＜I＜I₂时，所述预输出电压为给定电压。

给定电流值在不同范围状态下，波控脉冲信号转换为不同的尖峰脉冲信号，实现小电流和大电流状态下的不同波形控制效果，从而对预输出电压进行不同的处理。在小电流状态下，在换相前后提高电流，使电弧在一个较大的电流下换相，提高了电弧的稳定性。在大电流状态下，在换相电流变小，使得变化速率降低，从而降低电弧噪音及过压尖峰，从而分别对电流的大、中、小三段进行不同的处理。

进一步地，波控脉冲信号转换成第一尖峰脉冲信号以及波控脉冲信号转换成第二尖峰脉冲信号的方法包括以下步骤：

当I＜I₁时，波控脉冲信号与电流给定信号叠加后进行反相处理，再与电流给定信号进行误差放大处理，得到第一尖峰脉冲信号；

当I＞I₂时，波控脉冲信号进行误差放大处理得到第二尖峰脉冲信号。

由于当I＞I₂时，波控脉冲信号没有经过反相处理，因此在误差放大处理后得到的第二尖峰信号给定的是向下的尖峰信号，与第一尖峰信号给定的向上的尖峰信号相反。

进一步地，所述逆变触发信号的周期是波控脉冲信号的周期的两倍，所述逆变触发信号每半个周期换相一次，所述波控脉冲信号的脉冲宽度覆盖所述逆变触发信号的换相区间。因此在输出电压每次换相时，波控脉冲信号均可以对换相电压作出调整。

进一步地，逆变交流波形控制方法还包括步骤：

生成维弧脉冲信号，所述维弧脉冲信号在相位上与所述逆变触发信号同步；

维弧脉冲信号触发维弧电容充电，维弧电容在输出端生成维弧电压，用以改善小电流时的维护效果。

进一步地，所述维弧脉冲信号的周期与所述逆变触发信号的周期相等，所述维弧脉冲信号的脉冲宽度等于所述波控脉冲信号的脉冲宽度。

进一步地，生成所述波控脉冲信号、逆变触发信号以及维弧脉冲信号的方法包括以下步骤：

震荡信号的第一路经过稳态处理得到第一稳态信号，

震荡信号的第二路反相后经过稳态处理得到第二稳态信号；

第一稳态信号或第二稳态信号形成所述波控脉冲信号；

震荡信号的第三路经过移相处理得到逆变触发信号；