[实用新型]一种IGBT单管单端正激逆变手工电弧焊机的结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种IGBT单管单端正激逆变手工电弧焊机的结构，属于逆变焊机 技术领域。

技术背景

手工电弧焊机的销售量很大，应用范围较广。然而，此类焊机，不同的电路、电路板 和整机结构设计，控制原理和方式不同，电路板和整机的布局和连接方式，或者连接的复杂 程度不同，其产品生产的工序和制作工艺等也会完全不同。这些都会影响产品的性能、可靠 性、生产效率和运输成本等，最终影响产品的市场竞争力。

目前，国内外市场上，小型MOS管、IGBT管逆变式手工电弧焊机的额定电流通常在 80~200A（负载持续率100~20%）的水平。对此类焊机产品来说，在低成本下，如果设计不好， 会出现如下一些问题：1）抗网压波动能力差。例如，当供电电网的输入电源电压较低，如 180VAC以下时，即使是采用较细的电焊条，焊机也无法进行正常焊接。这就使焊机的应用范 围受到了一定的限制；2）负载持续率低，有的焊机只能达到10～25%。原因：焊机冷却风扇的 配置、关键器件（如IGBT及其散热器、快恢复二极管及其散热器、主变压器等）的冷却风道设 计不合理。这会导致焊机工作的负载持续率降低，即可焊接的时间较短。问题严重的，还会 导致IGBT或快恢复二极管炸管或损坏、逆变变压器烧坏；3）防尘性能不好，导致焊机工作可 靠性降低。逆变焊机长期使用后，工作现场的一些含导电性金属粉尘会吸附到IGBT管等器 件引脚之间、控制电路板上，导致爬电距离减小、器件和控制电路失效；4）拉弧性能不好，容 易断弧。小型逆变焊机，往往是一些非专业的人员操作设备。这些人员没有受过焊接操作培 训，其操作手法容易出现电弧长度忽长忽短现象，使电弧不稳定，甚至经常断弧。如果电焊 机的控制电路和性能不好，电弧长度稍微拉长一些，例如3~5mm，就会导致电弧熄灭，焊接过 程中断。在供电电源电压降低时，这种现象会更加明显。因此，如何在低成本的前提下，解决 好上述问题，开发出结构和性能好、可靠性高的焊机，是本实用新型解决的问题和目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提一种IGBT单管单端正激逆变手工电弧焊机的结构，通过 IGBT管采用管脚护套和数显电路板和功率板放入各自护盖中并浇注环氧灌封料两种方式 来解决防尘性能问题，可避免逆变焊机长期使用后工作现场的一些含导电性金属粉尘吸附 到IGBT管等器件引脚之间、控制电路板上，不会导致爬电距离减小，器件和控制电路不容易 失效，这就一定程度上提高了焊机工作可靠性；通过配置大风量、高速直流冷却风机，利用 大控制电路板、IGBT散热器和快恢复二极管散热器之间构成的良好风道，来改善发热主功 率关键零部件的冷却效率，提高了大电流输出时的负载持续率，解决了焊接时间短的问题， 同时，有效降低了IGBT或快恢复二极管、逆变变压器的故障率；通过采用新型控制电路的设 计来解决“抗网压波动能力差”和“拉弧性能不好易断弧”问题。

为实现上述目的采用以下技术方案：

一种IGBT单管单端正激逆变手工电弧焊机的结构，包括壳体部分、前面板部分、后 面板部分和内部的电路部分，其特征在于：内部的电路部分包括有包括整流桥、整流桥和 IGBT管1、快恢复二极管I的散热器II、功率板、输出整流电路板、快恢复二极管组的散热器 I、控制板、IGBT管2的散热器III、快恢复二极管II、逆变主变压器、输出连接件、功率板的护 盖和绝缘隔板,整流桥、IGBT管1和快恢复二极管I分别通过各自的螺丝固定在散热器II 上，之后，该散热器II通过螺丝固定在功率板上，IGBT管2和快恢复二极管II的散热器III通 过两个螺丝固定在功率板上，绝缘隔板通过螺丝固定在散热器II上；输出整流电路板的散 热器I通过螺丝固定在绝缘隔板上，输出整流电路板则通过螺丝固定在散热器I上，通过上 述组装连接方式使逆变焊机的主要零部件构成一个整体，这样就在功率板、IGBT散热器和 输出整流电路板的散热器之间构成风道；功率板上的还设有滤波电解电容、驱动变压器、开 关电源变压器。

所述的IGBT管的管脚都采用管脚护套套入后，再把IGBT焊接到功率板上，所述的 功率板和控制板放入一个护盖中，并浇注环氧灌封料。

所述的的功率板的电路包括开关电源电路、IGBT驱动控制电路和单端正激逆变电 路，开关电源电路主要由开关电源变压器、稳压管、快速二极管、开关电源控制芯片 TOP264VG，以及它们周围的电阻、电容组成，供给其它的控制电路等带电工作。