一种交直流复合弧焊电源及焊接系统的制作方法

1.本实用新型涉及焊接电源技术领域，具体涉及一种交直流复合弧焊电源及焊接系统。


背景技术：

2.目前，弧焊电源一般分为交流弧焊电源和直流弧焊电源两类，依据其输出的电流特性进行区分，交流弧焊电源输出为方波交流电，直流弧焊电源输出为直流电。
3.在电源整流方式上，上述电源又分为晶闸管式和igbt逆变式机型。晶闸管式机型具有焊接穿透力强、耐用性高、维修成本低等特点；igbt逆变式机型具有体积小巧、省电等特点。
4.目前焊接电源制造均为单机交流输出或单机直流输出。近年来在重型钢结构焊接领域，逐步使用双丝双弧焊接方式(一台交流电源加一台直流电源)替代传统的单丝单弧(一台直流电源)焊接方式，以提升焊接效率。但该焊接方式采用两台独立电源供电，两台电源分别连接送丝机构，造成控制系统复杂、体积大、摆放面积大、电网干扰大以及耗电量高等问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种能够实现交直流整合，以减少体积并兼顾晶闸管式和igbt逆变式特点的一种交直流复合弧焊电源及焊接系统。
6.第一方面：一种交直流复合弧焊电源，包括整合有交、直流电源的一体机，所述一体机包括直流单元、交流单元和用于与外部控制装置进行通信连接的远控通信口；
7.所述直流单元包括第一开关器件、第一电压转换装置、可控硅整流电路、第一滤波电路、直流输出口、主控板、本控面板、数字通信板和用于远控/近控切换的选择开关；
8.所述第一开关器件、第一电压转换装置、可控硅整流电路、第一滤波电路和直流输出口从左至右顺次连接，所述主控板分别与所述第一开关器件、可控硅整流电路、选择开关、本控面板和数字通信板连接，所述主控板还通过测量装置与所述直流输出口连接；
9.所述交流单元包括第二开关器件、整流器、一次逆变器、第二电压转换装置、二次整流电路、二次逆变器、第二滤波电路、交流输出口、数字主控板、驱动板、二次驱动板和本控数字面板；
10.所述第二开关器件、整流器、一次逆变器、第二电压转换装置、二次整流电路、二次逆变器、第二滤波电路和交流输出口从左至右顺次连接，所述数字主控板分别与所述驱动板、二次驱动板和本控数字面板连接，所述驱动板还与所述一次逆变器连接，所述二次驱动板还与所述二次逆变器连接，所述数字主控板还通过采样装置与所述交流输出口连接；
11.所述数字通信板和所述数字主控板还均与所述远控通信口连接，以实现与外部控制装置的数据交互。
12.优选的，所述第一开关器件采用接触器；所述第二开关器件采用空气开关。
13.优选的，所述第一电压转换装置和第二电压转换装置均采用变压器。
14.优选的，所述测量装置采用分流器；所述采样装置采用霍尔器件。
15.第二方面：一种交直流复合焊接系统，包括控制装置以及第一方面所述的一种交直流复合弧焊电源；
16.所述交直流复合弧焊电源通过设有的远控通信口与所述控制装置连接；
17.所述控制装置包括直流送丝板、交流送丝板、行走板、参数设置装置和主控面板；其中，所述参数设置装置被配置为设置时，将生成的焊接参数传送至所述直流送丝板、交流送丝板以及所述交直流复合弧焊电源中；
18.所述主控面板分别与所述直流送丝板和交流送丝板连接，所述直流送丝板还与所述行走板和外部焊接装置的直流机头连接，所述交流送丝板还与外部焊接装置的交流机头连接；所述行走板与所述焊接装置连接，以控制所述焊接装置的行走。
19.优选的，所述交直流复合弧焊电源与所述控制装置之间通过rs485的方式进行通信。
20.优选的，所述主控面板、直流送丝板、交流送丝板、以及所述交直流复合弧焊电源中的直流单元和交流单元均设置有通信地址；其中，将所述主控面板作为主机，其余剩下的均作为辅机。
21.优选的，所述主机与各辅机通信时，所述主机被配置为收到对应辅机所反馈的信号后，再发送至下一辅机，如此循环，以建立所述主机与各辅机的通信，实现控制信号的传输。
22.采用上述技术方案，具有以下优点：本实用新型提出的一种交直流复合弧焊电源及焊接系统，通过将交、直流电源整合在一起，替代传统的单丝单弧焊接方式，减少了体积和耗电量，兼顾了晶闸管式和igbt逆变式特点，并且通过设有的远控通信口实现统一与外部控制装置的数据交互，以减少控制系统的复杂性。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例所提供的一种交直流复合弧焊电源的整体示意图；
24.图2为图1中直流单元所提供的一种主控板的结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例所提供的第一电压转换装置和可控硅整流电路的连接示意图；
26.图4为本实用新型实施例所提供的数字通信板的连接示意图；
27.图5为图1中所提供的一种数字主控板的结构示意图；
28.图6为图1中所提供的一种二次驱动板的结构示意图；
29.图7为图1中所提供的一种本控数字面板的结构示意图；
30.图8为图1中所提供的一种远控通信口的结构示意图；
31.图9为本实用新型实施例所提供的一种交直流复合焊接系统的结构示意图；
32.图10为图9中所述控制装置的内部结构示意图。
具体实施方式
33.为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附
图及具体实施例进行详细描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
34.如图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种交直流复合弧焊电源，包括整合有交、直流电源的一体机，所述一体机包括直流单元、交流单元和用于与外部控制装置进行通信连接的远控通信口；
35.所述直流单元包括第一开关器件、第一电压转换装置、可控硅整流电路(即图1中的可控整流)、第一滤波电路(即图1中的第一滤波)、直流输出口(即图1中的直流输出)、主控板、本控面板、数字通信板和用于远控/近控切换的选择开关；
36.所述第一开关器件、第一电压转换装置、可控硅整流电路、第一滤波电路和直流输出口从左至右顺次连接，所述主控板分别与所述第一开关器件、可控硅整流电路、选择开关、本控面板和数字通信板连接，所述主控板还通过测量装置与所述直流输出口连接；
37.所述交流单元包括第二开关器件、整流器、一次逆变器、第二电压转换装置、二次整流电路(即图1中的二次整流)、二次逆变器、第二滤波电路(即图1中的第二滤波)、交流输出口、数字主控板、驱动板、二次驱动板和本控数字面板；
38.所述第二开关器件、整流器、一次逆变器、第二电压转换装置、二次整流电路、二次逆变器、第二滤波电路和交流输出口从左至右顺次连接，所述数字主控板分别与所述驱动板、二次驱动板和本控数字面板连接，所述驱动板还与所述一次逆变器连接，所述二次驱动板还与所述二次逆变器连接，所述数字主控板还通过采样装置与所述交流输出口连接；
39.应用时，所述二次驱动板还连接有相序检测装置，以检测相序无缺失和相序正确，进而逆变能正常进行工作；
40.所述数字通信板和所述数字主控板还均与所述远控通信口连接，以实现与外部控制装置的数据交互。
41.具体地，实施时，所述一体机还包括本领域技术人员所熟知的箱体，电源输入接口等；上述描述的相关设备一部分位于所述箱体内，另一部分设置在所述箱体上；所述箱体上设有各种输出口、按钮开关和指示灯，例如，电源开关、停止开关、启动开关、电源指示、焊接指示和热保护指示等；各种输出口包括所述直流输出口、交流输出口、远控通信口和用于连接工件的工件接口；
42.所述第一开关器件采用接触器；所述第二开关器件采用空气开关；
43.所述第一电压转换装置和第二电压转换装置均采用变压器；
44.所述测量装置采用分流器；所述采样装置采用霍尔器件；
45.从附图2至图4中可以看出，其中，所述第一滤波电路采用包括电抗器；所述可控硅整流电路包括二极管和三个可控硅(scr)；所述选择开关可采用二段或三段开关，在此不做限制；所述本控面板由指针表，电位器，纽子开关组成，可通过面板纽子开关转换本控和远控的功能；此直流电源部分是在以前成熟技术的基础下置入数字通信板(zz-viizjdp-ykz-190605)，使其具有485通信功能；可通过通信板与外界控制箱联系达到控制直流主控板(mzn-v2)，mzn-v2包括多个接口，用cn1-cn7表示，其中，cn2用于与所述可控硅整流电路的连接，cn6可用于电流显示，cn7可用于电压显示；具体的与引脚的数字相对应，在此不再赘
述；
46.对应的，从附图5至图8中可以看出，所述交流单元中，所述第二滤波电路采用π形滤波电路，一次逆变器采用的型号为igbt(sgm300ahf12a3tfd)；二次逆变器采用的型号为igbt(skm300gb066d)；数字主控板采用的型号为nbmze1000zb-v3；驱动板采用的型号为mz-fc v1；二次驱动板采用的型号为qd4；本控数字面板采用的型号为nbmze1000mb-v3；在型号确定的前提下，结合各图引脚的标号，本领域技术人员应当知晓其如何连接，在此不再逐一赘述。
47.上述方案中，通过将交、直流电源整合在一起，替代传统的单丝单弧焊接方式，减少了体积和耗电量，兼顾了晶闸管式和igbt逆变式特点，并且通过设有的远控通信口实现统一与外部控制装置的数据交互，以减少控制系统的复杂性。
48.进一步地，为实现与焊接装置的联动，参照图9、图10，本发明实施例还提供了一种交直流复合焊接系统，包括控制装置1以及第一方面所述的一种交直流复合弧焊电源2；所述焊接装置包括焊接小车及其他焊接机具；使得该方案不但可适用于焊接小车，也可装配在龙门架、悬臂架、十字操作机、机器手等焊接载体上工作。
49.所述交直流复合弧焊电源2通过设有的远控通信口与所述控制装置连接；本实施例中，所述交直流复合弧焊电源2与所述控制装置1之间通过rs485的方式进行通信，格式采用modbus协议，来实现对焊机焊接的控制。
50.所述控制装置1包括直流送丝板、交流送丝板、行走板、参数设置装置和主控面板；其中，所述参数设置装置被配置为设置时，将生成的焊接参数传送至所述直流送丝板、交流送丝板以及所述交直流复合弧焊电源中；应用时，可将所述控制装置集成在控制箱中，所述控制装置还设有进丝开关之类的输入装置，当然所述主控面板也可作为所述输入装置；
51.具体地，所述参数设置装置包括控制直流部分的电压、电流旋钮，以及交流部分的电压、电流旋钮；
52.所述主控面板分别与所述直流送丝板和交流送丝板连接，所述直流送丝板还与所述行走板和外部焊接装置3的直流机头连接，所述交流送丝板还与外部焊接装置3的交流机头连接；所述行走板与所述焊接装置连接，以控制所述焊接装置3的行走。
53.具体地，所述主控面板、直流送丝板、交流送丝板、以及所述交直流复合弧焊电源中的直流单元和交流单元均设置有通信地址；其中，将所述主控面板作为主机，其余剩下的均作为辅机；例如，所述主控面板的地址设为2#，所述直流送丝板的地址设为1#、所述直流单元的地址设为3#、所述交流单元的地址设为4#、所述交流送丝板的地址设为5#。
54.进一步地，焊接时，先建立通信。所述主控与各辅机需要将控制信号进行传送，所述控制信号可通过所述主控面板或所述参数设置装置触发产生，在此不做限制。
55.具体地，所述主机与各辅机通信时，所述主机收到对应辅机所反馈的信号后，再发送至下一辅机，如此循环，以建立所述主机与各辅机的通信，实现控制信号的传输。
56.沿用前文所举的例子，先通过所述主控面板2#发信号给1#地址，收到1#的回传后，接着发给3#地址，所述主控面板2#收到3#的回传后，接着发给4#地址，所述主控面板2#收到4#的回传后，又发送给地址5#，如此周而复始，建立通信；
57.然后通过所述主控面板2#，进丝开关分别给直流送丝板1#和交流送丝板5#发命令，把直流和交流焊丝下到工件；
58.最后，先启动直流，给1#和3#发启动命令，当直流启动后开始焊接，然后再通过所述主控面板2#，给4#和5#发启动命令，将交流部分也加入到焊接；在焊接完成后，所述主控面板2#，先给1#和3#发停止命令，然后再给交流4#和5#发停止命令。
59.上述方案，通过使用该交直流复合弧焊电源可以直接连接两套送丝机构，分别输出交流电与直流电，并结合控制装置，从而使两者构成一套焊接控制系统，达成双弧双丝焊接方式，降低了系统的复杂性，也避免了使用两台独立电源供电所造成的体积大、摆放面积大、电网干扰大以及耗电量高等问题。
60.最后需要说明的是，上述描述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种交直流复合弧焊电源，其特征在于，包括整合有交、直流电源的一体机，所述一体机包括直流单元、交流单元和用于与外部控制装置进行通信连接的远控通信口；所述直流单元包括第一开关器件、第一电压转换装置、可控硅整流电路、第一滤波电路、直流输出口、主控板、本控面板、数字通信板和用于远控/近控切换的选择开关；所述第一开关器件、第一电压转换装置、可控硅整流电路、第一滤波电路和直流输出口从左至右顺次连接，所述主控板分别与所述第一开关器件、可控硅整流电路、选择开关、本控面板和数字通信板连接，所述主控板还通过测量装置与所述直流输出口连接；所述交流单元包括第二开关器件、整流器、一次逆变器、第二电压转换装置、二次整流电路、二次逆变器、第二滤波电路、交流输出口、数字主控板、驱动板、二次驱动板和本控数字面板；所述第二开关器件、整流器、一次逆变器、第二电压转换装置、二次整流电路、二次逆变器、第二滤波电路和交流输出口从左至右顺次连接，所述数字主控板分别与所述驱动板、二次驱动板和本控数字面板连接，所述驱动板还与所述一次逆变器连接，所述二次驱动板还与所述二次逆变器连接，所述数字主控板还通过采样装置与所述交流输出口连接；所述数字通信板和所述数字主控板还均与所述远控通信口连接，以实现与外部控制装置的数据交互。2.根据权利要求1所述的一种交直流复合弧焊电源，其特征在于，所述第一开关器件采用接触器；所述第二开关器件采用空气开关。3.根据权利要求1所述的一种交直流复合弧焊电源，其特征在于，所述第一电压转换装置和第二电压转换装置均采用变压器。4.根据权利要求1所述的一种交直流复合弧焊电源，其特征在于，所述测量装置采用分流器；所述采样装置采用霍尔器件。5.根据权利要求1所述的一种交直流复合弧焊电源，其特征在于，所述一体机还包括用于与外部工件连接的工件接口。6.一种交直流复合焊接系统，其特征在于，包括控制装置以及权利要求1至5中任一所述的一种交直流复合弧焊电源；所述交直流复合弧焊电源通过设有的远控通信口与所述控制装置连接；所述控制装置包括直流送丝板、交流送丝板、行走板、参数设置装置和主控面板；其中，所述参数设置装置被配置为设置时，将生成的焊接参数传送至所述直流送丝板、交流送丝板以及所述交直流复合弧焊电源中；所述主控面板分别与所述直流送丝板和交流送丝板连接，所述直流送丝板还与所述行走板和外部焊接装置的直流机头连接，所述交流送丝板还与外部焊接装置的交流机头连接；所述行走板与所述焊接装置连接，以控制所述焊接装置的行走。7.根据权利要求6所述的一种交直流复合焊接系统，其特征在于，所述交直流复合弧焊电源与所述控制装置之间通过rs485的方式进行通信。8.根据权利要求6所述的一种交直流复合焊接系统，其特征在于，所述主控面板、直流送丝板、交流送丝板、以及所述交直流复合弧焊电源中的直流单元和交流单元均设置有通信地址；其中，将所述主控面板作为主机，其余剩下的均作为辅机。

技术总结
本实用新型公开了一种交直流复合弧焊电源及焊接系统，该弧焊电源包括整合有交、直流电源的一体机，一体机包括直流单元、交流单元和远控通信口；直流单元包括第一开关器件、第一电压转换装置、可控硅整流电路、第一滤波电路、直流输出口、主控板、本控面板、数字通信板和选择开关；交流单元包括第二开关器件、整流器、一次逆变器、第二电压转换装置、二次整流电路、二次逆变器、第二滤波电路、交流输出口、数字主控板、驱动板、二次驱动板和本控数字面板；其效果是：通过将交、直流电源整合在一起，减少了体积和耗电量，兼顾了晶闸管式和IGBT逆变式特点，并且通过远控通信口与外部控制装置交互，减少了控制系统的复杂性。减少了控制系统的复杂性。减少了控制系统的复杂性。


技术研发人员：吴培
受保护的技术使用者：成都振中科技有限公司
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2023/8/8