一种三用逆变电焊机

1.一种三用逆变电焊机，包括交流输入模块、变压整流模块和输出模块，其特征在于：
其还包括有整流滤波模块、逆变电路和转换保护电路，所述交流输入模块、整流滤波模块、逆变电路、变压整流模块和输出模块依次电连接，所述逆变电路设有逆变驱动模块；
所述的转换保护电路包括单刀双掷开关S1和封波控制端，所述的封波控制端连接逆变驱动模块，单刀双掷开关S1的中间端接24V电源正极，单刀双掷开关S1的第一输出端串联二极管D10、电阻R9后接地，单刀双掷开关S1的第二输出端串联二极管D9、电容C9后接地，电阻R10串联电容C10后与电阻R9并联，24V电源正极串联电阻R11、三极管Q5的集电极、三极管Q5的发射极、电阻R12后接地，三极管Q5的基极分别连接电阻R10和电容C10，三极管Q5的发射极串联电容C11、电阻R14、二极管D13、电阻R16后接地，三极管Q5的发射极还串联电容C11、电阻R13、二极管D11、二极管D12、二极管D14后接地，二极管D12的正极连接二极管D13的正极；三极管Q6和三极管Q7的发射极分别接地，集电极分别连接至封波控制端，二极管D12与D14的负极连接三极管Q7的基极，二极管D13与电阻R16的连接点连接三极管Q6的基极，三极管Q7的基极与集电极之间并联电阻R15。
2.根据权利要求1所述的三用逆变电焊机，其特征在于：所述的逆变电路包括功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3和功率开关管Q4，功率开关管Q1和Q3的漏极D连接整流滤波模块的直流电输出端正极，功率开关管Q2和Q4的栅极G连接整流滤波模块的直流电输出端负极，功率开关管Q1、Q2、Q3和Q4的源极S连接逆变驱动模块，功率开关管Q1的栅极G分别连接功率开关管Q2的漏极D和电容C10的一端，电容C1的另一端连接交流电输出端P2，功率开关管Q3的栅极G分别连接功率开关管Q4的漏极D和交流电输出端P1。
3.根据权利要求1所述的三用逆变电焊机，其特征在于：所述变压整流模块包括变压电路和整流电路，所述变压电路包括主变压器T1和主变压器T2，主变压器T1和主变压器T2的主线圈两端分别连接到逆变电路的交流电输出端，主变压器T1的副边设有两个副线圈，各副线圈分别连接整流电路A1和整流电路A2；主变压器T2的副边设有两个副线圈，各副线圈分别连接整流电路A3和整流电路A4；
所述整流电路A1包括二极管D1、D2，电容C1、C2，电阻R1、R2，电感L1，副线圈的输出端1分别连接二极管D1和电阻R1，电阻R1的另一端连接到电容C1，副线圈的输出端3分别连接二极管D2和电阻R2，电阻R2的另一端连接到电容C2，二极管D1、电容C1、二极管D2和电容C2的另一端连接到电感线圈L1的一端；
所述整流电路A2包括二极管D3、D4，电容C3、C4，电阻R3、R4，电感L2，副线圈的输出端1分别连接二极管D3和电阻R3，电阻R3的另一端连接到电容C3，副线圈的输出端3分别连接二极管D4和电阻R4，电阻R4的另一端连接到电容C4，二极管D3、电容C3、二极管D4和电容C4的另一端连接到电感线圈L2的一端；
所述整流电路A3包括二极管D5、D6，电容C5、C6，电阻R5、R6，电感L3，副线圈的输出端1分别连接二极管D5和电阻R5，电阻R5的另一端连接到电容C5，副线圈的输出端3分别连接二极管D6和电阻R6，电阻R6的另一端连接到电容C6，二极管D5、电容C5、二极管D6和电容C6的另一端连接到电感线圈L3的一端；
所述整流电路A4包括二极管D7、D8，电容C7、C8，电阻R7、R8，电感L4，副线圈的输出端1分别连接二极管D7和电阻R7，电阻R7的另一端连接到电容C7，副线圈的输出端3分别连接二极管D8和电阻R8，电阻R8的另一端连接到电容C8，二极管D7、电容C7、二极管D8和电容C8的另一端连接到电感线圈L4的一端；
所述整流电路A1的电感线圈L1连接分流器K, 分流器K的另一端连接正极输出端，整流电路A1连接的副线圈的中间输出端2连接继电器J1A的a端；整流电路A2的电感线圈L2连接继电器J1B的a端，整流电路A2连接的副线圈的中间输出端2连接继电器J1C的a端；整流电路A3的电感线圈L3连接继电器J2A的a端，整流电路A3连接的副线圈的中间输出端2连接继电器J2B的a端；整流电路A4的电感线圈L4连接继电器J2C的a端，整流电路A4连接的副线圈的中间输出端2连接负极输出端；所述继电器J1A、J1C和J2B的b端分别连接到负极输出端，所述继电器J1B、J2A和J2C的c端分别连接到正极输出端，继电器J1A的c端与继电器J1B的b端相连接，继电器J1C的c端与继电器J2A的b端相连接，继电器J2B的c端与继电器J2C的b端相连接；
所述的继电器J1A、J1B、J1C、J2A、J2C、J2B均连接至继电器控制电源接口，所述转换保护电路中单刀双掷开关S1的第二输出端接至继电器控制电源接口。
4.如权利要求3所述的一种三用逆变电焊机，其特征在于：所述主变压器T1和主变压器T2的变比为21:4。

一种三用逆变电焊机\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及电焊机领域，尤其是涉及一种三用逆变电焊机。\n背景技术\n[0002] 电焊机是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的。电焊机一般按输出电源种类可分为两种，一种是交流电源的；一种是直流电的。工作原理是利用电感的原理，电感量在接通和断开时会产生巨大的电压变化，利用正负两极在瞬间短路时产生的高压电弧来熔化电焊条上的焊料，来达到使它们结合的目的。\n[0003] 电焊机使用电能源，将电能瞬间转换为热能，电很普遍，电焊机适合在干燥的环境下工作，不需要太多要求，因体积小巧，操作简单，使用方便，速度较快，焊接后焊缝结实等优点广泛用于各个领域，特别对要求强度很高的制件特实用，可以瞬间将同种金属材料（也可将异种金属连接，只是焊接方法不同）永久性的连接，焊缝经热处理后，与母材同等强度，密封很好。\n[0004] 当前逆变焊机前景广阔，手工焊、氩弧焊和切割机单一焊机应用广泛，单一焊机无法应用于复杂多变的生产和加工需求，集成手工、氩弧焊的焊机在市面上非常受欢迎，但仍然无法满足客户对手工焊、氩弧焊和等离子切割的同步需求，而且多用电焊机设备普遍存在工作中对焊接工作状态控制能力差的技术问题，导致焊接稳定性低、电能转换效率低，直接影响了焊接进度和质量，更限制了其应用面。\n实用新型内容\n[0005] 本实用新型目的是针对现有技术所存在的上述技术问题，提供一种三用逆变电焊机。\n[0006] 为实现上述目的，本实用新型提出了一种三用逆变电焊机，包括交流输入模块、变压整流模块和输出模块，其还包括有整流滤波模块、逆变电路和转换保护电路，所述交流输入模块、整流滤波模块、逆变电路、变压整流模块和输出模块依次电连接，所述逆变电路设有逆变驱动模块；\n[0007] 所述的转换保护电路包括单刀双掷开关S1和封波控制端，所述的封波控制端连接逆变驱动模块，单刀双掷开关S1的中间端接24V电源正极，单刀双掷开关S1的第一输出端串联二极管D10、电阻R9后接地，单刀双掷开关S1的第二输出端串联二极管D9、电容C9后接地，电阻R10串联电容C10后与电阻R9并联，24V电源正极串联电阻R11、三极管Q5的集电极、三极管Q5的发射极、电阻R12后接地，三极管Q5的基极分别连接电阻R10和电容C10，三极管Q5的发射极串联电容C11、电阻R14、二极管D13、电阻R16后接地，三极管Q5的发射极还串联电容C11、电阻R13、二极管D11、二极管D12、二极管D14后接地，二极管D12的正极连接二极管D13的正极；三极管Q6和三极管Q7的发射极分别接地，集电极分别连接至封波控制端，二极管D12与D14的负极连接三极管Q7的基极，二极管D13与电阻R16的连接点连接三极管Q6的基极，三极管Q7的基极与集电极之间并联电阻R15。\n[0008] 作为优选，所述的逆变电路包括功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3和功率开关管Q4，功率开关管Q1和Q3的漏极D连接整流滤波模块的直流电输出端正极，功率开关管Q2和Q4的栅极G连接整流滤波模块的直流电输出端负极，功率开关管Q1、Q2、Q3和Q4的源极S连接逆变驱动模块，功率开关管Q1的栅极G分别连接功率开关管Q2的漏极D和电容C10的一端，电容C1的另一端连接交流电输出端P2，功率开关管Q3的栅极G分别连接功率开关管Q4的漏极D和交流电输出端P1。\n[0009] 作为优选，所述变压整流模块包括变压电路和整流电路，所述变压电路包括主变压器T1和主变压器T2，主变压器T1和主变压器T2的主线圈两端分别连接到逆变电路的交流电输出端，主变压器T1的副边设有两个副线圈，各副线圈分别连接整流电路A1和整流电路A2；主变压器T2的副边设有两个副线圈，各副线圈分别连接整流电路A3和整流电路A4；\n[0010] 所述整流电路A1包括二极管D1、D2，电容C1、C2，电阻R1、R2，电感L1，副线圈的输出端1分别连接二极管D1和电阻R1，电阻R1的另一端连接到电容C1，副线圈的输出端\n3分别连接二极管D2和电阻R2，电阻R2的另一端连接到电容C2，二极管D1、电容C1、二极管D2和电容C2的另一端连接到电感线圈L1的一端；\n[0011] 所述整流电路A2包括二极管D3、D4，电容C3、C4，电阻R3、R4，电感L2，副线圈的输出端1分别连接二极管D3和电阻R3，电阻R3的另一端连接到电容C3，副线圈的输出端\n3分别连接二极管D4和电阻R4，电阻R4的另一端连接到电容C4，二极管D3、电容C3、二极管D4和电容C4的另一端连接到电感线圈L2的一端；\n[0012] 所述整流电路A3包括二极管D5、D6，电容C5、C6，电阻R5、R6，电感L3，副线圈的输出端1分别连接二极管D5和电阻R5，电阻R5的另一端连接到电容C5，副线圈的输出端\n3分别连接二极管D6和电阻R6，电阻R6的另一端连接到电容C6，二极管D5、电容C5、二极管D6和电容C6的另一端连接到电感线圈L3的一端；\n[0013] 所述整流电路A4包括二极管D7、D8，电容C7、C8，电阻R7、R8，电感L4，副线圈的输出端1分别连接二极管D7和电阻R7，电阻R7的另一端连接到电容C7，副线圈的输出端\n3分别连接二极管D8和电阻R8，电阻R8的另一端连接到电容C8，二极管D7、电容C7、二极管D8和电容C8的另一端连接到电感线圈L4的一端；\n[0014] 所述整流电路A1的电感线圈L1连接分流器K, 分流器K的另一端连接正极输出端，整流电路A1连接的副线圈的中间输出端2连接继电器J1A的a端；整流电路A2的电感线圈L2连接继电器J1B的a端，整流电路A2连接的副线圈的中间输出端2连接继电器J1C的a端；整流电路A3的电感线圈L3连接继电器J2A的a端，整流电路A3连接的副线圈的中间输出端2连接继电器J2B的a端；整流电路A4的电感线圈L4连接继电器J2C的a端，整流电路A4连接的副线圈的中间输出端2连接负极输出端；所述继电器J1A、J1C和J2B的b端分别连接到负极输出端，所述继电器J1B、J2A和J2C的c端分别连接到正极输出端，继电器J1A的c端与继电器J1B的b端相连接，继电器J1C的c端与继电器J2A的b端相连接，继电器J2B的c端与继电器J2C的b端相连接；\n[0015] 所述的继电器J1A、J1B、J1C、J2A、J2C、J2B均连接至继电器控制电源接口，所述转换保护电路中单刀双掷开关S1的第二输出端接至继电器控制电源接口。\n[0016] 作为优选，所述主变压器T1和主变压器T2的变比为21:4。\n[0017] 本实用新型实现了把手工焊、氩弧焊和等离子切割机集成在同一焊机，采用逆变方法将普通交流电转化为高频交流电，再通过变压转换得到高、低压来满足手工焊机、氩弧焊机低压大电流输出和等离子切割焊机高压小电流的需求，同时还对不同状态下的转换提供了稳定可靠的转换保护，使其应用面更广。\n附图说明\n[0018] 图1为本实用新型所述一种三用逆变电焊机的原理框图。\n[0019] 图2为本实用新型所述逆变电路的电路图。\n[0020] 图3为本实用新型所述变压整流电路的电路图。\n[0021] 图4为本实用新型转换保护电路的电路图。\n具体实施方式\n[0022] 本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。\n[0023] 如图1所示，一种三用逆变电焊机，包括交流输入模块、变压整流模块和输出模块，其还包括有整流滤波模块、逆变电路和转换保护电路，所述交流输入模块、整流滤波模块、逆变电路、变压整流模块和输出模块依次电连接，所述逆变电路设有逆变驱动模块；\n[0024] 参照图4，所述的转换保护电路包括单刀双掷开关S1和封波控制端，所述的封波控制端连接逆变驱动模块，单刀双掷开关S1的中间端接24V电源正极，单刀双掷开关S1的第一输出端串联二极管D10、电阻R9后接地，单刀双掷开关S1的第二输出端串联二极管D9、电容C9后接地，电阻R10串联电容C10后与电阻R9并联，24V电源正极串联电阻R11、三极管Q5的集电极、三极管Q5的发射极、电阻R12后接地，三极管Q5的基极分别连接电阻R10和电容C10，三极管Q5的发射极串联电容C11、电阻R14、二极管D13、电阻R16后接地，三极管Q5的发射极还串联电容C11、电阻R13、二极管D11、二极管D12、二极管D14后接地，二极管D12的正极连接二极管D13的正极；三极管Q6和三极管Q7的发射极分别接地，集电极分别连接至封波控制端，二极管D12与D14的负极连接三极管Q7的基极，二极管D13与电阻R16的连接点连接三极管Q6的基极，三极管Q7的基极与集电极之间并联电阻R15。\n[0025] 参照图2，所述的逆变电路包括功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3和功率开关管Q4，功率开关管Q1和Q3的漏极D连接整流滤波模块的直流电输出端正极，功率开关管Q2和Q4的栅极G连接整流滤波模块的直流电输出端负极，功率开关管Q1、Q2、Q3和Q4的源极S连接逆变驱动模块，功率开关管Q1的栅极G分别连接功率开关管Q2的漏极D和电容C10的一端，电容C1的另一端连接交流电输出端P2，功率开关管Q3的栅极G分别连接功率开关管Q4的漏极D和交流电输出端P1。\n[0026] 参照图3，所述变压整流模块包括变压电路和整流电路，所述变压电路包括主变压器T1和主变压器T2，主变压器T1和主变压器T2的主线圈两端分别连接到逆变电路的交流电输出端，主变压器T1的副边设有两个副线圈，各副线圈分别连接整流电路A1和整流电路A2；主变压器T2的副边设有两个副线圈，各副线圈分别连接整流电路A3和整流电路A4；\n[0027] 所述整流电路A1包括二极管D1、D2，电容C1、C2，电阻R1、R2，电感L1，副线圈的输出端1分别连接二极管D1和电阻R1，电阻R1的另一端连接到电容C1，副线圈的输出端\n3分别连接二极管D2和电阻R2，电阻R2的另一端连接到电容C2，二极管D1、电容C1、二极管D2和电容C2的另一端连接到电感线圈L1的一端；\n[0028] 所述整流电路A2包括二极管D3、D4，电容C3、C4，电阻R3、R4，电感L2，副线圈的输出端1分别连接二极管D3和电阻R3，电阻R3的另一端连接到电容C3，副线圈的输出端\n3分别连接二极管D4和电阻R4，电阻R4的另一端连接到电容C4，二极管D3、电容C3、二极管D4和电容C4的另一端连接到电感线圈L2的一端；\n[0029] 所述整流电路A3包括二极管D5、D6，电容C5、C6，电阻R5、R6，电感L3，副线圈的输出端1分别连接二极管D5和电阻R5，电阻R5的另一端连接到电容C5，副线圈的输出端\n3分别连接二极管D6和电阻R6，电阻R6的另一端连接到电容C6，二极管D5、电容C5、二极管D6和电容C6的另一端连接到电感线圈L3的一端；\n[0030] 所述整流电路A4包括二极管D7、D8，电容C7、C8，电阻R7、R8，电感L4，副线圈的输出端1分别连接二极管D7和电阻R7，电阻R7的另一端连接到电容C7，副线圈的输出端\n3分别连接二极管D8和电阻R8，电阻R8的另一端连接到电容C8，二极管D7、电容C7、二极管D8和电容C8的另一端连接到电感线圈L4的一端；\n[0031] 所述整流电路A1的电感线圈L1连接分流器K, 分流器K的另一端连接正极输出端，整流电路A1连接的副线圈的中间输出端2连接继电器J1A的a端；整流电路A2的电感线圈L2连接继电器J1B的a端，整流电路A2连接的副线圈的中间输出端2连接继电器J1C的a端；整流电路A3的电感线圈L3连接继电器J2A的a端，整流电路A3连接的副线圈的中间输出端2连接继电器J2B的a端；整流电路A4的电感线圈L4连接继电器J2C的a端，整流电路A4连接的副线圈的中间输出端2连接负极输出端；所述继电器J1A、J1C和J2B的b端分别连接到负极输出端，所述继电器J1B、J2A和J2C的c端分别连接到正极输出端，继电器J1A的c端与继电器J1B的b端相连接，继电器J1C的c端与继电器J2A的b端相连接，继电器J2B的c端与继电器J2C的b端相连接；\n[0032] 所述的继电器J1A、J1B、J1C、J2A、J2C、J2B均连接至继电器控制电源接口，所述转换保护电路中单刀双掷开关S1的第二输出端接至继电器控制电源接口。\n[0033] 所述主变压器T1和主变压器T2的变比为21:4。\n[0034] 本实用新型工作时，交流输入模块将交流电输送到整流滤波模块，220V交流电经过整流滤波后转化为平直的307V的直流电压，然后将直流电压，直流电压通过逆变电路进行逆变转化，将307V的直流电压转化成频率的100kHz的310V高频交流电，再将310V高频交流电通过变压整流模块进行降压和整流处理，根据不同设备转化成大小不同的电压，最后通过输出模块传送到不同设备。\n[0035] 如图2所示，逆变电路工作原理：220V交流电经过整流滤波后转化为平直的307V的直流电压，传输到逆变电路中，通过逆变驱动模块驱动功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3和功率开关管Q4，使得某一时刻功率开关管Q1和功率开关管Q4导通，功率开关管Q2和功率开关管Q3关断，下一时刻功率开关管Q1和功率开关管Q4关断，功率开关管Q2和功率开关管Q3导通，这样在P1、P2两端形成了幅值为频率为100KHz的310V高频交流电输出。\n[0036] 如图3所示，在选择手工焊和氩弧焊状态时，P3接口无电情况下，继电器J1A、继电器J1C和继电器J2B与对应的b端接通，继电器J1B、继电器J2A和继电器J2C与对应的c端接通，所述主变压器T1和主变压器T1形成了主线圈并联、副边并联的结构，实现低电压（50～60V）大电流的输出;\n[0037] 在选择切割状态时，P3接口接通24V电源，控制继电器J1A、继电器J1C和继电器J2B与对应的c端接通，继电器J1B、继电器J2A和继电器J2C与对应的b端接通，所述主变压器T1和主变压器T1形成了主线圈并联、副边串联的结构，实现了高电压（170～180V）小电流输出。\n[0038] 本产品在转换状态下增加了转换保护电路，以保护继电器在转换状态时机器处于无输出时刻，待转换完成再重新开启逆变系统工作，增加了转换电路的可靠性。\n[0039] 如图4所示，功能转换开关为1单刀双掷开关，其中间端接+24V电源，为手工焊控制端，第一输出端接氩弧焊控制端，第二输出端接切割机控制端。P3接口为转换继电器电源输入接口，其通电与否可控制各继电器的状态转换。其工作原理如下：\n[0040] 1、当功能转换开关S1由中间端转换为第一输出端或第二输出端时，24V电源接通，D10或D9导通，通过R9和R10的限流稳压作用，NPN三极管Q5基级得到开启电流，Q5得以导通，其中C9、C10电容用以滤除电路中的高频干扰。24V电源通过Q5的上拉电阻R11和下拉电阻R12分压，在Q5发射级得到一个12V左右的电压，通过电解电容C11的微分效应，R14左端产生一个瞬时电压，该电压经D13、R16分压后，到Q6基极，使得Q6导通，拉低封波控制端的电压，使得逆变电路处于无输出状态。且当功能转换开关由中间端转换为第二输出端时，P3接口24V接通，使得在转换为切割机时，转换继电器能随后吸合触点，且由于转换继电器的滞后情况，其转换时刻在封波控制端拉低后实现，继电器工作在无电切换状态。\n[0041] 2、当功能开关处于第二输出端，需要转换为中间端或者第一输出端时，其必然瞬间断开24V电源。断开的瞬间，D9或D10左端失电，Q5处于断开状态。C11正极放电，负极与R13、D11、D12、D14、Q7发射级（即24V电源地）之间形成一个负压回路，Q7基级产生低于-5V的负压使得Q7迅速导通，拉低封波控制线的电压，使得逆变电路处于无输出状态，继电器触点没有电压。同时24V电压切断，P3无电，转换继电器在滞后一小段时间后释放触点，属于无电切换状态。\n[0042] 3、综上所述，任意切换功能转换开关S1，转换继电器均能在触点无电的情况下吸合和断开触点，杜绝了因为带电转换而导致的拉弧情况，有效的保护了转换继电器，保证了该产品的可靠和稳定性。\n[0043] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型结构作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。