专利名称：变频电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变频电源装置。由整流变压线路，三相全波桥式整流线路，滤波线路、逆变线路和控制系统组成。主要用于金属薄板制容器罐罐身的电阻熔焊的焊接电源。
中国专利CN2041437U曾公开一种“恒流变频器”，其构成和工作原理是380伏三相交流电经三相全波桥式可控硅整流线路整流，变成直流电压，使输出的电流恒定。直流电经晶体管斩波逆变线路改变为交流电输出，改变晶体管的开关频率，达到改变交流电的输出频率，实现变频的目的。该变频器的三相全波整流桥采用可控硅组成，在逆变线路中用晶体管组成斩波桥，并在该线路加入电抗器，且斩波桥直接与变压器连接，使得该变频器线路复杂，体积大、效率低、逆变输出的电流动态响应差，恒流效果欠缺，输出频率稳定性差。
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足提供一种线路简单、体积小、动态响应和可靠性好的焊接变频电源装置。
为实现上述目的，本实用新型主要由整流变压线路，三相桥式整流线路、滤波线路、逆变线路和控制系统组成。整流变压线路主要由交流接触器、整流变压器、熔断器、压敏电阻、电阻器组成。三相全波桥式整流线路由若干整流二级管构成。滤波线路由电容器、电阻器、交流接触器组成。逆变线路采用由若干个大功率晶体管模块(GTR斩波器、补偿电容、电流传感器组成并与驱动电路和焊接变压器相连接。控制系统主要由驱动电路(9)、电流变换电路(10)、驱动电源(11)、控制电路(12)、PWM变换电路(13)、电流设定电路(14)、频率设定电路(15)、稳压电源(16)、故障检测电路(17)、故障显示电路(18)、焊接指令(19)、数字频率计(20)和f／v转换电路(21)组成。从普通交流电网来的交流电，经交流接触器输入整流变压器进行降压、隔离、经三相全波桥式整流线路整流为直流电，通过滤波线路滤波将整流输出的脉冲直流电压转化为平滑稳定的直流电压；在逆变线路中，通过改变GTR模块的开关顺序可将经滤波后的直流电转变为交流电输出。改变GTR模块的开关频率，即可改变交流电输出的频率，实现变频之目的。为了提高运行可靠性，在线路中还分别设置了电流、电压检测电路。
以下结合附图对本实用新型做进一步详述
图1是本实用新型的主回路图。
图2是本实用新型的控制系统框图。
图3是本实用新型的电路框图。
图4是本实用新型的逆变线路的电压波型图。
图中1－－整流变压线路2－－三相全波桥式整流线路3－－滤波线路4－－逆变线路5－－控制系统6－－GTR模块斩波器7－－交流电压检测电路8－－直流电压检测电路9－－驱动电路10－－电流变换电路11－－驱动电源12－－控制电路13－－PWM变换电路14－－电流设定电路15－－频率设定电路16－－稳压电源17－－故障检测电路18－－故障显示器19－－焊接指令20－－数字频率计21－－f／v转换电路在
图1中，整流变压线路(1)由二个相同的交流接触器K1、K2，整流变压器ZB，熔断器RD，三个相同的压敏电阻RV和三个相同的电阻器R1～R3组成；三相全波桥式整流线路(2)由六个相同的整流二极管D1～D6构成；滤波线路(3)由电解电容器C1、电阻器R4和交流接触器K1组成；逆变线路(4)是采用四个GTR模块斩波器(6)与补偿电容ZC和电流传感器LEM组成。其中GTR模块斩波器(6)包括GTR模块J3、电容器C4和电阻器R7。逆变线路的输出端与焊接变压器连接。来自电网的交流电经过交流接触器K1输入整流变压器ZB进行降压、隔离，整流变压器ZB的次级电压经过熔断器RD、压敏电阻RV、电阻器R1～R3和交流接触器K2，送入三相全波桥式整流线路(2)整流为脉冲直流电压，整流输出的脉冲直流电压通过滤波线路(3)进行滤波，转化为平滑稳定的直流电压。通过改变线路(4)中的GTR模块J1－J4的开关顺序，可将经滤波后的直流电转换成交流电输出；改变GTR模块J的开关频率，即可改变交流电输出的频率。调节GTR模块J的占空比，即可调节交流电输出的大小。
在图2中示出，控制系统(5)是由驱动电路(9)、电流变换电路(10)、驱动电源(11)、控制电路(12)、PWM变换电路(13)、电流设定电路(14)、频率设定电路(15)、稳压电源(16)、故障检测电路(17)、故障显示器(18)、焊接指令(19)、数字频率计(20)和f／v转换电路(21)组成。其中故障检测电路(17)包括交流电压检测电路(7)、直流电压检测电路(8)和电流传感器(LEM)。焊接指令(19)给出焊接罐身时其前端、中端、后端电流的信号，经过电流设定电路(14)得到各时间的电流设定值，此设定值与负载回路中LEM检测到的输出电流信号经过电流变换电路(10)得到的反馈电流信号一起，送入控制电路(12)进行比较，得到误差信号，将此信号进行放大处理，而产生一定脉宽调制波(PWM波)。与此同时，频率设定电路(15)的设定值也输入控制电路(12)，从而得到一定频率，一定占空比的PWM波；PWM波通过变换电路(13)进行信号变换，并经驱动电路(9)进行隔离和放大后驱使GTR模块导通和截止，实现电流的闭环控制，使输出电流恒定。驱动电源(11)是提供驱动电路(9)的工作电压和GTR模块的基级驱动电流；直流稳压电源(6)是提供控制系统(5)中各个单元的工作电压；数字频率计(20)是显示交流输出的数字频率值，此值通过f／v转换电路(21)输入频率设定电路(15)进行比较，实行闭环控制，从而保证输出频率的精度；故障检测电路(17)将所检测到的信号输入控制电路(12)中，并由控制电路12进行分析，计算，进行故障诊断和自我保护，并通过故障显示器(18)进行故障显示，报警。
图4中示出，同一桥臂的二个GTR模块J1、J4、J3、J2其导通、截上状态正好相反，在每个GTR模块导通前沿接有延时电路，从而避免出现短路故障。改变GTR模块J1、J3的导通角就可以调节输出电流的大小，调节GTR模块J1、J3的开关频率，即可达到交流输出频率可变的目的。
与现有技术相比，由于本实用新型的滤波线路采用大容器滤波，以电压强制方式控制电流输出，又在负载回路中采用了霍尔效应电流传感器LEM时行电流检测，电流实行闭环控制，使动态响应快、稳定性高、恒流效果好。另处在逆变线路输出端与焊接变压器之间串联有补偿电容器，使无功分量大量降低，提高了整机的功率因数，减少了输出电流，电压的谐波分量，降低了负载的损耗和噪音。采用二极管组成三相整流桥，直流环节采用大电容器滤波，用GTR模块作开关器件，使主电路结构简单。同时在电路中还设置有故障检测和保护系统，提高了可靠性。综上所述，本实用新型具有线路简单、体积小，重量轻、成本低、动态响应好、运行可靠、效率高等优点。
权利要求1.一种变频电源装置，其特征在于具有整流变压线路(1)、三相全波桥式整流线路(2)、滤波线路(3)、逆变线路(4)和控制系统(5)。
2.如权利要求1所述的变频电源装置，其特征在于整流变压线路(1)中的电源经交流接触器K1输入整流变压器ZB，整流变压器ZB的次级电压经熔断器RD、压敏电阻RV、交流接触器K2、电阻器R1～R3送入二级管整流线路(2)。
3.如权利要求1所述的变频电源装置，其特征在于具有一个由若干个二极管组合成的三相全波桥式整流线路(2)。
4.如权利要求1所述的变频电源装置，其特征在于滤波线路(3)主要由电容器C1、电阻器R4、交流接触器K1组成。
5.如权利要求1所述的变频电源装置，其特征在于采用大功率晶体管模块(GTR)J3、电容器C4和电阻器R7组成GTR模块斩波器(6)，并与补偿电容ZC、电流传感器LEM组成逆变线路(4)。
6.如权利要求1所述的变频电源装置，其特征在于控制系统主要由驱动电路(9)、电流变换电路(10)、驱动电源(11)、控制电路(12)、PWM变换电路(13)、电流设定电路(14)、频率设定电路(15)、稳压电源(16)、故障检测电路(17)、故障显示电路(18)、焊接指令(19)、数字频率计(20)和f／v转换电路(21)组成。
专利摘要本实用新型是一种用于电阻焊接的变频电源装置，由整流变压线路、三相全波桥式整流线路、滤波线路、逆变线路和控制系统组成。通过控制GTR模块的导通角，电流实行闭环控制，使输出的焊接电流恒定；改变GTR模块的开关频率，达到改变交流电输出频率的目的。
文档编号B23K11/24GK2173680SQ9322375
公开日1994年8月10日 申请日期1993年9月11日 优先权日1993年9月11日
发明者罗庆学 申请人:国营安中机械厂