双闭环控制的自保护气保焊机的制作方法

本实用新型涉及气保焊机的技术领域，尤其是涉及一种双闭环控制的自保护气保焊机。

背景技术：

气保焊机是利用二氧化碳或氩气做保护进行焊接的一类焊机，现有的气保焊机如公告号为cn206717247u的快响应大功率气保焊机中国实用新型专利，其公开了快响应大功率气保焊机一体式气保焊机，包括壳体、散热器、变压器、电感及控制电路，散热器、变压器、电感及控制电路均位于壳体内，壳体前端的侧壁上设有风道入口，散热器位于风道入口内侧，变压器及电感均位于散热器的一侧，控制电路位于电感及变压器的上方，控制电路的下方设有隔离板。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述气保焊机在进行焊接工作时，气保焊机接通电源后，起弧电压及电流均要达到相应的强度才可以进行焊接工作，但是在焊接的过程中，需要时刻保证电压及电流处于正常的强度，一旦电压或电流过载时易导致工作人员受伤，上述气保焊机无法在电压或电流过载及时停止气保焊机工作，有待改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种双闭环控制的自保护气保焊机，提高工作人员工作的安全性。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种双闭环控制的自保护气保焊机，包括依次耦合连接的连接开关、逆变电路、变压器t，所述连接开关连接于市电，还包括电压检测装置、电流检测装置、电压控制装置、电流控制装置及焊接装置；

电压检测装置，包括电压感应单元、电压基准单元，所述电压基准单元耦接于所述电压感应单元并提供电压上限信号，所述电压感应单元感应耦接于所述变压器t的输出线路并感应焊机的供电电压，并于供电电压大于电压上限信号时输出高电平电压信号，小于电压上限信号时输出低电平电压信号；

电压控制装置，耦接于所述电压检测装置以接收低电平的电压信号并输出电压控制信号；

电流检测装置，包括电流感应单元、电流基准单元，所述电流基准单元耦接于所述电流感应单元并提供电流上限信号，所述电流感应单元感应耦接于所述变压器t的输出线路并感应焊机的供电电流，并于供电电流大于电流上限信号时输出高电平电流信号，小于电流上限信号时输出低电平电流信号；

电流控制装置，耦接于所述电流检测装置以接收低电平的电流信号并输出电流控制信号；

焊接装置，耦接于所述电压控制装置及电流控制装置并同时接收电压控制信号及电流控制信号时启动焊机工作。

通过采用上述技术方案，气保焊机开始工作时，闭合连接开关，电压感应单元及电流感应单元实时感应经过降压后的电压及相应的电流情况并输出电压信号及电流信号，并与电压上限信号及电流上限信号进行比较，当电压信号小于电压上限信号且电流信号小于电流上限信号时，则表示当前的电压及电流强度适用于气保焊机进行工作，并输出低电平的电压信号及电流信号，此时电压控制装置及电流控制装置输出电压控制信号及电流控制信号同时至焊接装置，焊接装置启动气保焊机工作；当电压信号大于电压上限信号或电流信号大于电流上限信号时，焊接装置即停止工作，进而可减少电压或电流过载时工作人员受伤的情况，有利于提高工作人员在工作过程中的安全性。

优选的，所述电压基准单元包括电压基准部、电压调节部，所述电压基准部提供电压上限信号，所述电压调节部耦接于所述电压基准部并用于调节电压上限信号的大小；所述电流基准单元包括电流基准部、电流调节部，所述电流基准部提供电流上限信号，所述电流调节部耦接于所述电流基准部并用于调节电流上限信号的大小。

通过采用上述技术方案，通过设置电压调节部及电流调节部，以对电压上限信号或电流上限信号进行调整，以适应不同电压及电流的气保焊机。

优选的，所述电压控制装置包括第一非门单元、电压开关单元、电压执行单元，所述第一非门单元耦接于所述电压感应单元以接收低电平电压信号并输出高电平转换信号，所述电压开关单元耦接于所述第一非门单元以接收高电平转换信号并输出电压开关信号，所述电压执行单元耦接于所述电压开关单元以接收电压开关信号并输出电压控制信号。

通过采用上述技术方案，第一非门单元接收低电平的电压信号后以转换为可进行输出的高电平电压信号，并通过电压开关单元输出电压开关信号，电压执行单元接收电压开关信号后输出电压控制信号，而第一非门单元接收到由于过载的高电平电压信号可转换为低电平的电压信号，以防止输出，以切断后续焊机的通电线路，停止焊机工作。

优选的，所述电压执行单元为延时继电器kt。

通过采用上述技术方案，延时继电器可设置一定的时间以对信号进行延时输出，以对接收到的电压开关信号进行延时判断，以确定接收到电压开关信号。

优选的，所述电流控制装置包括第二非门单元、电流开关单元、电流执行单元，所述第二非门单元耦接于所述电流感应单元以接收低电平电流信号并输出高电平转换信号，所述电流开关单元耦接于所述第二非门单元以接收高电平转换信号并输出电流开关信号，所述电流执行单元耦接于所述电流开关单元以接收电流开关信号并输出电流控制信号。

通过采用上述技术方案，第二非门单元接收低电平的电流信号后以转换为可进行输出的高电平电流信号，并通过电流开关单元输出电流开关信号，电流执行单元接收电流开关信号后输出电流控制信号，而第二非门单元接收到由于过载的高电平电流信号可转换为低电平的电流信号，以防止输出，以切断后续焊机的通电线路，停止焊机工作。

优选的，所述焊接装置包括电压启动开关、电流启动开关及气保焊机本体，所述电压启动开关接收电压控制信号并闭合，所述电流启动开关接收电流控制信号并闭合，所述气保焊机本体工作。

通过采用上述技术方案，通过设置电压启动开关及电流启动开关以对气保焊机本体的启停工作进行控制。

优选的，所述电压检测装置还耦接有报警装置，所述报警装置接收高电平电压信号并进行电压过压提醒。

通过采用上述技术方案，通过设置提醒装置，以对电压过载时进行报警，以使工作人员清楚由于电压过载导致气保焊机停止工作而进行报警。

优选的，所述电流检测装置还耦接有提醒装置，所述提醒装置接收高电平电流信号并进行电流过载报警。

通过采用上述技术方案，通过设置提醒装置，以对电流过载时进行提醒，以使工作人员清楚由于对电流过载导致气保焊机停止工作进行提醒。

优选的，所述连接开关为双刀单掷开关。

通过采用上述技术方案，通过设置双刀单掷开关，使得工作人员在闭合开关时，可提高开关触点动作的安全性，降低开关动作失误的概率。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

通过电压检测装置与电流检测装置实时检测气保焊机的工作电压及工作电流，并于电压信号大于电压上限信号或电流信号大于电流上限信号时，焊接装置即停止工作，进而可减少电压或电流过载时工作人员受伤的情况，有利于提高工作人员在工作过程中的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的电路结构示意图。

图中，1、连接开关；2、逆变电路；3、电压检测装置；31、电压感应单元；32、电压基准单元；321、电压基准部；322、电压调节部；4、电流检测装置；41、电流感应单元；42、电流基准单元；421、电流基准部；422、电流调节部；5、电压控制装置；51、第一非门单元；52、电压开关单元；53、电压执行单元；6、电流控制装置；61、第二非门单元；62、电流开关单元；63、电流执行单元；7、焊接装置；71、电压启动开关；72、电流启动开关；73、气保焊机本体；8、提醒装置；9、报警装置；91、信号间断输出单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种双闭环控制的自保护气保焊机，包括依次耦合连接的连接开关1、逆变电路2、变压器t，连接开关1优选为双刀单掷开关，双刀单掷开关的一端耦接于市电，另一端耦接于逆变电路2，本实施例中采用双刀单掷开关作为连接开关1，可提高开关触点动作的安全性，降低开关动作的失误；连接开关1闭合后，市电交流电压传输至逆变电路2，逆变电路2将交流电中存在的直流电均转换为交流电；变压器t的一次侧接收经过逆变电路2的交流电后进行降压，以供焊机工作。

还包括电压检测装置3、电流检测装置4、电压控制装置5、电流控制装置6及焊接装置7，变压器t的二次侧作为输出线路，并耦接于电压检测装置3及电流检测装置4。

参照图2，电压检测装置3包括电压感应单元31、电压基准单元32，电压基准单元32耦接于电压感应单元31并提供电压上限信号，本实施例中电压上限信号优选为焊机工作过程中过载的电压值；电压感应单元31感应耦接于变压器t的输出线路并感应焊机的供电电压，并于供电电压大于电压上限信号时输出高电平电压信号，小于电压上限信号时输出低电平电压信号；电压控制装置5耦接于电压检测装置3以接收低电平的电压信号并输出电压控制信号。

电流检测装置4包括电流感应单元41、电流基准单元42，电流基准单元42耦接于电流感应单元41并提供电流上限信号，本实施例中电流上限信号优选为焊机工作过程中过载的电流值；电流感应单元41感应耦接于变压器t的输出线路并感应焊机的供电电流，并于供电电流大于电流上限信号时输出高电平电流信号，小于电流上限信号时输出低电平电流信号；电流控制装置6耦接于电流检测装置4以接收低电平的电流信号并输出电流控制信号。

焊接装置7耦接于电压控制装置5及电流控制装置6并于同时接收电压控制信号及电流控制信号时启动焊机工作，反之当焊接装置7仅接收到电压控制信号或电流控制信号或两者均未接收时停止焊机工作。

电压基准单元32包括电压基准部321、电压调节部322，电压基准部321耦接于电压感应单元31并提供电压上限信号，电压调节部322耦接于电压基准部321并用于调节电压上限信号的大小；不同气保焊机内部电路及电路元件所能承受的上限电压不同，通过设置电压调节部322，可根据上限电压的不同进行调整，进而以适应工作电压不同的气保焊机。

电压感应单元31包括电压传感器ru、比较器n1及电阻r1，电压传感器ru的型号优选为chvs-as3.3-05，比较器n1的型号优选为lm311；电压基准部321包括电阻r2、r3，电压调节部322包括滑动变阻器rp1，滑动变阻器rp1的型号优选为3296x-502；比较器n1的同相端耦接于电压传感器ru及电阻r1的一端，电压传感器ru的另一端耦接于vcc电压，电阻r1的另一端接地，比较器n1的反相端通过电阻r3耦接于电阻r2及滑动变阻器rp1的一端，电阻r2的另一端耦接于vcc电压，滑动变阻器rp1的另一端接地，电阻r2、r3的连接点提供电压上限信号，可通过滑动变阻器rp1改变电阻r2、r3的连接点阻值，以改变电压上限信号的大小；比较器n1的输出端耦接于电压控制装置5。

电压控制装置5包括第一非门单元51、电压开关单元52、电压执行单元53，第一非门单元51耦接于电压感应单元31以接收低电平电压信号并输出高电平转换信号，电压开关单元52耦接于第一非门单元51以接收高电平转换信号并输出电压开关信号，电压执行单元53耦接于电压开关单元52以接收电压开关信号并输出电压控制信号。

第一非门单元51包括反相器ic1，反相器ic1的型号优选为sn74lvc1g04；电压开关单元52包括电阻r7及三极管q1，三极管q1优选为npn三极管；电压执行单元53包括光耦合器u1及延时继电器kt，光耦合器u1的型号优选为fc-clc，延时继电器kt的型号优选为jsz3f；反相器ic1的输入端耦接于比较器n1的输出端，反相器ic1的输出端通过电阻r7耦接于三极管q1的基极，三极管q1的发射极接地，集电极耦接于光耦合器u1中二极管的阳极，光耦合器u1中二极管的阴极接地，光耦合器u1中光敏三极管的发射极接地，集电极耦接于延时继电器kt。

电流基准单元42包括电流基准部421、电流调节部422，电流基准部421耦接于电流感应单元41并提供电流上限信号，电流调节部422耦接于电流基准部421并用于调节电流上限信号的大小；不同气保焊机内部电路及电路元件所能承受的上限电流不同，通过设置电流调节部422，可根据上限电流的不同进行调整，进而以适应工作电流不同的气保焊机。

电流感应单元41包括电流传感器ra、比较器n2及电阻r4，电流传感器ra的型号优选为hka-3ysd，比较器n2的型号优选为lm311；电流基准部421包括电阻r5、r6，电流调节部422包括滑动变阻器rp2，滑动变阻器rp2的型号优选为3296x-502；比较器n2的同相端耦接于电流传感器ra及电阻r4的一端，电流传感器ra的另一端耦接于vcc电压，电阻r4的另一端接地，比较器n2的反相端通过电阻r6耦接于电阻r5及滑动变阻器rp2的一端，电阻r5的另一端耦接于vcc电压，滑动变阻器rp2的另一端接地，电阻r5、r6的连接点提供电流上限信号，可通过滑动变阻器rp2改变电阻r5、r6的连接点阻值，以改变电流上限信号的大小；比较器n2的输出端耦接于电流控制装置6。

电流控制装置6包括第二非门单元61、电流开关单元62、电流执行单元63，第二非门单元61耦接于电流感应单元41以接收低电平电流信号并输出高电平转换信号，电流开关单元62耦接于第二非门单元61以接收高电平转换信号并输出电流开关信号，电流执行单元63耦接于电流开关单元62以接收电流开关信号并输出电流控制信号。

第二非门单元61包括反相器ic2，反相器ic2的型号优选为sn74lvc1g04；电压开关单元52包括电阻r8及三极管q2，三极管q2优选为npn三极管；电压执行单元53包括光耦合器u2及继电器km，光耦合器u1的型号优选为fc-clc，继电器km的型号优选为hh52p1；反相器ic2的输入端耦接于比较器n2的输出端，反相器ic2的输出端通过电阻r8耦接于三极管q2的基极，三极管q2的发射极接地，集电极耦接于光耦合器u2中二极管的阳极，光耦合器u2中二极管的阴极接地，光耦合器u2中光敏三极管的发射极接地，集电极耦接于继电器km。

焊接装置7包括电压启动开关71、电流启动开关72、气保焊机本体73及vdd电源，电压启动开关71接收电压控制信号并闭合，电流启动开关72接收电流控制信号并闭合，气保焊机本体73工作。

电压启动开关71包括受控于延时继电器kt的常开触点kt-1，电流启动开关72包括受控于继电器km的常开触点km-1，vdd电源的正极耦接于常开触点kt-1的一端，负极耦接于常开触点km-1的一端，常开触点kt-1的另一端与常开触点km-1的另一端耦接于气保焊机本体73。

电压检测装置3还耦接有报警装置9，报警装置9接收高电平电压信号并进行电压过压报警，当焊机停止工作时，以使工作人员清楚停止工作的原因为焊机内的电压过载。

报警装置9包括信号间断输出单元91及报警器ha，信号间断输出单元91包括555计时器、电阻r9、r10、电容c1、c2；555计时器的4脚、8脚及电阻r9的一端耦接于比较器n1的输出端，电阻r9的另一端耦接于555计时器的3脚、电阻r10的一端及报警器ha的一端，555计时器的2脚及6脚耦接于电阻r10的另一端，并通过电容c2接地，555计时器的1脚接地，5脚通过电容c1接地，报警器ha的另一端耦接于vcc电压。

电流检测装置4还耦接有提醒装置8，提醒装置8接收高电平电流信号并进行电流过载提醒，当焊机停止工作时，以使工作人员清楚停止工作的原因为焊机内的电流过载；提醒装置8包括电阻r11、发光二极管d1、d2，比较器n2的输出端通过电阻r11耦接于发光二极管d1的阳极，发光二极管d1的阴极耦接于发光二极管d2的阳极，发光二极管d2的阴极接地。

本实施例的实施原理为：

气保焊机工作时，连接开关1闭合，电压传感器ru与电流传感器ra实时感应进入到气保焊机内供起弧的电压及电流，并通过比较器n1比较感应的电压及电压上限信号，通过比较器n2比较感应的电流及电流上限信号，当感应电压小于电压上限信号且感应电流小于电流上限信号时，则表示当前的供电电压及电流均未过载且达到焊机起弧电压及电流的强度，比较器n1输出低电平电压比较信号，比较器n2输出低电平电流比较信号，并通过反相器ic1、ic2转换为高电平电压比较信号及电流比较信号，三极管q1及q2导通，延时继电器kt及继电器km工作，并输出电压控制信号及电流控制信号，常开触点kt-1及km-1闭合，气保焊机本体73工作；

当感应电压大于电压上限信号或感应电流大于电流上限信号，报警器ha发声报警或发光二极管d1及d2发光提醒，比较器n1输出高电平电压比较信号，比较器n2输出高电平电流比较信号，并通过反相器ic1、ic2转换为低电平电压比较信号及电流比较信号，三极管q1及q2截止，延时继电器kt及继电器km停止工作，常开触点kt-1及km-1断开，气保焊机本体73停止工作，保证工作人员的安全。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。