一種yag激光焊接電源教學(xué)實(shí)驗(yàn)及過(guò)級(jí)考試平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于激光焊接工業(yè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種YAG激光焊接電源教學(xué)實(shí)驗(yàn)及過(guò)級(jí)考試平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于YAG激光焊接電源是一套高電壓大電流的設(shè)備，在教學(xué)上應(yīng)用存在一定的安全危險(xiǎn)性，目前的YAG激光焊接電源的教學(xué)設(shè)備主要是把一臺(tái)工業(yè)應(yīng)用的YAG激光焊接電源平鋪安裝，然后放置在一個(gè)封閉的透明的展示箱里，學(xué)生只能看不能上手操作電路，或者親自動(dòng)手連接線(xiàn)路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣就限制了學(xué)生的動(dòng)手操作能力的訓(xùn)練。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種YAG激光焊接電源教學(xué)實(shí)驗(yàn)及過(guò)級(jí)考試平臺(tái)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種YAG激光焊接電源教學(xué)實(shí)驗(yàn)及過(guò)級(jí)考試平臺(tái)，包括上位機(jī)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低壓小電流故障模擬模塊、YAG激光焊接實(shí)體電源、學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低電壓小電流模擬電路、檢測(cè)電路、故障模擬電路，所述YAG激光焊接實(shí)體電源、學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低電壓小電流模擬電路、學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低壓小電流故障模擬模塊均通過(guò)CAN總線(xiàn)與上位機(jī)電性連接，所述學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低壓小電流故障模擬模塊22包括檢測(cè)電路和故障模擬電路。
[0005]優(yōu)選的，所述YAG激光焊接實(shí)體電源的總體電路包括220V交流市電、大電流空芯功率電感器、LP1為氙燈、IGBT模塊、回路續(xù)流二極管、IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路、主控模塊、霍爾電流互感器模塊，所述220V交流市電的一端連接在Dl、D2之間，所述Cl、C2分別與Dl、D2連接，所述220V交流市電的另一端連接在Cl、C2之間，所述霍爾電流互感器模塊分別與主控模塊和大電流空芯功率電感器連接，所述IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路分別與主控模塊及IGBT模塊連接，所述氙燈連接在IGBT模塊和大電流空芯功率電感器之間，所述回路續(xù)流二極管連接在霍爾電流互感器模塊和氙燈的兩端。
[0006]優(yōu)選的，所述學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低電壓小電流模擬電路包括9V交流電源、小電流功率電感、大功率LED、小功率IGBT、回路續(xù)流二極管、霍爾電流互感器、IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路、實(shí)驗(yàn)電路主控模塊、雙觸頭繼電器，所述實(shí)驗(yàn)電路主控模塊分別與IGBT驅(qū)動(dòng)模塊和大功率LED連接，所述9V交流電源的一端連接在C1、C2之間，所述9V交流電源的另一端連接在D1、D2之間，所述霍爾電流互感器連接在小電流功率電感和D1的兩端，所述回路續(xù)流二極管連接在大功率LED和霍爾電流互感器的兩端，所述IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路連接在主控模塊和小功率IGBT之間，所述電路中每一條連線(xiàn)都增加了一個(gè)雙觸頭繼電器，所述繼電器觸頭串聯(lián)在連接線(xiàn)的兩端。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn):該實(shí)用新型通過(guò)用一套在安全電壓下的低電壓低電流電路模擬實(shí)體的高電壓高電流電源電路與實(shí)體電源同步工作。把本實(shí)用新型應(yīng)用于教學(xué)上，不僅能讓學(xué)生看到Y(jié)AG激光焊接電源的實(shí)體，而且還能在絕對(duì)安全的情況下讓學(xué)生在模擬電路平臺(tái)下搭建像實(shí)體電源電路一樣的電子線(xiàn)路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且在學(xué)生上電操作之前能夠在線(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)出電子線(xiàn)路連接是否正確，從而避免了因?yàn)檫B接不當(dāng)而造成電子元器件燒壞的后果；本實(shí)用新型還能夠自動(dòng)模擬產(chǎn)生各種電路故障讓學(xué)生去尋找故障點(diǎn)排除故障，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力；與此同時(shí)在過(guò)級(jí)考試時(shí)能夠自動(dòng)地從命題庫(kù)里出題，自動(dòng)的把學(xué)生考試成績(jī)以及所動(dòng)手搭建的電子線(xiàn)路圖能夠以文檔的方式保存下來(lái)，為學(xué)生成績(jī)查檔保留依據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為YAG激光焊接實(shí)體電源的總體電路；
[0010]圖3為學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作電路；
[0011]圖4為檢測(cè)電路；
[0012]圖5為電子線(xiàn)路錯(cuò)誤的一種連接；
[0013]圖6為電子線(xiàn)路錯(cuò)誤的一種連接；
[0014]圖7為電子線(xiàn)路錯(cuò)誤的一種連接。
[0015]圖中:21上位機(jī)、22學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低壓小電流故障模擬模塊、23YAG激光焊接實(shí)體電源、24學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低電壓小電流模擬電路、25檢測(cè)電路、26故障模擬電路。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0017]本實(shí)用新型提供了如圖1所示的一種YAG激光焊接電源教學(xué)實(shí)驗(yàn)及過(guò)級(jí)考試平臺(tái)，包括上位機(jī)21、學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低壓小電流故障模擬模塊22、YAG激光焊接實(shí)體電源23、學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低電壓小電流模擬電路24、檢測(cè)電路25、故障模擬電路26，所述YAG激光焊接實(shí)體電源23、學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低電壓小電流模擬電路24、學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低壓小電流故障模擬模塊22均通過(guò)CAN總線(xiàn)與上位機(jī)21電性連接，所述學(xué)生實(shí)驗(yàn)考試低壓小電流故障模擬模塊22包括檢測(cè)電路25和故障模擬電路26。
[0018]本實(shí)用新型的總體設(shè)計(jì)框圖如圖1，YAG激光焊接實(shí)體電源的總體電路如圖2，圖中4為220V交流市電輸入，經(jīng)過(guò)Dl，D2及Cl，C2倍壓整流后產(chǎn)生的總線(xiàn)直流電壓Vbus大約為620V，L1為180uH的大電流空芯功率電感器，LP1為氙燈，Q1為400A/1200V的IGBT模塊，D3為回路續(xù)流二極管，1為IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，2為主控模塊，3為額定電流為400A的霍爾電流互感器模塊。電路工作控制原理為:設(shè)定給定的參考電流，由霍爾電流互感器量測(cè)主回路電流回饋給主控器，主控制器通過(guò)PWM控制IGBT，使回路中流過(guò)氙燈的電流穩(wěn)定于設(shè)定的參考電流。
[0019]由于YAG激光焊接實(shí)體電源總線(xiàn)電壓Vbus達(dá)到620V，主回路電流最大可達(dá)到400A，如此大的電壓電流不適合應(yīng)用于學(xué)生教學(xué)實(shí)驗(yàn)，所以本解決方案中增加了一套在安全電壓下的低電壓小電流實(shí)驗(yàn)電路，其電路原理和實(shí)體電源的電路原理完全相同，模擬實(shí)驗(yàn)電路模塊與實(shí)體電源電路模塊通過(guò)CAN總線(xiàn)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)操作控制同步；同時(shí)為了能夠在線(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)學(xué)生所搭建連接的電子線(xiàn)路，在電路中每一條連接線(xiàn)的兩端各串接一個(gè)可控制的開(kāi)關(guān)，這種可控制開(kāi)關(guān)可使用但不限于MOSFET、繼電器等，本解決方案使用了一個(gè)雙觸頭繼電器，繼電器觸頭各串聯(lián)在連接線(xiàn)的兩端，這樣在檢測(cè)連接線(xiàn)時(shí)就可以把這條連接線(xiàn)與電路中其它連接線(xiàn)隔離開(kāi)，就可以單獨(dú)的測(cè)量這條連接線(xiàn)是否正確連接。用于學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作的電路如圖3所示，圖中5為9V交流電源，其經(jīng)過(guò)倍壓整流后產(chǎn)生的總線(xiàn)直流電壓Vbus大約為25V，L2為180uH的小電流功率電感，LP2為一個(gè)額定電流為1A前向壓降為6V的大功率LED用來(lái)代替氙燈，Q2為10A/600V的小功率IGBT，D4為回路續(xù)流二極管，6為額定電流為1A的霍爾電流互感器，7為IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，8為實(shí)驗(yàn)電路主控模塊，S為繼電器常閉觸頭。其工作控制原理和實(shí)體電源的控制原理相同。為了讓實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路和實(shí)體電源電路同步運(yùn)行工作，使學(xué)生感覺(jué)到控制模擬電路就像在控制實(shí)體電源一樣，用CAN總線(xiàn)把實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路和實(shí)體電源電路連接在一起進(jìn)行通信，操作設(shè)置實(shí)體電源上的參數(shù)，實(shí)體電源上的主控制器通過(guò)CAN通信就會(huì)把同樣的參數(shù)傳送到實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路的主控制器，操作執(zhí)行實(shí)體電源的每一個(gè)動(dòng)作都會(huì)通過(guò)CAN總線(xiàn)通知實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路，這樣就達(dá)到了總體同步。
[0020]為了能夠在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路的電子連接線(xiàn)路，還需要增加檢測(cè)電路，如圖4所示，連接線(xiàn)與連接線(xiàn)之間的交點(diǎn)稱(chēng)為端點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的連線(xiàn)插座與端點(diǎn)連接，實(shí)驗(yàn)電路中每個(gè)端點(diǎn)有幾條連接線(xiàn)與之連接則此端點(diǎn)就安裝有幾個(gè)連線(xiàn)端子插座，或者最多多出一個(gè)連線(xiàn)端子插座(如對(duì)地的接線(xiàn)端子座，多出一個(gè)作為其它檢測(cè)用端子)，檢測(cè)每一條連接線(xiàn)以端點(diǎn)為檢測(cè)單位，每個(gè)端點(diǎn)都有17這樣一個(gè)檢測(cè)電路，圖中S為繼電器常閉觸頭，10，11為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)端點(diǎn)連線(xiàn)插座，12，13為需要正確的連接線(xiàn)，23中的9為由實(shí)驗(yàn)?zāi)M電路主控模塊控制的輸出線(xiàn)路檢測(cè)電壓，電壓值為5V，連