專利名稱：發(fā)電式電焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焊接設(shè)備。
背景技術(shù)：
在野外無(wú)電源地區(qū)進(jìn)行電焊作業(yè)，需要用自發(fā)電的電焊機(jī)。由于使用電焊 機(jī)的環(huán)境條件相對(duì)較差，因而要求焊接設(shè)備體積小、重量輕、使用靈活方便。 同時(shí)，根據(jù)不同的焊接工藝，焊接設(shè)備應(yīng)具有不同的輸出特性。中國(guó)專利(專
利申請(qǐng)?zhí)?2222830.6)公開了一種多特性的內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)，其發(fā)電機(jī)采 用中頻同步勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，定子上繞有主焊接繞組以及為滿足不同的焊接特性 所需要的其它多個(gè)輔助繞組，由于使用了較多的功率器件及控制線路，增加 了產(chǎn)品成本，中頻同步勵(lì)磁發(fā)電機(jī)體積大、重量重、成本高。專利(專利申 請(qǐng)?zhí)?1258392.8)公開了一種永磁發(fā)電式電焊機(jī)，發(fā)電機(jī)采用稀土永磁材 料，其價(jià)格相對(duì)較貴，輸出控制采用磁飽和電抗器方式，磁飽和電抗器體積 大，重量重，難以滿足不同焊接特性的要求。
電焊作業(yè)由于自身的特殊性，電焊機(jī)一般有一半或一半以上的時(shí)間處于空 載運(yùn)行，而目前的自發(fā)電式電焊機(jī)不論帶載與否其發(fā)動(dòng)機(jī)均工作在額定轉(zhuǎn)速 下，不利于節(jié)約燃油。同時(shí)，當(dāng)設(shè)定工作電流或電壓較小時(shí)，整流輸出紋波 較大，在一定程度上影響了焊接質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，設(shè)計(jì)一種發(fā) 電式電焊機(jī),控制裝置控制電焊機(jī)僅需一組用于焊接的輸出繞組就能滿足在 設(shè)定的范圍內(nèi)恒流與恒壓工作方式所要求的輸出特性，同時(shí)節(jié)約燃油，降低成本。
本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是，采用多極永磁式外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)，通 過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓在一定的范圍內(nèi)按設(shè)置值的大小 而變化，再經(jīng)恒流或恒壓調(diào)節(jié)方式控制三相橋式可控整流電路，因而無(wú)需再 增加其它繞組及相應(yīng)的功率器件，就能使電焊機(jī)的輸出在其調(diào)節(jié)范圍內(nèi)滿足 恒流或恒壓工作方式所要求的輸出特性，同時(shí)達(dá)到節(jié)約燃油，降低成本的目 的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種自發(fā)電式電焊機(jī)，采用調(diào)速控制器 對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，特性調(diào)節(jié)器控制電焊機(jī)的輸出特性。在發(fā)動(dòng)機(jī)的化 油器上安裝調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度的步進(jìn)電機(jī)，由調(diào)速控制器控制步進(jìn)電機(jī)，
通過(guò)步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度，達(dá)到調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的；調(diào)速控 制器控制特性調(diào)節(jié)器的工作方式，特性調(diào)節(jié)器控制三相橋式可控整流電路， 使電焊機(jī)輸出具有恒流或恒壓特性。
發(fā)電機(jī)有一單相副繞組與三相焊接繞組。發(fā)電機(jī)單相副繞組的輸出端通 過(guò)整形電路后連接調(diào)速控制器。調(diào)速控制器主要包括以下功能模塊數(shù)據(jù)采 集模塊用于采集設(shè)置值、電弧電壓、電流、發(fā)電機(jī)單相副繞組輸出電壓的 頻率、以及節(jié)油開關(guān)與特性開關(guān)的狀態(tài)；計(jì)算模塊計(jì)算電弧功率，發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速；PID調(diào)節(jié)模塊確定發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，計(jì)算轉(zhuǎn)速差，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)運(yùn) 算；輸出控制模塊利用PID調(diào)節(jié)運(yùn)算結(jié)果控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，控制特性 調(diào)節(jié)器的工作方式。
調(diào)速控制器由單片微處理器構(gòu)成，內(nèi)部集成有多路A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、 定時(shí)器等，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊、計(jì)算模塊、PID調(diào)節(jié)模塊、輸出控制模塊等完 成控制功能。電流調(diào)理電路9通過(guò)電流取樣電路8采樣電弧電流，電壓調(diào)理電路12通過(guò)電壓取樣電路11采樣電弧電壓，設(shè)置電路設(shè)置電焊機(jī)輸出的電 流值或電壓值，由特性調(diào)節(jié)器根據(jù)電流調(diào)理電路9或電壓調(diào)理電路12與設(shè)置 電路所設(shè)置的值輸出控制信號(hào)到脈沖形成與觸發(fā)電路6,控制三相橋式可控整 流電路，達(dá)到恒流或恒壓輸出；設(shè)置電路7、電流調(diào)理電路9、電壓調(diào)理電路 12的輸出送到調(diào)速控制器的數(shù)據(jù)采集模塊的A/D轉(zhuǎn)換器端口，調(diào)速控制器中 計(jì)算模塊根據(jù)電弧電流和電弧電壓計(jì)算電弧功率；PID調(diào)節(jié)模塊根據(jù)電弧功 率值與存儲(chǔ)器中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一負(fù)載特性曲線相比較，獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn) 速，根據(jù)設(shè)置值對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行修改，計(jì)算目標(biāo)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速差， 進(jìn)行PID調(diào)節(jié)運(yùn)算，輸出控制模塊輸出調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度的控制信號(hào)。
發(fā)電機(jī)的三相焊接繞組連接三相橋式可控整流電路，三相橋式可控整流 電路由特性調(diào)節(jié)器控制。特性調(diào)節(jié)器具有恒流與恒壓調(diào)節(jié)兩個(gè)功能模塊，根 據(jù)設(shè)置值與實(shí)測(cè)值之差進(jìn)行比例-積分調(diào)節(jié)，由調(diào)速控制器選擇恒流與恒壓調(diào) 節(jié)兩個(gè)功能模塊中的一個(gè)，對(duì)電焊機(jī)的輸出進(jìn)行恒流或恒壓控制。
本發(fā)明的發(fā)電式電焊機(jī)能夠根據(jù)負(fù)載的變化情況，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減 少了為滿足不同輸出特性的要求所采用的功率器件及控制線路，降低了發(fā)電 機(jī)的成本，同時(shí)根據(jù)負(fù)載特性調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)不是一直處于額定 轉(zhuǎn)速運(yùn)行，根據(jù)是否帶載以及帶載大小控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)約燃油的目 的。


圖1為本發(fā)明的發(fā)電式電焊機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成框圖 圖2為調(diào)速控制器構(gòu)成框圖 圖3為特性調(diào)節(jié)器原理框圖具體實(shí)施方式
下面參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的發(fā)
電式電焊機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成框圖。發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)2，發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子為碗形， 在其外圓筒的內(nèi)周均勻地安裝許多(如32)塊鐵氧體永久磁鐵，發(fā)電機(jī)2的 多極定子上繞有三相繞組，這些繞組按相序并聯(lián)后形成三相焊接繞組2a，同 時(shí)還繞有控制用單相副繞組2b。發(fā)動(dòng)機(jī)1的化油器上安裝有調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度 的步進(jìn)電機(jī)la。當(dāng)發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子由發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)2的單相 副繞組2b輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的頻率的交流電，三相焊接繞組2a也輸 出與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的頻率的三相交流電，發(fā)電機(jī)2的輸出電壓會(huì)隨發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化。
發(fā)電機(jī)2的單相副繞組2b的輸出供給電源電路4和整形電路5。電源電 路4向控制電路提供工作電源和調(diào)節(jié)用的參考電壓。整形電路5將其輸入的 交流電轉(zhuǎn)換為同頻率的矩形波，該矩形波被送到調(diào)速控制器14的一個(gè)輸入端 口 ，調(diào)速控制器14根據(jù)矩形波的周期實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
三相焊接繞組2a輸出的三相交流電經(jīng)過(guò)三相橋式可控整流電路13整流 后，經(jīng)電抗器L輸出直流電。同時(shí)蘭相焊接繞組2a的輸出端連接到同步信號(hào) 電路3的輸入端，同步信號(hào)電路3輸出的相關(guān)同步信號(hào)送到脈沖形成與觸發(fā) 電路6的同步信號(hào)輸入端。
電流取樣電路8串接在三相橋式可控整流電路輸出的負(fù)端，用于采樣電 弧電流，其輸出送到電流調(diào)理電路9的輸入，電流調(diào)理電路9的輸出連接到 特性調(diào)節(jié)器10的一個(gè)輸入端和調(diào)速控制器14的一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換端口 。
電壓取樣電路ll跨接在三相橋式可控整流電路輸出的正、負(fù)端之間，用 于采樣電弧電壓，其輸出送到電壓調(diào)理電路12的輸入端，電壓調(diào)理電路12 的輸出連接到特性調(diào)節(jié)器10的另一個(gè)輸入端和調(diào)速控制器14的另一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換端口。
調(diào)速控制器14的控制輸出端連接到特性調(diào)節(jié)器10的控制輸入端，特性 調(diào)節(jié)器10的輸出送到脈沖形成與觸發(fā)電路6的輸入端，脈沖形成與觸發(fā)電路 6根據(jù)同步信號(hào)電路3輸出的同步信號(hào)與特性調(diào)節(jié)器10的輸出電壓信號(hào)生成 三相橋式可控整流電路13的觸發(fā)信號(hào)，以控制可控整流電路輸出的直流電壓。
設(shè)置電路7采用調(diào)整電位器來(lái)設(shè)置電焊機(jī)輸出所需要的恒流值或恒壓值， 該設(shè)置值輸出到特性調(diào)節(jié)器10的設(shè)置值輸入端和調(diào)速控制器14的一個(gè)A/D 轉(zhuǎn)換端口。
調(diào)速控制器14由單片微處理器構(gòu)成，內(nèi)部集成有多路A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ) 器、定時(shí)器等。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一負(fù)載特性曲線存儲(chǔ)在單片微處理器的存儲(chǔ)器里。 通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊、計(jì)算模塊、PID調(diào)節(jié)模塊、輸出控制模塊等完成控制功能。 數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器采樣設(shè)置電路輸出的設(shè)置值、電流采樣電路采 樣的電弧電流和電壓采樣電路采樣的電弧電壓，計(jì)算模塊根據(jù)采樣的電弧電 流和電壓計(jì)算電弧功率，微處理器通過(guò)測(cè)試整形電路5所輸出的矩形波信號(hào) 計(jì)算發(fā)電機(jī)輸出電壓的頻率，根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出電壓的頻率計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的 實(shí)際轉(zhuǎn)速；微處理器實(shí)時(shí)監(jiān)視節(jié)油開關(guān)K1與特性開關(guān)K2的狀態(tài)；PID調(diào)節(jié)
模塊調(diào)用存儲(chǔ)器中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一負(fù)載特性曲線，根據(jù)電弧功率以及節(jié)油開 關(guān)K1的狀態(tài)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，當(dāng)節(jié)油開關(guān)K1斷開時(shí)，按發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 一負(fù)載特性曲線確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速，當(dāng)節(jié)油開關(guān)K1閉合時(shí)，以發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為 目標(biāo)轉(zhuǎn)速，根據(jù)設(shè)置電路7所設(shè)置的電焊機(jī)輸出的電流值或電壓值，對(duì)目標(biāo) 轉(zhuǎn)速進(jìn)行修改，當(dāng)設(shè)置值小于低端閥值時(shí)，按一固定比例降低上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速 值，當(dāng)設(shè)置值大于高端閥值時(shí)，按另一固定比例提高上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速值；PID調(diào) 節(jié)模塊計(jì)算目標(biāo)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的實(shí)際轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速差，再進(jìn)行PID運(yùn)算；輸出控制模塊對(duì)PID調(diào)節(jié)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行限幅處理，用處理后的值控制步進(jìn)電 機(jī)的運(yùn)行，微處理器根據(jù)特性開關(guān)K2的狀態(tài)控制特性調(diào)節(jié)器的工作方式，即 特性調(diào)節(jié)器工作于恒流狀態(tài)還是恒壓狀態(tài)，但當(dāng)電流調(diào)理電路輸出為零時(shí)， 不論特性開關(guān)K2的狀態(tài)如何均工作于恒流狀態(tài)，以確保有一個(gè)較高的空載電 壓。
調(diào)速控制器14的步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)輸出到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15的輸入 端，以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)la的運(yùn)行。
圖2所示為調(diào)速控制器構(gòu)成框圖。調(diào)速控制器包括數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn) 換器、計(jì)算模塊、定時(shí)器、存儲(chǔ)器、PID調(diào)節(jié)模塊、輸出控制模塊等完成調(diào)速 控制所需的功能模塊。
數(shù)據(jù)采集模塊14a采集電流調(diào)理電路9輸出的電弧電流，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換 器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量I，采集電壓調(diào)理電路12輸出的電弧電壓，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量V，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將設(shè)置電路7所輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù) 字量，用定時(shí)器1對(duì)單片微處理器的機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量整形電路5輸 出的矩形波信號(hào)的周期，通過(guò)單片微處理器的I/O端口獲取節(jié)油開關(guān)Kl與特 性開關(guān)K2的狀態(tài)；計(jì)算模塊14b將電弧電流與電弧電壓所轉(zhuǎn)換的數(shù)字量I與 V相乘，計(jì)算出采樣時(shí)的電弧功率，并與前次采樣所計(jì)算出的電弧功率按一定 的比例關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出本次調(diào)節(jié)所用的電弧功率值，計(jì)算模塊根據(jù)定 時(shí)器1的計(jì)數(shù)值一單片微處理器的機(jī)器周期的個(gè)數(shù)，按發(fā)電機(jī)2的極對(duì)數(shù)計(jì) 算發(fā)動(dòng)機(jī)1的實(shí)際轉(zhuǎn)速；PID調(diào)節(jié)模塊14c首先確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速，當(dāng)節(jié)油開關(guān) Kl的狀態(tài)為閉合時(shí)，以發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為目標(biāo)轉(zhuǎn)速，當(dāng)節(jié)油開關(guān)K1的狀態(tài) 為斷開時(shí)，按計(jì)算模塊所計(jì)算出的本次調(diào)節(jié)電弧功率值與存儲(chǔ)器中的發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速一負(fù)載特性曲線相比較，以此確定發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，然后根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊采集的設(shè)置電路輸出的設(shè)置值，按其大小對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行修改，其后
用目標(biāo)轉(zhuǎn)速減去發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的實(shí)際轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速差，再按PID調(diào)節(jié)的增量式 算法進(jìn)行計(jì)算，以獲得使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定于所確定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速上所需要的調(diào) 節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度的控制量；輸出控制模塊14d通過(guò)定時(shí)器2確定步進(jìn)電 機(jī)工作頻率，通過(guò)對(duì)PID調(diào)節(jié)模塊14c所計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行限幅處理，向步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15發(fā)送相應(yīng)的脈沖信號(hào)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門來(lái)調(diào) 節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度，進(jìn)而控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。通過(guò)所獲取特性開關(guān)K2的狀態(tài) 控制特性調(diào)節(jié)器IO是工作于恒流狀態(tài)還是工作于恒壓狀態(tài)，但在數(shù)據(jù)采集模 塊14a所獲得的電流調(diào)理電路輸出的數(shù)字量I為零時(shí)不論特性開關(guān)K2的狀態(tài) 如何均工作于恒流狀態(tài)。
圖3所示為特性調(diào)節(jié)器電原理圖。包括恒流調(diào)節(jié)電路和恒壓調(diào)節(jié)電路部 分。恒流調(diào)節(jié)電路中設(shè)置電路7輸出端通過(guò)電阻R3連接到運(yùn)算放大器U2的 反向輸入端，電流調(diào)理電路9的輸出通過(guò)電阻R2連接到運(yùn)算放大器U2的同 向輸入端，在該同向輸入端與地之間連接有光藕PC1，電阻R4與電容C1的串 聯(lián)支路并聯(lián)電容C2作為反饋支路跨接在U2的輸出端和反向輸入端之間，U2 的輸出通過(guò)二極管Dl輸出到脈沖形成與觸發(fā)電路6輸入端。恒壓調(diào)節(jié)電路中， 設(shè)置電路7輸出端通過(guò)電阻R6連接到運(yùn)算放大器U3的反向輸入端，電壓調(diào) 理電路12的輸出通過(guò)電阻R5連接到運(yùn)算放大器U3的同向輸入端，在該同向 輸入端與地之間連接有光藕PC2，電阻R7與電容C3的串聯(lián)支路并聯(lián)電容C4 作為反饋支路跨接在U3的輸出端和反向輸入端之間，U3的輸出通過(guò)二極管 D2輸出到脈沖形成與觸發(fā)電路6輸入端。
恒流調(diào)節(jié)與恒壓調(diào)節(jié)方式相同，所采用的電路結(jié)構(gòu)也相同，均采用設(shè)置 電路所設(shè)置的恒流值與恒壓值與電流調(diào)理電路和電壓調(diào)理電路的實(shí)測(cè)值之差進(jìn)行比例-積分PI調(diào)節(jié)，光藕PC1、 PC2 (只示出了輸出部分)用于關(guān)閉一種 調(diào)節(jié)方式。當(dāng)選擇恒流調(diào)節(jié)時(shí)，光藕PC1輸出級(jí)斷開，不影響正常的調(diào)節(jié)功 能，PC2輸出級(jí)導(dǎo)通，將運(yùn)算放大器U3的同相輸入端接地，其輸出為零，通 過(guò)二極管D2隔斷運(yùn)算放大器U2通過(guò)二極管Dl的輸出。當(dāng)選擇恒壓調(diào)節(jié)時(shí)， 其工作方式與上述恒流調(diào)節(jié)相當(dāng)，只是光藕PC2輸出級(jí)斷開，PC1輸出級(jí)導(dǎo)通， 光藕PC1、 PC2的狀態(tài)由調(diào)速控制器14控制。
由上述可知，由于采用多極永磁式發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的體積減小，重量減 輕，輸出頻率較高，采用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一負(fù)載特性曲線與設(shè)置值來(lái)調(diào)整不同負(fù) 載下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)的輸出電壓在一定的范圍內(nèi)按設(shè)置值的大小而變 化，減少了為滿足不同輸出特性以及更大的調(diào)節(jié)范圍所采用的功率器件及控 制線路，降低了發(fā)電機(jī)的成本，同時(shí)通過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)不是一 直處于額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，達(dá)到節(jié)約燃油的目的。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)電式電焊機(jī)，發(fā)電機(jī)單相副繞組的輸出端通過(guò)整形電路后輸出矩形波到調(diào)速控制器，由調(diào)速控制器通過(guò)步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，其特征在于，調(diào)速控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集電流調(diào)理電路9通過(guò)電流取樣電路8獲取的電弧電流、采集電壓調(diào)理電路12通過(guò)電壓取樣電路11獲取的電弧電壓、采集設(shè)置電路7設(shè)置的電焊機(jī)運(yùn)行所需要的電流值或電壓值；調(diào)速控制器中A/D轉(zhuǎn)換器將上述采樣值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并經(jīng)過(guò)調(diào)速控制器處理輸出控制信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；特性調(diào)節(jié)器輸出控制信號(hào)到脈沖形成與觸發(fā)電路6，脈沖形成與觸發(fā)電路輸出控制信號(hào)控制三相橋式可控整流電路；調(diào)速控制器的輸出還控制特性調(diào)節(jié)器的工作方式，以控制三相橋式可控整流電路，使電焊機(jī)輸出具有恒流或恒壓特性。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電式電焊機(jī)，其特征在于，調(diào)速控制器包括A/D 轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集模塊、計(jì)算模塊、定時(shí)器、存儲(chǔ)器、PID調(diào)節(jié)模塊、輸出控 制模塊，所述計(jì)算模塊根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊采集的電弧電流和電弧電壓計(jì)算電 弧功率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；PID調(diào)節(jié)模塊根據(jù)電弧功率值與存儲(chǔ)器中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速一負(fù)載特性曲線相比較，獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，根據(jù)設(shè)置電路設(shè)置的電 流值或電壓值對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行修改，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)運(yùn)算；輸出控制模塊對(duì)PID 調(diào)節(jié)運(yùn)算的結(jié)果限幅，向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15發(fā)送脈沖信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī) 調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電式電焊機(jī)，其特征在于，電流取樣電路串 接在三相橋式可控整流電路輸出的負(fù)端，用于采樣電弧電流；電壓取樣電路 跨接在三相橋式可控整流電路輸出的正、負(fù)端之間，用于采樣電弧電壓。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電式電焊機(jī)，其特征在于，在調(diào)速控制器的狀態(tài)采集端口連接有節(jié)油開關(guān)Kl和特性開關(guān)K2，由Kl的狀態(tài)確定PID調(diào)節(jié) 的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為根據(jù)設(shè)置值修改的目標(biāo)轉(zhuǎn)速還是發(fā)動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，由K2 的狀態(tài)控制特性調(diào)節(jié)器是工作于恒流狀態(tài)還是工作于恒壓狀態(tài)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電式電焊機(jī)，其特征在于，特性調(diào)節(jié)器包括 恒流調(diào)節(jié)電路和恒壓調(diào)節(jié)電路兩部分，恒流調(diào)節(jié)電路根據(jù)設(shè)置值與電流調(diào)理 電路的輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)后由脈沖形成與觸發(fā)電路控制可控整流電路，恒壓調(diào)節(jié) 電路根據(jù)設(shè)置值與電壓調(diào)理電路的輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)后由脈沖形成與觸發(fā)電路控 制可控整流電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電式電焊機(jī)，其特征在于，恒流調(diào)節(jié)電路和恒壓 調(diào)節(jié)電路中運(yùn)算放大器同向輸入端與地之間分別連接有光藕PC1、 PC2,根據(jù) PC1、 PC2的狀態(tài)選擇恒流調(diào)節(jié)或恒壓調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種發(fā)電式電焊機(jī)，涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明的技術(shù)方案是，由調(diào)速控制器控制步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度，達(dá)到調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的；調(diào)速控制器控制特性調(diào)節(jié)器的工作方式，特性調(diào)節(jié)器控制三相橋式可控整流電路，使電焊機(jī)輸出具有恒流或恒壓特性。本發(fā)明根據(jù)負(fù)載的變化情況，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減少了為滿足不同輸出特性的要求所采用的功率器件及控制線路，降低了發(fā)電機(jī)的成本，根據(jù)是否帶載以及帶載大小控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到節(jié)約燃油的目的。本發(fā)明廣泛用于野外使用的焊接設(shè)備。
文檔編號(hào)B23K9/10GK101406982SQ20071009282
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者吳德峰, 唐力強(qiáng) 申請(qǐng)人:吳德峰;唐力強(qiáng)