專利名稱：一種可控硅焊機及其保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊機技術(shù)，尤其涉及一種可控硅焊機及其保護電路。
背景技術(shù)：
可控硅焊機一般由三相變壓器，平衡電抗器，濾波電抗器，控制變壓器，交流接觸 器，排風(fēng)扇，控制線路板，可控硅整流器(SCR)(也稱為晶閘管(thyristor))等組成。如圖 1所示，焊機的主回路包括交流接觸器MS、主變壓器Trl、可控硅元件SCRl-6、平衡電抗器 IPL、濾波電抗器DCL等。其中主變壓器次級與可控硅整流器SCRl-6接成帶平衡電抗器IPL 的雙反星形整流電路形式，可提高主變壓器的利用率，濾波電抗器DCL可改善焊機的輸出 特性，使電弧燃燒穩(wěn)定。 在可控硅焊機的使用中，如果其內(nèi)部的晶閘管發(fā)生短路故障，很快就會引起主變 壓器燒損，在輸入缺相情況下使用焊機也會造成焊接的缺陷甚至焊機的損壞，因此有必要 對這些故障進行檢測和保護。 現(xiàn)有技術(shù)中針對焊機中晶閘管短路一般采取如下的保護方法在配電柜或是焊機 內(nèi)的輸入線處設(shè)置熔斷保險，當電流過大時使其自動熔斷，達到保護目的。但這種方式對于 熔斷保險的規(guī)格選擇有一定的問題，過大則起不到保護作用，而且這樣做成本也會比較高。
在國際公布號為W001/13487的"檢測故障晶閘管的方法和設(shè)備"的專利中提供了 一種對損壞晶閘管的檢測方法，該方法通過檢測晶閘管工作時其兩端的電壓來判斷晶閘管 是否存在故障。 最近公開國際公開號為WO 2008/072387的專利"溶接裝置"公開了一種保護裝 置。該保護裝置在每一路晶閘管的兩端都設(shè)置電壓檢測裝置，正常情況下，當晶閘管截止時 會存在反向電壓，晶閘管短路后其兩端電壓會變得很低或為O，利用這種區(qū)別，通過電壓檢 測裝置對晶閘管的狀態(tài)進行判斷。當電壓檢測裝置檢測到至少有1路晶閘管兩端電壓始終 很低或為O時，通過信號處理電路可控制串接在交流接觸器控制線圈中的繼電器動作，從 而斷開交流接觸器，達到保護的目的。 上述專利的保護裝置用電子器件實現(xiàn)，控制電路中使用器件偏多，結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜， 這樣使由于器件發(fā)生損壞造成焊機故障的可能性增大，另外該裝置也不能實現(xiàn)輸入缺相的 檢測和保護。 現(xiàn)有技術(shù)針對焊機的缺相保護一般是通過檢測缺相后對輸入電壓值發(fā)生的變化 來實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是提供一種帶有保護電路的可控硅焊機，該保護電 路可檢測多種故障并提供保護功能。 本發(fā)明提供一種可控硅焊機，包括主變壓器；交流接觸器，設(shè)置在主變壓器的初 級側(cè)，用于對主變壓器提供或者斷開交流電力；晶閘管，設(shè)置在主變壓器的次級側(cè)，用于控制焊接輸出；故障檢測電路，設(shè)置在晶閘管陽極和陰極之間，故障檢測電路在焊機的正常工 作時能夠斷續(xù)導(dǎo)通；檢測狀態(tài)判斷電路，與故障檢測電路隔離耦合，能夠判斷故障檢測電路 的導(dǎo)通狀態(tài)，當判斷故障檢測電路不存在導(dǎo)通狀態(tài)時，輸出異常狀態(tài)信號；保護執(zhí)行控制電 路，與檢測狀態(tài)判斷電路相連，能夠控制交流接觸器，用于當接收到來自檢測狀態(tài)判斷電路 的異常狀態(tài)信號時控制交流接觸器對主變壓器斷開交流電力。 根據(jù)本發(fā)明的可控硅焊機的一個實施例，該焊機的晶閘管有6個，分別與主變壓 器的次級的兩組三相連接，該兩組三相為雙反星形接法；故障檢測電路至少包括第一故障 檢測支路，該第一故障檢測支路的一端包括3個節(jié)點，分別與所述兩組中第一組的第一相、 第二組中與第一相不同的另外兩相相連，該第一故障檢測支路的另一端與第二組三相相連 的晶閘管的公共連接點相連；其中，該第一組為兩組三相中的任意一組，第一相為U、V、W相 中的任意一相。 根據(jù)本發(fā)明的可控硅焊機的一個實施例，故障檢測電路還包括第二故障檢測支 路；該第二故障檢測支路的一端包括3個節(jié)點，分別與所述第二組中不同于所述第一相的 第二相、所述第一組中不同于第二相的另外兩相相連，該第二故障檢測支路的另一端與所 述第一組三相相連的晶閘管的公共連接點相連。 根據(jù)本發(fā)明的可控硅焊機的一個實施例，上述第一故障檢測支路包括與所述第一
相相連的第一電阻、分別與另外兩相相連的第一二極管和第二二極管、與所述公共連接點
相連的第三二極管、以及第二電阻、檢測信號發(fā)出部分、第三電阻；其中，所述第一電阻和第
一二極管共同并聯(lián)連接到所述第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端和第二二極管共同
并聯(lián)連接到所述檢測信號發(fā)出部分，所述檢測信號發(fā)出部分和所述第三電阻、第三二極管
依次串聯(lián)；所述檢測信號發(fā)出部分包括并聯(lián)連接的電容、光電耦合器和二極管。 根據(jù)本發(fā)明的可控硅焊機的一個實施例，故障檢測電路還包括第三、第四故障檢
測支路；其中，第三故障檢測支路跨接在與所述第一組的第二相連接的晶閘管的兩端；第
四故障檢測支路跨接在與所述第二組的第一相連接的晶閘管的兩端，用于判斷待測晶閘管
是否短路。 需要指出的是，主變壓器的次級的兩組三相為雙反星形接法，即U、 V、 W三相為星 形接法，U' 、V' 、W'三相也為星形接法，且與U、V、W相相應(yīng)反相，本文中的"第一組"、"第 二組"均可指代上述兩組中的任一組，每組中的三相也可分別稱為"第一相"、"第二相"、"第 三相"，其中"第一組"和"第二組"的"第一相"均指有對應(yīng)關(guān)系的一相(如"第一組"的"第 一相"如果指U相時，"第二組"的"第一相"則指U'相)，雖然"第一組"、"第二組"、"第一 相"、"第二相"這些內(nèi)容在文中指代時有一定的任意性，但在相近的上下文中出現(xiàn)時卻分別 指代相同的組或相同的相，在此特別說明，下文中出現(xiàn)相同內(nèi)容時此說明也適用，不再特殊 說明。 根據(jù)本發(fā)明的可控硅焊機的一個實施例，上述檢測狀態(tài)判斷電路包括檢測信號接 收處理支路和信號相與電路，檢測信號接收處理支路與上述故障檢測支路對應(yīng)隔離耦合， 根據(jù)故障檢測支路的信號輸出狀態(tài)判斷信號到信號相與電路，信號相與電路對狀態(tài)判斷信 號進行與門處理后輸出到保護執(zhí)行控制電路。 根據(jù)本發(fā)明的可控硅焊機的一個實施例，保護執(zhí)行控制電路包括開關(guān)裝置，用于 接收來自檢測狀態(tài)判斷電路的狀態(tài)信號，當狀態(tài)信號為異常狀態(tài)信號時輸出保護信號到交流接觸器；供電判斷電路，與主變壓器的次級控制線圈和開關(guān)裝置的輸出端相連，用于為檢 測狀態(tài)判斷電路和開關(guān)裝置提供電力；其中，當主變壓器不帶電時，供電判斷電路停止提供 電力；當開關(guān)裝置輸出保護信號時，供電判斷電路向檢測狀態(tài)判斷電路和開關(guān)裝置提供電 力。 本發(fā)明提供的可控硅焊機，通過保護執(zhí)行控制電路、故障檢測電路和檢測狀態(tài)判 斷電路構(gòu)成保護電路，當晶閘管短路或輸入缺相時能夠斷開主變壓器的電力供應(yīng)，為焊機 提供保護，保護電路結(jié)構(gòu)簡單并能檢測多種故障。 本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種保護電路，該保護電路結(jié)構(gòu)簡單并能 夠檢測焊機的多種故障。 本發(fā)明提供一種用于檢測焊機故障的保護電路，包括故障檢測電路，設(shè)置在焊機 的晶閘管的陽極和陰極之間，該故障檢測電路在焊機正常工作時能夠斷續(xù)導(dǎo)通；檢測狀態(tài) 判斷電路，與故障檢測電路隔離耦合，能夠判斷故障檢測電路的導(dǎo)通狀態(tài)，當判斷故障檢測 電路不存在導(dǎo)通狀態(tài)時，輸出異常狀態(tài)信號；及，保護執(zhí)行控制電路，與檢測狀態(tài)判斷電路 相連，能夠控制焊機的交流接觸器，當接收到來自檢測狀態(tài)判斷電路的異常狀態(tài)信號時控 制交流接觸器對焊機的主變壓器斷開交流電力。 根據(jù)本發(fā)明的保護電路的一個實施例，待檢測的焊機的晶閘管有6個，分別與主 變壓器的次級的兩組三相連接，該兩組三相為雙反星形接法；故障檢測電路至少包括第一 故障檢測支路，第一故障檢測支路的一端包括3個節(jié)點，分別與兩組中第一組的第一相、第 二組中與第一相不同的另外兩相相連，第一故障檢測支路的另一端與第二組三相相連的晶 閘管的公共連接點相連；其中，第一組為兩組三相中的任意一組，第一相為U、V、W相中的任 意一相。 進一步，第一故障檢測支路包括與第一相相連的第一電阻、分別與另外兩相相連 的第一二極管和第二二極管、與公共連接點相連的第三二極管、以及第二電阻、檢測信號發(fā) 出部分、第三電阻；其中，第一電阻和第一二極管共同并聯(lián)連接到第二電阻的一端，第二電 阻的另一端和第二二極管共同并聯(lián)連接到檢測信號發(fā)出部分，檢測信號發(fā)出部分和第三電 阻、第三二極管依次串聯(lián)；該檢測信號發(fā)出部分包括并聯(lián)連接的電容、光電耦合器和二極 管。 根據(jù)本發(fā)明的保護電路的一個實施例，其特征在于，故障檢測電路還包括第二、第 三、和第四故障檢測支路；其中，第二故障檢測支路的一端包括3個節(jié)點，分別與所述第二 組中不同于第一相的第二相、所述第一組中不同于第二相的另外兩相相連，上述第二故障 檢測支路的另一端與所述第一組三相相連的晶閘管的公共連接點相連。第三故障檢測支路 跨接在與所述第一組的第二相連接的晶閘管的兩端，第四故障檢測支路跨接在與所述第二 組的第一相連接的晶閘管的兩端，用于判斷待測晶閘管是否短路。 根據(jù)本發(fā)明的保護電路的一個實施例，上述保護執(zhí)行控制電路包括開關(guān)裝置，用 于接收來自檢測狀態(tài)判斷電路的狀態(tài)信號，當狀態(tài)信號為異常狀態(tài)信號時，輸出保護信號 到交流接觸器；供電判斷電路，與主變壓器的次級控制線圈和保護執(zhí)行控制電路的輸出端 相連，用于為檢測狀態(tài)判斷電路和開關(guān)裝置提供電力；其中，當主變壓器不帶電時，供電判 斷電路停止提供電力；當開關(guān)裝置輸出保護信號時，供電判斷電路向檢測狀態(tài)判斷電路和 開關(guān)裝置提供電力。
本發(fā)明提供的保護電路，當晶閘管短路或輸入缺相時能夠斷開主變壓器的電力供 應(yīng)，為焊機提供保護，保護電路結(jié)構(gòu)簡單并能檢測多種故障。


圖1是焊機的主回路部分的電路圖； 圖2是本發(fā)明的焊機的保護電路的一個實施例的結(jié)構(gòu)圖；
圖3是圖2所示的保護電路的故障檢測電路的電路圖；
圖4是本發(fā)明的焊機的保護電路的另一個實施例的結(jié)構(gòu)圖；
圖5是圖4所示的保護電路的故障檢測電路的電路圖； 圖6是圖4所示的保護電路的檢測狀態(tài)判斷電路和保護執(zhí)行控制電路的電路圖。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發(fā)明進行更全面的描述，其中說明本發(fā)明的示例性實施例。
本發(fā)明的保護電路檢測焊機的故障的基本原理是，通過本發(fā)明的故障檢測電路的 光電耦合器或繼電器的接線方式，選擇主變壓器次級與晶閘管連接的特定的3條不同支 路，檢測3個晶閘管均截止且相連的3路主變壓器次級電壓均正常時存在的特定狀態(tài)。如 果存在此特定狀態(tài)，光電耦合器或繼電器可斷續(xù)導(dǎo)通，而晶閘管短路或輸入缺相故障時則 不會有此狀態(tài)，光電耦合器或繼電器始終不導(dǎo)通。因此本發(fā)明的保護電路兼具檢測晶閘管 短路和輸入缺相故障的兩種功能。 圖2是本發(fā)明的焊機的保護電路的一個實施例的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，該保護電 路包括故障檢測電路21、檢測狀態(tài)判斷電路22和保護執(zhí)行控制電路23，保護執(zhí)行控制電路 23和檢測狀態(tài)判斷電路22相連，故障檢測電路21和檢測狀態(tài)判斷電路22之間的連接為隔 離耦合。 一種隔離耦合的實現(xiàn)方式是檢測狀態(tài)判斷電路22包括光電耦合器的受光側(cè)，能 夠接收故障檢測電路21中的光電耦合器的發(fā)光側(cè)發(fā)出的光信號。另外一種隔離耦合的實 現(xiàn)方式是用繼電器(例如光繼電器、磁繼電器)替代光電耦合器。其中，保護執(zhí)行控制電路 23用于輸出保護信號控制設(shè)置在焊機的主變壓器的初級側(cè)的交流接觸器，通過交流接觸器 控制對主變壓器提供或者斷開交流電力。故障檢測電路21耦合在焊機的晶閘管的陽極和 陰極之間，在焊機的正常工作時能夠斷續(xù)導(dǎo)通，在導(dǎo)通時向檢測狀態(tài)判斷電路22發(fā)送信號 (例如光電耦合器的發(fā)光側(cè)發(fā)出的光信號)。檢測狀態(tài)判斷電路22接收來自故障檢測電路 21的信號，能夠判斷故障檢測電路的導(dǎo)通狀態(tài)，并向保護控制電路23輸出狀態(tài)信號；其中， 當檢測狀態(tài)判斷電路22檢測到故障檢測電路21不存在導(dǎo)通狀態(tài)時，向保護執(zhí)行控制電路 23輸出異常狀態(tài)信號，保護執(zhí)行控制電路23收到異常狀態(tài)信號后輸出保護信號控制交流 接觸器對主變壓器斷開交流電力。 在下文的圖3、圖5和圖6的電路圖中，R表示電阻，Q表示晶體管，C表示電容，D 表示二極管，ZD表示穩(wěn)壓管，QR表示晶體管，PC表示光電耦合器(其中，A表示光電耦合器 的發(fā)光側(cè)，B表示光電耦合器的受光側(cè))，MS表示交流接觸器，CR表示繼電器，Tr表示變壓 器，SCR表示晶閘管，IPL表示平衡電抗器。 圖3是圖2所示的保護電路中的故障檢測電路的一個具體例子的電路圖。如圖3 所示，該故障檢測電路包括兩個故障檢測支路，即，包括PC17A的第一故障檢測支路31和包括PC18A的第二故障檢測支路32。第一故障檢測支31路包括第一電阻R420、第二電 阻R439、第三電阻R440、第一至第三二極管D160-D163、電容器C160、和光電耦合器發(fā)光側(cè) PC17A。其中，C160、PC17A和D162并聯(lián)，形成檢測信號發(fā)出部分，兩端分別具有公共連接點 1和2 ;R440的一端連接于公共連接點2，另一端和D163的一極(陽極)連接；D163的另一 極(陰極)連接于晶閘管SCR4-6的公共連接點A2 ;D161的一極(陰極)連接于K5，另一 極(陽極)連接于公共連接點1 ;R439的一端連接于公共連接點1，另一端連接于R420和 D160的公共連接點，而R420的另一端連接于K1， D160的另一端連接于K4。從圖3中可以 看出，K1、K4和K5分別位于主變壓器的次級的兩組的不同的三相U、W'和V'上。通過上述 的連接方式，第一故障檢測支路31可用于檢測SCR4、 SCR5是否短路，同時還可用于檢測輸 入是否缺少U相或V相。第二故障檢測支路32包括R421、 R441、 R442、 D164-D167、 C161、 和PC18A，其內(nèi)部的連接關(guān)系與第一故障檢測支路的連接關(guān)系相似，為簡潔起見，在此不再 詳細敘述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)圖3結(jié)合第一故障檢測支路31的描述可實現(xiàn)。需要指出 的是第二故障檢測支路32的4個端子R421、 D164、 D165和D167分別連接于K4、 K2、 Kl和 SCR1-3的公共連接點Al，可用于檢測SCR1、 SCR2是否短路，同時還可用于檢測輸入是否缺 少U相或W相。這樣在SCR1、SCR2、SCR4和SCR5中任意一個短路或者輸入缺少任一相時均 有至少一支光電耦合器無法導(dǎo)通，可為后邊的檢測狀態(tài)判斷電路提供信號。
需要指出的是，上述第一故障檢測支路和第二故障檢測支路的4個端子的連接方 式不限于圖3中所示的實例，在滿足特定要求的前提下可以進行調(diào)整，該特定要求為主變 壓器的次級為雙反星形，即U、V、W相為星形接法，U' 、V' 、W'也為星形接法，且與U、V、W 相相應(yīng)反相。 將U、 V、W三相稱為A組、U' 、V' 、W'三相稱為B組，將與U、 V、 W三相分別相連 的三支晶閘管的公共連接點稱為A組晶閘管公共連接點、將與U' 、V' 、W'三相分別相連 的三支晶閘管的公共連接點稱為B組晶閘管公共連接點。這樣，故障檢測支路在接線時，例 如與電阻R420(參見圖3)相連的一條支路連接了 A組的任一相后(圖中為U相)，與二極 管D160、D161相連的兩條支路就要分別接到B組的不同的另外兩相上(圖3中為W' 、V' 相)，上述電阻及二極管的另一側(cè)經(jīng)過包括光電耦合器的檢測信號發(fā)出部分、電阻和二極管 (圖中為D163)連接至B組晶閘管公共連接點；而當電阻R420支路接到A組的V相后，與 二極管D160、D161相連的兩條支路就要分別接到B組的U' 、W'兩相，故障檢測支路的另 一側(cè)(圖中為D163)需連接至B組晶閘管公共連接點；當電阻R420支路接到B組的V'相 后，與二極管D160、D161相連的兩條支路就要分別接到A組的U、W兩相，故障檢測支路的另 一側(cè)(圖3中為D163)則需連接至A組晶閘管公共連接點，根據(jù)以上原則可有多種組合，在 此不再贅述。 在第一故障檢測支路的連接方式確定后，第二故障檢測支路的連接方式也可以相 應(yīng)確定。例如，如果第一故障檢測支路的端子D163連接到B組的晶閘管公共連接點，則可 以使第二故障檢測支路的端子D167連接到A組的晶閘管公共連接點，并使第二故障檢測支 路的端子R421連接于B組的不同于第一故障檢測支路的端子R420所連接的相上，而第二 故障檢測支路的端子D164和D165分別連接于A組的不同于R421所連接的相的另外兩相 上。 另外，故障檢測電路除了使用光電耦合器外，也可以使用繼電器等其他器件實現(xiàn)
9上述檢測和檢測信號發(fā)送功能。 當然，上述故障檢測電路也可以只包括一個故障檢測支路，用于檢測三相輸入中 的兩相是否缺相，以及兩個晶閘管是否短路。 圖4是本發(fā)明的焊機的保護電路的另一個實施例的結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，該保護 電路包括故障檢測電路41、檢測狀態(tài)判斷電路42和保護執(zhí)行控制電路43。其中，故障檢測 電路41包括第一故障檢測支路、第二故障檢測支路、第三故障檢測支路和第四故障檢測支 路；檢測狀態(tài)判斷電路42包括檢測信號接收處理電路和信號相與電路；保護執(zhí)行控制電路 43包括供電判斷電路、開關(guān)電路、延時電路和保護信號輸出電路。其中，故障檢測電路41中 第一、第二故障檢測支路與圖3中的第一、第二故障檢測支路相似，其第三故障檢測支路和 第四故障檢測支路跨接在待檢測晶閘管的兩端，用于判斷待測晶閘管是否短路。故障檢測 電路41檢測到的信號通過光電耦合器的發(fā)光側(cè)發(fā)送到檢測狀態(tài)判斷電路42中的檢測信號 接收處理電路，檢測信號接收處理電路對信號進行簡單的處理后，通過信號相與電路后輸 出到保護執(zhí)行控制電路。在焊機的主變壓器帶電及保護信號輸出電路動作后兩種情況下， 電源可以通過供電判斷電路給檢測狀態(tài)判斷電路42及保護執(zhí)行控制電路43中其余部分 供電，開關(guān)電路的控制信號是來自檢測狀態(tài)判斷電路42的輸出，如果檢測焊機工作狀態(tài)正 常，開關(guān)截止，如果檢測到有異常情況則開關(guān)導(dǎo)通，向延時電路中的電容充電，一段時間以 后保護信號輸出電路動作，輸出保護信號，通過作用到原來焊機中的交流接觸器控制回路 中使交流接觸器斷開，使主變壓器斷電，達到保護的目的。在此之后雖然主變壓器不帶電， 但根據(jù)因上面已說明的原因，電源仍可通過供電判斷電路給檢測狀態(tài)判斷電路42及保護 執(zhí)行控制電路43供電，保護信號可一直輸出，這樣實現(xiàn)了保護的自鎖，重啟焊機后可解除 此自鎖。下面將結(jié)合圖5和圖6的具體電路圖來說明該實施例。 圖5是圖4所示的保護電路的故障檢測電路的一個具體應(yīng)用的電路圖。和圖3相 比，圖5的故障檢測電路中除了包括第一故障檢測支路31和第二故障檢測支路32之外， 還包括第三故障檢測支路53和第四故障檢測支路54。第三故障檢測支路53包括R422、 PC19A、 D169、 D168、 C162。其中，C162、 PC19A和D168并聯(lián)，兩端分別具有第一公共連接點 3和第二公共連接點4 ;電阻R422的一端連接于K6，另一端與第一公共連接點3相連；二極 管D169的一端連接于SCR4-6的公共連接點A2，另一端與第二公共連接點4相連。這樣，第 三故障檢測支路53跨接在晶閘管SCR6的兩端，檢測晶閘管SCR 6的反向電壓。正常情況 下，光電耦合器可斷續(xù)導(dǎo)通，當晶閘管SCR6短路后，其反向電壓始終為0或過低，則光電耦 合器始終不導(dǎo)通。第四故障檢測支路54包括R423、PC20A、D170、D171、C163。其中，C163、 PC20A和D170并聯(lián)，兩端分別具有第一公共連接點和第二公共連接點；電阻R423的一端連 接于K3，另一端與第一公共連接點相連；二極管D171的一端連接于SCR1-3的公共連接點 Al，另一端與第二公共連接點相連。這樣，第四故障檢測支路54跨接在晶閘管SCR3的兩 端，檢測晶閘管SCR3的反向電壓。正常情況下，光電耦合器可斷續(xù)導(dǎo)通，當晶閘管SCR3短 路后，其反向電壓始終為0或過低，則光電耦合器始終不導(dǎo)通。 和圖2中的情況相同，第一故障檢測支路31和第二故障檢測支路32的連接方式 在滿足特定條件下可以調(diào)整，用以檢測U、 V、 W相輸入是否缺相以及4個晶閘管是否短路。 第三故障檢測支路53和第四故障檢測支路54可以用來檢測其他兩個晶閘管是否短路。
圖6是圖4所示的保護電路的檢測狀態(tài)判斷電路和保護執(zhí)行控制電路的一個具體例子的電路圖。其中，圖6中左邊虛框61指示的是檢測狀態(tài)判斷電路，而右邊虛框62指示 的是保護執(zhí)行控制電路。 檢測狀態(tài)判斷電路61的工作原理如下光電耦合器存在導(dǎo)通狀態(tài)判定為正常，將 4路做成與的關(guān)系，4路都正常時判定為正常，有l(wèi)路不正常則判定為不正常。
檢測狀態(tài)判斷電路61包括檢測信號接收處理電路和信號相與電路兩部分。其 中，檢測信號接收處理電路包括光電耦合器受光側(cè)PC 17B-PC20B、電阻R424-R427 、電容 器C164-C167和電阻R428-R431。當PC17B-PC20B斷續(xù)導(dǎo)通時，可分別通過R424-R427給 C164-C167充電，R428-R431是放電電阻，由此，正常情況下，C164-C167正極可維持高電 平，由此可接收檢測電路的信號并為后邊的電路提供信號。C164-C167的正極分別連到 D172-D175的陰極，D172-D175的陽極連接到一起，由此可組成與門，構(gòu)成四路信號相與電 路。信號相與電路在正常情況下輸出高電平，在異常情況下，即當有一支或數(shù)支光電耦合器 始終無法導(dǎo)通時，對應(yīng)的C164-C167中的一個或數(shù)個一段時間后放電變?yōu)榈碗娖交虮旧砭?無法充電，這樣D172-D175構(gòu)成的與門可輸出低電平。 從圖6可以看出，檢測信號接收處理電路是由4個相對獨立的檢測信號接收處理 支路組成的，每個支路包括光電耦合器受光側(cè)(例如PC17B)、第一電阻(例如R424)、電容 器(例如C164)和第二電阻(例如R428)，其中，電容器和第二電阻并聯(lián)，它們的一個公共連 接點接地，另外一個公共連接點與第一電阻的一端相連，第一電阻的另一端與光電耦合器 受光側(cè)相連。檢測信號接收處理電路的支路數(shù)和故障檢測電路中的支路數(shù)對應(yīng)，根據(jù)接收 來自故障檢測支路的信號輸出狀態(tài)判斷信號到信號相與電路。因此，在不同的應(yīng)用中可以 根據(jù)需要選擇與故障檢測支路數(shù)對應(yīng)的檢測信號接收處理支路數(shù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù) 圖6中的檢測狀態(tài)判斷電路的教導(dǎo)可以實現(xiàn)圖2中的檢測狀態(tài)判斷電路。
保護執(zhí)行控制電路62接收檢測狀態(tài)判斷電路61給出的信號，如信號正常則不動
作，如信號異常則經(jīng)過一段延時后通過一定方式輸出保護信號，控制相關(guān)電路動作。保護執(zhí) 行控制電路62主要包括開關(guān)電路、延遲電路、保護信號輸出電路和供電判斷電路4個部分。 其中，開關(guān)電路由串聯(lián)的ZD25和QR14構(gòu)成，其中ZD25的陰極與QR14的基極相連，當檢測 狀態(tài)判斷電路61輸出低電平時開關(guān)電路導(dǎo)通，使后邊連接的延時電路和保護信號輸出電 路起作用。延時電路由R432、R433、C168、ZD26構(gòu)成，其中，R433和C168并聯(lián)，C168負極與 R433 —端的公共連接點接地，C168正極與R433另一端的公共連接點連接在位于R432和 ZD26的陰極之間的接點上，R432的另一端與QR14的集電極相連。當QR14導(dǎo)通后通過延時 電路進行一段時間的延時再輸出保護信號。因為在使用中QR14可能會因為焊機短時間的 故障狀態(tài)或其他原因出現(xiàn)短時的導(dǎo)通，但只要導(dǎo)通時間不超過設(shè)定的延時時間，后邊的保 護電路就不會輸出保護信號，這樣可做到在不必要時不輸出保護信號，不影響焊機的正常 使用。保護信號輸出電路由QR15和D177構(gòu)成，D177的陰極和QR15的集電極相連。QR15 的基極和延時電路ZD26的陽極相連，延時電路輸出保護信號后QR15導(dǎo)通，通過D177輸出 控制信號控制主回路中的交流接觸器，使交流接觸器斷開，實現(xiàn)保護的目的。在包括供電判 斷電路時，QR15導(dǎo)通可使供電判斷電路中的QR13維持導(dǎo)通，實現(xiàn)自鎖，重啟焊機后方可解 除自鎖。 供電判斷電路包括QR13、PC21、R434-R437、C169、C170、D176、D178、D179。 R437和 D176組成檢測保護信號輸出電路是否輸出信號的第一判斷電路，其中，R437的一端和D176的陽極連接，D176的陰極和QR15的集電極連接。PC21、R434-R436、C169、C170、D178、D179 組成檢測主變壓器是否帶電的第二判斷電路，具體的連接關(guān)系如圖6所示。第二判斷電路 的兩個支路連接主變壓器的次級控制線圈的81號線和82號線。第一判斷電路、第二判斷 電路和QR13的基極連接到公共連接點4 ;QR13的發(fā)射極與電源正極相連，集電極和QR14的 發(fā)射極以及檢測狀態(tài)判斷電路61相連。供電判斷電路通過晶體管QR13作為開關(guān)來控制是 否向檢測狀態(tài)判斷電路61和保護執(zhí)行控制電路62中其他電路供電，可在主變壓器帶電或 QR15導(dǎo)通后給其他的電路供電，從而控制整個保護電路是否工作。該晶體管開關(guān)的控制信 號有兩個，一是通過光電耦合器等器件組成的電路檢測主變壓器是否帶電，若帶電，則上述 開關(guān)導(dǎo)通，否則不導(dǎo)通；另一個是保護執(zhí)行控制電路中的保護信號輸出電路是否輸出保護 信號，若輸出，則可使上述開關(guān)導(dǎo)通。上述兩個控制信號是"或"的關(guān)系，任一個起作用都可 使晶體管開關(guān)導(dǎo)通。供電判斷電路在主變壓器帶電后才開始向保護電路中的其他部分供 電，以防止保護電路的誤操作。這是因為如果沒有供電判斷電路的上述控制，則當主變壓器 不帶電時，故障檢測電路中的光電耦合器均不導(dǎo)通，使得檢測狀態(tài)判斷電路61輸出作為保 護電路中的異常信號的低電平，導(dǎo)致保護執(zhí)行控制電路輸出保護信號，使保護電路動作，導(dǎo) 致焊機開機就無法正常工作。保護信號輸出電路動作后也可給檢測狀態(tài)判斷電路61和保 護執(zhí)行控制電路62供電是為了實現(xiàn)保護的自鎖。在發(fā)生異常情況執(zhí)行保護以后，交流接觸 器斷開，主變壓器會斷電，如果供電判斷電路僅依據(jù)主變壓器是否帶電判斷是否給保護電 路供電，則此時保護電路也會一同斷電，無法繼續(xù)輸出保護信號，這樣，在短時間內(nèi)，交流接 觸器有可能再次吸合，檢測到故障后再斷開，在故障狀態(tài)下反復(fù)如此對焊機可能造成損壞， 因此設(shè)置了供電判斷電路實現(xiàn)保護的自鎖功能，一旦保護后，在開機狀態(tài)下，就可持續(xù)輸出 保護信號，交流接觸器始終無法吸合，等重啟焊機后方可解除此自鎖。 需要指出的是，可以將上述的開關(guān)電路、延時電路和保護信號輸出電路看作一個 開關(guān)裝置，該開關(guān)裝置可以根據(jù)需要增加或者減少包含的組件。 本發(fā)明提供的保護電路，通過同一電路既可檢測晶閘管的短路故障又可檢測輸入 缺相故障，并提供相應(yīng)的保護。可實現(xiàn)一種電路，兩種功能。此外，保護電路設(shè)計簡單，用較 少的器件就可實現(xiàn)檢測和保護功能。 而保護執(zhí)行控制電路中還包括供電判斷電路，通過晶體管構(gòu)成開關(guān)來控制是否向 檢測狀態(tài)判斷電路和保護執(zhí)行控制電路中其他電路供電，從而控制保護電路是否需要工 作。供電判斷電路在主變壓器帶電后才開始供電，防止保護電路誤動作；供電判斷電路在保 護信號輸出電路動作后也可供電，實現(xiàn)保護的自鎖，重啟焊機可解除此自鎖，防止在故障狀 態(tài)下反復(fù)保護對焊機造成損壞。 本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明
限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描
述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理 解本發(fā)明從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
權(quán)利要求
一種可控硅焊機，其特征在于，包括主變壓器；交流接觸器，設(shè)置在所述主變壓器的初級側(cè)，用于對所述主變壓器提供或者斷開交流電力；晶閘管，設(shè)置在所述主變壓器的次級側(cè)，用于控制焊接輸出；故障檢測電路，設(shè)置在所述晶閘管陽極和陰極之間，所述故障檢測電路在所述焊機的正常工作時能夠斷續(xù)導(dǎo)通；檢測狀態(tài)判斷電路，與所述故障檢測電路隔離耦合，能夠判斷所述故障檢測電路的導(dǎo)通狀態(tài)，當判斷所述故障檢測電路不存在導(dǎo)通狀態(tài)時，輸出異常狀態(tài)信號；保護執(zhí)行控制電路，與所述檢測狀態(tài)判斷電路相連，能夠控制所述交流接觸器，用于當接收到來自所述檢測狀態(tài)判斷電路的異常狀態(tài)信號時控制所述交流接觸器對所述主變壓器斷開交流電力。
2. 如權(quán)利要求1所述的焊機，其特征在于，所述晶閘管有6個，分別與所述主變壓器的 次級的兩組三相連接，所述兩組三相為雙反星形接法；所述故障檢測電路至少包括第一故障檢測支路，所述第一故障檢測支路的一端包括3 個節(jié)點，分別與所述兩組中第一組的第一相、第二組中與所述第一相不同的另外兩相相連， 所述第一故障檢測支路的另一端與所述第二組三相相連的晶閘管的公共連接點相連；其中，所述第一組為所述兩組三相中的任意一組，所述第一相為U、 V、 W相中的任意一相。
3. 如權(quán)利要求2所述的焊機，其特征在于，所述故障檢測電路還包括第二故障檢測支 路；所述第二故障檢測支路的一端包括3個節(jié)點，分別與所述第二組中不同于所述第一相 的第二相、所述第一組中不同于所述第二相的另外兩相相連，所述第二故障檢測支路的另 一端與所述第一組三相相連的晶閘管的公共連接點相連。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的焊機，其特征在于，所述第一故障檢測支路包括與所述第一 相相連的第一電阻、分別與另外兩相相連的第一二極管和第二二極管、與所述公共連接點 相連的第三二極管、以及第二電阻、檢測信號發(fā)出部分、第三電阻；其中，所述第一電阻和第 一二極管共同并聯(lián)連接到所述第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端和第二二極管共同 并聯(lián)連接到所述檢測信號發(fā)出部分，所述檢測信號發(fā)出部分和所述第三電阻、第三二極管 依次串聯(lián)；所述檢測信號發(fā)出部分包括并聯(lián)連接的電容、光電耦合器和二極管。
5. 如權(quán)利要求3所述的焊機，其特征在于，所述故障檢測電路還包括第三、第四故障檢 測支路；其中，所述第三故障檢測支路跨接在與所述第一組的第二相連接的晶閘管的兩端；所 述第四故障檢測支路跨接在與所述第二組的第一相連接的晶閘管的兩端，用于判斷待測晶 閘管是否短路。
6. 如權(quán)利要求2、3或5所述的焊機，其特征在于，所述檢測狀態(tài)判斷電路包括檢測信號 接收處理支路和信號相與電路，所述檢測信號接收處理支路與所述故障檢測支路對應(yīng)隔離 耦合，根據(jù)所述故障檢測支路的信號輸出狀態(tài)判斷信號到所述信號相與電路，所述信號相 與電路對所述狀態(tài)判斷信號進行與門處理后輸出到所述保護執(zhí)行控制電路。
7. 如權(quán)利要求2、3或5所述的焊機，其特征在于，所述保護執(zhí)行控制電路包括開關(guān)裝置，用于接收來自所述檢測狀態(tài)判斷電路的狀態(tài)信號，當所述狀態(tài)信號為異常 狀態(tài)信號時，輸出保護信號到所述交流接觸器；供電判斷電路，與所述主變壓器的次級控制線圈和所述開關(guān)裝置的輸出端相連，用于 為所述檢測狀態(tài)判斷電路和所述開關(guān)裝置提供電力；其中，當所述主變壓器不帶電時，所述供電判斷電路停止提供電力；當所述開關(guān)裝置輸 出保護信號時，所述供電判斷電路向所述檢測狀態(tài)判斷電路和所述開關(guān)裝置提供電力。
8. —種用于檢測焊機故障的保護電路，其特征在于，包括故障檢測電路，設(shè)置在所述焊機的晶閘管的陽極和陰極之間，所述故障檢測電路在所 述焊機正常工作時能夠斷續(xù)導(dǎo)通；檢測狀態(tài)判斷電路，與所述故障檢測電路隔離耦合，能夠判斷所述故障檢測電路的導(dǎo) 通狀態(tài)，當判斷所述故障檢測電路不存在導(dǎo)通狀態(tài)時，輸出異常狀態(tài)信號；及保護執(zhí)行控制電路，與所述檢測狀態(tài)判斷電路相連，，能夠控制所述焊機的交流接觸 器，用于當接收到來自所述檢測狀態(tài)判斷電路的異常狀態(tài)信號時控制所述交流接觸器對所 述焊機的主變壓器斷開交流電力。
9. 如權(quán)利要求8所述的保護電路，其特征在于，所述晶閘管有6個，分別與所述主變壓 器的次級的兩組三相連接，所述兩組三相為雙反星形接法；所述故障檢測電路至少包括第一故障檢測支路，所述第一故障檢測支路的一端包括3 個節(jié)點，分別與所述兩組中第一組的第一相、第二組中與所述第一相不同的另外兩相相連， 所述第一故障檢測支路的另一端與所述第二組三相相連的晶閘管的公共連接點相連；其中，所述第一組為所述兩組三相中的任意一組，所述第一相為U、 V、 W相中的任意一相。
10. 如權(quán)利要求9所述的保護電路，其特征在于，所述故障檢測電路還包括第二故障檢 測支路；所述第二故障檢測支路的一端包括3個節(jié)點，分別與所述第二組中不同于所述第 一相的第二相、所述第一組中不同于所述第二相的另外兩相相連，所述第二故障檢測支路 的另一端與所述第一組三相相連的晶閘管的公共連接點相連。
11. 如權(quán)利要求9或10所述的保護電路，其特征在于，所述第一故障檢測支路包括與 所述第一相相連的第一電阻、分別與另外兩相相連的第一二極管和第二二極管、與所述公 共連接點相連的第三二極管、以及第二電阻、檢測信號發(fā)出部分、第三電阻；其中，所述第一 電阻和第一二極管共同并聯(lián)連接到所述第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端和第二二 極管共同并聯(lián)連接到所述檢測信號發(fā)出部分，所述檢測信號發(fā)出部分和所述第三電阻、第 三二極管依次串聯(lián)；所述檢測信號發(fā)出部分包括并聯(lián)連接的電容、光電耦合器和二極管。
12. 如權(quán)利要求10所述的保護電路，其特征在于，所述故障檢測電路還包括第三、第四 故障檢測支路；其中，所述第三故障檢測支路跨接在與所述第一組的第二相連接的晶閘管的兩端；所 述第四故障檢測支路跨接在與所述第二組的第一相連接的晶閘管的兩端，用于判斷待測晶 閘管是否短路。
13. 如權(quán)利要求8、9或12所述的保護電路，其特征在于，所述檢測狀態(tài)判斷電路包括檢 測信號接收處理支路和信號相與電路，所述檢測信號接收處理支路與所述故障檢測支路對 應(yīng)連接，根據(jù)所述故障檢測支路的信號輸出狀態(tài)判斷信號到所述信號相與電路，所述信號相與電路對所述狀態(tài)判斷信號進行與門處理后輸出到所述保護執(zhí)行控制電路。
14.如權(quán)利要求8、9或12所述的保護電路，其特征在于，所述保護執(zhí)行控制電路包括 開關(guān)裝置，用于接收來自所述檢測狀態(tài)判斷電路的狀態(tài)信號，當所述狀態(tài)信號為異常狀態(tài)信號時，輸出保護信號到所述交流接觸器；供電判斷電路，與所述主變壓器的次級控制線圈和所述保護執(zhí)行控制電路的輸出端相連，用于為所述檢測狀態(tài)判斷電路和所述開關(guān)裝置提供電力；其中，當所述主變壓器不帶電時，所述供電判斷電路停止提供電力；當所述開關(guān)裝置輸出保護信號時，所述供電判斷電路向所述檢測狀態(tài)判斷電路和所述開關(guān)裝置提供電力。
全文摘要
本發(fā)明公開一種可控硅焊機及其保護電路。該保護電路包括故障檢測電路，設(shè)置在焊機的晶閘管的陽極和陰極之間，故障檢測電路在焊機正常工作時能夠斷續(xù)導(dǎo)通；檢測狀態(tài)判斷電路，與故障檢測電路隔離耦合，能夠判斷故障檢測電路的導(dǎo)通狀態(tài)，當判斷故障檢測電路不存在導(dǎo)通狀態(tài)時，輸出異常狀態(tài)信號；和保護執(zhí)行控制電路，與檢測狀態(tài)判斷電路相連，能夠控制焊機的交流接觸器，用于當接收到來自檢測狀態(tài)判斷電路的異常狀態(tài)信號時控制交流接觸器對主變壓器斷開交流電力。本發(fā)明提供的可控硅焊機及其保護電路，能檢測晶閘管短路和輸入缺相，保護電路結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號B23K9/10GK101722347SQ20081014995
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者安原芳道, 靳占偉 申請人:唐山松下產(chǎn)業(yè)機器有限公司