專利名稱：一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接電磁控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，磁控焊接技術(shù)以其控制電弧形態(tài)、改善熔滴過(guò)渡過(guò)程、改善熔池金屬流動(dòng)過(guò)程、優(yōu)化焊縫成形等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。而磁控裝置作為磁控焊接技術(shù)研究中的關(guān)鍵組成部分，對(duì)焊接過(guò)程及焊縫質(zhì)量控制都有直接關(guān)系。多年來(lái)，從簡(jiǎn)易整流電路輸出的直流磁控裝置到雙T網(wǎng)絡(luò)電路分段調(diào)節(jié)輸出頻率的磁控裝置，從基于模擬控制技術(shù)的磁控裝置到數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用，人們做了大量的工作。有文獻(xiàn)介紹了一種逆變方波焊接電磁攪拌電源，采用全橋式雙逆變結(jié)構(gòu)以及SG3525、SG3526等PWM控制方式，該裝置能夠改善焊縫組織及性能，適用于多種焊接方法，但由于采用模擬控制，其控制精度及靈活性受到限制；有文獻(xiàn)介紹了一種全數(shù)字雙逆變型磁控電弧交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置，采用LM3S818微控制器為控制核心。也有文獻(xiàn)介紹了一種單片機(jī)(P87LPC768)控制磁控電弧專用電源，上述兩種電磁控制裝置或電源，都采用 數(shù)字控制，其控制靈活性及控制精度大大提高，但由于磁控裝置中未對(duì)焊接電流等參數(shù)進(jìn)行采樣，使得外加磁場(chǎng)在一種無(wú)序或隨機(jī)狀態(tài)下引入，不能實(shí)現(xiàn)與焊接過(guò)程的同步控制。專利CN200910047979.7，提出了一種基于模擬電路的磁控裝置，主要應(yīng)用于埋弧堆焊過(guò)程的磁場(chǎng)控制?；谝陨险J(rèn)識(shí)，本發(fā)明提出了一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，所謂同步磁場(chǎng)，即外加磁場(chǎng)與焊接過(guò)程同步，也就是激磁電流波形與焊接電流電壓波形要同步，通過(guò)測(cè)試焊接電流電壓波形，確定激磁電流的相位以及磁場(chǎng)引入的時(shí)刻；依據(jù)焊接電流的大小，調(diào)整激磁電流的幅值，確定磁場(chǎng)引入的強(qiáng)度，以適應(yīng)電弧形態(tài)變化、焊接熔滴過(guò)渡以及焊接熔池液態(tài)金屬流動(dòng)過(guò)程等不同階段需要不同外磁場(chǎng)力的要求。該磁控裝置采用單片機(jī)(MSP430F449)控制的全橋雙逆變結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法。通過(guò)測(cè)試施焊過(guò)程中焊接電流電壓波形，并將其送入磁控裝置單片機(jī)中，依據(jù)電流電壓波形輸出一定幅值和相位的激磁電流波形，從而在線圈中產(chǎn)生與焊接過(guò)程同步的外加磁場(chǎng)，以滿足焊接過(guò)程中電弧形態(tài)、熔滴過(guò)渡、熔池液態(tài)金屬流動(dòng)過(guò)程中不同階段需要不同外磁場(chǎng)力的需求。其主電路采用全橋式雙逆變結(jié)構(gòu)，并利用軟啟動(dòng)電路防止浪涌電流，保護(hù)功率開(kāi)關(guān)管；控制電路采用MSP430F449單片機(jī)產(chǎn)生一次和二次逆變的數(shù)字信號(hào)實(shí)現(xiàn)PWM控制以及過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)等功能，為焊接過(guò)程外加磁場(chǎng)的精確控制提供保障。輸出可調(diào)占空比的同步勵(lì)磁頻率為0-20kHz，輸出同步勵(lì)磁電流為0-10A。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征在于該方法是按照如下步驟進(jìn)行:
(O打開(kāi)焊機(jī)I，開(kāi)始焊接，霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3開(kāi)始檢測(cè)焊接過(guò)程中的焊接電流和電弧電壓波形并輸入到同步磁控裝置4中；
(2)同步磁控裝置4產(chǎn)生同步磁場(chǎng)所需的激磁電流，輸入到激磁線圈5中，激磁線圈5產(chǎn)生同步磁場(chǎng)，對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行同步磁場(chǎng)控制；
(3)同步波形電路9接收到霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3傳入的焊接電流電壓波形信號(hào)后，將信號(hào)整合為一個(gè)與焊接電流電壓波形有同步關(guān)系的同步信號(hào)傳入單片機(jī)
16(MSP430F449)中。(4)單片機(jī)16接收到同步信號(hào)后，將該信號(hào)與自身產(chǎn)生的一次、二次逆變脈沖波形按照據(jù)不同工藝要求設(shè)定的調(diào)制方式進(jìn)行分析計(jì)算整合后輸出一次、二次逆變脈沖波形(同步波形)，即根據(jù)測(cè)試的焊接電流電壓波形，使激磁電流波形與之同步，確定脈沖磁場(chǎng)引入的時(shí)刻(二次逆變脈沖波形)；依據(jù)焊接電流的大小，調(diào)整激磁電流的大小，確定磁場(chǎng)引入的強(qiáng)度(一次逆變脈沖波形)。同步一次、二次逆變脈沖波形產(chǎn)生后分別傳入一次驅(qū)動(dòng)電路17和二次驅(qū)動(dòng)電路18。(5) 一次驅(qū)動(dòng)電路17和二次驅(qū)動(dòng)電路18接收到同步的一次、二次逆變脈沖波形后，按一次二次逆變主電路中功率開(kāi)關(guān)管所需要求進(jìn)行整合，并將整合后的波形加到一次二次逆變主電路中功率開(kāi)關(guān)管上。(6)軟啟動(dòng)按鈕閉合后，220V工頻電輸入到逆變主回路中，一次逆變電路23和二次逆變電路27開(kāi)始工作；
(7)磁控裝置激磁電流反饋電路19檢測(cè)二次逆變電路27中電流波形信號(hào)傳入單片機(jī)16中，單片機(jī)16根據(jù)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行PWM脈寬調(diào)制，控制設(shè)備輸出電流趨于給定值。至此，設(shè)備正常輸出同步磁場(chǎng)激磁電流。(8)在設(shè)備正常工作過(guò)程中，單片機(jī)MSP430F449 16會(huì)根據(jù)過(guò)熱保護(hù)電路10和過(guò)流保護(hù)電路15的檢測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)電流過(guò)大或器件過(guò)熱等情況，單片機(jī)MSP430F449 16會(huì)停止輸出一次逆變脈沖波形，從而對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征在于:所述同步磁控裝置中的焊機(jī)I與焊槍6連接，其中焊機(jī)I據(jù)不同焊接場(chǎng)合進(jìn)行選擇。所述的同步磁控裝置4與激磁線圈5和霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3連接，同步磁控裝置4接收到霍爾電壓傳感器3和霍爾電流傳感器2傳入的焊接電流電壓波形后輸出同步磁場(chǎng)激磁電流。同步磁控裝置4內(nèi)部鏈接結(jié)構(gòu)如下:
所述的霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3連接在焊接回路中，檢測(cè)焊接電流電壓波形后傳入同步波形電路，與同步波形電路9連接。所述的同步波形電路9接收到霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3傳入的焊接電流電壓波形后整合輸出同步信號(hào)傳入單片機(jī)，與單片機(jī)MSP430F449 16連接。所述的單片機(jī)MSP430F449 16為同步裝置的核心控制器件，負(fù)責(zé)同步裝置的過(guò)流過(guò)熱保護(hù)，整合輸出同步波形，以及裝置相關(guān)參數(shù)的調(diào)控，與過(guò)熱保護(hù)電路10、運(yùn)行及故障指示燈11、JTAG下載口 12、同步模式調(diào)節(jié)旋鈕13、LED顯示14、過(guò)流保護(hù)電路15、一次驅(qū)動(dòng)電路17、二次驅(qū)動(dòng)電路18連接。所述的一次逆變驅(qū)動(dòng)電路17、二次驅(qū)動(dòng)電路18，負(fù)責(zé)將單片機(jī)輸出的同步波形進(jìn)行調(diào)制，到一個(gè)幅值適合一次、二次逆變電路中功率開(kāi)關(guān)管工作的范圍，并將調(diào)制后的波形傳入逆變電路中的開(kāi)關(guān)管上，使逆變電路正常工作，分別與一次逆變電路23和二次逆變電路27連接。所述的磁控裝置激磁電流反饋電路19檢測(cè)2次逆變電路中的電流波形，傳入單片機(jī)中，單片機(jī)根據(jù)反饋回的波形進(jìn)行PWM脈寬調(diào)制，過(guò)流過(guò)熱保護(hù)等，使輸出與給定形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，與單片機(jī)MSP430F449連接。所述的合閘軟啟動(dòng)電路20防止逆變主回路中產(chǎn)生浪涌電流，保護(hù)功率開(kāi)關(guān)管，與整流電路21和工頻交流電連接。所述的整流電路21將輸入的工頻交流電整流為一個(gè)直流電，和濾波電路22連接。所述的濾波電路22將整流后的直流電進(jìn)行濾波，與一次逆變電路23連接。所述的一次逆變電路23接收到一次驅(qū)動(dòng)電路的波形后，開(kāi)始一次逆變，與變壓電路24連接。所述的變壓電路24負(fù)責(zé)將一次逆變后的電壓變壓到適合二次逆變電路27工作的范圍，與輸出整流電路25連接。所述的輸出整流電路25將變壓電路的交流電整流為直流電，與輸出濾波電路26連接。所述的輸出濾波電路26將輸出整流電路25的直流電濾波，與二次逆變電路27連接。所述的二次逆變電路27接收到二次驅(qū)動(dòng)電路18傳出的波形后進(jìn)行二次逆變，與激磁線圈5連接。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):1、采用單片機(jī)控制，同時(shí)裝置可實(shí)現(xiàn)直流磁場(chǎng)、直流脈沖磁場(chǎng)、交流低頻磁場(chǎng)、交流高頻磁場(chǎng)等多種控制功能。2、采用同步磁場(chǎng)控制方法，通過(guò)對(duì)焊接電流與電弧電壓波形的檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接過(guò)程的精確控制，如改善焊接電弧形態(tài)、控制熔滴過(guò)渡過(guò)程、改變液態(tài)金屬流動(dòng)方式等。3、裝置主電路采用全橋式雙逆變結(jié)構(gòu)，并利用軟啟動(dòng)電路防止浪涌電流，保護(hù)功率開(kāi)關(guān)管；控制電路采用MSP430F449單片機(jī)產(chǎn)生一次和二次逆變的數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)PWM控制以及過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)等功能，為焊接過(guò)程外加磁場(chǎng)的精確控制提供保障。輸出磁場(chǎng)頻率為0-20kHz，激磁電流范圍為0-10A，占空比的同步勵(lì)磁4、該裝置具有體積小，調(diào)節(jié)方便，電磁干擾小，波形一致性好，勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)精度高，電源損耗小等特點(diǎn)，整機(jī)效率達(dá)90%以上。5、該裝置適用于TIG、MIG、MAG焊、C02氣體保護(hù)焊、PAW (等離子弧焊接)等多種場(chǎng)合。


圖1為裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為同步磁控裝置結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
圖1、圖2中，I焊機(jī)、2霍爾電流傳感器、3霍爾電壓傳感器、4同步磁控裝置、5激磁線圈、6焊槍、7焊接電弧、8工件、9同步波形電路、10過(guò)熱保護(hù)電路、11運(yùn)行及故障指示燈、12 JTAG下載口、13同步模式調(diào)節(jié)旋鈕、14 LED顯示、15過(guò)流保護(hù)電路、16單片機(jī)(MSP430F449)、17 —次驅(qū)動(dòng)電路、18 二次驅(qū)動(dòng)電路、19磁控裝置激磁電流反饋電路20合閘軟啟動(dòng)電路、21整流電路、22濾波電路、23 —次逆變電路、24變壓電路、25輸出整流電路、26輸出濾波電路、27 二次逆變電路
一種用于焊接的單片機(jī)同步磁場(chǎng)控制方法，其方法的具體實(shí)施步驟如下:
(O做好焊接準(zhǔn)備后，將同步磁控設(shè)備4接到激磁線圈5上，打開(kāi)焊機(jī)I，開(kāi)始焊接，霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3開(kāi)始檢測(cè)焊接過(guò)程中的焊接電流和電弧電壓波形并輸入到同步磁控裝置4中。(2)同步磁控裝置4產(chǎn)生同步磁場(chǎng)所需的激磁電流，輸入到激磁線圈5中，激磁線圈5產(chǎn)生同步磁場(chǎng)，對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行同步磁場(chǎng)控制。其中，同步磁控裝置4產(chǎn)生同步磁場(chǎng)激磁電流的工作過(guò)程是這樣的。(3)同步波形電路9接收到霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3傳入的焊接電流電壓波形信號(hào)后，將信號(hào)整合為一個(gè)與焊接電流電壓波形有同步關(guān)系的同步信號(hào)傳入單片機(jī) 16 (MSP430F449)中。(4)單片機(jī)16接收到同步信號(hào)后，將該信號(hào)與自身產(chǎn)生的一次、二次逆變脈沖波形按照據(jù)不同工藝要求設(shè)定的調(diào)制方式進(jìn)行分析計(jì)算整合后輸出一次、二次逆變脈沖波形(同步波形)，即根據(jù)測(cè)試的焊接電流電壓波形，使激磁電流波形與之同步，確定脈沖磁場(chǎng)引入的時(shí)刻(二次逆變脈沖波形)；依據(jù)焊接電流的大小，調(diào)整激磁電流的大小，確定磁場(chǎng)引入的強(qiáng)度(一次逆變脈沖波形)。同步一次、二次逆變脈沖波形產(chǎn)生后分別傳入一次驅(qū)動(dòng)電路
17和二次驅(qū)動(dòng)電路18。(5) 一次驅(qū)動(dòng)電路17和二次驅(qū)動(dòng)電路18接收到同步的一次、二次逆變脈沖波形后，按一次二次逆變主電路中功率開(kāi)關(guān)管所需要求進(jìn)行整合，并將整合后的波形加到一次二次逆變主電路中功率開(kāi)關(guān)管上。(6)軟啟動(dòng)按鈕閉合后，220V工頻電輸入到逆變主回路中，一次逆變電路23和二次逆變電路27開(kāi)始工作。(7)磁控裝置激磁電流反饋電路19檢測(cè)二次逆變電路27中電流波形信號(hào)傳入單片機(jī)16中，單片機(jī)16根據(jù)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行PWM脈寬調(diào)制，控制設(shè)備輸出電流趨于給定值。至此，設(shè)備正常輸出同步磁場(chǎng)激磁電流。(8)在設(shè)備正常工作過(guò)程中，單片機(jī)16會(huì)根據(jù)過(guò)熱保護(hù)電路10和過(guò)流保護(hù)電路15的檢測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)電流過(guò)大或器件過(guò)熱等情況，單片機(jī)16會(huì)停止輸出一次逆變脈沖波形，從而對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。一種用于焊接的單片機(jī)同步磁場(chǎng)控制裝置，所述的焊機(jī)I與焊槍6連接，其中焊接I據(jù)不同焊接場(chǎng)合進(jìn)行選擇。所述的同步磁控裝置4與激磁線圈5和霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3連接，同步磁控裝置4接收到霍爾電壓傳感器3和霍爾電流傳感器2傳入的焊接電流電壓波形后輸出同步磁場(chǎng)激磁電流。
同步磁控裝置4內(nèi)部鏈接結(jié)構(gòu)如下:
所述的霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3連接在焊接回路中，檢測(cè)焊接電流電壓波形后傳入同步波形電路，與同步波形電路9連接。所述的同步波形電路9接收到霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3傳入的焊接電流電壓波形后整合輸出同步信號(hào)傳入單片機(jī)，與單片機(jī)MSP430F449 16連接。所述的單片機(jī)MSP430F449 16為同步裝置的核心控制器件，負(fù)責(zé)同步裝置的過(guò)流過(guò)熱保護(hù)，整合輸出同步波形，以及裝置相關(guān)參數(shù)的調(diào)控，與過(guò)熱保護(hù)電路10、運(yùn)行及故障指示燈IUJTAG下載口 12、同步模式調(diào)節(jié)旋鈕13、LED顯示14、過(guò)流保護(hù)電路15、一次驅(qū)動(dòng)電路17、二次驅(qū)動(dòng)電路18連接。所述的一次逆變驅(qū)動(dòng)電路17、二次驅(qū)動(dòng)電路18，負(fù)責(zé)將單片機(jī)輸出的同步波形進(jìn)行調(diào)制，到一個(gè)幅值適合一次、二次逆變電路中功率開(kāi)關(guān)管工作的范圍，并將調(diào)制后的波形傳入逆變電路中的開(kāi)關(guān)管上，使逆變電路正常工作，分別與一次逆變電路23和二次逆變電路27連接。所述的磁控裝置激磁電流反饋電路19檢測(cè)2次逆變電路中的電流波形，傳入單片機(jī)中，單片機(jī)根據(jù)反饋回的波形進(jìn)行PWM脈寬調(diào)制，過(guò)流過(guò)熱保護(hù)等，使輸出與給定形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，與單片機(jī)MSP430F449連接。所述的合閘軟啟動(dòng)電路20防止逆變主回路中產(chǎn)生浪涌電流，保護(hù)功率開(kāi)關(guān)管，與整流電路21和工頻交流電連接。所述的整流電路21將輸入的工頻交流電整流為一個(gè)直流電，和濾波電路22連接。所述的濾波電路22將整流后的直流電進(jìn)行濾波，與一次逆變電路23連接。所述的一次逆變電路23接收到一次驅(qū)動(dòng)電路的波形后，開(kāi)始一次逆變，與變壓電路24連接。所述的變壓電路24負(fù)責(zé)將一次逆變后的電壓變壓到適合二次逆變電路27工作的范圍，與輸出整流電路25連接。所述的輸出整流電路25將變壓電路的交流電整流為直流電，與輸出濾波電路26連接。所述的輸出濾波電路26將輸出整流電路25的直流電濾波，與二次逆變電路27連接。所述的二次逆變電路27接收到二次驅(qū)動(dòng)電路18傳出的波形后進(jìn)行二次逆變，與激磁線圈5連接。
權(quán)利要求
1.一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征在于該控制方法是按照如下步驟進(jìn)行: (O打開(kāi)焊機(jī)1，開(kāi)始焊接，霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3開(kāi)始檢測(cè)焊接過(guò)程中的焊接電流和電弧電壓波形并輸入到同步磁控裝置4中； (2)同步磁控裝置4產(chǎn)生同步磁場(chǎng)所需的激磁電流，輸入到激磁線圈5中，激磁線圈5產(chǎn)生同步磁場(chǎng)，對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行同步磁場(chǎng)控制； (3)同步波形電路9接收到霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3傳入的焊接電流電壓波形信號(hào)后，將信號(hào)整合為一個(gè)與焊接電流電壓波形有同步關(guān)系的同步信號(hào)傳入單片機(jī)16 (MSP430F449)中； (4)單片機(jī)16接收到同步信號(hào)后，將該信號(hào)與自身產(chǎn)生的一次、二次逆變脈沖波形按照據(jù)不同工藝要求設(shè)定的調(diào)制方式進(jìn)行分析計(jì)算整合后輸出一次、二次逆變脈沖波形(同步波形)，同步一次、二次逆變脈沖波形產(chǎn)生后分別傳入一次驅(qū)動(dòng)電路17和二次驅(qū)動(dòng)電路18 ； (5)一次驅(qū)動(dòng)電路17和二次驅(qū)動(dòng)電路18接收到同步的一次、二次逆變脈沖波形后，并將整合后的波形加到一次二次逆變主電路中功率開(kāi)關(guān)管上； (6)軟啟動(dòng)按鈕閉合后，220V工頻電輸入到逆變主回路中，一次逆變電路23和二次逆變電路27開(kāi)始工作； (7)磁控裝置激磁電流反饋電路19檢測(cè)二次逆變電路27中電流波形信號(hào)傳入單片機(jī)16 (MSP430F449)中，至此，設(shè)備正常輸出同步磁場(chǎng)激磁電流； (8)在設(shè)備正常工作過(guò)程中，單片機(jī)16會(huì)根據(jù)過(guò)熱保護(hù)電路10和過(guò)流保護(hù)電路15的檢測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)電流過(guò)大或器件過(guò)熱等情況，單片機(jī)16會(huì)停止輸出一次逆變脈沖波形 ，從而對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征在于:所述同步磁控裝置它包括焊機(jī)1、霍爾電流傳感器2、霍爾電壓傳感器3、同步磁控裝置4、激磁線圈5、焊槍6、焊接電弧7、工件8、同步波形電路9、過(guò)熱保護(hù)電路IO、運(yùn)行及故障指示燈IUJTAG下載口 12、同步模式調(diào)節(jié)旋鈕13、LED顯示14、過(guò)流保護(hù)電路15、單片機(jī)16 (MSP430F449)、一次驅(qū)動(dòng)電路17、二次驅(qū)動(dòng)電路18、磁控裝置激磁電流反饋電路19、合閘軟啟動(dòng)電路20、整流電路21、濾波電路22、一次逆變電路23、變壓電路24、輸出整流電路25、輸出濾波電路26、二次逆變電路27 ;焊機(jī)I與焊槍6連接；霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3連接在焊接回路中，與同步波形電路9連接；同步波形電路9接收到霍爾電流傳感器2和霍爾電壓傳感器3傳入的焊接電流電壓波形后整合輸出同步信號(hào)傳入單片機(jī)16，與單片機(jī)16連接；單片機(jī)16為同步裝置的核心控制器件，與過(guò)熱保護(hù)電路10、運(yùn)行及故障指示燈IUJTAG下載口 12、同步模式調(diào)節(jié)旋鈕13、LED顯示14、過(guò)流保護(hù)電路15、一次驅(qū)動(dòng)電路17、二次驅(qū)動(dòng)電路18連接；該一次驅(qū)動(dòng)電路17、二次驅(qū)動(dòng)電路18分別與一次逆變電路23和二次逆變電路27連接；磁控裝置激磁電流反饋電路19與單片機(jī)16連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征在于:合閘軟啟動(dòng)電路20防止逆變主回路中產(chǎn)生浪涌電流，保護(hù)功率開(kāi)關(guān)管，與整流電路21和工頻交流電連接。
4.如權(quán)利要求2所述一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征在于:整流電路21和濾波電路22連接。
5.如權(quán)利要求2所述的如權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征在于:所述整流電路21將輸入的工頻交流電整流為一個(gè)直流電，和濾波電路22連接。
6.如權(quán)利要求2所述的一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征是:一次逆變電路23接收到一次驅(qū)動(dòng)電路的波形后，開(kāi)始一次逆變，與變壓電路24連接。
7.如權(quán)利要求2所述的一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征是:變壓電路24負(fù)責(zé)將一次逆變后的電壓變壓到適合二次逆變電路27工作的范圍，與輸出整流電路25連接。
8.如權(quán)利要求2所述的一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征是:輸出整流電路25將變壓電路的交流電整流為直流電，與輸出濾波電路26連接。
9.如權(quán)利要求2所述的一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，其特征是:輸出濾波電路26將輸出整流電路25的直流電濾波，與二次逆變電路27連接；二次逆變電路27接收到二次 驅(qū)動(dòng)電路18傳出的波形后進(jìn)行二次逆變，與激磁線圈5連接。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于單片機(jī)控制的焊接同步磁控裝置及控制方法，所謂同步磁場(chǎng)，即外加磁場(chǎng)與焊接過(guò)程同步，也就是激磁電流波形與焊接電流電壓波形要同步，通過(guò)測(cè)試焊接電流電壓波形，確定激磁電流的相位以及磁場(chǎng)引入的時(shí)刻；依據(jù)焊接電流的大小，調(diào)整激磁電流的幅值，確定磁場(chǎng)引入的強(qiáng)度，以適應(yīng)電弧形態(tài)變化、焊接熔滴過(guò)渡以及焊接熔池液態(tài)金屬流動(dòng)過(guò)程等不同階段需要不同外磁場(chǎng)力的要求。該電磁控制裝置體積小，調(diào)節(jié)方便，電磁干擾小，波形一致性好，勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)精度高，電源損耗小等特點(diǎn)，整機(jī)效率達(dá)90%以上，適用于TIG焊、MIG焊、MAG焊、CO2氣體保護(hù)焊等多種場(chǎng)合，具有廣泛的市場(chǎng)及應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B23K9/08GK103192163SQ201210463370
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月17日
發(fā)明者常云龍, 傅新皓, 路林, 李英順, 王德彪, 劉曉龍 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)