摘要：DSP次高頻懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)成功運(yùn)用了先進(jìn)的IGBT逆變、全橋軟啟動(dòng)和DSP數(shù)字控制技術(shù)，頻率達(dá)到10KHZ，大大減小了變壓器的體積，使得焊鉗和變壓器實(shí)現(xiàn)一體化成為可能；減少了連接變壓器和焊鉗的二次通水電纜，不僅省電，還節(jié)約了使用費(fèi)用。與中頻焊機(jī)相比，不但性能更優(yōu)越、更省電，而且售價(jià)要低得多，具有良好的運(yùn)用前景。

關(guān)鍵詞：次高頻；懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)；一體化焊鉗

DSPbasedhighfrequencysuspensionDCspotwelder’sprincipleandapplication

HANYu-qi，CHENZhi-wei，DAIJian-ming，LIJia-bo

(ShenzhenHongbaiTechnologyIndustrialCo.,Ltd,Shenzhen518051,China)

Abstract:DSPbasedhighfrequencysuspensionDCspotweldersuccessfullyputsadvancedIGBTinverter、fullbridgesoftstartandDSPdigitalcontroltechnologytouse,thefrequencycanreach10KHZandgreatlyreducethetransformer’svolume,whichmakestheintegrationbecomingtheconnectionofthesecondpost-coolingwatercablewhichisbetweentransformerandsolderingturret,notonlycansavetheelectricity,butalsotheusefees.Comparedwithintermediatefrequencyweldingmachine,thiskindsofmachinehassuperiorperformances,cansavemoreelectricity,andthepriceismuchlower.Itwillhaveabrightfutureinpracticalusing.

Keywords：basedhighfrequency；suspensionDCspotwelder；integrationsolderingturret

一、導(dǎo)論

每一輛汽車(chē)的車(chē)身，都是有許多塊沖壓成型的鋼板經(jīng)過(guò)點(diǎn)焊機(jī)焊接而成的,點(diǎn)焊機(jī)是汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)必備的生產(chǎn)工具。

目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造廠95%以上用的都是交流分體式點(diǎn)焊機(jī)。該種焊機(jī)普遍存在熱量不集中和焊接質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題和能耗高、使用成本高的問(wèn)題。上個(gè)世紀(jì)八九十年代，國(guó)外出現(xiàn)了中頻逆變直流一體化點(diǎn)焊機(jī)。該焊機(jī)的供電由交流分體式點(diǎn)焊機(jī)的單相供電轉(zhuǎn)變?yōu)槿喙╇?，變壓器的工作頻率由50HZ提升到1000HZ左右。中頻點(diǎn)焊機(jī)的焊接效率比交流點(diǎn)焊機(jī)有明顯的提高，而且可節(jié)電70%左右。但是，中頻直流點(diǎn)焊機(jī)成本高，許多企業(yè)買(mǎi)不起，推廣起來(lái)非常困難。

近幾年來(lái)，高頻逆變和數(shù)字控制技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的弧焊機(jī)領(lǐng)域，已經(jīng)得到廣泛的運(yùn)用，但點(diǎn)焊機(jī)由于其需要的功率大（幾十到幾百千伏安），電流大（上萬(wàn)安培），電壓低（只有幾伏）；尤其是在頻率高、功率大的情況下，要將電流由交流變?yōu)橹绷?，其整流的難度就更大。這也是為什么國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有將高頻逆變技術(shù)運(yùn)用于點(diǎn)焊機(jī)的原因之一。DSP次高頻逆變懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)成功地攻克了在頻率高、功率大的情況下，將交流變?yōu)橹绷鞯募夹g(shù)難關(guān)，并且掌握了很小的高頻變壓器就能出很大的電流的技術(shù)，DSP控制技術(shù)運(yùn)用到逆變控制領(lǐng)域，才使得DSP次高頻逆變懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)的各項(xiàng)功能得以很好地實(shí)現(xiàn)。

二、DSP次高頻逆變懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)的工作原理

DSP次高頻逆變懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)的工作原理如框圖所示：

整機(jī)由電磁兼容電路、三相整流電路、軟啟動(dòng)電路、電容濾波電路、逆變電路、次高頻變壓器、次高頻整流濾波電路、DSP控制器和顯示器等部分組成。三相交流電經(jīng)整流濾波、逆變變壓隔離和次高頻整流的轉(zhuǎn)換，在DSP控制器的控制下完成三相交流電到低壓脈動(dòng)直流電的轉(zhuǎn)換，其中有輸出電流、電壓反饋電路和變壓器初級(jí)電流反饋三個(gè)環(huán)路，DSP控制器在這三個(gè)PID反饋環(huán)的作用下對(duì)逆變器IGBT輸出，從而達(dá)到對(duì)整機(jī)的恒流、恒壓和恒功率控制的目的。該機(jī)器控制電路較為簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)性能好、響應(yīng)速度快、控制精度高、焊接質(zhì)量更好。

該產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在于：將目前世界上最先進(jìn)的高頻逆變、全橋軟啟動(dòng)技術(shù)和DSP數(shù)字控制技術(shù)運(yùn)用在點(diǎn)焊機(jī)領(lǐng)域，并成功地解決了變壓器的大功率、大電流整流及整機(jī)的散熱問(wèn)題。由于采用了高頻逆變技術(shù)，大大減小了變壓器的體積，使得焊鉗和變壓器實(shí)現(xiàn)一體化成為可能，很好地解決了原有的工頻點(diǎn)焊機(jī)由于變壓器體積大、分量重，不得不將變壓器和焊鉗分離的難題。實(shí)現(xiàn)變壓器和焊鉗一體化后，減少了連接變壓器和焊鉗的二次通水電纜。這一減少，不但消除了大電流在二次通水電纜上的能量消耗，還節(jié)約了二次通水電纜的購(gòu)置和維護(hù)費(fèi)用。

三、DSP次高頻逆變懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)的技術(shù)指標(biāo)

DSP次高頻逆變懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)的具體技術(shù)指標(biāo)如下：

1、電源：3*380V±10%50HZ；2、全橋逆變器頻率：10KHZ，

占空比10-85%輸出采用全波整流方式；3、額定輸出電流：DC2000-10000A，短路電流12000A；4、空載輸出電壓：DC6-10V；5、暫載率為：20-50%；6、整機(jī)重量：≤80Kg(最小在40kg左右)，7、具有單、多脈沖點(diǎn)焊功能；8、采用LCD人機(jī)界面，利用DSP進(jìn)行管理和控制。

四、DSP次高頻逆變懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

該掛點(diǎn)焊機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)相比，具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1.頻率從五十赫茲提升到一萬(wàn)赫茲；使變壓器重量減少90%以上；變壓器體積也僅為原來(lái)的十幾分之一；可節(jié)約大量銅材。

2.實(shí)現(xiàn)了焊鉗與變壓器一體化，并采用了高頻逆變技術(shù)，可節(jié)約電能70%以上；，大大節(jié)約了點(diǎn)焊機(jī)的使用成本。

3.變兩相380V輸入為三相380V輸入；大大提高了電能的功率因數(shù)；；由于引入了電磁兼容，軟啟動(dòng)和電容濾波等相關(guān)電路，減少了對(duì)機(jī)器自身。

4.對(duì)變壓器采取了電磁屏蔽措施，減少了電磁波對(duì)操作人員的傷害。

5.變交流焊接為直流焊接，提高了焊接質(zhì)量，擴(kuò)大了焊接范圍，實(shí)現(xiàn)了對(duì)銅、鋁及多種合金材料的焊接；尤其很好地解決了轎車(chē)車(chē)身高強(qiáng)度鋼板的焊接問(wèn)題。

6.簡(jiǎn)化了硬件控制電路，減少了調(diào)試和維護(hù)程序，降低了運(yùn)行成本。

7.變可控硅控制為IGBT控制，由原來(lái)的電源控制芯片改為DSP控制，由模擬電源改為數(shù)字電源。由于應(yīng)用了數(shù)字化控制技術(shù)從而提高了點(diǎn)焊機(jī)的動(dòng)態(tài)特性和控制精度，使之工作更加穩(wěn)定方便可靠。

8.中/英文菜單，觸摸屏操作，人機(jī)界面更加人性化，操作更簡(jiǎn)單方便。

9.提高了焊接性能，拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。

與目前主要依靠進(jìn)口的中頻點(diǎn)焊機(jī)相比：其優(yōu)勢(shì)在于：

1）頻率從一千升到一萬(wàn)；使變壓器體積變得更小，電能節(jié)約更多；

2）減輕了整機(jī)的重量，節(jié)約了原材料，大大降低了生產(chǎn)成本；使更多的廠家能買(mǎi)得起，用得上。

3）采用了DSP全數(shù)字控制，大大提高了焊接精度。

五、DSP次高頻逆變懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)的運(yùn)用前景

一節(jié)能、二節(jié)材、三減小對(duì)人體的電磁輻射、四節(jié)約使用成本。以上四點(diǎn)是建立節(jié)約型社會(huì)、環(huán)保型社會(huì)和實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中不可缺少的重要因素；直流焊接，，焊接成型更好，焊接質(zhì)量更高；變壓器體積小、分量輕，成為推廣變壓器和焊鉗一體化的強(qiáng)勁動(dòng)力。在奇瑞汽車(chē)廠某機(jī)器人焊接工位，同樣工位的機(jī)器人焊鉗，某國(guó)外品牌的工頻一體化機(jī)器人焊鉗的重量是一百零四公斤，DSP次高頻直流一體化焊鉗的重量只有四十二公斤。相同的工位和焊接同樣的工件，DSP次高頻直流點(diǎn)焊機(jī)的不僅焊接飛濺小，而且焊接成型要好的多。我們?cè)囅胍幌?，一個(gè)可以抓舉一百零四公斤的機(jī)器人和一個(gè)只抓舉四十二公斤的機(jī)器人，他們的售價(jià)會(huì)相差多少。

DSP高頻逆變懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)的研制成功，將徹底改變汽車(chē)焊裝車(chē)間高耗能、高電磁輻射、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定的狀況，大大減少了車(chē)間配電設(shè)施的費(fèi)用，減少了用電成本，除去了二次通水電纜的費(fèi)用，車(chē)身提供了焊接保障。隨著DSP高頻逆變懸掛直流點(diǎn)焊機(jī)的推廣運(yùn)用，傳統(tǒng)的工頻分體式點(diǎn)。節(jié)能、節(jié)材、低輻射、高質(zhì)量、高效能、低運(yùn)行成本的點(diǎn)焊機(jī)的廣泛運(yùn)用，無(wú)疑是汽車(chē)制造裝備的一次飛躍。

（，廣東深圳518051）