摘要：DSP次高頻懸掛直流點焊機成功運用了先進的IGBT逆變、全橋軟啟動和DSP數字控制技術，頻率達到10KHZ，大大減小了變壓器的體積，使得焊鉗和變壓器實現一體化成為可能；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)約了使用費用。與中頻焊機相比，不但性能更優(yōu)越、更省電，而且售價要低得多，具有良好的運用前景。
關鍵詞：次高頻；懸掛直流點焊機；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、導論
每一輛汽車的車身，都是有許多塊沖壓成型的鋼板經過點焊機焊接而成的,點焊機是汽車生產企業(yè)必備的生產工具。
目前，國內汽車制造廠95%以上用的都是交流分體式點焊機。該種焊機普遍存在熱量不集中和焊接質量不穩(wěn)定的問題和能耗高、使用成本高的問題。上個世紀八九十年代，國外出現了中頻逆變直流一體化點焊機。該焊機的供電由交流分體式點焊機的單相供電轉變?yōu)槿喙╇?，變壓器的工作頻率由50HZ提升到1000HZ左右。中頻點焊機的焊接效率比交流點焊機有明顯的提高，而且可節(jié)電70%左右。但是，中頻直流點焊機成本高，許多企業(yè)買不起，推廣起來非常困難。
近幾年來，高頻逆變和數字控制技術在國內外的弧焊機領域，已經得到廣泛的運用，但點焊機由于其需要的功率大（幾十到幾百千伏安），電流大（上萬安培），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)橹绷鳎湔鞯碾y度就更大。這也是為什么國內外都沒有將高頻逆變技術運用于點焊機的原因之一。DSP次高頻逆變懸掛直流點焊機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難關，并且掌握了很小的高頻變壓器就能出很大的電流的技術，DSP控制技術運用到逆變控制領域，才使得DSP次高頻逆變懸掛直流點焊機的各項功能得以很好地實現。
二、DSP次高頻逆變懸掛直流點焊機的工作原理
DSP次高頻逆變懸掛直流點焊機的工作原理如框圖所示：
整機由電磁兼容電路、三相整流電路、軟啟動電路、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。三相交流電經整流濾波、逆變變壓隔離和次高頻整流的轉換，在DSP控制器的控制下完成三相交流電到低壓脈動直流電的轉換，其中有輸出電流、電壓反饋電路和變壓器初級電流反饋三個環(huán)路，DSP控制器在這三個PID反饋環(huán)的作用下對逆變器IGBT輸出，從而達到對整機的恒流、恒壓和恒功率控制的目的。該機器控制電路較為簡單，動態(tài)性能好、響應速度快、控制精度高、焊接質量更好。
該產品的技術創(chuàng)新點在于：將目前世界上最先進的高頻逆變、全橋軟啟動技術和DSP數字控制技術運用在點焊機領域，并成功地解決了變壓器的大功率、大電流整流及整機的散熱問題。由于采用了高頻逆變技術，大大減小了變壓器的體積，使得焊鉗和變壓器實現一體化成為可能，很好地解決了原有的工頻點焊機由于變壓器體積大、分量重，不得不將變壓器和焊鉗分離的難題。實現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置和維護費用。
三、DSP次高頻逆變懸掛直流點焊機的技術指標
DSP次高頻逆變懸掛直流點焊機的具體技術指標如下：
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、整機重量：≤80Kg(最小在40kg左右)，7、具有單、多脈沖點焊功能；8、采用LCD人機界面，利用DSP進行管理和控制。
四、DSP次高頻逆變懸掛直流點焊機的技術優(yōu)勢
該掛點焊機產品的技術相比，具有以下技術優(yōu)勢：
1.頻率從五十赫茲提升到一萬赫茲；使變壓器重量減少90%以上；變壓器體積也僅為原來的十幾分之一；可節(jié)約大量銅材。
2.實現了焊鉗與變壓器一體化，并采用了高頻逆變技術，可節(jié)約電能70%以上；，大大節(jié)約了點焊機的使用成本。
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；；由于引入了電磁兼容，軟啟動和電容濾波等相關電路，減少了對機器自身。
4.對變壓器采取了電磁屏蔽措施，減少了電磁波對操作人員的傷害。
5.變交流焊接為直流焊接，提高了焊接質量，擴大了焊接范圍，實現了對銅、鋁及多種合金材料的焊接；尤其很好地解決了轎車車身高強度鋼板的焊接問題。
6.簡化了硬件控制電路，減少了調試和維護程序，降低了運行成本。
7.變可控硅控制為IGBT控制，由原來的電源控制芯片改為DSP控制，由模擬電源改為數字電源。由于應用了數字化控制技術從而提高了點焊機的動態(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，人機界面更加人性化，操作更簡單方便。
9.提高了焊接性能，拓寬了應用領域。
與目前主要依靠進口的中頻點焊機相比：其優(yōu)勢在于：
1）頻率從一千升到一萬；使變壓器體積變得更小，電能節(jié)約更多；
2）減輕了整機的重量，節(jié)約了原材料，大大降低了生產成本；使更多的廠家能買得起，用得上。
3）采用了DSP全數字控制，大大提高了焊接精度。
五、DSP次高頻逆變懸掛直流點焊機的運用前景
一節(jié)能、二節(jié)材、三減小對人體的電磁輻射、四節(jié)約使用成本。以上四點是建立節(jié)約型社會、環(huán)保型社會和實現社會可持續(xù)發(fā)展過程中不可缺少的重要因素；直流焊接，，焊接成型更好，焊接質量更高；變壓器體積小、分量輕，成為推廣變壓器和焊鉗一體化的強勁動力。在奇瑞汽車廠某機器人焊接工位，同樣工位的機器人焊鉗，某國外品牌的工頻一體化機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次高頻直流點焊機的不僅焊接飛濺小，而且焊接成型要好的多。我們試想一下，一個可以抓舉一百零四公斤的機器人和一個只抓舉四十二公斤的機器人，他們的售價會相差多少。
DSP高頻逆變懸掛直流點焊機的研制成功，將徹底改變汽車焊裝車間高耗能、高電磁輻射、焊接質量不穩(wěn)定的狀況，大大減少了車間配電設施的費用，減少了用電成本，除去了二次通水電纜的費用，車身提供了焊接保障。隨著DSP高頻逆變懸掛直流點焊機的推廣運用，傳統的工頻分體式點。節(jié)能、節(jié)材、低輻射、高質量、高效能、低運行成本的點焊機的廣泛運用，無疑是汽車制造裝備的一次飛躍。
（，廣東深圳518051）