本技術涉及鋼軌閃光焊，尤其涉及一種鋼軌閃光焊可控整流逆變電源系統。

背景技術：

1、鋼軌閃光焊在現代鐵路建設中具有舉足若輕的地位，被廣泛應用于鋼軌無縫線路的連接中。閃光焊利用兩個金屬工件進行接觸，在接觸過程中，電極與工件形成通路，電流從中流過對工件進行加熱，使得部分工件熔化形成液態金屬，在加熱到一定的時間后對接頭施加一定的壓力，并進行冷卻形成堅固的焊縫。

2、目前大部分鋼軌閃光焊機所使用的供電方式都是三相輸入，發電（供電）系統為三相負載，主要焊接負載為單相負載的方式，即交流焊機為單相不對稱用電負荷，通過可控硅進行調控在焊接過程中所需要的電壓大小。這種負載會導致在焊接過程出現三相不平衡負載，焊接過程為脈動負載，電流高峰值，發電機瞬時過載，產生黑煙，對環境不友好；負載不對稱運行中性點偏移、電源利用效率低下，造成能源浪費等一系列的問題。

3、現有技術如cn103457487a、cn202356781u和cn202356781u，其中第一種是目前鋼軌閃光焊大多所使用的利用雙向可控硅調壓，控制焊接時的電壓；第二種是將三相電經過三相全控整流電路后再經過電容濾波后進行逆變，逆變后所得到的為交流方波，交流方波還需要經過隔直電容c后才傳送給焊接變壓器；第三種為閃光焊變頻電源系統，所使用的方式為三相不控制整流，其中電容的作用主要為濾波的作用，逆變器逆變后得到交流電為變頻（對應所需頻率）的交流電。上述專利仍然沒有解決上述現有技術存在的問題。

技術實現思路

1、針對現有技術所存在的不足，本實用新型提供一種鋼軌閃光焊整流逆變電源及其控制系統，能很好地解決現有技術采用兩相輸入的鋼軌閃光焊電源系統產生的一系列問題。

2、為實現上述技術效果，本技術的技術方案如下：

3、一種鋼軌閃光焊可控整流逆變電源系統，包括電源輸入電路、三相-單相可控整流逆變電路、負載電路、控制與驅動電路和信號給定電路；所述電源輸入電路與三相-單相可控整流逆變電路相連，所述三相-單相可控整流逆變電路與負載電路和控制與驅動電路相連，所述控制與驅動電路與信號給定電路相連。

4、進一步地，所述電源輸入電路與三相發電機組相連。

5、進一步地，所述三相-單相可控整流逆變電路包括三相可控整流電路、電容濾波儲能電路和逆變電路，所述三相可控整流電路的輸入端與電源輸入電路的輸出端相連，所述電容濾波儲能電路與三相可控整流電路的輸出端相連，所述逆變電路輸入端與電容濾波儲能電路的輸出端相連。

6、再進一步地，所述逆變電路包括：第一igbt管t1、第二igbt管t2、第三igbt管t3、第四igbt管t4、第五igbt管t5、第六igbt管t6、第七igbt管t7、第八igbt管t8；所述第一igbt管t1集電極、第三igbt管t3集電極、第五igbt管t5集電極、第七igbt管t7集電極與所述電容濾波的正極輸出端相連，所述第二igbt管t2發射極、第四igbt管t4發射極、第六igbt管t6發射極、第八igbt管t8的發射極與所述電容濾波的負極輸出端相連，所述第一igbt管t1柵極、第三igbt管t3柵極、第六igbt管t6柵極、第八igbt管t8柵極與逆變驅動電路的第一輸出端相連，所述第二igbt管t2柵極、第四igbt管t4柵極、第五igbt管t5柵極、第七igbt管t7柵極與逆變驅動電路的第二輸出端相連，所述第一igbt管t1發射極、第三igbt管t3發射極與所述第二igbt管t2集電極、第四igbt管t4集電極相連形成所述逆變電路的第一輸出端，所述第五igbt管t5發射極、第七igbt管t7發射極與所述第六igbt管t6集電極、第八igbt管t6集電極相連形成所述逆變電路的第二輸出端。

7、再進一步地，所述三相可控整流電路包括：第一二極管d1、第二二極管d3、第三二極管d5、第一晶閘管d2、第二晶閘管d4、第三晶閘管d6；所述第一二極管d1的陽極與第一晶閘管d2的陰極與所述電源輸入電路110的a相輸出端相連，所述第二二極管d3的陽極與第二晶閘管d4的陰極與所述電源輸入電路110的b相輸出端相連，所述第三二極管d5的陽極與第三晶閘管d6的陰極與所述電源輸入電路110的c相輸出端相連；所述第一二極管的d1陰極、所述第二二極管d3陰極和所述第三二極管d5陰極分別與所述電容濾波儲能電路的正極輸入端相連，所述第一晶閘管的d2陽極、所述第二晶閘管的d3陽極和所述第三晶閘管的d5陽極分別與所述電容濾波儲能電路的負極極輸入端相連；所述第一晶閘管d2控制極、第二晶閘管d4控制極、第三晶閘管d3控制極與控制電路的輸出端相連。

8、進一步地，所述負載電路包括兩個焊接變壓器，兩個焊接變壓器并聯，且兩個焊接變壓器的原邊與所述三相-單相可控整流逆變電路中逆變電路的輸出端相連，兩個焊接變壓器的副邊分別與動夾具和靜夾具相連。

9、進一步地，所述控制與驅動電路與三相-單相可控整流逆變電路中逆變電路的igbt相連。

10、進一步地，所述驅動與控制電路包括霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器、驅動電路、電流過零檢測電路、精密整流濾波電路和dsp芯片；所述霍爾電壓傳感器輸入端與電容濾波整流電路的輸出端相連，并與逆變電路的輸入端相連，霍爾電壓傳感器的輸出端與dsp芯片的adc端相連，驅動電路的輸入端與dsp芯片的epwm端相連，驅動電路的輸出端與所述逆變電路的igbt相連；逆變電路的輸出端與所述霍爾電流傳感器的輸入端相連，所述霍爾電流傳感器的輸出端與所述電流過零檢測電路的輸入端相連，并與精密整流濾波電路的輸入端相連；電流過零檢測電路的輸出端與所述dsp芯片的ecap端相連，所述dsp芯片的epwm輸入端與dsp芯片的ecap輸入端相連；精密整流濾波電路的輸出端與所述dsp芯片的adc端相連；所述信號給定電路的plc與所述dsp芯片的sci端相連。

11、再進一步地，所述dsp芯片為tms320f28335。

12、本實用新型的技術原理：

13、本實用新型將三相交流電輸入三相半控整流器進行整流為直流電再經過逆變器逆變為頻率固定50hz，電壓可調交流電，通過plc對其進行控制，得到所要的固定頻率50hz對應大小的單相交流電供給焊機進行焊接使用。

14、本實用新型的優點在于：

15、本實用新型采用三相半控整流的方式進行整流，相比于不控整流能控制晶閘管的導通角，特別是在電源剛啟動階段，通過緩慢增加晶閘管導通角的方式進行控制，使得儲能電容直流側的直流電壓緩慢增加，可有效避免開機瞬間對電容、整流元件及外部供電端的沖擊電流過大的問題，避免了元件的損壞。

16、本實用新型提供的逆變控制電路采用pwm控制調節的方式，調節pwm波的占空比從而很好地對逆變電源的電壓值以進行調節，采用plc控制輸出對應給定信號值控制焊接所需要的電壓值，能獲得頻率穩定調制的正弦波，避免了兩相輸入時的電壓波動問題。

17、本實用新型提供的儲能大電容能在焊接時的電流峰谷值進行電能的充放電，完成能量的存儲與釋放，不僅對整流后的電壓進行濾波的作用還能完成削峰填谷的功能，在實現了三相均衡用電的同時，避免了電流高峰期發電機瞬時過載導致的柴油燃燒不充分產生的黑煙問題，對環境友好。

18、本實用新型提供的電源系統，在保證了焊接質量的同時避免了發電機的容量偏大，降低油耗的同時也降低了生產成本，能很好地節約能源。

19、本實用新型為可控整流逆變電源系統，所采用的整流是由晶閘管和二極管組成的三相可控整流橋模塊，在電源啟動時控制緩慢增大晶閘管的導通角，在電源啟動后把導通角調為最大，并非是利用可控硅進行焊接電壓調壓，也沒有使用三相全控整流和三相不控制整流。本實用新型所使用的為大容量的電容，除了將整流后的波形進行濾波以外，還有進行大容量的儲能的作用，在焊接時的電流峰谷值進行充放電，補充能量，降低發電機的瞬時過載情況。本實用新型所使用的逆變電路主要由pwm波進行控制其開通和關斷，得到對應幅值的工頻為50hz的單相交流電，不需要再經過隔值電容后傳送給焊接變壓器，本實用新型經過逆變后的單相交流電直接傳送給焊接變壓器。