專利名稱：節(jié)能全特性電焊機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手工電弧焊機。
現(xiàn)有的手工電弧焊機都存在叁大缺點A.電焊機的有功功率僅占焊機的視在功率的50%，可見焊機的無功功率很大，電焊機的空載損耗、負載損耗都很大，能源浪費極大。
B.由于視在功率很大，而使電焊機的重量、體積、成本都很大。
C.電焊機的外部特性曲線不能適應(yīng)電弧焊接靜特性曲線全部區(qū)段的要求。特別是在焊接電流小于30A以下的區(qū)段，焊機就不存在穩(wěn)定的工作點，這說明它的外部特性曲線對焊接電流特性的要求是不完全的。所以現(xiàn)有的手工電弧焊機不能焊接厚度在1MM以下的薄板。
本發(fā)明的目的，是提供一種節(jié)能全特性電焊機，它的體積和重量要比現(xiàn)有的焊機縮小近1倍，它不但克服了現(xiàn)有焊機浪費能源的缺點，同時使電焊機的電源外部特性曲線適合電弧靜特性曲線全區(qū)段的要求。使電焊機可以焊接厚度為1MM以下的薄板。
發(fā)明是這樣實現(xiàn)的節(jié)能全特性電焊機的次級線圈的 1/2 處有一抽頭，把線圈分成兩部份。其中一半左右線圈設(shè)計的漏磁非常小，線圈阻抗壓降很小，稱為電勢線圈，它主要提供焊接時的工作電壓(約35V)，而另一半左右的線圈設(shè)計的漏磁非常大，稱為漏磁線圈，阻抗壓降很大。整個線圈的空載引弧電壓達到焊接空載電壓標準(約75V)。
在線圈的輸出端和抽頭端分別串聯(lián)兩個雙向可控硅之后再并聯(lián)，這兩個雙向可控硅在任何時候只能有一個導通，也就是說這兩個可控硅起換向作用。如不用可控硅換向，也可以采用機械電器換向。在可控硅的并接線再串聯(lián)一個飽和電抗器和訊號互感器，然后和焊條、工件組成焊接回路。
當引弧時，需要高電壓產(chǎn)生短路引弧電流，此時次級線圈端部的雙向可控硅導通，而抽頭端的可控硅關(guān)斷。于是次級線圈的全部電壓(約75V)全部經(jīng)過飽和電抗器、訊號互感器、加到焊條和工件之間，使電弧很容易點燃，當電弧引燃后，訊號互感器送出電流訊號經(jīng)電子控制回路延時，放大后，使兩個雙向可控硅改變原來的導通狀態(tài)，使抽頭端的雙向可控硅導通，而次級線圈端部的雙向可控硅關(guān)斷。也就是說使漏磁繞組停止工作，只剩下電勢線圈工作，此時電焊變壓器次級線圈的輸出電壓為35～40V。
根據(jù)電弧靜特性曲線要求，焊接時的工作電壓僅需30V左右。因此次級線圈產(chǎn)生的電壓完全能滿足焊接工作電壓的需要。
由此可知，電焊機的視在功率設(shè)計，完全可以按實際焊接電壓和實際焊接電流來確定，通常手工電弧焊機的最大實際焊接工作電壓只有空載電壓的 1/2 ，可見節(jié)能全特性焊機的視在功率比通常焊機的視在功率可以縮小1倍。
該焊機的電源外特性曲線的全特性指標是由飽和電抗器以及訊號互感器和閉環(huán)控制電路來實現(xiàn)的。閉環(huán)控制電路采用中國專利88106316、9的部份線路，另外再加一組起動線路，在飽和電抗器的電磁特性作用下，和閉環(huán)電路的自控作用，使電焊機的電弧非常穩(wěn)定，焊接質(zhì)量很好。
綜上所述，節(jié)能全特性焊機可以使焊機的鐵芯，線圈的重量以及無功功率大幅度降低，節(jié)約大量電能和成本，同時在小電流區(qū)段工作仍能使電弧燃燒穩(wěn)定，使電焊機能在電弧靜態(tài)特性曲線的全區(qū)段范圍內(nèi)穩(wěn)定本發(fā)明的意義在于從根本上解決了現(xiàn)有電焊機浪費能源的缺點，同時又節(jié)約了大量的矽鋼片和銅材，降低了焊機的成本，另一方面又從根本上克服了現(xiàn)有手工電弧焊機不能焊接薄板的缺點。
下面通過實施例及其附圖
的敘述，詳細說明本發(fā)明附圖節(jié)能全特性電焊機線路原理圖。
圖中符號代表如下DH電焊變壓器A.C次級線圈輸出端B次級線圈抽頭 R0短路電阻CP雙向可控硅 Jk1、Jk2繼電器的常開、常閉觸點CT訊號電流互感器BH飽和電抗器ZL飽和電抗器控制繞組P焊條O工件DP整流橋R1…R34電阻及電位器 D1……D9二極管G1…G3三極管 C1…C8電容器LM運算放大器集成塊LV電壓比較器集成塊J微型繼電器在附圖中，電焊變壓器DH的次級線圈由抽頭B分成兩部分AB線圈稱為漏磁線圈，它的阻抗壓降很大，BC線圈稱電勢線圈，它的阻抗壓降很小。它始終能保持輸出電壓約35V～40V，次級線圈AC的空載總電壓為75V左右，符合常規(guī)電焊機的空載電壓標準。
當焊機處于空載狀態(tài)時，雙向可控硅CP1導通，CP2截止，此時次級線圈的起動引弧電流回路是由A端出發(fā)，經(jīng)短路電阻R0，雙向可控硅CP1，焊條P，工件O，飽和電抗器BH，訊號互感器CT，最后經(jīng)C端組成回路。此時焊條和工件之間的引弧電壓即為電焊變壓器的空載電壓，約75V，因此很容易使電弧點燃。
當引弧點燃后，雙向可控硅CP2立即導通，而CP1截止使漏磁線圈和主回路斷開，此時次級線圈的電流回路是由B端出發(fā)，經(jīng)雙向可控硅CP2，焊條P，工件O，飽和電抗器BH，訊號互感器CT，最后經(jīng)C端組成回路，此時的回路稱為焊接負載回路。焊接電流的大小可以由飽和電抗器BH的控制繞組電流來調(diào)節(jié)。
由于調(diào)節(jié)飽和電抗器控制繞組ZL的電流值是很方便的，因此焊機的最小電流值可以調(diào)節(jié)到趨近于0。
由上可知，處于經(jīng)常工作狀態(tài)的是電勢線圈，由它供給焊接負載電流。所以節(jié)能全特性電焊機的視在功率可以由電勢線圈的端電壓和額定負載電流的乘積來決定。由于電勢線圈的端電壓只有通常焊機的次級電壓的 1/2 左右，所以節(jié)能全特性焊機的電焊變壓器功率僅為通常焊機的一半左右。
由于漏磁線圈只是在引弧的一瞬間才工作，所以漏磁線圈的導線截面積可以很小。短路電阻R0的作用是限止當雙向可控硅CP2導通而CP1尚未關(guān)斷的一瞬間所產(chǎn)生的短路電流值。
使兩個雙向可控硅換向工作是由一組延時電子繼電器來完成。延時電子繼電器由電壓比較器LV集成塊，電阻R24…R34，電容C8，二極管D8，微型繼電器J組成。由于延時電子繼電器的延時可以調(diào)節(jié)，因此引弧的時間也可以調(diào)節(jié)。
電阻R1…R21，電容C1…C3，二極管D1…D6，三極管G1…G3組成閉環(huán)自動控制電路。
在飽和電抗器和閉環(huán)自動控制電路的一起作用下，使節(jié)能全特性電焊機的電源外特性成為垂直陡降特性(即恒流特性)所以無論在小電流區(qū)段，還是在大電流區(qū)段焊接，電弧都很穩(wěn)定。
節(jié)能全特性焊機的起動引弧電流值也是可調(diào)的，起動引弧電流的大小可由變阻器R10調(diào)節(jié)。
從上面實施例可見，節(jié)能全特性焊機的主回路是很簡單的，控制電路也是常規(guī)電子元件，因此本發(fā)明的實施是比較容易的。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能全特性電焊機，其特征是由電勢線圈BC，漏磁線圈AB、雙向可控硅CP1、CP2、飽和電抗器BH、訊號互感器CT、閉環(huán)電子控制電路和延時電子繼電器組成。
2.按權(quán)利要求1的節(jié)能全特性電焊機，其特征在于電勢線圈BC的阻抗壓降很小，輸出電壓約30～40V左右。
3.按權(quán)利要求1的節(jié)能全特性電焊機，其特征在于漏磁線圈AB的阻抗壓降很大，其導線截面積可設(shè)計的很小。
4.按權(quán)利要求1的節(jié)能全特性電焊機，其特征在于雙向可控硅CP1和CP2可以用機械換向電器代替。
全文摘要
節(jié)能全特性電焊機是一種手工電弧焊機，這種焊機的次級線圈由電勢線圈和漏磁線圈組成。起動引弧時兩組線圈均投入工作，電弧引燃后，在自動電子線路控制下能自動切除漏磁繞組，單獨用電勢線圈供給負載電流。由于電勢線圈的電壓基本上按電弧工作電壓來設(shè)計。因此這種焊機的視在功率、體積、重量、成本、能源損耗都要比通常的焊機縮小1倍左右。同時又能在電弧靜特性曲線的全區(qū)段范圍內(nèi)工作。因此還能焊接1mm以下的薄板。
文檔編號B23K9/06GK1042856SQ8810806
公開日1990年6月13日 申請日期1988年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月28日
發(fā)明者倪雪豐 申請人:倪雪豐