專利名稱：用于焊接的弧焊電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于變壓調(diào)流及焊接技術(shù)領(lǐng)域，更明確地說是一種涉及焊接設(shè)備的用于焊接的弧焊電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已有的用于焊接的直流弧焊電源系統(tǒng)，其變壓器利用公式V＝4.44FNBS設(shè)計(jì)匝數(shù)。變壓器通電后，運(yùn)行于額定電壓下，固定于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的高值狀態(tài)。即取一個(gè)近似于其飽和值下端來充分利用鐵芯的磁傳遞能力。但弧焊變壓器都是由小電流調(diào)大，很少用于滿輸出狀態(tài)，空載電流較大，功率因數(shù)較小。ZL94110608.X號(hào)發(fā)明專利利用移動(dòng)磁場(chǎng)并波原理，使弧焊變壓器運(yùn)行于較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度下而不飽和。其空載電流有較大降低。
已有的交流、直流弧焊電源，如需調(diào)節(jié)負(fù)載電流，可用調(diào)節(jié)動(dòng)鐵、動(dòng)圈等方法。這種調(diào)節(jié)方法既浪費(fèi)能源，又比較麻煩。也可用改變可控硅二次繞組導(dǎo)通角的方法，這種調(diào)節(jié)方法功率因數(shù)低，制造成本高，對(duì)電源電壓的適應(yīng)范圍窄，不穩(wěn)定，有電源污染。這是上述固定方式的必然缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的，在于克服上述缺點(diǎn)和不足，提供一種具有更為合理的功率輸入輸出方式，可以無級(jí)調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，功率因數(shù)高，電弧穩(wěn)定，焊接質(zhì)量高，制造成本低，節(jié)約能源的用于焊接的弧焊電源系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明由鐵芯以及繞制在鐵芯上的一次繞組和二次繞組組成的變壓器構(gòu)成。變壓器的一次繞組上還連接著一個(gè)自耦式補(bǔ)償變壓器。自耦式補(bǔ)償變壓器的二次繞組串聯(lián)在變壓器的一次繞組一端，其一次繞組則與其二次繞組串聯(lián)，然后再與雙向可控硅調(diào)壓及觸發(fā)電路串聯(lián)，最后連接在變壓器的一次繞組的另一端上。自耦式補(bǔ)償變壓器的二次繞組和一次繞組的串聯(lián)端抽頭接電源。
變壓器和自耦式補(bǔ)償變壓器可以為單相，其鐵芯為口字形或日字形之一種。變壓器和自耦式補(bǔ)償變壓器也可以為三相，其鐵芯為口字形或日字形之一種。日字形鐵芯變壓器的一次繞組和二次繞組均繞在日字形鐵芯的中間芯柱上。
變壓器的鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度運(yùn)行設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)小于其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。本發(fā)明提供了一種合理的功率輸入輸出的無級(jí)調(diào)節(jié)方式。設(shè)計(jì)時(shí)，首先確定變壓器的最小輸出值，用變壓器增加的繞組匝數(shù)和自耦式補(bǔ)償變壓器未通電補(bǔ)償狀態(tài)，限制電壓值配合，使變壓器輸出的每伏匝數(shù)下降，磁感應(yīng)強(qiáng)度B運(yùn)行于設(shè)定低值狀態(tài)，得到小電流。調(diào)大電流時(shí)，調(diào)節(jié)自耦式補(bǔ)償變壓器的雙向可控硅的導(dǎo)通角，使變壓器的一次繞組的輸入電壓上升，磁感應(yīng)強(qiáng)度B值增大，亦即調(diào)節(jié)補(bǔ)償線圈的電壓高低，就達(dá)到了調(diào)節(jié)電流的目的。用安匝數(shù)的匝數(shù)增加穩(wěn)定電弧。未通電時(shí)，補(bǔ)償線圈部分為電抗器降壓，通電后為根據(jù)設(shè)定升壓。由此可見，只有變壓器在最大輸出功率時(shí)，B值才被調(diào)節(jié)到已有的常規(guī)設(shè)計(jì)的數(shù)值范圍內(nèi)。因此，上述方案可大大提高功率因數(shù)，降低功耗，消除噪音，基本消除電源污染。本發(fā)明提高了設(shè)備的焊接性能，擴(kuò)大了其對(duì)電源的適用范圍?？蓮念~定值的30％直到大于其90％。
本發(fā)明將焊接變壓器增加匝數(shù)后與補(bǔ)償變壓器串聯(lián)組合為調(diào)流弧焊電源系統(tǒng)，將變壓器的工作磁感應(yīng)強(qiáng)度B取較小值。根據(jù)公式V＝4.44FNBS，其B值很小，空載電流較小。感應(yīng)到焊接變壓器的二次功率也小，因之輸出電流也小。電弧因匝數(shù)的增多而穩(wěn)定。此時(shí)變壓器的功率因數(shù)高，無電源污染。當(dāng)需調(diào)大輸出電流時(shí)，改變雙向可控硅的導(dǎo)通角，使自耦式補(bǔ)償變壓器升高電壓，輸入到變壓器上，其磁感應(yīng)強(qiáng)度上升，輸出功率隨之增大。也可用其它方式調(diào)大輸出電流。變壓器還是高功率因數(shù)運(yùn)行。其電源污染指標(biāo)遠(yuǎn)低于將可控硅元件串聯(lián)在電路中。運(yùn)行在最大輸出時(shí)，變壓器B值才接近于硅鋼片的飽和值，可控硅的導(dǎo)通角180度。無電源污染，功率因數(shù)高。本發(fā)明取合適的B值運(yùn)行，電弧穩(wěn)定，功率因數(shù)高，得到較好的焊接特性。它還可消除50HZ等頻段交變磁場(chǎng)NS極變換產(chǎn)生的電磁噪音，消除奇次諧波，減少鐵損。還可以移出高于設(shè)計(jì)值B1.3倍以上的磁場(chǎng)進(jìn)行退磁工作。
本發(fā)明改變了已往不論負(fù)載大小均輸入近似額定值電壓，建立較高磁感應(yīng)強(qiáng)度B運(yùn)行的傳統(tǒng)，功率因數(shù)高；電弧穩(wěn)定，無電源污染，抑制偏弧飛濺，焊接性能優(yōu)良；制造成本低，節(jié)能，適用電源電壓范圍大；可人為設(shè)計(jì)對(duì)電源電壓的適應(yīng)范圍，可方便地降低空載二次電壓，可人為補(bǔ)償線路電壓的不足；無噪音，空載損耗小。它可廣泛應(yīng)用于變壓調(diào)流及各種金屬材料的交直流焊接中。


圖1為本發(fā)明電源系統(tǒng)單相時(shí)的電氣原理圖。
圖2為本電源系統(tǒng)三相下特性時(shí)的電氣原理圖。
圖3為本電源系統(tǒng)三相平特性時(shí)的電氣原理圖。
圖1所示，本發(fā)明由鐵芯1以及繞制在鐵芯1上的一次繞組2和二次繞組3組成的變壓器4構(gòu)成。變壓器4的一次繞組2上還連接著一個(gè)自耦式補(bǔ)償變壓器5。自耦式補(bǔ)償變壓器5的二次繞組6串聯(lián)在變壓器4的一次繞組2一端，其一次繞組7則與其二次繞組6串聯(lián)，然后再與雙向可控硅調(diào)壓及觸發(fā)電路8串聯(lián)，最后連接在變壓器4的一次繞組2的另一端上。自耦式補(bǔ)償變壓器5的二次繞組6和一次繞組7的串聯(lián)端抽頭9接電源。變壓器4和自耦式補(bǔ)償變壓器5均為單相，其鐵芯1為口字形。這是一種單相交流弧焊電源。變壓器4的鐵芯1的磁感應(yīng)強(qiáng)度運(yùn)行設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)小于其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
圖2所示，變壓器4和自耦式補(bǔ)償變壓器5均為三相，其鐵芯1為日字形。變壓器4的一次繞組2和二次繞組3均繞在日字形鐵芯1的中間芯柱上。這是一種三相直流弧焊電源下特性的情況。變壓器4的鐵芯1的磁感應(yīng)強(qiáng)度運(yùn)行設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)小于其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
圖3所示是一種三相直流弧焊電源平特性的情況。變壓器4的鐵芯1的磁感應(yīng)強(qiáng)度運(yùn)行設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)小于其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例如下實(shí)施例1.如圖1所示，這是一種用于焊接的弧焊電源系統(tǒng)，是單相交流電源。它由鐵芯及一次繞組和二次繞組組成的變壓器構(gòu)成。變壓器的一次繞組上還連接著一個(gè)自耦式補(bǔ)償變壓器。自耦式補(bǔ)償變壓器的二次繞組串聯(lián)在變壓器的一次繞組一端，其一次繞組則與其二次繞組串聯(lián)，然后再與雙向可控硅串聯(lián)，最后連接在變壓器的一次繞組的另一端上。自耦式補(bǔ)償變壓器的一次繞組和二次繞組的串聯(lián)端抽頭接電源。變壓器的鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度運(yùn)行設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)小于其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
實(shí)施例2.如圖2所示。一種用于焊接的弧焊電源系統(tǒng)，是三相直流電源下特性的情況。變壓器和自耦式補(bǔ)償變壓器均為三相，其鐵芯為日字形。變壓器的一次繞組和二次繞組均繞在日字形鐵芯的中間芯柱上。變壓器的鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度運(yùn)行設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)小于其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
實(shí)施例3.如圖3所示。一種用于焊接的弧焊電源系統(tǒng)，是三相直流電源平特性的情況。變壓器和自耦式補(bǔ)償變壓器均為三相，其鐵芯為日字形。變壓器的一次繞組和二次繞組均繞在日字形鐵芯的中間芯柱上。變壓器的鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度運(yùn)行設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)小于其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
實(shí)施例1～3功率因數(shù)高，電弧穩(wěn)定，無電源污染，制造成本低，節(jié)能。它可廣泛應(yīng)用于各種金屬材料的交直流焊接中。
權(quán)利要求
1.一種用于焊接的弧焊電源系統(tǒng)，它由鐵芯以及繞制在鐵芯上的一次繞組和二次繞組組成的變壓器構(gòu)成，其特征在于所說的變壓器的一次繞組上還連接著一個(gè)自耦式補(bǔ)償變壓器，自耦式補(bǔ)償變壓器的二次繞組串聯(lián)在變壓器的一次繞組一端，其一次繞組則與其二次繞組串聯(lián)，然后再與雙向可控硅調(diào)壓及觸發(fā)電路串聯(lián)，最后連接在變壓器的一次繞組的另一端上，自耦式補(bǔ)償變壓器的二次繞組和一次繞組的串聯(lián)端抽頭接電源。
2.按照權(quán)利要求1所述的用于焊接的弧焊電源系統(tǒng)，其特征在于所說的變壓器和自耦式補(bǔ)償變壓器均為單相，其鐵芯為口字形或日字形之一種。
3.按照權(quán)利要求1所述的用于焊接的弧焊電源系統(tǒng)，其特征在于所說的變壓器和自耦式補(bǔ)償變壓器均為三相，其鐵芯為口字形或日字形之一種，日字形鐵芯變壓器的一次繞組和二次繞組均繞在日字形鐵芯的中間芯柱上。
4.按照權(quán)利要求1～3中每一個(gè)權(quán)利要求所述的用于焊接的弧焊電源系統(tǒng)，其特征在于所說的變壓器的鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度運(yùn)行設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)小于其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
全文摘要
一種用于焊接的弧焊電源系統(tǒng),屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。它由鐵芯及一次繞組和二次繞組組成的變壓器構(gòu)成。變壓器的一次繞組上還連接著一個(gè)自耦式補(bǔ)償變壓器。自耦式補(bǔ)償變壓器的二次繞組串聯(lián)在變壓器的一次繞組一端,其一次繞組則與其二次繞組串聯(lián),然后再與雙向可控硅串聯(lián),最后連接在變壓器的一次繞組的另一端上。自耦式補(bǔ)償變壓器的一次繞組和二次繞組的串聯(lián)端抽頭接電源。變壓器和自耦式補(bǔ)償變壓器可以是單相,也可以是三相。其鐵芯為口字形或日字形。變壓器的鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度運(yùn)行設(shè)計(jì)值遠(yuǎn)小于其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。它功率因數(shù)高,電弧穩(wěn)定,無電源污染,制造成本低,節(jié)能?？蓮V泛應(yīng)用于變壓調(diào)流或各種金屬材料的交直流焊接中。
文檔編號(hào)B23K9/08GK1380156SQ0211008
公開日2002年11月20日 申請(qǐng)日期2002年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月11日
發(fā)明者姜孟澤 申請(qǐng)人:姜孟澤