專利名稱：一種用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
焊接是一種十分重要的加工工藝，其方法和種類繁多，而且新技術(shù)也在不斷地涌出。目前適宜于焊管生產(chǎn)的焊接方法主要有高頻焊、埋弧焊等方法。其中高頻焊接的方法的飛速發(fā)展，得益于高頻焊管技術(shù)獨有的特性和其突出的優(yōu)點。主要表現(xiàn)在焊管的高質(zhì)量和極大地節(jié)約焊管的加熱能源。固態(tài)高頻焊機是專為各類管材焊接進(jìn)行專業(yè)設(shè)計的，其可焊接的材料非常廣泛，有碳鋼管、鋁、銅、不銹鋼管，能滿足各行業(yè)對高頻焊接的不同需求。然而，目前的固態(tài)高頻焊機最高功率達(dá)到1800KW時，頻率無法達(dá)到150KHz，且采用的負(fù)載匹 配基本是電子式，無法真正達(dá)到負(fù)載的匹配，僅僅只能使負(fù)載變化時設(shè)備自身的諧振頻率與之適應(yīng)，而無法達(dá)到將頻率調(diào)整到合適點，將影響焊接質(zhì)量；現(xiàn)有的負(fù)載匹配系統(tǒng)最高功率達(dá)到1200KW時，頻率只能達(dá)到150KHz ;現(xiàn)有的負(fù)載匹配采用單回路設(shè)計，無法滿足高功率高頻率要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，它能減小設(shè)備體積，并能減少高頻大功率傳輸損耗，從而滿足高質(zhì)量的焊接要求。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，包括兩組上下層設(shè)置的且結(jié)構(gòu)相同的負(fù)載匹配單元。每組負(fù)載匹配單元分別由單獨的串聯(lián)可調(diào)電感和單獨的并聯(lián)可調(diào)電感組成，每組負(fù)載匹配單元的串聯(lián)可調(diào)電感和并聯(lián)可調(diào)電感以并排設(shè)置；所述兩組負(fù)載匹配單元分別與輸出線圈串聯(lián)，當(dāng)負(fù)載變化引起輸出線圈的電流和頻率變化時，通過調(diào)整兩組負(fù)載匹配單元中的串聯(lián)電感來調(diào)整輸出線圈的電流，通過調(diào)整兩組負(fù)載匹配單元中的并聯(lián)電感來調(diào)整頻率，從而達(dá)到輸出線圈的電壓電流與負(fù)載匹配以及頻率的穩(wěn)定。上述的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，其中，所述每組負(fù)載匹配單元中的串聯(lián)可調(diào)電感包括串聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排、一對前、后副翼板、一前、后側(cè)翼板、上、下水冷塊及前、后可導(dǎo)元件，所述上、下水冷塊上下平行并間隔地設(shè)置；所述串聯(lián)側(cè)正極銅排與所述一對后副翼板的一端及所述上水冷塊的一端連接，所述上水冷塊的另一端分別與所述一對后副翼板的另一端及所述后側(cè)翼板連接；所述串聯(lián)側(cè)負(fù)極銅排與所述一對前副翼板的一端及所述下水冷塊的一端連接，所述下水冷塊的另一端分別與所述一對前副翼板的另一端及所述前側(cè)翼板連接；所述前、后可導(dǎo)元件的結(jié)構(gòu)相同并分別并均由一塊銅板彎折成U形，所述前可導(dǎo)元件嵌置在由所述一對前副翼板及所述下水冷塊構(gòu)成的U形空間內(nèi)，所述后可導(dǎo)元件嵌置在由所述一對后副翼板及所述上水冷塊構(gòu)成的U形空間內(nèi)，所述前、后可導(dǎo)元件可相背或相對地可移動并且在所述前可導(dǎo)元件移動過程中其一對側(cè)板始終與所述一對前副翼板平行，在所述后可導(dǎo)元件移動過程中其一對側(cè)板始終與所述一對后副翼板平行；所述每組負(fù)載匹配單元中的并聯(lián)可調(diào)電感包括并聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排、兩個電感線圈及兩個磁芯，所述并聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排分別與所述串聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排連接；所述兩個電感線圈分別通過支架安裝在并聯(lián)側(cè)正極銅排的表面上和所述并聯(lián)側(cè)負(fù)極銅排的表面上，并且該兩個電感線圈的兩端分別連接在所述并聯(lián)側(cè)正極銅排的表面上部和所述并聯(lián)側(cè)負(fù)極銅排的表面下部；所述兩個磁芯各自可上下移動地插裝在所述兩個電感線圈的內(nèi)腔。上述的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，其中，所述上、下水冷塊分別是由若干進(jìn)水管和出水管平行連接而成，橫截面呈矩形；這些進(jìn)水管和出水管與外部的水冷支路構(gòu)成冷卻回路，每組回路都設(shè)有單獨的溫度控制系統(tǒng)。上述的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，其中，所述前、后可導(dǎo)元件的中間板的上端分別連接串聯(lián)側(cè)驅(qū)動裝置；所述兩個磁芯上分別通過一傳動裝置連接并聯(lián)側(cè)驅(qū)動
>J-U裝直。本實用新型的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)的技術(shù)方案，采用雙回路結(jié)構(gòu)并與負(fù)載形成了串聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此具有以下優(yōu)點I)可以提高整個系統(tǒng)的工作電壓，從而降低了匹配系統(tǒng)上的電流，降低了系統(tǒng)自身的損耗，提高了設(shè)備效率；2)使可變電感量可以倍增，從而具有更大的匹配范圍；3)降低了負(fù)載上的電流，從而可以減小匹配系統(tǒng)的截面積，達(dá)到輸出高頻率的要求；4)精確合理的鐵氧體可變電感設(shè)計，保證了設(shè)備在負(fù)載變化時頻率達(dá)到匹配的要求；5)巧妙的串聯(lián)可調(diào)電感的設(shè)計，能最大幅度滿足電流變化的匹配要求；6)無接觸式的負(fù)載匹配系統(tǒng)，可以在任何輸出情況下，在線連續(xù)進(jìn)行調(diào)整。

圖I為本實用新型的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)中一組負(fù)載匹配單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)中串聯(lián)電感的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)中并聯(lián)電感的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型的用于固態(tài)聞頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)的原理圖；圖6為本實用新型的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)的使用狀態(tài)圖。
具體實施方式
為了能更好地對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體實施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明請參閱圖I至圖4，本實用新型的一種用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，包括兩組上下層設(shè)置的且結(jié)構(gòu)相同的負(fù)載匹配單元1、2(見圖I)。每組負(fù)載匹配單元1、2分別由單獨的串聯(lián)可調(diào)電感4和單獨的并聯(lián)可調(diào)電感3組成。兩組負(fù)載匹配單元1、2分別與輸出線圈25串聯(lián)，當(dāng)負(fù)載(鋼管)變化引起輸出線圈25的電流和頻率變化時，通過調(diào)整兩組負(fù)載匹配單元1、2中的串聯(lián)電感4來調(diào)整輸出線圈25的電流，通過調(diào)整兩組負(fù)載匹配單元1、2中的并聯(lián)電感3來調(diào)整頻率，從而達(dá)到輸出線圈25的電壓電流與負(fù)載匹配以及頻率的穩(wěn)定。每組負(fù)載匹配單元的串聯(lián)可調(diào)電感4和并聯(lián)可調(diào)電感3以并排設(shè)置(見圖2)。每組負(fù)載匹配單元中的串聯(lián)可調(diào)電感4包括串聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排5、6、一對前副翼板14、15、一對后副翼板16、17、一前側(cè)翼板8、一對后副翼板7、上、下水冷塊9、10、前、后可導(dǎo)元件11及兩個串聯(lián)側(cè)驅(qū)動裝置12(見圖3)，其中上、下水冷塊9、10上下平行并間隔地設(shè)置，使上、下水冷塊9、10之間具有一空間12 ;上、下水冷塊9、10是由若干進(jìn)水管和出水管平行連接而成，橫截面呈矩形；這些進(jìn)水管和出水管與外部的水冷支路構(gòu)成冷卻回路，每組回路都設(shè)有單獨的溫度控制系統(tǒng)；串聯(lián)側(cè)正極銅排5與一對后副翼板的一端17及上水冷塊9的一端連接，上水冷塊9的另一端分別與一對后副翼板的另一端16及后側(cè)翼板7連接；串聯(lián)側(cè)負(fù)極銅排6與一對前副翼板的一端14及下水冷塊10的一端連接，下水冷塊10的另一端分別與一對前副翼板的另一端15及前側(cè)翼板8連接；前、后可導(dǎo)元件11的結(jié)構(gòu)相同并均由一塊銅板彎折成U形，前可導(dǎo)元件11嵌置在一對前副翼板14、15及下水冷塊10構(gòu)成的U形空間內(nèi)，后可導(dǎo)元件(圖中未示)嵌置在一對后副翼板16、17及上水冷塊9構(gòu)成的U形空間內(nèi)，前、后可導(dǎo)元件11可相背或相對地可移動，在前可導(dǎo)元件11移動過程中一對側(cè)板始終與一對前副翼板14、15平行，并且不與一對前副翼板14、15和上、下水冷塊9、10相接觸，在后可導(dǎo)元件移動過程中一對側(cè)板始終與一對后副翼板16、17平行，并且不與一對后副翼板16、17和上、下水冷塊9、10相接觸；兩個串聯(lián)側(cè)驅(qū)動裝置13分別連接在前、后可導(dǎo)元件11的中間板的上端；通過串聯(lián)側(cè)驅(qū)動裝置13可以帶動前、后可導(dǎo)元件11分別沿一對前副翼板14、15和一對后副翼板16、17之間的空間移動。通過調(diào)節(jié)前、后可導(dǎo)元件11的一對側(cè)板分別與一對前副翼板14、15和一對后副翼板16、17的間隙來改變電感量，從而改變串聯(lián)回路的輸出電流。串聯(lián)可調(diào)電感中的一對前副翼板14、15及一對后副翼板16、17的角度是經(jīng)過計算的，它們在移動過程中與前、后可導(dǎo)元件11的一對側(cè)板始終保持平行，這樣可以保證一對前副翼板14、15及一對后副翼板16、17的任何部位損失都可以減少，并且副翼板角度大小可以保證不增加一對前副翼板14、15及一對后副翼板16、17運動量的情況下，電抗的變化范圍可以被增大。每組負(fù)載匹配單元中的并聯(lián)可調(diào)電感3包括并聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排18、19、兩個電感線圈2、兩個磁芯21及兩個并聯(lián)側(cè)驅(qū)動裝置，其中[0042]并聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排18、19各自與同一負(fù)載匹配單元的串聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排5、6連接；兩個電感線圈20分別由空心銅管繞制而成，該兩個電感線圈20通過支架安裝在并聯(lián)側(cè)正極銅排18的表面上和并聯(lián)側(cè)負(fù)極銅排19的表面上，并且該兩個電感線圈20的兩端分別通過一端板201、202連接在并聯(lián)側(cè)正極銅排18的表面上部和并聯(lián)側(cè)負(fù)極銅排19的表面下部；兩個磁芯21各自可上下移動地插置在兩個電感線圈20的內(nèi)腔；兩個磁芯21均為采用鐵氧體磁芯，因而可有效提高電感量，減少損耗；兩個并聯(lián)側(cè)驅(qū)動裝置分別通過傳動裝置22連接在兩個磁芯21上；傳動裝置22通過同步帶被連接到傳動裝置22驅(qū)動裝置上，通過驅(qū)動裝置可帶動傳動裝置22，從而可以帶動磁芯21沿電感線圈20之間的空間移動，以改變電感量。通過調(diào)節(jié)磁芯21的移動位置來改變電感量，從而改變頻率。串聯(lián)側(cè)驅(qū)動裝置13和并聯(lián)側(cè)驅(qū)動裝置均為伺服電機。本實用新型的并聯(lián)可調(diào)電感3運用導(dǎo)線之間的間距變化來提供一個可變電抗器。由于兩個電感線圈20并聯(lián)連接在并聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排18、19之間，這就類似于將并聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排18、19可延伸調(diào)整距離，從理論上講這個間距變化阻抗也隨著變化，從而達(dá)到調(diào)整感抗的目的。磁芯21在電感線圈20之間移動，當(dāng)磁芯21移出電感線圈20時，相當(dāng)于導(dǎo)線間距變寬阻抗增大，而隨著磁芯21移入電感線圈20時阻抗減小。因此通過磁芯21的移動位置不同，電感線圈20的電感量是改變的。本實用新型的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)的連接電氣接線如圖5所示兩組負(fù)載匹配單元1、2中的兩個并聯(lián)可調(diào)電感3分別并接在兩個高頻逆變模塊28、29的輸出端之間，兩組負(fù)載匹配單元1、2中的兩個串聯(lián)可調(diào)電感4各自與一個并聯(lián)可調(diào)電感3及輸出線圈25串聯(lián)。圖6是本實用新型的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)完成裝配后的示意圖。通過圖6可以明顯的揭示了本實用新型的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)工作中的基本原理。當(dāng)鋼管26的規(guī)格發(fā)生變化時，需要加熱鋼管26的輸出線圈25 (工作線圈或加熱線圈)將隨之變化，鋼管26的直徑小，輸出線圈25的直徑也隨之變小。這樣輸出線圈25的輸出電感量會發(fā)生變化，造成輸出頻率和電流均產(chǎn)生變化。通過本實用新型的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)23，可以達(dá)到自動的匹配，以糾正負(fù)載引起的變化，從而保證輸出的穩(wěn)定。并且采用本實用新型的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)的這種雙匹配結(jié)構(gòu)，可以利用電壓提高一倍電流不變的情況下將輸出功率提高一倍，卻使輸出母排241、242的體積減小一倍，從而大大降低了輸出損耗。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新 型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，包括兩組上下層設(shè)置的且結(jié)構(gòu)相同的負(fù)載匹配單元，其特征在于， 每組負(fù)載匹配單元分別由單獨的串聯(lián)可調(diào)電感和單獨的并聯(lián)可調(diào)電感組成，每組負(fù)載匹配單元的串聯(lián)可調(diào)電感和并聯(lián)可調(diào)電感以并排設(shè)置； 所述兩組負(fù)載匹配單元分別與輸出線圈串聯(lián)，當(dāng)負(fù)載變化引起輸出線圈的電流和頻率變化時，通過調(diào)整兩組負(fù)載匹配單元中的串聯(lián)電感來調(diào)整輸出線圈的電流，通過調(diào)整兩組負(fù)載匹配單元中的并聯(lián)電感來調(diào)整頻率，從而達(dá)到輸出線圈的電壓電流與負(fù)載匹配以及頻率的穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述每組負(fù)載匹配單元中的串聯(lián)可調(diào)電感包括串聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排、一對前、后副翼板、一前、后側(cè)翼板、上、下水冷塊及前、后可導(dǎo)元件， 所述上、下水冷塊上下平行并間隔地設(shè)置； 所述串聯(lián)側(cè)正極銅排與所述一對后副翼板的一端及所述上水冷塊的一端連接，所述上水冷塊的另一端分別與所述一對后副翼板的另一端及所述后側(cè)翼板連接； 所述串聯(lián)側(cè)負(fù)極銅排與所述一對前副翼板的一端及所述下水冷塊的一端連接，所述下水冷塊的另一端分別與所述一對前副翼板的另一端及所述前側(cè)翼板連接； 所述前、后可導(dǎo)元件的結(jié)構(gòu)相同并分別并均由一塊銅板彎折成U形，所述前可導(dǎo)元件嵌置在由所述一對前副翼板及所述下水冷塊構(gòu)成的U形空間內(nèi)，所述后可導(dǎo)元件嵌置在由所述一對后副翼板及所述上水冷塊構(gòu)成的U形空間內(nèi)，所述前、后可導(dǎo)元件可相背或相對地可移動并且在所述前可導(dǎo)元件移動過程中其一對側(cè)板始終與所述一對前副翼板平行，在所述后可導(dǎo)元件移動過程中其一對側(cè)板始終與所述一對后副翼板平行； 所述每組負(fù)載匹配單元中的并聯(lián)可調(diào)電感包括并聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排、兩個電感線圈及兩個磁芯， 所述并聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排分別與所述串聯(lián)側(cè)正、負(fù)極銅排連接； 所述兩個電感線圈分別通過支架安裝在并聯(lián)側(cè)正極銅排的表面上和所述并聯(lián)側(cè)負(fù)極銅排的表面上，并且該兩個電感線圈的兩端分別連接在所述并聯(lián)側(cè)正極銅排的表面上部和所述并聯(lián)側(cè)負(fù)極銅排的表面下部； 所述兩個磁芯各自可上下移動地插裝在所述兩個電感線圈的內(nèi)腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述上、下水冷塊分別是由若干進(jìn)水管和出水管平行連接而成，橫截面呈矩形；這些進(jìn)水管和出水管與外部的水冷支路構(gòu)成冷卻回路，每組回路都設(shè)有單獨的溫度控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述前、后可導(dǎo)元件的中間板的上端分別連接串聯(lián)側(cè)驅(qū)動裝置；所述兩個磁芯上分別通過一傳動裝置連接并聯(lián)側(cè)驅(qū)動裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)，包括兩組上下層設(shè)置的且結(jié)構(gòu)相同的負(fù)載匹配單元。每組負(fù)載匹配單元分別由單獨的串聯(lián)可調(diào)電感和單獨的并聯(lián)可調(diào)電感組成，每組負(fù)載匹配單元的串聯(lián)可調(diào)電感和并聯(lián)可調(diào)電感以并排設(shè)置；所述兩組負(fù)載匹配單元分別與輸出線圈串聯(lián)，當(dāng)負(fù)載變化引起輸出線圈的電流和頻率變化時，通過調(diào)整兩組負(fù)載匹配單元中的串聯(lián)電感來調(diào)整輸出線圈的電流，通過調(diào)整兩組負(fù)載匹配單元中的并聯(lián)電感來調(diào)整頻率，從而達(dá)到輸出線圈的電壓電流與負(fù)載匹配以及頻率的穩(wěn)定。本實用新型的用于固態(tài)高頻焊機的自動負(fù)載匹配系統(tǒng)能減小設(shè)備體積，并能減少高頻大功率傳輸損耗，從而滿足高質(zhì)量的焊接要求。
文檔編號B23K13/01GK202428110SQ201120556658
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者張健, 陳鷹 申請人:應(yīng)達(dá)工業(yè)(上海)有限公司, 無錫應(yīng)達(dá)工業(yè)有限公司