專利名稱：場效應(yīng)管正激逆變熱保護(hù)式弧焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電弧焊接或電弧切割技術(shù)領(lǐng)域。
逆變式整流弧焊機(jī)是近年來發(fā)展起來的比較理想的焊接切割工具，它具有輕便節(jié)能、焊接性能好等特點(diǎn)，因此得到了比較廣泛的應(yīng)用。但是，這種弧焊機(jī)還存在如下不足由于采用可控硅或大功率晶體管半橋式逆變電路(見圖4)，交流電流經(jīng)整流濾波后加在1，2的兩端，兩個(gè)功率管A和B交替導(dǎo)通。于是在逆變變壓器的兩端得到一個(gè)高頻方波電壓，如果由于某種意外A、B兩管同時(shí)導(dǎo)通，則它們將被立即燒毀。因此逆變頻率很難超過20KHZ，要想進(jìn)一步減輕變壓器的重量將受到逆變頻率的限制；由于這種弧焊機(jī)的過熱保護(hù)多數(shù)采用熱繼電器保護(hù)，這種熱繼電器用來保護(hù)變壓器的過熱還是可以的，但用來功率三極管等電子元件的過熱保護(hù)，其反應(yīng)速度不快，往往不能有效地保護(hù)功率三極管等電子元件，而且還不能自動復(fù)原；在現(xiàn)有技術(shù)中一般都采用大容量快速恢復(fù)二極管將逆變得到的高頻電壓整流，但是，大容量快速二級管的價(jià)格昂貴，使整機(jī)的成本大幅度提高。如果采用多個(gè)小容量快速恢復(fù)二極管并聯(lián)，需要加均流電阻，這樣又增加了能量損耗?？傊?，目前這種逆變式整流弧焊機(jī)仍然存在著不足，需要進(jìn)一步提高和改進(jìn)。
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種場效應(yīng)管正激逆變熱保護(hù)式弧焊機(jī)，該機(jī)具有重量輕、操作簡便、工作可靠、電弧穩(wěn)定等特點(diǎn)，此外本機(jī)還具有過熱保護(hù)及自動復(fù)原功能，不必?fù)?dān)心焊機(jī)因過熱而燒毀。
這種場效應(yīng)管正激逆變熱保護(hù)式弧焊機(jī)，由冷卻風(fēng)機(jī)、焊鉗等零部件所組成，其要點(diǎn)是220V交流電源經(jīng)整流橋Z1整流正端接電感L2，負(fù)端接虛地，電感L2的另一端與電感L3和電容C1的正端相連，電感L3的另一端與電容C12的一端連結(jié)后作為正激逆變器輸入電源的正端，它與虛地之間連結(jié)以下三條支路第一支路是場效應(yīng)管MOS1的漏極與二極管D14和極電阻R38的一端連接后接到輸入電源的正端，二極管D13的陽極與電阻R38的另一端與電容C13的一端相連，電容C13的另一端與場效應(yīng)管MOS1的源極以及二極管D12的陰極相連，二極管D12的陽極接虛地，MOS1的8個(gè)小功率場效應(yīng)管的柵極各接一個(gè)200Ω的電阻，這些電阻的另一端連在一起與控制電路板相連；第二支路是二極管D13的陽極與場效應(yīng)管MOS2的漏極、二極管D15的陽極以及電阻R39的一端相連，二極管D15的陽極與電阻R39的一端相連，二極D15的陽極與電阻R39的另一端與電容C14的一端相連，C14的另一端與場效應(yīng)管MOS2的源極以及電阻R17的一端相連，R71的另一端接虛地，MOS2的8個(gè)小功率場效應(yīng)管的柵極各接一個(gè)200Ω的電阻、這些電阻的另一端連在一起與控制電路板相連；第三支路是電阻R28的一端接輸入電源的正端，R28的另一端與R27的一端連后接到控制電路板，R27的另一端接虛地；逆變變壓器T2的初級線圈的“※”端與場效應(yīng)管MOS1的源極相連，T2的初級線圈的另一端與場效應(yīng)管MOS2的漏極相連；三個(gè)共陰極雙二極管D16、D17、D18的陰極各接輸出電抗器L4三個(gè)線圈的首端，L4三個(gè)線圈的尾端相連作為焊接電流輸出的正端子；三個(gè)共陰極雙二極管D16、D17、D18的極陽極連在一起接在變壓器T2次級線圈的首端，雙二極管中其余三個(gè)二極管陽極相連接在變壓器T2次線繞阻的尾端，這個(gè)連接點(diǎn)作為焊接電流輸出的負(fù)端子；電阻R40和電容C15串聯(lián)后所得的支路并聯(lián)在變壓器T2次級繞阻的二端；所說的場效應(yīng)管MOS1、MOS2由8個(gè)小功率場效應(yīng)管順向并聯(lián)而成；溫度檢測元件PNP型三極管BG的管殼用焊錫焊在銅片上，用螺釘將銅片與場效應(yīng)管(16個(gè)小功率場效應(yīng)管中的一個(gè))的散熱片相連，BG的集電極C接控制電路的OV，BG的發(fā)射極e通過電阻R1與控制電路的工作電源-V相連。
附圖及實(shí)施例附

圖1為場效應(yīng)管正激逆變熱保護(hù)式弧焊機(jī)電路圖。
附圖2為溫度檢測電路原理圖。
附圖3為溫度檢測電路的元件安裝示意圖。
附圖4常用逆變電路圖附圖1所示的是本發(fā)明的實(shí)施例的主電路圖，其電路的工作原理是單相交流220V電源經(jīng)15A保險(xiǎn)管和整流橋Z1整流再經(jīng)L2、C1和L3、C12濾波后的直流電壓作為逆變器的輸入電源。
MOS1和MOS2受控制電路的控制，同時(shí)導(dǎo)通或關(guān)斷。同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，電流由逆變器輸入電源的正端(即電感L3和C12的連接點(diǎn))出發(fā)流經(jīng)MOS1的漏極、源極、變壓器T2的初級線圈、MOS2的漏極、源極最后經(jīng)檢測電阻R71回到逆變器輸入電源的負(fù)端(即虛地)。
當(dāng)MOS1和MOS2同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，變壓器T2正向激磁，次級繞阻首端為正，尾端為負(fù)，電流由次級繞阻的首端出發(fā)經(jīng)三個(gè)并聯(lián)的二極管D16、D17、D18和L4的線圈，電流輸出下端子，外部的電負(fù)載，回到電流輸出的負(fù)端子，回到T2變壓器次級繞阻的尾端，在變壓器T2正向激磁時(shí)，逆變器輸出功率。
當(dāng)MOS1和MOS2同時(shí)關(guān)斷時(shí)，變壓器T2的初級繞阻的電流不能立即消失，續(xù)流電流從虛地出發(fā)，流經(jīng)二極管D12的陽極、陰極、T2變壓器初級繞組的首端、尾端、二極管D13的陽極、陰極回到逆變輸入電源的L3和C12的連接點(diǎn)，在T2變壓器初級繞阻續(xù)流期間，T2初級繞阻的首端與虛地等電位，尾端約與逆變輸入電源的正端等電位，此時(shí)T2變壓器反向激磁，次級繞阻首端為負(fù)；尾端為正，T2次級繞阻無電流。此時(shí)電抗器L4的電流通過外部電弧負(fù)載和三個(gè)二極管D16、D17、D18續(xù)流。
由電阻R40和電容C15串聯(lián)而成的支路關(guān)聯(lián)在變壓器T2次線繞阻的二端，用來消除場效應(yīng)管導(dǎo)通或關(guān)斷瞬間振蕩。
溫度檢測元件PNP型三極管BG的管殼焊接在銅片上，再用螺釘將銅片(2)與場效應(yīng)管的散熱片相連。當(dāng)負(fù)載持續(xù)時(shí)間過久場效應(yīng)管發(fā)熱超過額定溫度時(shí)(見圖2、3)，三極管BG的穿透電流增加，其發(fā)射極電位下降，控制電路將逆變器關(guān)斷，此時(shí)即停止輸出電流。由于停止輸出電流，場效應(yīng)管的溫度下降，到一定的溫度即可自動恢復(fù)正常工作。
由電阻R26、R27串聯(lián)后接在逆變輸入電源下端和虛地間的支路用來作為低電壓保護(hù)，當(dāng)電壓過低時(shí)R27與R28的連接點(diǎn)(它與控制電路相連)電位降低，控制電路發(fā)出信號關(guān)斷逆變器避免由于電壓過低焊接質(zhì)量下降而出廢器。
該機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)1、本機(jī)只有9.1公斤，輸出最少工作電流78安培，與同類型弧焊機(jī)相比，在容量相同的情況下重量最輕。
2、由于本機(jī)輸出是直流，因此電弧穩(wěn)定，焊接性能優(yōu)于交流電焊機(jī)，可代替氣焊焊接1～4mm的薄板。
3、該機(jī)具有過熱保護(hù)功能并自動復(fù)原，不必?fù)?dān)心焊機(jī)因過熱而燒毀、全機(jī)只有一個(gè)調(diào)節(jié)電流的旋扭，操作簡便，工作可靠。
4、本機(jī)使用單相交流220V電流，便于在沒有三相電源的地方使用。與發(fā)電機(jī)式電焊機(jī)相比約節(jié)電30%。
權(quán)利要求
1.一種場效應(yīng)管正激逆變熱保護(hù)式弧焊機(jī)，包括冷卻風(fēng)機(jī)、焊鉗，其特征在于220V交流電源經(jīng)整流橋Z1整流正端接電感L2，負(fù)端接虛地，電感L2的另一端與電感L3和電容C1的正端相連，電感L3的另一端與電容C12的一端連接后作為正激逆變器輸入電源的正端，它與虛地之間連接以下三條支路第一支路是場效應(yīng)管MOS1的漏極與二極管D14和極電阻R38的一端連接后接到輸入電源的正端，二極管D13的陰極與電阻R38的另一端與電容C13的一端相連，電容C13的另一端與場效應(yīng)管MOS1的源極以及二極管D12的陽極相連，二極管D12的陽極接虛地，第二支路是二極管D13的陽極與場效應(yīng)管MOS2的漏極、二極管D15的陽極以及電阻R39的一端相連，二極管D15的陽極以及電阻R39的一端相連，二極管D15的陽極與電阻R39的另一端與電容C14的一端相連，C14的另一端與場效應(yīng)管MOS2的源極以及電阻R71的一端相連，R71的另一端接虛地，第三支路是電阻R28的一端接輸入電源的正端，R28的另一端與R27的一端連后接到控制電路板，R27另一端接虛地，逆變壓器T2的初級線圈的“※”端與場效應(yīng)管MOS1的源極相連，T2的初級線圈的另一端與場效應(yīng)管MOS2的漏極相連，三個(gè)共陰極雙二極管D16、D17、D18的陰極各接輸出電抗器L4三個(gè)線圈的首端、L4三個(gè)線圈的尾端相連作為焊接電流輸出的正端子，三個(gè)共陰極雙二極管D16、D17、D18的陽極連在一起接在變壓器T2次級線圈的首端，雙二極管中其余三個(gè)二極管的陽極相連接在變壓器T2次級繞阻的尾端，這個(gè)連接點(diǎn)作為焊接電流輸出的負(fù)端子；電阻R40和電容C15串聯(lián)后所得的支路并聯(lián)在變壓器T2次級繞阻的二端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧焊機(jī)，其特征在于所說的場效應(yīng)管MOS1、MOS2均由8個(gè)小功率場效應(yīng)管順向并聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的弧焊機(jī)，其特征在于MOS1和MOS2的8個(gè)小功率場效應(yīng)管的柵極各接一個(gè)200Ω的電阻，這些電阻的另一端連在一起與控制電路板相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧焊機(jī)，其特征在于溫度檢測元件PnP型三極管BG的管殼用焊錫(1)焊在銅片上，用螺釘將銅片(2)與場效應(yīng)管的散熱片相連，BG的集電極C接控制電路的Ov，BG的發(fā)射極e通過電阻R1與控制電路的工作電源+V相連。
全文摘要
本發(fā)明屬于電弧焊接或電弧切割技術(shù)領(lǐng)域，它包括冷卻風(fēng)機(jī)、焊鉗等，其特征是，220V交流電源經(jīng)整流橋Z
文檔編號B23K9/10GK1113843SQ9410745
公開日1995年12月27日 申請日期1994年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月8日
發(fā)明者鐘允林 申請人:東北重型機(jī)械學(xué)院南校