專利名稱：快速無功補償電焊機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電焊裝置，尤其涉及一種具有快速無功補償功能的電焊機。
目前，國內(nèi)使用的各種大、中功率電焊機，包括進口的電焊機，由于沒有功率因數(shù)自動補償裝置，在電焊機工作時，其工作電流大，功率因數(shù)很低，僅有0.4左右，造成電壓大幅度波動和電能浪費，直接影響焊接質(zhì)量，常造成假焊和虛焊。而一般的功率因數(shù)自動補償裝置，又無法跟蹤這種大幅度頻繁變化的用電設備，如專利號為89214181.6的“交流弧焊機高功率因數(shù)節(jié)能器”，采用交流接觸器作為補償電路的主回路開關，這種機械式的主回路開關響應速度慢，最快只能達0.1/秒，如果以這樣的方式在電網(wǎng)中通斷電容，勢必給電網(wǎng)帶來極大過電壓沖擊，對本身的觸點和機械部分也帶來損害，影響其可靠性。
本實用新型的目的是為解決長期存在的電焊機功率因數(shù)補償問題，而設計一種使用方便，運行可靠，無沖擊、無過渡過程并有節(jié)電功能的電焊機。
為達到上述目的，本實用新型裝置由焊接裝置和快速無功補償裝置所組成；快速無功補償裝置包括執(zhí)行電路和控制電路，是一個有獨立功能的整體，可以內(nèi)置于焊接裝置，也可以外置于焊接裝置；快速無功補償裝置與焊接裝置并聯(lián)接入電網(wǎng)。
附圖的圖面說明如下


圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是所述快速無功補償裝置2的一個最佳實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖和附圖所示的最佳實施例對本實用新型裝置作進一步的詳細說明。
如
圖1所示，快速無功補償電焊機由焊接裝置1和快速無功補償裝置2所組成；焊接裝置1可以是點焊機、縫焊機、氣體保護焊機或其它焊機；快速無功補償裝置2包括執(zhí)行電路21和控制電路22，是一個有獨立功能的整體，可以內(nèi)置于焊接裝置1，也可以外置于焊接裝置1；快速無功補償裝置2與焊接裝置1并聯(lián)接入電網(wǎng)。
圖2是所述快速無功補償裝置2的一個最佳實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。由圖可見，執(zhí)行電路21由無觸點電子開關211和補償電容212串聯(lián)而成；無觸點電子開關211可以是晶體閘流管，也可以是電力模塊或固態(tài)繼電器。圖2的實施例中用的是晶體閘流管?？刂齐娐?2包括電壓檢測電路221、電流檢測電路222、門電路223、脈沖觸發(fā)電路224、電流互感器225和變壓器226。電流互感器225連接電流檢測電路222的輸入，變壓器226的輸出連接電壓檢測電路221的輸入，電壓檢測電路221和電流檢測電路222的輸出連接門電路223的輸入，門電路223的輸出連接脈沖觸發(fā)電路224的輸入，脈沖觸發(fā)電路224的輸出連接執(zhí)行電路21的無觸點電子開關211。
門電路223和脈沖觸發(fā)電路224是現(xiàn)有技術。
電壓檢測電路221由二極管、電容、電阻組成的濾波整形電路以及324型運算放大器所組成，與變壓器226相連接。變壓器226次級繞組的一端分叉成兩路，一路串接二極管D1、電阻R1、R2，最后接入324型放大器的負向輸入端；另一路串接二級管D2、電阻R3、R4，最后進入324型放大器的正向輸入端。變壓器226次級繞組的另一端分叉成三路，其中兩路是電容C1和電阻R5并聯(lián)后連接R3和R4之間的連接點，另一路串接R6后連接R1和R2之間的連接點；放大器的正向輸入端和輸出端之間還并接一個電阻R7。
電流檢測電路222由324型運算放大器以及二級管、電容和電阻所組成，與電流互感器225相連接。電流互感器225與電阻R8并接后，其中一端串接二級管D3、電阻R9、R12，最后接入放大器的負向輸入端；另一端串接電位器R11，連接電源U+，電位器R11的可變抽頭串接R13后接入放大器的正向輸入端；另外在R9、R12之間的連接點經(jīng)過并接電容C2和電阻R10后連接電流互感器225的另一端；在放大器的正向輸入端和輸出端之間還并接一個電阻R14。
當電焊機接通電源后，補償電容212即進入浮充電狀態(tài)，但并不接入電網(wǎng)，控制電路22處于工作狀態(tài)。電壓檢測電路221、電流檢測電路222跟蹤檢測電網(wǎng)電流、電壓信號；電壓檢測電路221的取樣電壓信號通過變壓器226取得，是為與負載同相位同頻率的正弦波，其正半周一部分進入運算放大器的負向輸入端，在其負向輸入端電壓高于正向輸入端電壓時，運算放大器快速翻轉(zhuǎn)，瞬時變?yōu)榈碗娖?，在負向輸入端電壓高于正向輸入端電壓時，運算放大器又一次翻轉(zhuǎn)。在每一個正弦波峰值附近，輸出一個有陡峭下降沿的負矩形脈沖，完成峰值檢測。電流檢測電路222的信號通過電流互感器225取得，同樣也是正弦波，當檢測到電流信號時，輸出高電平。電壓檢測電路221和電流檢測電路222都將檢測到的信號送入門電路223，經(jīng)門電路比較分析，送入脈沖觸發(fā)電路224，當負載接入引起電流、電壓大幅度變化時，開啟控制門的高電平和電壓峰值信號同時存在，門電路223啟動脈沖觸發(fā)電路224，脈沖觸發(fā)電路224輸出脈沖信號使無觸點電子開關211閉合，晶體閘流管導通，將補償電容212投入電網(wǎng)，投入后其電壓、電流即進入穩(wěn)態(tài)，沒有過渡過程。補償電容212在電路設計上使其在電流過零時自動退出，同樣實現(xiàn)無過渡過程操作。這樣，在50HZ的工頻電網(wǎng)里，觸發(fā)脈沖每個周期發(fā)出一個，所以晶體閘流管能在0.02秒時間內(nèi)對檢測到的信號作出響應，使補償電容212在0.02秒的一個周期內(nèi)接通或斷開，從而實現(xiàn)電焊機精確、快速的無功補償。電網(wǎng)可以是交流220V，也可以是交流380V。
由于快速無功補償裝置2是一個有獨立功能的整體，因此可以單獨拿出來與一般的焊機并接使用，還可以由若干個小功率的快速無功補償裝置并聯(lián)組成一個大功率的快速無功補償裝置2以便與不同功率的一般焊機配合使用。
本實用新型裝置的優(yōu)點是；電路結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，能快速、準確投入補償電容，無過渡過程，不會造成任何電壓、電流波動，可按需要整定補償量，節(jié)約電能，補償一次到位，能有效控制無功功率，實現(xiàn)功率因數(shù)的自動補償。
權(quán)利要求1.一種快速無功補償電焊機，由焊接裝置(1)和快速無功補償裝置(2)所組成；其特征在于；快速無功補償裝置(2)包括執(zhí)行電路(21)和控制電路(22)，是一個有獨立功能的整體，可以內(nèi)置于焊接裝置(1)，也可以外置于焊接裝置(1)；快速無功補償裝置(2)與焊接裝置(1)并聯(lián)接入電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速無功補償電焊機，其特征在于所述快速無功補償裝置(2)的執(zhí)行電路(21)由無觸點電子開關(211)和補償電容(212)串聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速無功補償電焊機，其特征在于在所述快速無功補償裝置(2)的控制電路(22)中，電流互感器(225)連接電流檢測電路(222)的輸入，變壓器(226)的輸出連接電壓檢測電路(221)的輸入，電壓檢測電路(221)和電流檢測電路(222)的輸出連接門電路(223)的輸入，門電路(223)的輸出連接脈沖觸發(fā)電路(224)的輸入，脈沖觸發(fā)電路(224)的輸出連接執(zhí)行電路(21)的無觸點電子開關(211)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的快速無功補償電焊機，其特征在于所述無觸點電子開關(211)可以是晶體閘流管，也可以是電力模塊或固態(tài)繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速無功補償電焊機，其特征在于可以由若干個小功率的快速無功補償裝置并聯(lián)組成一個大功率的快速無功補償裝置(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速無功補償電焊機，其特征在于所述焊接裝置(1)可以是點焊機、縫焊機、氣體保護焊機或其它電焊機。
專利摘要一種快速無功補償電焊機。由焊接裝置1和快速無功補償裝置2所組成；快速無功補償裝置2包括由無觸點電子開關211補償電容212串聯(lián)而成的執(zhí)行電路21和控制電路22?？刂齐娐?2中的電壓檢測電路221和電流檢測電路222將電網(wǎng)上的信號送入門電路223，經(jīng)脈沖觸發(fā)器224控制無觸點開關211，使補償電容212投入電網(wǎng)。本實用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，能快速、準確投入補償電容，無過渡過程，不會造成任何電壓、電流波動，補償一次到位，能有效控制無功功率，實現(xiàn)功率因數(shù)的自動補償。
文檔編號B23K9/10GK2254389SQ9524620
公開日1997年5月21日 申請日期1995年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月13日
發(fā)明者黃顯偉, 黃蘋 申請人:黃顯偉, 黃蘋