專利名稱：超微晶鐵芯單端逆變式直流電焊機的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及金屬焊接技術(shù)領域，特別是一種用于金屬焊接中應用的超微晶鐵芯單端逆變式直流電焊機。
在現(xiàn)有技術(shù)中，直流電焊機一般是采取全橋式和半橋式電路。這種結(jié)構(gòu)雖然是變壓器利用率高，易于做成較大功率的電焊機，然而它卻存在明顯的不足，其一是容易產(chǎn)生偏磁，造成鐵芯飽和。其二是容易發(fā)生誤導通，造成電源短路。上述二種情況都極易造成大功率晶體管的損壞。由于電焊機逆變頻率很高，因此，稍有誤控，就將產(chǎn)生嚴重后果。
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，本實用新型的目的就在于提供一種高可靠性的超微晶鐵芯單端逆變式直流電焊機，這種電焊機采用由逆變和換能整流部分構(gòu)成單端逆變式電路，超微晶鐵芯制做變壓器，原邊采用多個單端逆變電路并聯(lián)，副邊亦采用多個換能整流電路并聯(lián)，并從分流器輸出電流信號至控制器，與給定電流信號比較，及時調(diào)整觸發(fā)信號的脈沖寬度，形成閉環(huán)控制，從而確保恒流輸出。為獲得大功率輸出，可將多個單端逆變式電路并聯(lián)。為確保變壓器的上作效率，本實用新型采用超微晶鐵芯做變壓器，合理選擇磁參數(shù)(鐵芯工藝方法另項專利)，以確保低損耗、低剩磁。
現(xiàn)結(jié)合附圖及實施例進一步闡述本實用新型結(jié)構(gòu)特征及其工作原理。


圖1為本實用新型原理線路方框圖。其中1為電源部分，2為逆變及換能部分構(gòu)成的單端逆變式電路部分，3為輸出部分，4為控制器部分。其中S表示三相交流電源，W表示電焊機直流輸出。
圖2為本實用新型原理線路圖，其中M為分流器。
圖3為本實用新型外觀示意圖。其中1為逆變式直流電焊機殼體，2為電流指示表，3為電壓指示表，4為電流給定，5為推力給定，6為啟動按鈕，7為停止按鈕，8為焊具，9為殼體支架，10為遷移滾。
圖4為控制器輸出脈沖信號波形圖。
參見圖2，三相電源S經(jīng)D1-D6組成的全波整流將交流電壓整流為直流電壓經(jīng)濾波電容C濾波后為開關(guān)管T1，T2供電。T1開關(guān)管的發(fā)射極通過變壓器B1的原邊N11與T2開關(guān)管的集電極C2聯(lián)接，原邊N11二端通過二極管D13、D14分別與直流電源負、正二端相接，以確保T1、T2管關(guān)斷時，線圖N11產(chǎn)生的反向電壓峰值被鉗位在兩倍的電源電壓上。T1、T2基極與控制器相應輸出方波信號端實現(xiàn)線路連接，作為脈沖觸發(fā)信號。C11、R11、D11和C12、R12、D12分別組成兩套雜波吸收電路，并聯(lián)在開關(guān)管T1及T2發(fā)射極和集電極之間，以降低開關(guān)管T1、T2的開、斷損耗。變壓器B1的副邊N12的同名端與整流二極管D15的正極相接，二極管負極與續(xù)流管D16的負極相接并接至焊機輸出端，N12的另一端與續(xù)流管D16正極連接并通過電感L3、分流器M至焊機輸出端的另一端，采樣信號F1、F2反饋至控制器。焊機必須有的死負載RL并聯(lián)在焊機輸出端，用于當焊機停止工作時，維持最小電流。為確保變壓器B1為正極性輸出，變壓器的繞法及引線應按照副邊N12的同名端與D15的正極相連接，另端則與續(xù)流管D16的正極相接。
T3、T4及T5、T6分別是另二個獨立單元，其結(jié)構(gòu)同T1、T2所形成的單端逆變及換能部分相同。多個獨立單端逆變電路單元可分別與輸入、輸出端并聯(lián)，以便形成大功率輸出。附圖2中的斷裂線，即表示按所要求的輸出功率，適當并聯(lián)n個獨立單元。
現(xiàn)結(jié)合附圖2，以T1、T2單端逆變式電路一個獨立單元為例，闡述本實用新型工作原理由于超微晶變壓器B1原邊線圖N11串接在功率開關(guān)管T1、T2之間作負載，當開關(guān)管T1、T2同時在方波信號的觸發(fā)下導通時，N11有電流通過，變壓器B1的副邊N12產(chǎn)生一感應電勢e，其極性如圖2，即同名端為正，由于原邊N11和副邊N12的匝數(shù)比遠大于1，因此，就將B1原邊一側(cè)的高壓小電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)锽1副邊一側(cè)低壓大電流信號。當T1、T2導通時，根據(jù)逆變式設計原理，此時D15處于正偏置并導通，輸出電流經(jīng)負載RL而作功；當T1、T2截止時，由于電抗器L3的續(xù)流作用而使L3上的儲能通過D16放電以維持在RL上的電流。分流器M輸出信號F1、F2至控制電路、與給定信號進行比較，當有偏差時，則由控制電路改變脈沖波形的寬度(參見圖4)用以控制T1、T2的導通時間，實現(xiàn)輸出電流回到給定值，整個系統(tǒng)形成閉環(huán)跟蹤系統(tǒng)，從而保證極佳的恒流特性，以滿足對工件焊接所需要的工作電流。
本實用新型為了實現(xiàn)大功率輸出，采取多個逆變與換能單元分別與輸入、輸出端并聯(lián)，即將同樣電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)一致的多個單端逆變電路根據(jù)實際需要分別并聯(lián)在電容器C及續(xù)流二極管D16兩端。這是因為雖然單端逆變直流焊機有抗偏磁和不發(fā)生誤觸發(fā)等優(yōu)點，但由于單端電路對超微晶變壓器只利用了第一象限，因而功率不宜做得太大。本實用新型則采取多個單元結(jié)構(gòu)，即每兩只開關(guān)管(以T1，T2為例)對應兩套雜波吸收回路C11、R11、D11和C12、R12、D12以及續(xù)流二極管D13、D14、變壓器B及所附的整流輸出電路，構(gòu)成一個獨立單元。這樣多個單元在輸入、輸出端并聯(lián)。形成大功率輸出。圖2就是三個單元并聯(lián)輸出例子，可根據(jù)輸出功率的需要，制成四個，五個至n個。
實施本實用新型，將產(chǎn)生如下技術(shù)效果1、由于線路結(jié)構(gòu)合理及優(yōu)質(zhì)變壓器的選擇以及合理選擇超微晶的磁參數(shù)，使變壓器自身損耗極低，剩磁極低，確保不偏磁。
2、不會產(chǎn)生誤導通問題，從而保證工作的可靠性。
3、采用多個單端逆變式電路并聯(lián)輸出技術(shù)，克服了單端電路功率小的缺點，可根據(jù)實際需要，組成n個單元在輸入、輸出端并聯(lián)，以提高功率。
4、由于整個線路實現(xiàn)閉環(huán)控制，使輸出電流及時回到給定值，因而能保證極佳的恒流特性。
權(quán)利要求1.一種超微晶鐵芯單端逆變式直流電焊機，包括電源部分，控制部分，其特征在于采用由逆變和換能整流構(gòu)成單端逆變式電路，超微晶鐵芯變壓器，原邊采用多個逆變電路并聯(lián)，副邊亦采用多個整流電路并聯(lián)，并從分流器輸出電信號至控制部分，控制部分輸出端與單端逆變式電路開關(guān)管基極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超微晶鐵芯單端逆變式直流電焊機，其特征在于所述的單端逆變式電路單元中，變壓器B1的原邊N11與T2開關(guān)管集電極聯(lián)接，并通過二極管反向連接至電源正極，原邊的同名端與T1發(fā)射極連接并通過二極管反向連接與電源負端相連，雜波吸收電路分別跨接在開關(guān)管T1、T2發(fā)射極與集電極之間，變壓器B1的副邊N12的同名端與整流二極管正向連接并接至負載一端，N12的另一端與續(xù)流二極管正極相接，并通過電感L3及分流器M按至負載另一端。
專利摘要本實用新型涉及金屬焊接技術(shù)領域，特別是一種用于金屬焊接中應用的超微晶鐵芯單端逆變式直流電焊機。這種電焊機采用微晶鐵芯制做變壓器，合理選擇磁參數(shù)及工藝，以確保該變壓器最低損耗，最底剩磁。為獲得所需要的大功率輸出。采用多個單端逆變電路單元并聯(lián)技術(shù)，使本實用新型可獲得大功率輸出，提高工作效應，并確保極佳的恒流特性。由于線路結(jié)構(gòu)合理，從而避免由于誤導通而造成損壞元器件現(xiàn)象，保證了工作的可靠性。
文檔編號B23K9/06GK2265867SQ9624984
公開日1997年10月29日 申請日期1996年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月30日
發(fā)明者蔣冠珞, 祁琦 申請人:江西大有科技有限公司, 蔣冠珞, 祁琦