專利名稱：一種單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是逆變電焊機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及逆變焊機(jī)使用單逆變器輸出電流1000A的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，大功率逆變焊機(jī)都是將三相工頻輸入整流濾波之后，進(jìn)行全橋逆變，經(jīng)中高頻變壓器降壓之后進(jìn)行二次整流，為了能夠輸出較大的電流，以往的逆變焊機(jī)一般采用兩個逆變器并聯(lián)工作，從而輸出要求的功率，比如采用兩個能夠輸出500A電流的逆變器并聯(lián)使用輸出得到1000A電流。但雙逆變器結(jié)構(gòu)的逆變焊機(jī)需要兩套主回路，所需要的材料更多，體積、重量也更大，因此成本更高，控制電路驅(qū)動電路更加復(fù)雜。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，它能夠進(jìn)一步簡化焊機(jī)內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，減小焊機(jī)的體積。為了實現(xiàn)上述的目的，本實用新型設(shè)計采用了以下技術(shù)方案一種單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，包括三相輸入整流電路TB1，整流輸出直流到濾波電路，濾波電路與移相諧振全橋軟開關(guān)逆變電路連接，移相諧振全橋軟開關(guān)逆變電路與變壓器Tl初級連接，變壓器Tl的次級分別與至少一個換流電路和至少一個二次整流電路連接，上述換流電路的作用主要是在焊機(jī)空載或輕載時產(chǎn)生無功電流使逆變器能夠正常工作，上述二次整流電路的作用是將變壓器輸出的高頻交流經(jīng)整流之后成為直流。所述移相諧振全橋軟開關(guān)逆變電路采用四個絕緣柵型場效應(yīng)管Ql、Q2、Q3、Q4，在Q3、Q4兩端間跨接由電阻、電容組成的吸收電路，在Ql、Q2的直接連接端與變壓器Tl的初級之間串接諧振電路，所述吸收電路和諧振電路的作用是使四個絕緣柵型場效應(yīng)管能夠有效的在零電壓或零電流時快速的開通與關(guān)斷。所述三相輸入整流電路為電流通流量為12(Tl50A的全橋整流模塊。所述濾波電路為并聯(lián)在三相輸入整流電路輸出端的至少一個電容Cl，電容Cl耐壓值為800V直流，電流60A，容量為40uF。所述電容Cl有四個，并聯(lián)在三相輸入整流電路的輸出端。所述吸收電路包括至少一個跨接在Q3、Q4兩端的一次吸收電阻R1，以及至少一個與Q3并聯(lián)的吸收電容C2、至少一個與Q4并聯(lián)的一次吸收電容C3。所述吸收電阻Rl有兩個，它們相互串聯(lián)，每個吸收電阻Rl的功率為3W，阻值300K ;所述吸收電容C2有六個，相互并聯(lián)；所述吸收電容C3有六個，相互并聯(lián)；所述各吸收電容的容量為2000PF，耐壓值為1200V。所述Q1、Q2、Q3、Q4采用的是通流量150A，耐壓值為1200V的絕緣柵型場效應(yīng)管。所述諧振電路是由至少一個諧振電容C4和至少一個諧振電感RAl串聯(lián)組成。所述諧振電容包括由兩個耐壓值為500VAC，容量4uF的電容C4并聯(lián)組成，所述諧振電感是由兩個電感RAl并聯(lián)而成。所述每個諧振電感RAl由4個相互之間隔離的直徑為45mm的磁環(huán)繞制而成。所述變壓器Tl為中頻變壓器，包括一組初級線圈與若干組次級線圈N2和若干組次級線圈N3，其中，初級線圈與每組次級線圈N2匝比NI :N2為14:2，每組次級線圈吧的匝數(shù)為3 ;同時，各組次級線圈N2與相應(yīng)的二次整流電路連接，各組次級線圈N3與相應(yīng)的換流電路連接。所述次級線圈N2 —共有6組，次級線圈N3有3組，每組的匝數(shù)為3。所述換流電路為至少一個電感RA2，電感RA2與相應(yīng)的一組次級線圈N3連接。所述換流電感RA2由四個直徑為15mm的磁芯柱固定之后繞制線圈做成。所述二次整流電路包括至少一個快恢復(fù)二極管RBl，至少一個二次吸收電容C5， 至少一個二次吸收電阻R2 ;二次吸收電阻R2與二次吸收電容C5串聯(lián)后與快恢復(fù)二極管RBl并聯(lián)；每個二次整流電路與相應(yīng)的一組次級線圈N2連接。本實用新型設(shè)計采用了以下技術(shù)方案一種具有單逆變器能夠輸出電流達(dá)到1000A的逆變電焊機(jī)主電路，包括逆變器、變壓器、諧振電路、換流電流以及二次整流電路，上面所述的逆變器包括四個絕緣柵型場效應(yīng)管，一次吸收電容、一次吸收電阻；所述的諧振電路包括諧振電容，諧振電感；所述的變壓器包括初級線圈、次級線圈以及用于繞制線圈的磁芯，初級線圈繞制在第一層，次級線圈繞制在第二層，多組次級線圈的中心抽頭引出接在一起；上面所述的換流電路包括繞制在變壓器磁芯上的次級線圈，與次級線圈連接的換流電感，所述的換流電感包括繞制在磁芯上的線圈；上面所述的二次整流電路包括快恢復(fù)二極管，二次吸收電容，二次吸收電阻。本實用新型采用了全橋軟開關(guān)逆變技術(shù)，由于本設(shè)計中使用的一次吸收電容、一次吸收電阻、諧振電容、諧振電感經(jīng)過精確計算，使四個絕緣柵型場效應(yīng)管能夠有效的在零電壓和零電流時快速的開通與關(guān)斷，降低了電力器件的開通與關(guān)斷損耗，增加了功率傳遞效率，有效的增加了軟開關(guān)工作范圍，實現(xiàn)了單逆變器大電流的輸出。本實用新型的有益效果是設(shè)計中使用的中頻變壓器初級線圈與次級線圈的匝比經(jīng)過精確的計算，初級線圈和次級線圈緊密的繞制在磁芯上，可以有效的減小變壓器漏感，有效的增加變壓器線圈和磁芯的散熱面積，降低變壓器的損耗。

圖I為本實用新型所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明。圖I中，本實用新型單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，包括三相輸入整流電路TB1，整流輸出直流濾波電路，移相諧振全橋軟開關(guān)逆變電路、變壓器Tl、若干換流電路、若干二次整流電路。三相輸入整流電路TBl使用的器件為電流通流量為12(Tl50A的全橋整流模塊。濾波電路是并聯(lián)在三相輸入整流電路輸出端的電容Cl，共有四個，每個電容Cl的耐壓值為800V直流，電流60A，容量為40uF。[0028]逆變電路為軟開關(guān)逆變電路包括由四個絕緣柵型場效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4組成的逆變主電路，連接在Q3和Q4兩極之間的電容為一次吸收電容C2和C3，電阻Rl為吸收電阻。實際電路中吸收電容C2、C3分別有三個，分別并聯(lián)在相應(yīng)的Q3、Q4兩端。每個吸收電阻Rl是由兩個功率3W，阻值300K的電阻組成。更進(jìn)一步的，實際電路中Q1、Q2、Q3、Q4采用的是通流量150A，耐壓值為1200V的絕緣柵型場效應(yīng)管。諧振 電路是由變壓器Tl原邊電路中串接諧振電容C4和諧振電感RAl組成。實際電路中采用的諧振電容C4是由兩個耐壓值為500VAC，容量4uF的電容并聯(lián)組成。所述諧振電感RAl是由兩個電感并聯(lián)而成，更進(jìn)一步的，每個諧振電感RAl由4個相互之間隔離的直徑為45mm的磁環(huán)繞制而成。變壓器Tl的有一組初級線圈NI和若干組次級線圈N2、若干組次級線圈N3，其中初級線圈NI與次級線圈N2匝比NI N2為14:2，次級線圈N3的匝數(shù)為3.更進(jìn)一步的初級線圈NI在實際電路中只有一組，而次級線圈N2的組數(shù)根據(jù)次級線圈N2的線徑?jīng)Q定次級線圈N2的組數(shù)，本實用新型電路中次級線圈N2 —共有6組，次級線圈N3在實際電路設(shè)計中匝數(shù)為3,組數(shù)為3。換流電感RA2在實際電路中需要3個，分別和3組次級線圈N3相接，更進(jìn)一步的，換流電感RA2由四個直徑為15mm的磁芯柱固定之后繞制線圈做成。二次整流電路由快恢復(fù)二極管RBl，二次吸收電容C5，二次吸收電阻R2組成，其中二次吸收電容C5與二次吸收電阻R2串聯(lián)后與快恢復(fù)二極管RBl并聯(lián)；實際電路中根據(jù)次級線圈N2的組數(shù)確定快恢復(fù)二極管RBl的數(shù)量，實際電路中使用了 6個快恢復(fù)二極管模塊,6組二次吸收電容電阻電路。通過上面的敘述可以得出以下結(jié)論，只要主電路參數(shù)設(shè)計正確合理，就可以降低逆變電路的功耗，提高焊機(jī)的功率傳遞效率，實現(xiàn)使用單逆變器輸出大電流的全橋逆變主電路。上面所述只是本實用新型比較好的實施例，并不用于限制實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，包括三相輸入整流電路TB1，整流輸出直流到濾波電路，濾波電路與全橋軟開關(guān)逆變諧振電路連接，全橋軟開關(guān)逆變諧振電路與變壓器Tl初級連接，變壓器Tl的次級分別與至少一個換流電路和至少一個二次整流電路連接，其特征是，所述全橋軟開關(guān)逆變諧振電路采用四個絕緣柵型場效應(yīng)管Ql、Q2、Q3、Q4，在Q3、Q4兩端間跨接由電阻、電容組成的吸收電路，在Ql、Q2的直接連接端與變壓器Tl的初級之間串接諧振電路，從而使四個絕緣柵型場效應(yīng)管能夠有效的在零電壓和零電流時快速的開通與關(guān)斷。
2.如權(quán)利要求I所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述三相輸入整流電路為電流通流量為150A的全橋整流模塊。
3.如權(quán)利要求I或2所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述濾波電路為并聯(lián)在三相輸入整流電路輸出端的至少一個電容Cl，電容Cl耐壓值為800V直流，電流60A，容量為40uF。
4.如權(quán)利要求3所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述電容Cl有四個，并聯(lián)在三相輸入整流電路的輸出端。
5.如權(quán)利要求I所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述吸收電路包括至少一個跨接在Q3、Q4兩端的一次吸收電阻R1，以及至少一個與Q3并聯(lián)的吸收電容C2、至少一個與Q4并聯(lián)的一次吸收電容C3。
6.如權(quán)利要求5所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述吸收電阻Rl有兩個，它們相互串聯(lián)，每個吸收電阻Rl的功率為2W，阻值300K ;所述吸收電容C2有三個，相互并聯(lián)；所述吸收電容C3有三個，相互并聯(lián)；所述各吸收電容的容量為2200PF，耐壓值為1200V。
7.如權(quán)利要求I所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述Q1、Q2、Q3、Q4采用的是通流量150A，耐壓值為1200V的絕緣柵型場效應(yīng)管。
8.如權(quán)利要求I所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述諧振電路是由至少一個諧振電容C4和至少一個諧振電感RAl串聯(lián)組成。
9.如權(quán)利要求8所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述諧振電容包括由兩個耐壓值為500VAC，容量4uF的電容C4并聯(lián)組成，所述諧振電感是由兩個電感RAl并聯(lián)而成。
10.如權(quán)利要求9所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述每個諧振電感RAl由5個相互之間隔離的直徑為IOOmm的磁環(huán)繞制而成。
11.如權(quán)利要求I所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述變壓器Tl為中頻變壓器，包括一組初級線圈與若干組次級線圈N2和若干組次級線圈N3，其中，初級線圈與每組次級線圈N2匝比NI N2為14:2，每組次級線圈N3的匝數(shù)為3 ;同時,各組次級線圈N2與相應(yīng)的二次整流電路連接，各組次級線圈N3與相應(yīng)的換流電路連接。
12.如權(quán)利要求9所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述次級線圈N2 一共有6組，次級線圈N3有3組，每組的匝數(shù)為3。
13.如權(quán)利要求I或11所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述換流電路為至少一個電感RA2，電感RA2與相應(yīng)的一組次級線圈N3連接。
14.如權(quán)利要求13所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述換流電感RA2由四個直徑為IOmm的磁芯柱固定之后繞制線圈做成。
15.如權(quán)利要求I或11所述的單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，其特征是，所述二次整流電路包括至少一個快恢復(fù)二極管RBl，至少一個二次吸收電容C5，至少一個二次吸收電阻R2 ;二次吸收電阻R2與二次吸收電容C5串聯(lián)后與快恢復(fù)二極管RBl并聯(lián)；每個二次整流電路與相應(yīng)的一組次級線圈N2連接。
專利摘要本實用新型涉及一種單逆變器大功率逆變電焊機(jī)主電路，它能夠進(jìn)一步簡化焊機(jī)內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，減小焊機(jī)的體積。它包括三相輸入整流電路TB1，整流輸出直流到濾波電路，濾波電路與全橋軟開關(guān)逆變諧振電路連接，全橋軟開關(guān)逆變諧振電路與變壓器T1初級連接，變壓器T1的次級分別與至少一個換流電路和至少一個二次整流電路連接，所述全橋軟開關(guān)逆變諧振電路采用四個絕緣柵型場效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4，在Q3、Q4兩端間跨接由電阻、電容組成的吸收電路，在Q1、Q2的直接連接端與變壓器T1的初級之間串接諧振電路，從而使四個絕緣柵型場效應(yīng)管能夠有效的在零電壓和零電流時快速的開通與關(guān)斷。
文檔編號H02M7/5387GK202524300SQ20122015449
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者孫潤生, 張光先, 楊壘, 王江 申請人:山東奧太電氣有限公司