專利名稱：三相平衡節(jié)能交流焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于交流手工弧焊機(jī)，特別是一種三相平衡節(jié)能交流焊機(jī)，適用于焊接各種低碳鋼、低合金鋼等金屬件，也可做電弧切割之用。
目前雖有所謂三相交流焊機(jī)。但實(shí)際上仍近似單相工作，三相是不平衡的，而且耗電量比單相交流焊機(jī)的耗電量還大，其耗材量亦比單相交流焊機(jī)大。如同樣300A的焊機(jī)，單相交流焊機(jī)一般為150Kg左右，而所謂三相交流焊機(jī)為220Kg。其結(jié)構(gòu)如附圖1所示該電路是屬V型變壓器式的方案，該方案在交流弧焊變壓器中實(shí)現(xiàn)三相變單相，三相平衡是不可能的。這種結(jié)構(gòu)不但不可行，而且還遠(yuǎn)不如單相交流焊機(jī)。
本實(shí)用新型的目的旨在克服上述技術(shù)不足而提供一種三相輸入平衡、節(jié)能、節(jié)材的三相平衡節(jié)能交流焊機(jī)。
本實(shí)用新型是由三相交流可控開(kāi)關(guān)和三相合成主變壓器構(gòu)成的主電路及由同步信號(hào)、平衡調(diào)節(jié)(電流調(diào)節(jié))、信號(hào)比較、脈沖發(fā)生、功率放大諸電路構(gòu)成的同步觸發(fā)控制電路組成。在該控制電路的控制下，使三相交流按時(shí)間順序分別對(duì)主變壓器的一次三相繞組供電，通過(guò)三相合成變壓器再二次輸出三相順序合成的單相輸出，實(shí)現(xiàn)三相變單相的過(guò)程。
本實(shí)用新型三相合成主變壓器的三相一次繞組是采用層間換相的繞制結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型同步信號(hào)電路是由變壓器B1、濾波電容C1、整流二極管D1、D2組成，其變壓器B1接受三相同步電壓，二次輸出經(jīng)濾波電容C1、二極管D1、D2全波整流輸出同步全波整流信號(hào)。
本實(shí)用新型的信號(hào)比較電路由電阻R1、平衡調(diào)節(jié)電位器W1串聯(lián)，并通過(guò)電阻R2在電位器W1上取出平衡給定信號(hào)輸入到下級(jí)比較器Ⅰ的一個(gè)輸入端；由電阻R4、電流調(diào)節(jié)電位器W2串聯(lián)，通過(guò)電阻R3取得電壓VC在電位器W2上的直流信號(hào)做為電流調(diào)節(jié)信號(hào)，輸入到比較器Ⅰ上的另一個(gè)輸入端。
本實(shí)用新型由二極管D3、D4、電阻R5、R6、R7、R8、R9、電容器C2、C3串并聯(lián)并與直流電壓VC及比較器Ⅱ構(gòu)成延遲脈沖發(fā)生器，其輸出脈沖信號(hào)的前沿與前級(jí)方波脈沖后沿同步，為觸發(fā)正脈沖信號(hào)。
本實(shí)用新型的功率放大電路是采用晶體管放大，通過(guò)晶體管集電極脈沖變壓器將脈沖信號(hào)放大輸出，控制相應(yīng)的可控硅。
本實(shí)用新型具有的主要優(yōu)點(diǎn)如下1)該機(jī)解決了三相交流變單相的問(wèn)題，且三相平衡，用電合理，使電網(wǎng)能發(fā)揮充分的效能，有很高的社會(huì)效益；2)該機(jī)節(jié)能、節(jié)材、成本低，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益；3)該機(jī)具有網(wǎng)路補(bǔ)償功能，且工作頻率升高，使用時(shí)電弧穩(wěn)定，焊接工藝性能好。


圖1現(xiàn)有三相交流焊機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本實(shí)用新型主電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3、圖4本實(shí)用新型三相變單相電壓波形圖；圖5本實(shí)用新型變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本實(shí)用新型三相一次繞阻分布圖；
圖7本實(shí)用新型同步觸發(fā)控制電路原理框圖；圖8本實(shí)用新型同步觸發(fā)控制電路原理圖；圖9本實(shí)用新型同步觸發(fā)控制電路波形圖；圖10本實(shí)用新型網(wǎng)路補(bǔ)償示意圖；圖11本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)原理示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案進(jìn)一步的描述。
本實(shí)用新型主電路(如圖2所示)主要有三相交流可控硅開(kāi)關(guān)和三相合成主變壓器構(gòu)成。三相交流可控開(kāi)關(guān)由六支SCR可控硅組成。在同步觸發(fā)控制電路的控制下，使三相交流按時(shí)間順序分別對(duì)W1A、W1B、W1C供電，通過(guò)三相合成變壓器在二次輸出端、三相順序合成并單相輸出，從而實(shí)現(xiàn)了三相變單相的過(guò)程(其波形如圖3、4所示)。由波形圖3、4可知在三相輸入的情況下，在T1瞬間SCR1導(dǎo)通使UAB對(duì)W1A供電，二次輸出正半波；在T2瞬間SCR6導(dǎo)通，使UCA對(duì)W1C供電，二次輸出負(fù)半波；T3瞬間SCR3導(dǎo)通，使UBC對(duì)W1B供電，輸出第二個(gè)正半波，如此三相輪流分別對(duì)變壓器供電，使變壓器二次輸出單相交流波形。由波形圖可以看出雖然三相交流電是50HZ，但變壓器輸入及輸出是150HZ，由于U＝KfSBW，則f的增高，使S減小，從而減少銅鐵用量和銅耗；同時(shí)f的增高使B減少，從而減少了空載損耗和空載電流，同時(shí)也減少了鐵耗，從而取得了既節(jié)能又節(jié)材的效果。
如圖5所示，本實(shí)用新型的變壓器為雙芯柱鐵芯結(jié)構(gòu)，一次三相繞組W1A、W1B、W1C繞在一個(gè)芯柱上，二次繞組分兩部分分別繞在兩個(gè)芯柱上，通過(guò)改變二次繞組在兩個(gè)芯柱上的匝數(shù)比，改變漏抗，實(shí)現(xiàn)電流粗調(diào)。為了使漏抗對(duì)三相均衡，建立三相平衡結(jié)構(gòu)，三相一次繞組采用層間換相的繞制方法，其繞組分布如圖6所示。
本實(shí)用新型同步觸發(fā)控制部分是由分別控制三相輸入的三套相同的電路組成，每一套電路的結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示。圖8為本實(shí)用新型同步觸發(fā)控制電路圖，其中一路的工作過(guò)程是變壓器B1接受三相同步電壓，其二次輸出經(jīng)二極管D1、D2全波整流構(gòu)成同步信號(hào)源，輸出同步全波整流波形。同步信號(hào)經(jīng)R1在平衡調(diào)節(jié)電位器W1上取出信號(hào)做為平衡給定信號(hào)送到比較器Ⅰ，同時(shí)比較器Ⅰ也接受由VC經(jīng)R4在電流調(diào)節(jié)電位器W2上所取得的直流信號(hào)做為電流調(diào)節(jié)信號(hào)并進(jìn)行比較。比較后在比較器Ⅰ的輸出端獲得方波脈沖，該脈沖經(jīng)D3、D4、D5、D6及比較器Ⅱ組成的延遲脈沖發(fā)生器輸出與前級(jí)方波脈沖后沿同步的觸發(fā)正脈沖，該脈沖經(jīng)晶體管放大由脈沖變壓器輸出去觸發(fā)相對(duì)應(yīng)的可控硅，獲得主電路的輸出。電流調(diào)節(jié)電位器W2控制三路，當(dāng)W2增高時(shí)，由本實(shí)用新型單路各部分波形圖9可知，三相輸出增加；反之減小。故調(diào)節(jié)W2可改變焊機(jī)的輸出電流的大小。平衡調(diào)節(jié)電位器W1為單路控制，當(dāng)W1增加時(shí)，本路輸出減?。环粗黾?。故分別調(diào)節(jié)W1可分別調(diào)節(jié)各相用電量，解決三相平衡。
本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償功能是由電位器W1和W2上的信號(hào)通過(guò)比較器完成的。圖10為其網(wǎng)路補(bǔ)償示意圖，圖中曲線1為W1上的正常波形；曲線2為網(wǎng)路電壓升高以后W1上的波形圖；曲線3為網(wǎng)路電壓降低后W1上的波形圖；曲線4為W2給定的直流電壓。由該圖可以看出在網(wǎng)路電壓為標(biāo)準(zhǔn)380V時(shí)，曲線1與曲線4比較，在t1瞬間使可控硅導(dǎo)通。當(dāng)網(wǎng)壓升高時(shí)曲線1變?yōu)榍€2，曲線2與曲線4比較，在t2瞬間使可控硅導(dǎo)通，可見(jiàn)由于網(wǎng)壓升高使導(dǎo)通時(shí)刻后延，導(dǎo)通角變小，使輸出不會(huì)因網(wǎng)壓升高而升高，從而起到網(wǎng)路補(bǔ)償作用。相反當(dāng)網(wǎng)壓降低時(shí)，曲線1變?yōu)榍€3，通過(guò)比較導(dǎo)通時(shí)刻為t3，使導(dǎo)通角增加，使輸出不致因網(wǎng)壓降低而降低，同樣起到網(wǎng)路補(bǔ)償作用。
如附圖11所示，控制電路(圖8)KZB的各輸出端D～V分別與主電路可控硅各對(duì)應(yīng)的D～V端相接。其中K1、K2分別為常開(kāi)、常閉按鈕，J1為繼電器J1的線圈，J1－1、J1－2、J1－3、J1－4分別為繼電器J1的四個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)，A為電流指示表，V為電壓指示表。控制電路KZB對(duì)主電路各可控硅的控制過(guò)程如前所述。當(dāng)按下按鈕K1時(shí)繼電器線圈J1得電，常開(kāi)觸點(diǎn)J1－1、J1－2、J1－3、J1－4閉合，并由J4完成對(duì)K1的自鎖功能，此時(shí)主電路接通電源，本實(shí)用新型主電路開(kāi)始工作。若要使其停止工作時(shí)按動(dòng)按鈕K2，則繼電器線圈J1失電，常開(kāi)觸點(diǎn)J1－1、J1－2、J1－3、J1－4斷開(kāi)，主電路電源切斷，本實(shí)用新型主電路停止工作。
權(quán)利要求1.一種三相平衡節(jié)能交流焊機(jī)，其特征在于它是由三相交流可控開(kāi)關(guān)和三相合成主變壓器構(gòu)成的主電路及由同步信號(hào)、平衡調(diào)節(jié)(電流調(diào)節(jié))、信號(hào)比較、脈沖發(fā)生、功率放大諸電路構(gòu)成的同步觸發(fā)控制電路組成，在該控制電路的控制下，使三相交流按時(shí)間順序分別對(duì)主變壓器的一次三相繞阻供電，通過(guò)三相合成變壓器在二次輸出端三相順序合成的單相輸出，實(shí)現(xiàn)三相變單相的過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流焊機(jī)，其特征在于三相合成主變壓器的三相一次繞組是采用層間換相的繞制結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流焊機(jī)，其特征在于同步信號(hào)電路是由變壓器B1、濾波電容C1、整流二極管D1、D2組成，其變壓器B1接受三相同步電壓，二次輸出經(jīng)濾波電容C1、二極管D1、D2全波整流，輸出同步全波整流信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流焊機(jī)，其特征在于信號(hào)比較電路是由電阻R1、平衡調(diào)節(jié)電位器W1串聯(lián)，并通過(guò)電阻R2在電位器W1上取出平衡給定信號(hào)輸入到下級(jí)比較器Ⅰ的一個(gè)輸入端，由電阻R4、電流調(diào)節(jié)電位器W2串聯(lián)，通過(guò)電阻R3取得電壓VC在電位器W2上的直流信號(hào)做為電流調(diào)節(jié)信號(hào)，輸入到比較器Ⅰ上的另一個(gè)輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流焊機(jī)，其特征在于信號(hào)比較電路是由電阻R1、平衡調(diào)節(jié)電位器W1串聯(lián)，并通過(guò)電阻R2在電位器W1上取出平衡給定信號(hào)輸入到下級(jí)比較器Ⅰ的一個(gè)輸入端，由電阻R4、電流調(diào)節(jié)電位器W2串聯(lián)，通過(guò)電阻R3取得電壓VC在電位器W2上的直流信號(hào)做為電流調(diào)節(jié)信號(hào)，輸入到比較器I上的另一個(gè)輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流焊機(jī)，其特征在于由二極管D3、D4、電阻R5、R6、R7、R8、R9、電容器C2、C3串并聯(lián)并與直流電壓VC及比較器Ⅱ構(gòu)成延遲脈沖發(fā)生器，其輸出脈沖信號(hào)的前沿與前級(jí)方波脈沖后沿同步，為觸發(fā)正脈沖信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流焊機(jī)，其特征在于由二極管D3、D4電阻R5、R6、R7、R8、R9、電容器C2、C3串并聯(lián)并與直流電壓VC及比較器Ⅱ構(gòu)成延遲脈沖發(fā)生器，其輸出脈沖信號(hào)的前沿與前級(jí)方波脈沖后沿同步，為觸發(fā)正脈沖信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交流焊機(jī)，其特征在于功率放大電路是采用晶體管放大，通過(guò)晶體管集電極脈沖變壓器將脈沖信號(hào)放大輸出，控制相應(yīng)的可控硅。
專利摘要本實(shí)用新型是一種三相平衡節(jié)能交流焊機(jī)，適用于焊接各種低碳鋼、低碳合金鋼等金屬件。也可做電弧切割之用。本實(shí)用新型是由三相交流可控開(kāi)關(guān)和三相合成主變壓器及控制電路組成。在控制電路的控制下，三相交流按時(shí)間順序分別對(duì)主變壓器的一次三相繞組供電，通過(guò)三相合成變壓器再二次輸出三相順序合成的單相輸出，實(shí)現(xiàn)三相變單相的過(guò)程。具有三相平衡、網(wǎng)路補(bǔ)償?shù)裙δ?，而且?jié)能、節(jié)材、成本低。
文檔編號(hào)B23K9/09GK2055422SQ89201578
公開(kāi)日1990年4月4日 申請(qǐng)日期1989年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月2日
發(fā)明者李長(zhǎng)志, 李世棋 申請(qǐng)人:李長(zhǎng)志, 李世棋