旋轉式直流焊機電流調節器的製作方法

2023-04-23 23:17:16 2

專利名稱：旋轉式直流焊機電流調節器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及焊接專業。
旋轉式直流焊機結構堅固，性能優越，在各種質量要求較高的工業管道和金屬壓力容器的焊接中廣泛的得到使用。但長期以來電流的調節仍採用手動近距離調節方式，對於從事高空和金屬容器內的遠距離焊接作業帶來十分不便。
目前國內外有人提出了各種遠控調節方法，無論是用電晶體觸發電路控制可控矽導通角改變焊機的勵磁電壓法，如中國實用新型專利第CN86210199U號。或是通過開關控制可逆電機轉向的調節方法，如中國實用新型專利公告號CN2056108U和公告號CN2056109U。
還有的直接將焊機變阻器製成獨立的稱之為可攜式電流調節器的方式。這些都需要在焊鉗上安裝電位器或開關及連接多根控制線，給實際的焊接作業帶來諸多不便。特別對於大型金屬容器的集中焊接作業場所，這些附加的控制線將帶來不安全和不可靠，因此實用價值不大。
本實用新型的目的在於提供一種在不改變焊機原有結構性能情況下直接利用焊接主迴路傳送控制信號，不需外加控制線，結構簡單操作方便的電焊機遠控調流裝置。
其最大的特點是直接利用焊接主迴路傳送控制信號，不需附加控制線，實現了真正的電流遠控調節。
為了達到上述目的，本實用新型提出了一種完全與眾不同的電流遠控調節器。主要由控制箱，機械傳動機構和電流調節棒組成。
通常旋轉式直流焊機在通電經星形－三角形轉換開關啟動後即有焊接空載電壓發生，用焊條接觸工件引弧後便進入正常焊接狀態，焊接停止以後恢復成空載電壓狀態。通常稱由焊機，工件，焊鉗電纜和工件電纜組成的通路為焊接主迴路。只有一種焊接狀態的焊機在焊接主迴路中始終是直流信號，因此無法實現真正的電流遠控調節。
本實用新型是在全面分析和測試了該類直流焊機工作特性的基礎上提出了通過在焊接主迴路中輸入高頻交流信號和在直流勵磁迴路中接入控制觸點，將焊機狀態分割成遠調和焊接二種狀態，並能自動相互轉換的新方式，以分別實現電流遠控和正常引弧焊接。
本實用新型的電氣控制箱主要由電晶體高頻信號源、引弧控制單元和遠調單元三大部分組成。電氣原理圖如圖1，結構示意圖如圖2。
本實用新型的高頻信號源是引弧和遠調二個單元的公用信號源。由於焊機發電機電樞繞組是個內阻極小的感性重負載，經特殊設計使高頻信號源具有負載能力強，輸出幅度大，波形對稱的特點。
本實用新型的引弧控制單元主要由四種電路組成。
1.由引弧電流互感器LH1，整流橋路QL3，電壓比較器F1，可控矽SCR1和直流繼電器J3組成可控矽引弧觸發電路。
2.由整流橋路QL4、穩壓管DZ1、電壓比較器F3、單結電晶體BT1組成可控矽空載自停電路。
3.由電壓比較器F2、穩壓管DZ5、功放管BG4、直流延滯繼電器J4組成延滯接通電路。
4.由功放管BG3、直流繼電器J5組成空載自停時間重複電路。
當用焊鉗夾住焊條接觸工件引弧時，電流互感器中感應的高頻電壓經橋路QL3輸出控制電壓觸發電壓比較器F1，由F1輸出直流電壓觸發可控矽SCR1使繼電器J3得電吸合，其常開觸點J3－1閉合，使交流接觸器Jc得電吸合，其常開觸點Jc－1閉合接通焊機勵磁迴路，焊機發出空載電壓進入焊接引弧狀態，J3的另一個常開觸點J3－2的閉合使 電壓比較器F2輸出控制電壓推動功放管BG4，使直流延滯繼電器J4吸合，其一組常閉觸點J4－1切斷高頻信號與焊機輸出端的通路，同時另一組常閉觸點J4－2切斷高頻信號源電源使其停振，J3的第三常開觸點J3－3的閉合，點亮焊接指示燈，表示焊機進入焊接狀態。
當焊接結束斷弧時，焊機的空載電壓啟動空載自停電路工作，經橋路QL4輸出電壓擊穿穩壓管DZ1，使電壓比較器F3、觸發輸出直流電壓。同時又驅動功放管BG3使繼電器J5得電吸合，打開其常閉觸點J5－1，使電容C8經電位器充電至單結管BT1觸發產生脈衝信號將可控矽SCR1迅速反向關斷，使繼電器J3失電，釋放觸點J3－1，切斷交流接觸器Jc電源，使常開觸點Jc－1釋放，切斷焊機勵磁迴路，使焊機空載電壓開始自動消失。
同時J3－2觸點的釋放使電壓比較器F2關斷，致使功放管BG4恢復截止而使延滯繼電器J4斷電，其二組常閉觸點J4－1，J4－2同時閉合，分別接通高頻信號源電源和其輸出與焊機的通路，使高頻信號重新接入輸出端，焊機即刻恢復成起始狀態。
本實用新型在充分考慮到焊機空載電壓的消失和電壓比較器由導通到截止的恢復過程都存在時間滯後現象。所以要求焊機在焊接結束斷弧其空載電壓全部消失後才能自動接通高頻信號源。也即要求空載電壓的消失和高頻信號的接入在時間上保持一定的滯後，以確保控制系統工作穩定可靠。
電位器R1起著選擇空載自停時間的作用，穩壓管DZ1起識別焊機空載和負載狀態作用，穩壓管DZ5起延滯接通高頻信號的作用，觸點J5－1則起釋放電容C8上剩餘電荷以確保空載自停時間的重複性。
正常焊接時的工作電壓對空載自停電路不起作用，只有在焊接結束時出現的空載電壓才可啟動空載自停電路工作。從而確保了焊接過程的穩定性和連續性。按鈕AN1起焊接前在地面檢查引弧系統工作之用。
本實用新型提出的分割焊機工作狀態的設想就是通過交流接觸器的控制觸點和空載自停電路的控制實現的。
本實用新型的電流遠調單元主要由遠調互感器LH2，電晶體高頻振蕩器第二輸出繞組MN，穩壓橋路，二極體極性比較識別電路，功放管BG5，BG6，微型繼電器J1，J2，可逆馬達驅動機構和電流調節棒等組成。
在焊接結束需要調節電流時，焊工只須用隨身攜帶的電流調節棒接入焊鉗和工件間，這時點亮棒上的紅色指示燈，顯示焊機進入調節狀態，於是焊機變阻器上的傳動機構會相應的旋轉以獲得電流的調節。根據焊鉗接觸棒端的方向和接觸時間的長短，可獲得所需的電流調節。其原理是由於調節棒內的二極體檢波作用，使焊接主迴路中產生半波調節信號，經遠調互感器感應的該半波調節信號與電晶體振蕩器第二輸出信號進行極性比較後在由二極體組成的極性識別電路中產生一個給定方向的直流控制信號，經功放管放大後驅動對應的直流繼電器動作，其常開觸點閉合，接通可逆馬達電源，使其按規定方向帶動變阻器旋轉，以獲得電流的遠距離調節。
設計成使焊鉗接觸調節棒的＋端時繼電器J1吸合，馬達按順鐘向轉動為焊機電流增大的方向，否則反之。按鈕AN2、AN3及指示燈是為便於地面調節電流及指示電流及指示電流調節之用。
本實用新型經精心設計和實際使用，具有控制功能完善，工作穩定可靠，結構簡單，操作使用方便，通用性強的特點，可適用於二種不同勵磁方式的直流焊機。可在不改變機原有結構和性能情況下方便地將所有旋轉式直流焊機改裝成遠控型直流焊機。


圖1中B1為控制電源變壓器，B2是高頻振蕩器的變壓器，K1為電源開關，M1為三相異步交流電機，M2為焊機直流發電機，M3為焊機變阻器的驅動可逆電機，H為分流器，R3為焊機變阻器，V、A為直流電壓表和電流表，T為電流調節棒。
圖2中1為變阻器傳動機構，2為旋轉式直流焊機，3為多芯控制電纜，4和5為電氣控制箱與焊機連接電纜，6表示電弧焊，7表示電流調節，8為工件，9為電氣控制箱，10為控制箱電源插頭，11為焊鉗電纜，12為工件電纜。
實施例一種實用的直流焊機電流調節器的電原理圖同圖1，結構圖同圖2。直流焊機為AX－320旋轉式直流焊機。電晶體高頻振蕩器中二隻振蕩管為3DD15B，電阻R1為BX21－8W－5.1Ω，R3為1.2K，C2為CD11－10V－10μ，橋堆QL1為3A100V。
引弧焊接單元中電壓比較器F1、F2、F3為5G23運算放大器，可控矽SCR1為3CT3K，單結電晶體BT1為BT33F，功放管BG3、BG4為3DG6B和3DG12B複合管，穩壓管DZ1為2CW68，DZ5為2CW52，DZ2、DZ3為2CW51，DZ11、DZ12為2CW77，其餘二極體為2CZ82B。交流接觸器Jc為CJ10－220V－10A，直流繼電器J3、J4為JQ×－10F，J5為JRC－5M，電位器R1為WTH－1－2W－68K，橋堆QL2為0.5A50V。
遠調單元中穩壓管DZ6－DZ8為2CW107，DZ9－DZ10為2CW105，其餘 二極體為2CZ82B。功放管BG5、BG6為3DG6B和3CG130B組合管。直流繼電器J1、J2為JRC－5M，交流可逆電機M3為ND－15，電容C19為CJ41－2μ－250V，限位開關為微動開關。
調節棒做成微型筆式狀，可隨身攜帶。棒中元件D21為二極體2DP1A50V，電阻R35為RX21－8W－10Ω，R36為RJ2.7K－0.25W，指示燈D22為發光二極體BT201。
經測定樣機的引弧和遠調靈敏度為3Ω－100Ω，即遠控距離為100米。
權利要求1.一種可適用於自勵磁或它勵磁方式的旋轉式直流焊機的電流調節器，其特徵是在焊機的直流勵磁迴路中接入交流接觸器的控制觸點和在焊機直流輸出端接入經直流延滯繼電器控制觸點連接的電晶體高頻振蕩器的輸出。
2.按權利1所述的調節器，其特徵是電晶體高頻振蕩器的第二組輸出和遠調互感器輸出接入二極體組成的極性比較識別電路中。在焊鉗和工件間接入電流調節棒，直接驅動機械傳動機構。
3.按權利1所述的調節器，其特徵是所說的交流接觸器Jc接入在由引弧互感器LH1，整流橋路QL3，電壓比較器F1，可控矽SCR1和直流繼電器J3組成的可控矽引弧觸發電路和由橋路QL4，穩壓管DZ1，電壓比較器F3，單結電晶體BT1組成的空載自停電路中。
4.按權利1所述的調節器，其特徵是所說的直流延滯繼電器J4接入在電壓比較器F2，穩壓管DZ5，功放管BG4組成的延滯接通電路中。
5.按權利2所說的裝置，其特徵是所說的電流調節棒由二極體D21，電阻R35，R36和發光二極體D22組成。
專利摘要本實用新型是直流焊機在焊鉗上用電流調節棒調節電流的遠控裝置。由電氣控制箱，機械傳動機構和電流調節棒組成。它在焊機的勵磁迴路中接入交流接觸器的控制觸點和在焊機直流輸出端接入電晶體振蕩器的輸出信號，使焊機分別具有電流調節和電弧焊接二種狀態。最大的特點是直接利用焊接主迴路傳送控制信號，不需附加控制線，實現了焊接電流的遠距離調節。該裝置設計合理，結構簡單，工作可靠，使用方便，可適用於二種勵磁方式的直流焊機。
文檔編號B23K9/10GK2106027SQ9121549
公開日1992年6月3日 申請日期1991年5月22日 優先權日1991年5月22日
發明者趙展政 申請人:上海市工業設備安裝公司