整流焊機的製作方法
2023-12-01 19:53:56 4
專利名稱：整流焊機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於整流式直流電焊機領域。
眾知，手工電弧焊或氬弧焊要求焊機有較高的空載電壓以利引弧和穩弧，有下降外特性使輸出電流穩定。因此，整流焊機空載電壓Uo通常為60～80V，而輸出電弧電壓Uf電弧焊通常為20～32V，氬弧焊通常為10～22V。對於某一額定焊接電流Ie，根據變壓器初次級等安匝原理可知，焊機輸入容量約為Q1＝1.1UoIe，而焊機的輸出功率P2＝UfIe，還不到輸入的1/3。對於工頻整流焊機來講，這除了浪費電能外，還由於變壓器容量的增大，造成體大質重，銅鐵浪費多，製造成本高的結果。
本實用新型的目的就是提供一種省電節能、體小質輕、省材低成本的工頻整流式直流電焊機，包括直流氬弧焊機、直流脈衝氬弧焊機、直流電弧焊機。
本實用新型的技術方案是將焊機的焊接迴路即輸出迴路變為由二套互相獨立的繞組分別整流後並聯組成的輸出迴路，這二套繞組可在同一變壓器上，也可不在同一變壓器上；焊機的輸入電源可採用單相，也可採用三相。其中一套繞組稱為電壓繞組，亦稱穩弧繞組，如圖Lv，該繞組整流後可經電容器濾波升壓，再經電阻分壓限流輸出，輸出空載電壓Uo和穩弧電流Iw，通常Uo為60～80V，Iw為2～12A；Lv可由一個繞組構成，也可由二個線圈串聯而成，也可由三相三繞組構成。另一套繞組稱為電流繞組、亦稱主繞組，如圖LA，該繞組整流後輸出額定焊接電流Ie，並有電流調節和獲得下降外特性(或恆流特性)的裝置，該繞組整流後不計電容升壓的直流電壓Uz值一般不超過55V，具體可根據焊機種類和電流大小確定，氬弧焊機Uz＝22＋0.06Ie±5V，電弧焊機Uz＝32＋0.06Ie±5V，其中「±5V」的值是由設計確定的，一般主繞組電抗大的取「+「，電抗小的可取「-」，Iw大Uz可取低些，小則應高些；LA繞組的交流電壓可根據所確定的Uz值和所採取的整流方式按電工學提供的公式計算；LA繞組可由一相一繞組構成，或一相二繞組經串或並聯構成，也可由三相三繞組構成，或三相六繞組(分別半波整流)構成。焊機的電流調節和下降外特性的獲得方式可採用可控矽式、或磁放大器式、或飽和電抗器式、或動鐵心式、或抽頭式，但從節材體小質輕上講，以可控矽式為佳，抽頭式和動鐵心式次之。
本實用新型提供的整流焊機與原整流焊機相比，其輸入容量即變壓器容量Q1從1.1UoIe降至1.1[UoIw＋UzIe]。對於單相電源、空載電壓為80V、額定焊接電流為80A至160A各種規格的焊機來說，若是氬弧焊，則輸入容量從1.1×80(80～160)降至1.1[80×5＋(26.8～31.6)(80～160)/0.95]減少了58％～54％，即節省了58～54％的電能；若為手弧焊則輸入容量降至1.1[80×5＋(36.8～41.6)(80～160)/0.95]，減少了46％～42％，由於容量變小，使變壓器變得體小質輕，省銅省鐵，銅鐵節省的百分比與電能節省的相近。
附圖
為單相可控矽整流式焊機的輸出迴路，Lv為變壓器次級穩弧繞組，經橋式整流後由電容濾波升壓，再由R1R2分壓限流，使R2兩端輸出空載電壓Uo＝60～80V，焊接時R2兩端電壓變成了電弧電壓Uf，此時流經R1的電流Iw＝2～12A。LA為變壓器次級主繞組，經全橋整流輸出，其電流調節和下降外特性是由V1V2可控矽來實現的。
實現本實用新型的一種方式，以NSA(WS)-160手弧焊、氬弧焊二用焊機為例，輸入採用380V或220V兩種電源，其變壓器初級採用抽頭式轉接380V或220V。變壓器次級即輸出迴路見附圖穩弧繞組Lv和主繞組LA為同一變壓器的二組次級繞組，Lv為70V，經橋式整流電容濾波升壓後，其直流電壓約為98V，R1約為21Ω，R2約為100Ω，空載電壓Uo約為80V，穩弧電流Iw約為4A、LA為42V，全波整流不計電容升壓的直流Uz值約為40V，其輸入容量1.1(70×4＋42×160)＝7.7KVA，比相同空載電壓的原輸入容量1.1×80×160＝14.1KVA減少了45％左右，比現行焊機輸入容量1.1×66×160＝11.6KVA減少了33.6％左右，比節能焊機輸入容量1.1×60×160＝10.6KVA減少了27.4％。變壓器銅鐵消耗也由此降低，焊機總重量從74kg降至52kg，體積也減少了1/3。
用於WSM-160直流脈衝氬弧焊機，Lv繞組參數與NSA—160同，LA繞組電壓為32V，Uz＝30V，輸入容量從11.6KVA降至1.1×(72×4＋32×160)＝6KVA，體積減少了1/2。
權利要求輸入電源是採用三相或單相的，輸出電流調節方式和下降外特性獲得方式是採用可控矽式或動鐵心式或抽頭式或飽和電抗器式或磁放大器式的整流焊機，其特徵是焊機輸出迴路是由一套穩弧繞組和一套主繞組分別整流後並聯組成的，其中穩弧繞組整流後經電阻分壓限流，輸出2～12A的穩弧電流，主繞組全波整流後不計電容升壓的直流電壓不超過55V。
專利摘要本實用新型屬於整流式直流電焊機。由於一般焊機輸出的電弧功率不到輸入電能的1/3，變壓器容量大，費電費銅鐵，體大質重成本高。本實用新型採用穩弧電路與主電路並聯的方式降低了變壓器主繞組的電壓，使焊機在輸出電流不變電弧穩定的同時，輸入電能減少了28～45％，使變壓器耗銅鐵少，實現了體小質輕成本低的要求。
文檔編號B23K9/10GK2248114SQ9424588
公開日1997年2月26日 申請日期1994年11月7日 優先權日1994年11月7日
發明者餘建明 申請人:餘建明