具有焊接變壓器的焊接類型電力供應裝置的製作方法

2023-05-11 23:34:47 1

發明領域

本公開總體地涉及具有電力變壓器的焊接類型電力供應裝置。更具體地，它涉及用於產生焊接電力的變壓器。

發明背景

在高電壓和高電流下操作的高頻變壓器通常使用在焊接類型電力供應裝置中。在本文中使用時，焊接類型電力供應裝置是提供焊接類型輸出的電力供應裝置。在本文中使用時，焊接類型輸出是適合於焊接、等離子體切割或感應加熱的輸出。

焊接類型電力供應裝置具有各種各樣的拓撲結構。例如，它們可以包括前置調節器以提供總線，並且具有使總線轉變為期望的電流和電壓的輸出轉換器。前置調節器的示例包括升壓式變換器、降壓式變換器、整流器等。焊接類型電力供應裝置可以具有附加的中間級，並且可以接收市電作為輸入電力，或者包括發電機。

在美國專利6864777中描述了一種用於焊接電力的現有技術的焊接電力供應裝置變壓器，所述美國專利通過引用被併入本文。一些現有技術的變壓器包括中心線軸，其具有被設置在線軸中的中心開口周圍的線圈繞組窗。中心開口被提供來接納一個或更多個層壓的或鐵氧體磁芯。標準的現售磁芯可以各種各樣的尺寸和形狀獲得，這些磁芯中的許多具有方形或矩形橫截面。線圈繞組典型地也具有緊貼著磁芯纏繞的矩形或方形橫截面。這是因為一般符合期望的是使線圈繞組保持接近於磁芯，以最大化磁芯和線圈繞組之間的磁性耦合。

控制和輔助電力電力變壓器繞組可以購買到，但是購買繞組一般是高成本的。同樣，每個變壓器都會為焊接類型電力供應裝置增加重量和成本。因此，符合期望的是具有減少數量的變壓器。繞組和變壓器往往是需要冷卻的部件。

伴隨著焊接電力供應裝置變壓器的另一個問題是為變壓器提供適當的冷卻。特別是，內部的繞組較難冷卻。增加變壓器尺寸可以使它更容易冷卻或者需要較少的冷卻，但是這會為焊接類型電力供應裝置增加成本、尺寸和重量。

因此，符合期望的是提供一種焊接電力變壓器，其中具有有效的方式來冷卻所述變壓器。

本發明的內容

根據本公開的第一方面，一種焊接類型電力供應裝置包括電力電路和控制電路。所述電力電路接收輸入電力並且為焊接輸出提供焊接類型電力。所述電力電路包括具有初級繞組和次級繞組的變壓器。所述次級繞組與所述焊接輸出電連通。所述控制電路被連接以控制所述電力電路。所述變壓器包括其上纏繞有所述初級繞組和所述次級繞組的線軸。所述線軸包括通風孔，以允許空氣流動到所述線軸中。

根據公開的第二方面，一種焊接類型電力供應裝置包括電力電路和控制電路。所述電力電路接收輸入電力並且在焊接輸出上提供焊接類型電力。所述電力電路包括具有初級繞組和次級繞組的變壓器。所述控制電路被連接以控制所述電力電路。所述變壓器包括其上纏繞有所述初級繞組和次級繞組的線軸。繞組分隔器被設置在所述初級繞組和次級繞組之間。

在一個替換方案中，所述線軸包括其上纏繞有繞組的表面，並且所述空氣通風孔被設置在所述表面中，以允許空氣流動到所述線軸中。

在另一個替換方案中，所述表面包括至少一個圓滑部分，並且所述通風孔被設置在所述圓滑部分中。

在一個實施例中，所述線軸具有細長的形狀，並且所述圓滑部分在所述細長的形狀的端部上。

在各個實施例中，繞組分隔器被設置在所述初級繞組和次級繞組之間。

在一個實施例中，所述繞組分隔器從所述線軸偏移開，從而使空氣在所述繞組分隔器和所述線軸之間流動。

在各個實施例中，所述繞組分隔器包括使所述繞組分隔器從所述線軸偏移開的多個翼緣。

在另一個替換方案中，所述繞組分隔器被設置在所述初級繞組之上並且在所述次級繞組之下，從而使空氣在所述次級繞組和所述線軸之間、在所述繞組分隔器和所述線軸之間流動到所述初級繞組。

在一個實施例中，所述繞組分隔器包括至少一個凸唇，其中所述凸唇提供電絕緣並且增加所述初級繞組和所述次級繞組之間的爬電距離。

在各個實施例中，所述多個翼緣在所述至少一個凸唇上。

在另一個替換方案中，所述繞組分隔器從所述線軸偏移開，從而使空氣在所述繞組分隔器和所述線軸之間流動。

在對以下附圖、具體實施方式和所附的權利要求書進行審閱之後，其他原理特徵和優點對於本領域技術人員將變得明顯。

附圖簡述

圖1是焊接類型電力供應裝置的框圖；

圖2是圖1的變壓器的側視圖；

圖3示出圖2的變壓器中使用的線軸301的立體視圖；

圖4是圖2的變壓器中使用的繞組分隔器的立體視圖；

圖5是與圖2的變壓器一起使用的蓋子的立體視圖；以及

圖6是現有技術的變壓器的橫截面視圖。

在詳細解釋至少一個實施例之前，要理解在其應用中，發明不被限制到在下面的說明書中陳述的或者在附圖中示出的結構細節和部件布置。發明能夠具有其他的實施例，並且能夠以各種方式被實踐或者被實行。同樣，要理解本文中使用的措辭和術語是為了說明的目的，而不應被視為限制性的。同樣的參考編號被用來表示同樣的部件。

具體的優選實施方式

儘管本公開將參考具有具體的變壓器和繞組的具體的焊接類型電力供應裝置來進行說明，但是首先應該理解，本發明也可以以其他焊接類型電力供應裝置、變壓器和繞組來實施。

總體地，根據本發明，焊接類型電力供應裝置100包括電力電路102和控制電路104，如圖1中示出的那樣。可以包括其他物品，如發電機、送絲器、焊槍、機器人等。焊接類型電力供應裝置100也可以包括輔助電力輸出模塊106，市電(或其他輔助電力)在輸出107上被提供到所述輔助電力輸出模塊106。在優選實施例中，模塊106為使用者提供120v、60hz的交流電。

電力電路102接收輸入電力，如來自公用設施或發電機的電力，並且在焊接輸出103上提供焊接類型電源。在優選實施例中，電力電路102包括前置調節器、高電壓分路總線，以及堆疊式逆變器輸出，如公開為us-2014-0021180-a1的專利申請13/839235中示出的那些，所述專利申請通過引用被併入本文。提供替換方案以使用其他的拓撲結構。電力電路102包括高頻變壓器108，所述高頻變壓器108接收電力並且提供焊接電力。在優選實施例中，到變壓器108的初級繞組的輸入取自經調節的總線，例如通過逆變器。焊接變壓器108的次級繞組的輸出可以經進一步處理，如經整流、斬波等。

參考美國專利6864777可以容易地理解發明，並且發明通過提供空氣流動以冷卻內部的繞組和磁芯從而對諸如所述美國專利中示出的一類變壓器進行了改進。

圖6示出現有技術的變壓器的橫截面，在具有本文描述的改變的情況下，所述現有技術的變壓器可以使用在本發明中。變壓器包括線軸201，初級繞組202被纏繞在所述線軸201周圍。繞組分隔器267被放置在初級繞組之上。次級繞組203被纏繞在繞組分隔器之上。升壓繞組204也被示出(並且在一些替換方案中可以被省略)。蓋子206被放置在次級繞組203之上。

現在轉向圖2-5，可以看到本發明的獨特特徵。圖2示出具有次級繞組203和蓋子206的變壓器108。同樣，可以看到現有技術中未曾出現的空氣通風孔通道210。

圖3示出根據優選實施例的線軸301的立體視圖。線軸301取代現有技術中的線軸201。線軸301具有細長的形狀並且包括其周圍纏繞有繞組202的表面304。繞組分隔器301還在表面304中、在線軸301的每個圓滑端部處包括空氣通風孔302。這些通風孔允許空氣流動到線軸302的內部，並且冷卻所述線軸302中的磁芯。替換方案提供更多或更少的空氣通風孔，並且在不同位置中提供空氣通風孔。

圖4示出取代現有技術的繞組分隔器267的繞組分隔器400。繞組分隔器400包括多個翼緣402，所述多個翼緣402在繞組分隔器402的側壁403和線軸301的側壁303(圖3)之間提供偏移。替換方案使得：翼緣在線軸301上，或者存在更多或更少的翼緣，或者它們具有不同的形狀和位置。在本文中使用時，繞組分隔器是這樣的部件：其具有一定的形狀或構造以將繞組分隔開，並且提供繞組可以被纏繞在其周圍的結構。它不包括帶子。在一個實施例中，繞組分隔器400包括凸唇，以提供電絕緣並且增加初級繞組和次級繞組之間的爬電距離。在本文中使用時，繞組分隔器上的凸唇是分離器的延伸部分，其背離周圍纏繞有繞組的表面延伸。

圖5示出可以放置在次級繞組之上的蓋子。蓋子或線軸301可以包括如果線軸301延伸到蓋子之外則使蓋子偏移開的翼緣。繞組202和203可以是圖6中示出的那些繞組，並且如果期望的話，也可以使用升壓繞組206。

可以對本公開進行許多修改，而所述修改仍落在本公開的預期範圍之內。因此，應該清楚的是已經提供了使用變壓器提供焊接類型電力的方法和設備，，所述方法和設備完全滿足上文陳述的目的和優點。儘管本公開已經描述了其具體的實施例，但顯而易見的是，許多替換方案、修改和變化對於本領域技術人員將是明顯的。因此，發明旨在涵蓋落在所附的權利要求書的精神和寬的範圍之內的所有這樣的替換方案、修改和變化。