新型單相220伏交流弧焊變壓器的製作方法
2023-10-09 21:51:49 2
專利名稱：新型單相220伏交流弧焊變壓器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及交流弧焊電源，特別涉及電磁補償式交流弧焊變壓器。
目前，交流弧焊機的電源有可控矽式和電磁式兩種。可控矽式弧焊機雖然具有工作效率高、能耗小、體積小和重量輕等優點，但是也存在著成本高、可靠性差和維修難度大等缺點。電磁式弧焊機分為動鐵式、同體式和動圈式。電磁式弧焊機的成本低、可靠性好，但是工作效率不高、能耗大，而且十分的笨重。電磁式弧焊機的上述缺點主要是其電源變壓器採用的漏磁原理而造成的，要克服上述缺點，就要改進其電磁結構。
本實用新型的目的在於提供一種採用正反饋自動補償磁勢的新型單相220伏抽頭式有級調流交流弧焊變壓器，進而達到節能、多功能、提高焊接性能、減小體積和重量的目的。
本實用新型的結構特徵如下將三個繞組分別繞制在一個日字型鐵芯的三個磁芯柱體上，形成二個邊繞組和一個中繞組，所述三個繞組依邊繞組、中繞組的順序，按兩個為同名端，第三個為異名端的方式串聯，構成初級繞組。其中兩個邊繞組之間分別設置有兩組對應的抽頭，一個多段轉換開關與上述抽頭相連接，可調節次級輸出電壓。次級為二粗一細三個繞組並聯組成，並且按細繞組在內，粗繞組在外的順序，依次繞制在上述的中繞組外側，上述二個粗繞組為並行繞制。在次級兩個粗繞組中分別串接有調流裝置。
本裝置為了更有利於繞組的散熱，將邊繞組梯形繞制，且截面積可較細，將中繞組矩形繞制。在次級繞組兩個輸出端還接有電壓指示表和橋式整流器，該橋式整流器的輸出端為弧焊變壓器的直流輸出端。
上述調流裝置可採用單向可控矽，在次級粗繞組W4、W5的一個輸出端中，分別串接單向可控矽CRT3、CRT4。在CRT3的陰極和觸發極之間分別接有由正向二極體D2、電阻R1變壓器B4中的繞組W7組成的串接支路和一個正向二極體D1，在CRT4的陰極和觸發極之間分別有由正向二極體D3、電阻R4、變壓器B4中的繞組W8組成的串聯支路和一個正向二極體D4。在次級兩個粗繞組的輸出端之間，接有兩個電容C2、C3。在由橋式整流器和變壓器B5組成的直流電源輸出端之間接有一個穩壓二極體D5；一個由轉換開關K1的動觸點1、與轉換開關定觸點2、3分別相接的電位器W1、W2，與電位器W1、W2另一端相接的電阻R3、與電阻R3另一端相接的電容C4支路；由雙基極二極體BZ1的兩基極、電阻R2和變壓器B4中的繞組W9串聯支路。上述雙基極二極體的發射極與所述的電阻R3與電容C4的聯接端相接。上述電位器W1設置在弧焊機上，電位器W2設置在弧焊機的手把鉗上，轉換開關K1可選擇調流的電位器。
上述調流裝置可採用雙向可控矽，在兩個次級粗繞組W4、W5的一個輸出端中分別串接兩個雙向可控矽SCR1、SCR2，兩個雙向可控矽SCR1、SCR2的觸發端分別與兩個雙向二極體DZ1、DZ2的一端相接，兩個雙向二極體DZ1、DZ2的另一端分別通過電容C1、C2與上述兩個次級粗繞組W4、W5的另一個輸出端相接，上述兩個雙向二極體DZ1、DZ2的另一端還與轉換開關K1的動觸點1相接，轉換開關的兩個定觸點2、3分別通過電位器W1、W2與電阻R一端相接，R的另一端與上述次級粗繞組W5的接有雙向可控矽的輸出端相接。
上述調流裝置還可採用磁放大器控制調流。
本裝置還可具有充電功能，在上述次級輸出線路上，可串接一電流互感裝置L，該電流互感器L的兩端接有流電控制器1，該充電控制器1為普通充電機中的一般電子充電控制器。在次級線圈的細繞組中，接有一個充電開關K2，充電開關有通、斷兩種狀態，當充電時；開關K2將細繞組斷開，在焊接時，接通細繞組。在次級粗繞組W4的調流裝置中雙向二極體與開關K1的定觸點1之間接有一個由充電控制器控制的繼電器觸點J1，其接通時，為二個次級線圈輸出，其斷開時，為一個次級線圈輸出，可減小充電電流。
本實用新型在次級繞組輸出大電流，電壓降低的情況下，邊繞組可承擔電源的其餘電壓，但其產生的磁通在輸出繞組交鏈，並為兩個邊繞組所產生的磁通之和，中繞組自身所產生的磁通又要交鏈於輸出繞組。所以次級繞組電流越大，邊繞組產生的磁通量也越大，使次級繞組的輸出電壓也增高；這種正反饋作用，使本變壓器鐵芯體積很小，但可以獲得很大的輸出功率。由於採用三根不同截面積的繞組並聯輸出，增大了繞組面積，減小了繞組匝數，可降低其輸出內阻和輸出電抗，增大焊接電流。次組細繞組可在二根偏粗導線繞組電流為零時，提供起弧電壓，也可輸出較小焊接電流，保證焊機的最小調流點。
本實用新型與傳統的電磁弧焊機變壓器相比，具有如下優點1.由於將初級線圈分為合理的三段，所以線圈匝數可較多，空載電流僅是傳統的電磁式弧焊機的十分之一，節電效果明顯。
2.本裝置的體積很小，重量很輕。
3.自身發熱現象不嚴重，再配有風冷裝置，其實際負荷率比20％提高了許多。
4.由於空載電壓保證引弧，而電流又能調至很小，因此，可進行0.5毫米以上薄板的焊接。
5.當電網電壓為170伏時，本裝置照常工作；本裝置有降低電網電壓的功能，可滿足某些要求大功率、低電壓工作負載的特殊場合使用。
6.本裝置還具有充電機和直流焊機的功能。
7.起弧快，不需要再添加高頻電子起弧裝置。
圖面說明
圖1是本實用新型的電路原理圖。
圖2是本實用新型的單向可控矽調流裝置電原理圖。
圖1中三個初級繞組W1、W2、W3分別繞在日字型鐵芯B1、B2、B3上，W1、W3為邊繞組，並且由兩組抽頭和一個多段開關K3將其相互聯接。W1與W3為同名端，W2與W3為異名端依次串接，形成弧焊變壓器的初級繞組，接單相220伏交流電源。由W4、W5、W6三個繞組並聯組成弧焊變壓器的次組交流輸出端，其中W4為細繞組，W5、W6為粗繞組。W4繞制在中繞組W2外側，W5、W6並行繞制在W4外側。由兩個雙向可控矽SCR1、SCR2分別串接在兩個次級粗繞組W6、W5的一個輸出端中，兩個雙向可控矽SCR1、SCR2的觸發端分別與兩個雙向二極體DZ1、DZ2的一端相接，兩個次級粗繞組W4、W5的另一個輸出端相接，上述兩個雙向二極體DZ1、DZ2的另一端分別通過電容C1、C2與上述兩個雙向二極體DZ1、DZ2的另一端還與轉換開關K1的動觸點1相接，轉換開關K1的兩定觸定2、3分別通過電位器W1、W2與電阻R一端相接，R的另一端與上述次級粗繞組W5的接雙向可控矽的輸出端相接。在次級繞組的交流輸出端之間還接有一個電壓表U和一個橋式整流器，橋式整流器的輸出端為弧焊變壓器直流輸出端。
在次級粗繞組W6的輸出線路中接有一電感L，電感L的兩端與一個充電控制器相連，在次組細繞組的一個輸出端中接有充電控制開關K2，在充電時，開關K2斷開。在次級粗繞組W4的雙向可控矽調流裝置中的雙向二極體DZ2與開關K1定觸點1之間接有一受控於充電控制器1的繼電器觸點J1。
圖2是一個單向可控矽調流電路圖。在次級粗繞組W4、W5一個輸出端中，分別串接單向可控矽CRT3、CRT4。在CRT3的陰極和觸發極之間分別接有由正向二極體D2、電阻R1、變壓器B4中的繞組W7組成的串接支路和一個正向二極體D1，在CRT4的陰極和觸發極之間分別接有由正向二極體D3、變壓器B4中的繞組W8組成的串聯支路和一個正向二極體D4。在次級兩個粗繞組的輸出端之間，接有兩個電容C2、C3。在由橋式整流器和變壓器B5組成的直流電源輸出端之間接有一個穩壓二極體D5；一個由轉換開關K1的動觸點1、轉換開關定觸點2、3，與轉換開關定觸點2、3分別相接的電位器W1、W2，與電位器W1、W2另一端相接的電阻R3，與電阻R3另一端相接的電容C4支路；一個由雙基極二極體、BZ1兩個基極、電阻R2和變壓器B4中的繞組W9串聯支路。上述雙基極二極體的發射極與所述的電阻R3與電容C4的聯接端相接。
本裝置對電網的影響小，適用範圍廣，還可進行銅焊、點焊、切割鋼板和進行不鏽鋼焊接。
權利要求1.一種新型單相220伏交流弧焊變壓器，其特徵在於將三個繞組分別繞制在一個日字型鐵芯的三個磁芯柱體上，形成二個邊繞組和一個中繞組，依二個邊繞組和一個中繞組的順序，按兩個為同名端，第三個為異名端的方式串聯，構成初級繞組；由兩組對應抽頭和一個多段選擇開關K3將上述兩個邊繞組相連接；次級由二粗一細的三個繞組並聯組成，細繞組繞制在上述中繞組外側，上述兩個粗繞組並行一同繞制在上述細繞組外側；在上述的次級兩個粗繞組中串接有調流裝置，在次級繞組的輸出端接有電壓表和一個橋式整流器，該橋式整流器的輸出端為弧焊機的直流輸出端。
2.如權利要求1所述的新型單相220伏交流弧焊變壓器，其特徵在於邊繞組可梯形繞制，且截面積可較細，中繞組矩形繞制。
3.如權利要求1所述的新型單相220伏交流弧焊變壓器，其特徵在於調流裝置可採用單向可控矽，在次級粗繞組W4、W5的一個輸出端中，分別串接單向可控矽CRT3、CRT4；在CRT3的陰極和觸發極之間分別接有由正向二極體D2、電阻R1、變壓器B4中的繞組W7組成的串接支路和一個正向二極體D1，在CRT4的陰極和觸發極之間分別接有、由正向二極體D3、變壓器B4中的繞組W8組成的串聯支路和一個正向二極體D4；在次級兩個粗繞組的輸出端之間，接有兩個電容C2、C3；在由橋式整流器和變壓器B5組成的直流電源輸出端之間接有一個穩壓二極體D5；一個由轉換開關K1的動觸點1、轉換開關動觸點2、3分別相接的電位器W1、W2，與電位器W1、W2另一端相接的電阻R3、與電阻R3另一端相接的電容C4支路；一個由雙基極二極體BZ1兩個基極、電阻R2和變壓器B4中的繞組W9串聯支路；上述雙基極二極體的發射極與所述的電阻R3與電容C4的聯接端相接；上述電位器W1，設在弧焊機上，電位器W2設在手把鉗上。
4.如權利要求1所述的新型單相220伏交流弧焊變壓器，其特徵在於調流裝置可採用雙向可控矽，在兩個次極粗繞組W4、W5的一個輸出端中，分別串接有雙向可控矽SCR1、SCR2，兩個雙向可控矽SCR1、SCR2的觸發端分別與兩上雙向二極體DZ1、DZ2的一端相接，兩個雙向二極體DZ1、DZ2的另一端分別通過電容C1、C2與上述兩個次極粗繞組W4、W5的另一個輸出端相接，上述兩個雙向二極體DZ1、DZ2的另一端還與轉換開關K1的動觸點1相接，轉換開關的兩個定觸點2、3分別通過電位器W1、W2與電阻R一端相接，R的另一端與上述次級粗繞組W5的接雙向可控矽的輸出端相接。
5.如權利要求1所述的新型單相220伏交流弧焊變壓器，其特徵在於在上述次極輸出線路上，可接一電流互感裝置L，該電流互感器的兩端與一個充電控制器連接，在次極細繞組中，接有一個充電開關K2，充電時為斷，在次級粗繞組W4的調流裝置的雙向二極體與開關K1的定觸點1之間，接有一個由充電控制器控制的繼電器觸點J1。
專利摘要一種新型單相220伏交流弧焊變壓器，它是採用正反饋自動補償磁勢的方式，將三個繞組串聯構成初級繞組。次級繞組為二粗一細三個繞組並聯組成。由一組初級繞組的抽頭控制次級輸出電壓，在次級的兩個粗繞組中分別串接有調流裝置。本裝置具有節電、功率因數高、體積小和重量輕等優點。其空載電耗比傳統的變壓器降低90％。本裝置還可進行直流弧焊，也可作為自動充電機使用。
文檔編號H01F38/00GK2246844SQ9521545
公開日1997年2月5日 申請日期1995年7月5日 優先權日1995年7月5日
發明者齊賢 申請人:齊賢, 齊曉漪