專利名稱：一種用于改善弧焊電源動(dòng)特性的可控電感技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于弧焊設(shè)備的電源，尤其是一種用于改善弧焊電源動(dòng)特性的可控電感技術(shù)，且特別適用于晶閘管弧焊電源。
背景技術(shù)：
目前，在弧焊的工藝中，為了減少焊接飛濺，以往通常采用以下兩種方法一是在焊接主回路中串聯(lián)一個(gè)附加的線形電感，其電感值不變或有級(jí)可調(diào)，但串聯(lián)附加線形電感只能用折中的辦法選擇一個(gè)不大不小的電感值來(lái)勉強(qiáng)應(yīng)付工藝要求，而無(wú)法進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)來(lái)得到完全滿意的工藝結(jié)果，從而造成飛濺依然較大?；蛘卟捎蔑柡碗姼校怯捎谥骰芈窌r(shí)間常數(shù)的問(wèn)題，故僅應(yīng)用于逆變電源，而且是利用飽和電感器的氣隙來(lái)調(diào)節(jié)電感值。如北京市海淀區(qū)上地信息產(chǎn)業(yè)基地開(kāi)拓路17號(hào)時(shí)代集團(tuán)公司的段紅海、李力、馬媛發(fā)明的于1999年4月27日申請(qǐng)專利的“管道焊接專用逆變弧焊電源”(申請(qǐng)?zhí)?9208818，公開(kāi)/公告號(hào)2366220，公開(kāi)/公告日2000年3月1日，授權(quán)公告日2000年3月1日)本實(shí)用新型涉及一種管道焊接專用逆變弧焊電源，包括順序連接的整流變頻單元、降壓?jiǎn)卧⒍握鲉卧?、濾波單元和輸出單元，濾波單元中設(shè)有飽和電感器。飽和電感器的鐵芯中設(shè)有氣隙，其電感值為0.1-0.9mH，氣隙為0.1-1.0mm，氣隙中固定有與空氣相同導(dǎo)磁物理性的氣隙墊板。利用飽和電感器的電感值隨電流變化的特性，實(shí)現(xiàn)電感對(duì)電流的控制，在一定程度上滿足了管道焊接中使用纖維素藥皮焊條及下向焊工藝對(duì)逆變弧焊電源的要求。二是采用電子電抗器，因電子電抗器反應(yīng)速度要求很高，普通晶閘管弧焊電源不能完全適用，故一般只應(yīng)用于逆變器或晶體管式弧焊電源。如遼寧省沈陽(yáng)市沈河區(qū)南一經(jīng)街103-3號(hào)章衛(wèi)國(guó)、鄭麗1997年10月24日申請(qǐng)專利的“逆變弧焊整流器”(申請(qǐng)?zhí)?7244613，公開(kāi)/公告號(hào)2320358，公開(kāi)/公告日1999年5月26日，授權(quán)公告日1999年5月26日)，本實(shí)用新型是一種逆變弧焊整流器，它使逆變弧焊機(jī)的體積大幅度減小，并且高效節(jié)能，適應(yīng)各種弧焊方法的需要。電流經(jīng)橋式電路整流后，再經(jīng)濾波電路濾波，再進(jìn)入大功率電子開(kāi)關(guān)，進(jìn)入中頻變壓器降壓后再經(jīng)橋式整流進(jìn)入電抗器濾波獲得焊接用電壓和電流，該電流通過(guò)與大功率電子開(kāi)關(guān)形成閉環(huán)的反饋電路。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，具有良好的動(dòng)特性和弧焊工藝性能，還具有防粘功能，適合所有需要弧焊的廠家采用。它由外殼，前面板，后面板和控制電路組成，控制電路是由電源開(kāi)關(guān)、電力電子開(kāi)關(guān)和橋式整流電路、濾波電路、大功率電子開(kāi)關(guān)、中頻變壓器、電抗器和反饋電路組成的，電流經(jīng)橋式電路整流后，再經(jīng)濾波電路濾波，再進(jìn)入大功率電子開(kāi)關(guān)，進(jìn)入中頻變壓器降壓后再經(jīng)橋式整流進(jìn)入電抗器濾波獲得焊接用電壓和電流，該電流通過(guò)與大功率電子開(kāi)關(guān)形成閉環(huán)的反饋電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效減少焊接飛濺的用于改善弧焊電源動(dòng)特性的可控電感技術(shù)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是它包括由主變壓器接整流電路、飽和電感器構(gòu)成的弧焊電源主電路，主電路輸出端接運(yùn)算放大電路接控制電路接整流電路構(gòu)成的控制電路，其特征是在弧焊電源主電路的輸出端串聯(lián)飽和電感器，飽和電感器接直流控制電路。在弧焊電源主電路的輸出端與運(yùn)算放大電路之間并聯(lián)電子電抗器。飽和電感采用環(huán)形電磁電抗器，在環(huán)形電磁電抗器上繞有兩個(gè)線圈，一個(gè)為接直流控制電路的直流控制線圈，一個(gè)為接焊接主回路輸出端的直流脈動(dòng)線圈。
本發(fā)明利用飽和電感，使電感值隨工作電流的增加而連續(xù)下降，靜態(tài)時(shí)實(shí)現(xiàn)焊接回路電感值無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。電子電抗器則在焊接過(guò)程中通過(guò)對(duì)焊接電流實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)焊接電流的變化來(lái)調(diào)節(jié)和保持短路電流變化率di/dt與短路電流峰值Imax，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制。而這一過(guò)程的可行性是因?yàn)轱柡碗姼兄翟诖蟮亩搪冯娏鲿r(shí)變小，引起焊接回路時(shí)間常數(shù)減小，從而使普通晶閘管弧焊電源也能跟上電子電抗器的反應(yīng)速度。本發(fā)明主要應(yīng)用于二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊設(shè)備，尤其是普通晶閘管弧焊電源，也適用于逆變器、晶體管式弧焊電源以及含有二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊功能的多功能焊接電源。利用飽和電感實(shí)現(xiàn)靜態(tài)調(diào)節(jié)、無(wú)級(jí)可調(diào)，電子電抗器實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，并通過(guò)采用飽和電感與電子電抗器雙可控電感以后，可以在焊接電流不同時(shí)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)焊接主回路的電感值，使之符合焊接要求，達(dá)到降低焊接飛濺的目的，加強(qiáng)了焊接電弧在工作過(guò)程中的穩(wěn)定性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的原理方框圖。
圖2是飽和電抗器工作原理圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1，由圖1可知，本發(fā)明的整流電路可以是晶閘管整流電路或逆變電路，交流輸入經(jīng)過(guò)主變壓器降壓、整流電路整流后，為一直流脈動(dòng)波形，再經(jīng)過(guò)飽和電感器輸出。電子電抗器對(duì)輸出進(jìn)行采樣，其信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大送至控制電路，普通晶閘管弧焊電源中，控制電路改變晶閘管的導(dǎo)通角，逆變器則改變大功率電子元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間和頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整流輸出的控制。當(dāng)電子電抗器監(jiān)控到焊接電流大于給定值時(shí)，即判斷焊接回路已經(jīng)短路，此時(shí)電子電抗器輸出一負(fù)信號(hào)，整流電路輸出減小，實(shí)現(xiàn)電抗器的功能。這樣，焊接開(kāi)始前，根據(jù)焊接規(guī)范的要求調(diào)節(jié)飽和電感，使電感值與焊接電流相匹配。這個(gè)調(diào)節(jié)是靜態(tài)調(diào)節(jié)，而且是無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。焊接開(kāi)始以后，電子電抗器開(kāi)始工作，完成動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
由圖2可知，飽和電感器的直流線圈中的電流不同，則輸出的直流脈動(dòng)線圈的電感值也隨之改變，從而實(shí)現(xiàn)電感可調(diào)。飽和電感器為一環(huán)形電磁電抗器，在該電磁電抗器上繞有兩個(gè)線圈，一個(gè)為直流控制線圈，一個(gè)為焊接主回路輸出直流脈動(dòng)線圈。
綜上所述，本發(fā)明為了改善弧焊電源的動(dòng)特性，減少焊接飛濺，采用飽和電感器與電子電抗器雙可控電感對(duì)焊接回路電感值進(jìn)行無(wú)級(jí)、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。使本發(fā)明可以在焊接電流不同時(shí)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)焊接回路的電感值，使之符合焊接要求。確定了焊接電流之后，調(diào)節(jié)飽和電感器直流線圈的電流，就可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)焊接回路的電感值。而電子電抗器可以通過(guò)電壓或電流負(fù)反饋電路在焊接過(guò)程中動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)短路電流上升速度和短路峰值電流。而且電路簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠。
權(quán)利要求
1.一種用于改善弧焊電源動(dòng)特性的可控電感技術(shù)，它包括由主變壓器接整流電路、飽和電感器構(gòu)成的弧焊電源主電路，主電路輸出端接運(yùn)算放大電路接控制電路接整流電路構(gòu)成的控制電路，其特征是在弧焊電源主電路的輸出端串聯(lián)飽和電感器，飽和電感器接直流控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于改善弧焊電源動(dòng)特性的可控電感技術(shù)，其特征是在弧焊電源主電路的輸出端與運(yùn)算放大電路之間并聯(lián)電子電抗器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、或2所述的一種用于改善弧焊電源動(dòng)特性的可控電感技術(shù)，其特征是飽和電感采用環(huán)形電磁電抗器，在環(huán)形電磁電抗器上繞有兩個(gè)線圈，一個(gè)為接直流控制電路的直流控制線圈，一個(gè)為接焊接主回路輸出端的直流脈動(dòng)線圈。
全文摘要
一種用于改善弧焊電源動(dòng)特性的可控電感技術(shù)。它主要是解決現(xiàn)有的焊接飛濺等技術(shù)問(wèn)題，尤其適用晶閘管弧焊電源。其技術(shù)方案要點(diǎn)是它包括由主變壓器接整流電路、飽和電感構(gòu)成的弧焊電源主電路，主電路輸出端接運(yùn)算放大電路接控制電路接整流電路構(gòu)成的控制電路，其特征是在弧焊電源主電路的輸出端串聯(lián)飽和電感器，飽和電感器由直流控制電路控制，電子電抗器對(duì)輸出進(jìn)行采樣，其信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大反饋至控制電路。本發(fā)明利用飽和電感器實(shí)現(xiàn)靜態(tài)調(diào)節(jié)、無(wú)級(jí)可調(diào)，電子電抗器實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，通過(guò)采用飽和電感與電子電抗器雙可控電感以后，可以在焊接電流不同時(shí)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)焊接主回路的電感值，使之符合焊接要求，達(dá)到降低焊接飛濺的目的，加強(qiáng)了焊接電弧在工作過(guò)程中的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B23K9/10GK1513635SQ0311836
公開(kāi)日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2003年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月7日
發(fā)明者洪波, 尹懿, 袁燦, 屈岳波, 洪 波 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)