專利名稱：一種高功率因數(shù)電焊機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬焊接設(shè)備，尤其涉及一種空載電流很小，允許長時間短路的高功率因數(shù)電焊機。
背景技術(shù)：
電焊機是被廣泛應(yīng)用的金屬焊接設(shè)備，其功率消耗在電力負載中占有很大的比例。盡管近年來各種新式電焊機已經(jīng)被采用，但是不論哪種新式電焊機都沒有補償功能，功率因數(shù)不高，并且空載電流較大，不符合節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念。又因為電焊機惡劣的工作狀態(tài)和復(fù)雜的工作環(huán)境，效率很低的老式電焊機仍在大量使用，默默地吞噬著有限的電能，這與日益緊張的能源供應(yīng)是一個很突出的矛盾，所以研究開發(fā)性能優(yōu)良的高效率焊接設(shè)備， 既是工業(yè)發(fā)展的需要，也是促進節(jié)能降耗的需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有電焊機存在的缺陷，本發(fā)明提供一種集變壓器、電抗器于一體，節(jié)能降耗的高功率因數(shù)電焊機。解決上述問題所采取的技術(shù)措施是
一種高功率因數(shù)電焊機，其特征在于由電焊機殼體和安裝在電焊機殼體內(nèi)的電焊機器身構(gòu)成，其中電焊機器身由帶有空氣隙開口 M的四柱鐵心、一次繞組N1與N/、二次繞組 N2與N/、補償繞組Nc與N/以及補償電容C構(gòu)成，四柱鐵心由硅鋼片疊積而成，在四柱鐵心的兩個邊柱上裝有一次繞組K、N/，在四柱鐵心的兩個中柱上裝有二次繞組隊、N/和補償繞組N。、N/，邊柱上的一次繞組K、N/和中柱上的二次繞組N2、N/構(gòu)成了兩個相并聯(lián)的變壓器，由四柱鐵心的兩個中柱及空氣隙開口 M和套在這兩個中柱上的補償繞組N。、N/構(gòu)成了電抗器，補償繞組N。、N/的兩個尾端相串聯(lián)后，一個首端直接與電源的一條相線相連，另一個首端與電容器C相串聯(lián)后和電源的另一相線相連，這樣補償繞組Nc、N/與電容C組成的串聯(lián)支路則并聯(lián)在供電線路上。本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明的空載電流很小，僅為普通電焊機的1/10左右，因而空載損耗小，節(jié)能效果明顯。2、本發(fā)明具有較高的功率因數(shù)，自動補償無功的能力強，功率因數(shù)最高可達到 0. 97。3、本發(fā)明不僅能滿足電弧焊的特性要求，還具有輸出電壓穩(wěn)定、電弧燃燒平穩(wěn)等優(yōu)點，焊接試驗表明，本發(fā)明引弧時產(chǎn)生的沖擊電流小，飛濺小，且容易起弧，即便在輸出短路的情況下，電焊機的輸入電流也不能成倍增加，因而具有很強的抗短路能力。4、本發(fā)明與普通變壓器式電焊機的區(qū)別在于在變壓器的內(nèi)部含有電抗器和補償電容，實現(xiàn)了變壓器、電抗器一體化，集焊接與無功補償于一身，大大地提高了電焊機的功率因數(shù)，促進了節(jié)能降耗。


圖1為本發(fā)明中電焊機器身的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明隨電壓變化的電流特性示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做具體描述。一種高功率因數(shù)電焊機，如圖1所示，由電焊機殼體和安裝在電焊機殼體內(nèi)的電焊機器身構(gòu)成，其中電焊機器身由帶有空氣隙開口 M的四柱鐵心、一次繞組(也叫原邊繞組)N1與N/、二次繞組(也叫副邊繞組)N2與N/、補償繞組Nc與N/以及補償電容C構(gòu)成。 四柱鐵心由硅鋼片疊積而成，繞組由電磁線繞制而成。在四柱鐵心的兩個邊柱上裝有一次繞組NpN/，在四柱鐵心的兩個中柱上裝有二次繞組N2、N/和補償繞組Nc、N/。邊柱上的一次繞組K、N/和中柱上的二次繞組N2、N/構(gòu)成了兩個相并聯(lián)的變壓器，這是本發(fā)明的工作主體部分；由四柱鐵心的兩個中柱及空氣隙開口 M和套在這兩個中柱上的補償繞組N。、N/ 構(gòu)成了電抗器，這是本發(fā)明的重點部分；補償繞組N。、N/的兩個尾端相串聯(lián)后，一個首端直接與電源的一條相線相連，另一個首端與電容器C相串聯(lián)后與電源的另一相線相連，這樣補償繞組N。、N/與電容C組成串聯(lián)支路后，再與供電線路相并聯(lián)，這是本發(fā)明的自動補償部分。仏為電焊機的輸入電源，隊為電焊機的輸出電源。將電焊機器身通過一定的工藝裝配裝到電焊機殼體內(nèi)，即為一種高功率因數(shù)電焊機。下面詳述本發(fā)明的工作原理 (1)焊接原理
由本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可知，其變壓器部分與普通焊接變壓器沒有本質(zhì)的區(qū)別，只要將一次繞組NpN/ (原邊繞組)接入電源，二次繞組隊、^^ (副邊繞組)就會感應(yīng)出一定值的電壓， 用于電弧焊接。(2)穩(wěn)壓原理
本發(fā)明接通電源后，在一次交變電流I1的作用下，二次繞組隊、N2 /和補償繞組N。、Nc 7 兩端則產(chǎn)生與匝數(shù)比成比例的電壓。由于每一個線圈中的磁通對相鄰的二次繞組N2、N2丨的電勢增量和不相鄰的二次繞組隊、N2 1的電勢增量大小幾乎相等且方向相反，使二次繞組 N2, N2 ζ上電勢的矢量合成值維持在一個變化較小的水平上，維持輸出電壓的穩(wěn)定。(3)穩(wěn)流原理
由于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點所致，其二次感抗很大。當負載R的值變化時，二次感抗會隨著二次電流的變化而變化，從而起到穩(wěn)定輸出電流的作用。當R = 0時，即二次輸出短路時，U2 = 0,UC = 0，IC = 0，變壓器相當于一個單純的電感，這時的一次電流I1變得比額定電流還要小，所以該變壓器不存在因負載短路而導(dǎo)致設(shè)備事故。(4)無功補償原理如圖2所示，圖中
10——一次空載電流；
11——電磁綜合共振時的電流；
Ic> Uc——電磁綜合共振時電容C與補償繞組N。、Nc 7的電流和電壓。
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由圖2可見，當電源電壓仏處于0 Uz區(qū)間時，一次電流呈容性。在補償繞組Nc、 Nc /形成大的共振電動勢的狀態(tài)下，若二次繞組N2、N2 7中通過感性負載電流，此電流與共振容性電流之間存在180°的相位差，感性電流在變壓器的內(nèi)部抵消，輸入端只流過純阻抗電流，從而提高了電焊機的功率因數(shù)，起到了補償無功的作用。本發(fā)明以其優(yōu)越的電氣性能適合各種場合的手工電弧焊接，特別適合于中厚板的焊接，是一種高功率因數(shù)的焊接設(shè)備。
權(quán)利要求
1. 一種高功率因數(shù)電焊機，其特征在于由電焊機殼體和安裝在電焊機殼體內(nèi)的電焊機器身構(gòu)成，其中電焊機器身由帶有空氣隙開口 M的四柱鐵心、一次繞組N1與N/、二次繞組N2與N/、補償繞組Nc與N/以及補償電容C構(gòu)成，四柱鐵心由硅鋼片疊積而成，在四柱鐵心的兩個邊柱上裝有一次繞組K、N/，在四柱鐵心的兩個中柱上裝有二次繞組N2、N/和補償繞組Nc、N/，邊柱上的一次繞組K、N/和中柱上的二次繞組隊、N/構(gòu)成了兩個相并聯(lián)的變壓器，由四柱鐵心的兩個中柱及空氣隙開口 M和套在這兩個中柱上的補償繞組N。、N/構(gòu)成了電抗器，補償繞組N。、N/的兩個尾端相串聯(lián)后，一個首端直接與電源的一條相線相連， 另一個首端與電容器C相串聯(lián)后和電源的另一相線相連，這樣補償繞組Nc、N/與電容C組成的串聯(lián)支路則并聯(lián)在供電線路上。
全文摘要
一種高功率因數(shù)電焊機，在四柱鐵心的兩個邊柱上裝有一次繞組N1、N1/，在四柱鐵心的兩個中柱上裝有二次繞組N2、N2/和補償繞組NC、NC/，一次繞組N1、N1/和二次繞組N2、N2/構(gòu)成了兩個相并聯(lián)的變壓器，由四柱鐵心的兩個中柱及空氣隙開口和套在這兩個中柱上的補償繞組NC、NC/構(gòu)成了電抗器，補償繞組NC、NC/的兩個尾端相串聯(lián)后，一個首端直接與電源的一條相線相連，另一個首端與電容器C相串聯(lián)后與電源的另一相線相連，補償繞組NC、NC/與電容C組成的串聯(lián)支路并聯(lián)在供電線路上。本發(fā)明的抗短路能力和自動補償無功的能力強，空載電流很小，節(jié)能效果明顯，實現(xiàn)了變壓器、電抗器一體化，集焊接與無功補償于一身，大大地提高了電焊機的功率因數(shù)。
文檔編號B23K9/067GK102319939SQ201110230158
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者鞏志強, 張安德 申請人:丹東欣泰電氣股份有限公司