專利名稱：蓄電池交流220v雙供電逆變直流手弧焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電焊機(jī)，具體涉及一種直流手弧焊機(jī)。
背景技術(shù)：
大型農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械等野外作業(yè)機(jī)械在野外作業(yè)時(shí)如果發(fā)生開焊需要及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急焊補(bǔ)維修，否則既會影響正常作業(yè)，也容易使故障擴(kuò)大甚至發(fā)生事故。而野外一般沒有交流電源，即使攜帶有交流電焊機(jī)也無法使用，攜帶一臺交流發(fā)電機(jī)也會增大設(shè)備的負(fù)重。野外現(xiàn)場唯一可以利用的電源就是設(shè)備上自帶的兩組100AH/12V蓄電池，而普通直流焊機(jī)使用這兩組蓄電池做為電源根本無法進(jìn)行焊接。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可以利用兩組100AH/12V蓄電池做為電源、可滿足焊接要求的蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:它包括場效應(yīng)管推挽式直交變換器、全橋整流器一、場效應(yīng)管全橋直交變換器、直交變換器控制器、交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)、全橋整流器二、全橋直交變換器、全波整流器和交直變換控制器，場效應(yīng)管推挽式變換器由多組場效應(yīng)管推挽電路和高頻升壓變壓器構(gòu)成，電焊機(jī)的直流輸入正端子與高頻升壓變壓器一次側(cè)的中心抽頭相連，高頻升壓變壓器一次側(cè)的兩端點(diǎn)分別與每組場效應(yīng)管推挽電路的兩個(gè)場效應(yīng)管的漏極分別相連，兩個(gè)場效應(yīng)管的源極分別與電焊機(jī)的直流輸入負(fù)端子相連，兩個(gè)場效應(yīng)管的柵極分別通過柵極電阻與直交變換器控制器相連、分別通過柵源極電阻與電焊機(jī)的直流輸入負(fù)端子相連；全橋整流器一的兩個(gè)交流輸入端分別與高頻升壓變壓器二次側(cè)的兩端相連、兩個(gè)直流輸出端分別與場效應(yīng)管全橋直交變換器的兩個(gè)直流輸入端相連，場效應(yīng)管全橋直交變換器4個(gè)場效應(yīng)管的柵極分別通過柵極電阻與直交變換器控制器相連，場效應(yīng)管全橋直交變換器的兩個(gè)交流輸 出端分別與交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)的兩個(gè)逆變輸入端相連，交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)的兩個(gè)交流輸入端上分別連接有交流輸入端子，全橋整流器二的兩個(gè)交流輸入端分別與交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)兩個(gè)輸出端相連；全橋直交變換器由IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)全橋直交變換器、隔直電容和高頻降壓變壓器構(gòu)成，全橋整流器二的直流輸出正端與IGBT全橋直交變換器的直流輸入正端相連、直流輸出負(fù)端與IGBT全橋直交變換器的直流輸入負(fù)端相連，IGBT全橋直交變換器4個(gè)IGBT的柵極分別與交直變換控制器相連，IGBT全橋直交變換器第一交流輸出端與隔直電容的一端相連，隔直電容的另一端和IGBT全橋直交變換器第二交流輸出端分別與高頻降壓變壓器一次側(cè)的兩端相連；全波整流器第一組整流管的陽極和第二組整流管的陽極分別與高頻降壓變壓器二次側(cè)的兩個(gè)端點(diǎn)相連，全波整流器第一組整流管的陰極和第二組整流管的陰極分別與電焊機(jī)的直流輸出正端子相連，電焊機(jī)的直流輸出負(fù)端子與高頻降壓變壓器二次側(cè)的中心抽頭相連。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是:它可以利用兩組100AH/12V蓄電池做為電源，可滿足焊接電流和焊接時(shí)間要求，不會使蓄電池放電電流過大，不會影響蓄電池使用壽命。它還可以采用交流220供電，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用。它解決了大型農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械在野外作業(yè)時(shí)應(yīng)急焊補(bǔ)維修的難題，采用機(jī)動車自身的100AH/12V以上二組蓄電池串聯(lián)供電，實(shí)現(xiàn)手工電弧焊。它體積小，重量輕，方便攜帶和使用，適合車載。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例原理框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例電路原理簡圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例電路原理詳圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3所示，它包括場效應(yīng)管推挽式直交變換器、全橋整流器一、場效應(yīng)管全橋直交變換器、直交變換器控制器、交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)、全橋整流器二、全橋直交變換器、全波整流器和交直變換控制器，場效應(yīng)管推挽式變換器由多組場效應(yīng)管推挽電路和高頻升壓變壓器Tl構(gòu)成，電焊機(jī)的直流輸入正端子與高頻升壓變壓器Tl 一次側(cè)的中心抽頭相連，高頻升壓變壓器Tl 一次側(cè)的兩端點(diǎn)分別與每組場效應(yīng)管推挽電路的兩個(gè)場效應(yīng)管Q5、場效應(yīng)管Q6的漏極分別相連，場效應(yīng)管Q5、場效應(yīng)管Q6的源極分別與電焊機(jī)的直流輸入負(fù)端子相連，場效應(yīng)管Q5、場效應(yīng)管Q6的柵極分別通過柵極電阻R7、柵極電阻R9與直交變換器控制器相連、分別通過柵源極電阻R6、柵源極電阻R8與電焊機(jī)的直流輸入負(fù)端子相連；全橋整流器一的兩個(gè)交流輸入端分別與高頻升壓變壓器Tl 二次側(cè)的兩端相連、兩個(gè)直流輸出端分別與場效應(yīng)管全橋直交變換器的兩個(gè)直流輸入端相連，場效應(yīng)管全橋直交變換器4個(gè)場效應(yīng)管Q1、場效應(yīng)管Q2、場效應(yīng)管Q3、場效應(yīng)管Q4的柵極分別通過柵極電阻R2、柵極電阻R3、柵 極電阻R4、柵極電阻R5與直交變換器控制器相連，場效應(yīng)管全橋直交變換器的兩個(gè)交流輸出端分別與交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)S2的兩個(gè)逆變輸入端相連，交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)S2的兩個(gè)交流輸入端上分別連接有交流輸入端子，全橋整流器二的兩個(gè)交流輸入端分別與交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)S2兩個(gè)輸出端相連；全橋直交變換器由IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)全橋直交變換器、隔直電容C5和高頻降壓變壓器T2構(gòu)成，全橋整流器二的直流輸出正端與IGBT全橋直交變換器的直流輸入正端相連、直流輸出負(fù)端與IGBT全橋直交變換器的直流輸入負(fù)端相連，IGBT全橋直交變換器4個(gè)IGBT的柵極分別與交直變換控制器相連，IGBT全橋直交變換器第一交流輸出端與隔直電容C5的一端相連，隔直電容C5的另一端和IGBT全橋直交變換器第二交流輸出端分別與高頻降壓變壓器T2 —次側(cè)的兩端相連；全波整流器第一組整流管整流管VD2-1、整流管VD3-1、整流管VD4-1的陽極和第二組整流管整流管VD2-2、整流管VD3-2、整流管VD4-2的陽極分別與高頻降壓變壓器T2 二次側(cè)的兩個(gè)端點(diǎn)相連，全波整流器第一組整流管整流管VD2-1、整流管VD3-1、整流管VD4-1的陰極和第二組整流管整流管VD2-2、整流管VD3-2、整流管VD4-2的陰極分別與電焊機(jī)的直流輸出正端子相連，電焊機(jī)的直流輸出負(fù)端子與高頻降壓變壓器T2 二次側(cè)的中心抽頭相連。電焊機(jī)直流輸入正端子與直交變換器控制器的電源輸入端之間通過電源開關(guān)SI相連。電焊機(jī)的直流輸入正端子和直流輸入負(fù)端子之間并聯(lián)有電容Cl、電容C2和電容C3。高頻升壓變壓器Tl 一次側(cè)的兩端點(diǎn)之間并連有由電組Rl和電容C4相串連構(gòu)成的阻容電路。全橋整流器一兩個(gè)直流輸出端之間并連有濾波電容C5。場效應(yīng)管全橋直交變換器的兩個(gè)交流輸出端之間并連有電阻R6。交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)S2兩個(gè)輸出端與全橋整流器二的兩個(gè)交流輸入端之間設(shè)有雙刀開關(guān)S3并分別串連有電感線圈LI和電感線圈L2。全橋整流器二的正輸出端上串連有電阻Rl，電阻Rl上并連有保護(hù)繼電器Kl常開觸點(diǎn)，保護(hù)繼電器Kl線圈與交直變換控制器相連，全橋直交變換器的直流輸入正端和全橋整流器二的負(fù)輸出端之間并連有電阻R2和濾波電容Cl。全橋整流器二的直流輸出負(fù)端與IGBT全橋直交變換器的直流輸入負(fù)端之間設(shè)有電流互感器T3，電流互感器T3 二次側(cè)的兩端分別與交直變換控制器相連。全橋直交變換器各IGBT的發(fā)射極和集電極之間分別并聯(lián)有由電阻R5和電容Cl、電阻R6和電容C4、電阻R3和電容C3、電阻R4和電容C2相串連構(gòu)成的阻容保護(hù)電路。全波整流器第一組整流管整流管VD2-1、整流管VD3-1、整流管VD4-1的陽極和陰極之間、第二組整流管整流管VD2-2、整流管VD3-2、整流管VD4-2的陽極和陰極之間分別并連有由電阻R7和電容C7、電阻R8和電容C6相串連構(gòu)成的阻容保護(hù)電路。全波整流器第一組整流管整流管VD2-1、整流管VD3-1、整流管VD4-1的陰極和第二組整流管整流管VD2-2、整流管VD3-2、整流管VD4-2的陰極與電焊機(jī)直流輸出正端子之間串連有電感線圈L3。電焊機(jī)的直流輸出正端子和直流輸出負(fù)端子分別通過電容C13和電容C14與電焊機(jī)的接地點(diǎn)之間相連。直流輸出負(fù)端子回路上設(shè)有與交直變換控制器相連的分流器SH，全波整流器的正輸出端與交直變換控制器的電壓信號輸入端相連。交直變換控制器上連接有指示燈HLl、電流顯示屏SX和電流設(shè)定電位器RPI。場效應(yīng)管推挽式直交變換器包括有四組相并聯(lián)的場效應(yīng)管推挽電路，場效應(yīng)管可采用大規(guī)格的磁芯二個(gè)單元并聯(lián)，相應(yīng)MOSFET也要用120A/100V，快恢復(fù)也要用80A/100V。場效應(yīng)管推挽式直交變換器、全橋整流器一、場效應(yīng)管全橋直交變換器、直交變換器控制器、交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)、全橋整流器二、全橋直交變換器、全波整流器和交直變換控制器分別安裝在電焊機(jī)殼體內(nèi)，直流輸入正端子、直流輸入負(fù)端子、直流輸出正端子、直流輸出負(fù)端子、交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)S2、電源開關(guān)S1、指示燈HL1、電流顯示屏SX和電流設(shè)定電位器RPl分別安裝在電焊機(jī)殼體面板上。場效應(yīng)管推挽式 直交變換器、全橋整流器一、場效應(yīng)管全橋直交變換器采用3KWDC24V轉(zhuǎn)換AC220V。全橋直交變換器中采用了四個(gè)40A/600V IGBT，高頻變壓器采用納晶材料。工作原理:1、當(dāng)使用蓄電池時(shí)先將24V直流電逆變成220V交流電。再將220V交流電整流成3IOV左右直流電，采用PWM (脈寬調(diào)制)技術(shù)，將其轉(zhuǎn)換為高頻交流電，再通過高頻變壓器降壓和整流、濾波，變換成符合焊接工藝要求的焊接電源。2、當(dāng)使用交流220V時(shí)先將單相220V的交流電整流成310V左右直流電，采用PWM (脈寬調(diào)制)技術(shù)，將其轉(zhuǎn)換為高頻交流電，再通過高頻變壓器降壓和整流、濾波，變換成符合焊接工藝要求的焊接電源。該機(jī)使用24V蓄電池供電。主要用于大型野外作業(yè)農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械的野外應(yīng)急維修。該機(jī)具有以下特點(diǎn):.結(jié)構(gòu)簡單，使用、維修方便，性能可靠。[0023].引弧容易，電弧穩(wěn)定，飛濺小。.體積小，重量輕。#它可以使用多種不同牌號,直徑在Φ 1.5 3.2mm的焊條。.數(shù)顯表顯示，使電流顯示更加直觀。.省去了在野外無市電的苦惱。.為了保護(hù)蓄電池本焊機(jī)設(shè)置了蓄電池欠壓、過壓保護(hù)。當(dāng)蓄電池電壓低于
18.5V或高于28.5V時(shí)焊機(jī)停止工作。從而保護(hù)了蓄電池。.由于要保護(hù)蓄電池的安全，所以本焊機(jī)的負(fù)載持續(xù)率較低。.具有雙電源功能，既能使用蓄電池，又能使用交流220V.焊接電流在30A-120A之間可調(diào)，能使用Φ 3.2焊條連續(xù)焊接3根以上。主要性能指標(biāo):
權(quán)利要求1.蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，其特征在于:它包括場效應(yīng)管推挽式直交變換器、全橋整流器一、場效應(yīng)管全橋直交變換器、直交變換器控制器、交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)、全橋整流器二、全橋直交變換器、全波整流器和交直變換控制器，場效應(yīng)管推挽式變換器由多組場效應(yīng)管推挽電路和高頻升壓變壓器構(gòu)成，電焊機(jī)的直流輸入正端子與高頻升壓變壓器一次側(cè)的中心抽頭相連，高頻升壓變壓器一次側(cè)的兩端點(diǎn)分別與每組場效應(yīng)管推挽電路的兩個(gè)場效應(yīng)管的漏極分別相連，兩個(gè)場效應(yīng)管的源極分別與電焊機(jī)的直流輸入負(fù)端子相連，兩個(gè)場效應(yīng)管的柵極分別通過柵極電阻與直交變換器控制器相連、分別通過柵源極電阻與電焊機(jī)的直流輸入負(fù)端子相連；全橋整流器一的兩個(gè)交流輸入端分別與高頻升壓變壓器二次側(cè)的兩端相連、兩個(gè)直流輸出端分別與場效應(yīng)管全橋直交變換器的兩個(gè)直流輸入端相連，場效應(yīng)管全橋直交變換器4個(gè)場效應(yīng)管的柵極分別通過柵極電阻與直交變換器控制器相連，場效應(yīng)管全橋直交變換器的兩個(gè)交流輸出端分別與交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)的兩個(gè)逆變輸入端相連，交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)的兩個(gè)交流輸入端上分別連接有交流輸入端子，全橋整流器二的兩個(gè)交流輸入端分別與交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)兩個(gè)輸出端相連；全橋直交變換器由IGBT全橋直交變換器、隔直電容和高頻降壓變壓器構(gòu)成，全橋整流器二的直流輸出正端與IGBT全橋直交變換器的直流輸入正端相連、直流輸出負(fù)端與IGBT全橋直交變換器的直流輸入負(fù)端相連，IGBT全橋直交變換器4個(gè)IGBT的柵極分別與交直變換控制器相連，IGBT全橋直交變換器第一交流輸出端與隔直電容的一端相連，隔直電容的另一端和IGBT全橋直交變換器第二交流輸出端分別與高頻降壓變壓器一次側(cè)的兩端相連；全波整流器第一組整流管的陽極和第二組整流管的陽極分別與高頻降壓變壓器二次側(cè)的兩個(gè)端點(diǎn)相連，全波整流器第一組整流管的陰極和第二組整流管的陰極分別與電焊機(jī)的直流輸出正端子相連，電焊機(jī)的直流輸出負(fù)端子與高頻降壓變壓器二次側(cè)的中心抽頭相連。
2.如權(quán)利要求1所述的蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，其特征在于所述電焊機(jī)直流輸入正端子與直交變換器控制器的電源輸入端之間通過電源開關(guān)SI相連。
3.如權(quán)利要求1所述的蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，其特征在于所述電焊機(jī)的直流輸入正端子和直流輸入負(fù)端子之間并聯(lián)有電容Cl、電容C2和電容C3 ；高頻升壓變壓器Tl 一次側(cè)的兩端點(diǎn)之間并連有由電組Rl和電容C4相串連構(gòu)成的阻容電路。
4.如權(quán)利要求1所·述的蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，其特征在于所述場效應(yīng)管推挽式直交變換器包括有四組相并聯(lián)的場效應(yīng)管推挽電路。
5.如權(quán)利要求1所述的蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，其特征在于所述全橋整流器一兩個(gè)直流輸出端之間并連有濾波電容C5 ;場效應(yīng)管全橋直交變換器的兩個(gè)交流輸出端之間并連有電阻R6。
6.如權(quán)利要求1所述的蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，其特征在于所述交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)S2兩個(gè)輸出端與全橋整流器二的兩個(gè)交流輸入端之間設(shè)有雙刀開關(guān)S3并分別串連有電感線圈LI和電感線圈L2。
7.如權(quán)利要求1所述的蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，其特征在于所述全橋整流器二的正輸出端上串連有電阻Rl，電阻Rl上并連有保護(hù)繼電器Kl常開觸點(diǎn)，保護(hù)繼電器Kl線圈與交直變換控制器相連，全橋直交變換器的直流輸入正端和全橋整流器二的負(fù)輸出端之間并連有電阻R2和濾波電容Cl ;全橋整流器二的直流輸出負(fù)端與IGBT全橋直交變換器的直流輸入負(fù)端之間設(shè)有電流互感器T3，電流互感器T3 二次側(cè)的兩端分別與交直變換控制器相連。
8.如權(quán)利要求1所述的蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，其特征在于所述全橋直交變換器各IGBT的發(fā)射極和集電極之間分別并聯(lián)有由電阻R5和電容Cl、電阻R6和電容C4、電阻R3和電容C3、電阻R4和電容C2相串連構(gòu)成的阻容保護(hù)電路。
9.如權(quán)利要求1所述的蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，其特征在于所述全波整流器第一組整流管整流管VD2-1、整流管VD3-1、整流管VD4-1的陽極和陰極之間、第二組整流管整流管VD2-2、整流管VD3-2、整流管VD4-2的陽極和陰極之間分別并連有由電阻R7和電容C7、電阻R8和電容C6相串連構(gòu)成的阻容保護(hù)電路；全波整流器第一組整流管整流管VD2-1、整流管VD3-1、整流管VD4-1的陰極和第二組整流管整流管VD2-2、整流管VD3-2、整流管VD4-2的陰極與電焊機(jī)直流輸出正端子之間串連有電感線圈L3。
10.如權(quán)利要求1所述的蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，其特征在于所述電焊機(jī)的直流輸出正端子和直流輸出負(fù)端子分別通過電容C13和電容C14與電焊機(jī)的接地點(diǎn)之間相連；直流輸出負(fù)端子回路上設(shè)有與交直變換控制器相連的分流器SH，全波整流器的正輸出端與交直變換控制器的電壓`信號輸入端相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及蓄電池交流220V雙供電逆變直流手弧焊機(jī)，它包括場效應(yīng)管推挽式直交變換器、全橋整流器一、場效應(yīng)管全橋直交變換器、直交變換器控制器、交直輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)、全橋整流器二、全橋直交變換器、全波整流器和交直變換控制器，場效應(yīng)管推挽式變換器由多組場效應(yīng)管推挽電路和高頻升壓變壓器構(gòu)成，全橋直交變換器由IGBT全橋直交變換器、隔直電容和高頻降壓變壓器構(gòu)成。它可以利用兩組100AH/12V蓄電池做為電源，可滿足焊接電流和焊接時(shí)間要求，不會使蓄電池放電電流過大，不會影響蓄電池使用壽命。它解決了大型農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械在野外作業(yè)時(shí)應(yīng)急焊補(bǔ)維修的難題，采用機(jī)動車自身的100AH/12V以上二組蓄電池串聯(lián)供電，實(shí)現(xiàn)手工電弧焊。
文檔編號B23K9/10GK203091934SQ20132010170
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者李寶福, 王春山, 宋訓(xùn)蘭, 于碩 申請人:牡丹江方菱焊接設(shè)備有限責(zé)任公司