專利名稱：一種可控硅直流氬弧焊機的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種可控硅直流鎢極氬弧焊機的控制電路，可用于高效節(jié)能安全型的直流鎢極氬弧焊機。
目前普遍使用的直流鎢極氬弧焊機主變壓器空載電壓在70～85V之間，變壓器用的銅材和硅鋼片耗費很大，致使變壓器笨重，更重要的是空載電流有數安培甚至數十安培。由于焊機屬間歇工作方式，變壓器線圈長時間通電，大量的電能在空載時被消耗，白白浪費了，運行不經濟。
為了節(jié)省電能、現有技術通常從降低電源空載消耗出發(fā)，采取串接電容在主電源回路降壓和作無功補償、或電子控制電路、高頻節(jié)電器等方式，其執(zhí)行件離不開交流接觸器作隔離開關、由于交流接觸器工作時有噪音，本身消耗功率，加之交流接觸器觸點時間響應速度低，啟動頻繁，觸頭磨損大，所以其壽命都不長。
本實用新型的目的是提供一種節(jié)電率高的直流鎢極弧焊機，空載時能自動切斷輸入電流，負載時又能快速通電起弧，焊接特性好、無噪音、無磨損，輕便經濟實用。
本實用新型由可控硅、脈沖觸發(fā)電路、弧焊變壓器、輔助穩(wěn)弧器、高頻高壓引弧裝置、PID調節(jié)器和電流反饋組成，其中串接在電源回路的可控硅既作焊機主電路的無觸點開關，又是焊機電流調節(jié)元件。為保證焊機的起弧性能好，由變壓器B2提供一組80V的空載電壓穩(wěn)弧。鎢極氬弧焊機是由高頻高壓非接觸引弧的，電弧引燃方式不同于一般交直流焊機，該焊機的工作操作是通過一個聯動按鈕K，同時分別接通高頻引弧電路，穩(wěn)弧電路和脈沖觸發(fā)電路。為更好地使焊接電流穩(wěn)定，調節(jié)特性又好，該焊機經過電流反饋網絡和PID調節(jié)器，既使輸出和輸入實行閉環(huán)控制，也對整個焊機進行過流保護。
本實用新型的進一步構成是由B2提供的一個80V電壓整流后并接在直流輸出回路作空載穩(wěn)弧用。主變壓器的次級工作電壓由通常60～85V降低到20～35V，主變壓器電壓輸出低，匝數少了一半多、銅材和硅鋼片的材料耗費太大下降，體積和重量是一般交直流焊機的，1／3－1／2。
本實用新型綜合考慮了消除焊機的空載消耗，減少變壓器的功率損耗和材料耗費，從主要環(huán)節(jié)上避免和克服了現有技術的不足，對生產廠來說，減少了整機生產成本費用，對焊機用戶來說，節(jié)約了使用運行費用，能取得較顯著的社會經濟效益。
現結合附圖對實用新型進行說明附


圖1是本實用新型的原理方框圖；附圖2是本實用新型的一個實施例線路原理圖。
參照
圖1，可控硅控制和調節(jié)弧焊變壓器初級繞組電壓輸入，其次級電壓被橋式整流，并接在輸出回路的變壓器B2的一個80V電壓作為空載電壓穩(wěn)弧、同時高頻引弧裝置串接在輸出回路作引弧用。由電流互感器和PID調節(jié)器共同組成電流反饋系統，對可控硅觸發(fā)器進行調節(jié)來控制可控硅的導通角，從而調節(jié)整機焊接電流。
參照圖2，變壓器B1是一個輸出電壓為20～35V的主電源，經橋式硅整流管D17——20整流成直流，L1為低頻濾波電感線圈，它能改善電弧動特性，焊接電流的接通和調節(jié)是由串接在變壓器B1初級回路的可控硅控制的，可控硅元件在這里作為電流控制的大闡門，它全導通時，電源電壓幾乎全部流入變壓器B1初級，B1次級電壓最高，焊接電流達到最大輸出，可控硅關閉時變壓器B1的初級和電源之間被切斷、焊接頭上有幾伏漏電壓，操作者能安全地進行其它作業(yè)。
集成塊NE555是一種時基集成電路，接成單穩(wěn)態(tài)振蕩器，選擇定時元件電阻R6——11W1和電容C1的時間常數使之等于10毫秒，即為50周交流電半個波的周期。二極管，D1－4將60V電壓整流、穩(wěn)壓管削波，變成幅度為5～6V的梯形波，梯形波的周期也是10毫秒。輸送給集成塊NE555的②腳作為同步觸發(fā)電壓。這樣，使NE555的振蕩波和主電源頻率嚴格同步。調節(jié)開關K2，可改變脈沖觸發(fā)波形的寬度，也就是改變移相范圍。從③腳輸出的是一個周期為10毫秒、但脈沖寬度變化的方波，經電容C3隔直作用、變壓器B3得到的是一個陡俏的尖脈沖，經次級耦合給雙向可控硅、決定雙向可控硅導通和關閉以及導通角的大小、可控硅元件在此處是一物二用、二極管D1——D4是NE的觸發(fā)信號整流器，二極管D5～D8是NE555的電源整流器。
并接在直流功率輸出的80V電壓是焊接機的空載電壓作穩(wěn)弧用，電阻R12是其限流電阻。鎢極氬弧焊機在工作時由高頻高壓發(fā)生器經變壓器B4串接在主回路，擊穿鎢極和工件之間的空氣隙而引弧的。為防止高頻高壓串入整流器，變壓器和其它電路，由電容C8、C9和高頻扼流圈L2組成高頻兀型旁路。
二極管D24、D25電阻R13、R16、R15電容C7、C5、C10在此均作為過壓保護元件。
為進一步提高焊機性能，提高施焊質量，同時對焊機過流保護，本實用新型采用了一套閉環(huán)控制系統，電流互感器FI和PID放大器及脈沖觸發(fā)器相互連接、電流互感器從變壓器B1的次級取樣電流、在電阻R14上變成電壓，經二極管D13－16整流濾波和PID調節(jié)器同相輸入、與集成塊NE555定時電源反極性聯接。焊機開始工作時，焊接電流較小反饋信號和PID輸出也較小，脈沖觸發(fā)器的觸發(fā)脈沖前移可控硅以較小的導通角通過較大的電壓，使焊接電流變大，當焊接電流過大時，通過反饋的電流也大，經控制調節(jié)電路能抵消上述電流的增長，所以通過這套電流負反饋系統調節(jié)，能使焊機工作電流自動達到一種預先整定的平衡狀態(tài)，獲得陡降的特性并趨于穩(wěn)定。焊機的工作電流由電流表直接讀數，W1是作工作電流微調用。
焊機運行由按鈕開關K1控制，空載時，K1斷開，可控硅關斷了主回路、空載電壓被按鈕開關K1－2切斷，高頻引弧器被按鈕開關K1－3切斷，操作者十分安全。整個焊機只有變壓器B2通電運行，脈沖觸發(fā)器雖工作，整個焊機消耗電流僅數毫安電流空耗，施焊工作時按動按鈕開關K1這時按鈕開關K1－1把脈沖信號加到雙向可控硅控制極上接通主回路。按鈕開關K1－2把空載穩(wěn)弧電壓加在焊接頭上按鈕開關K1－3把高頻高壓發(fā)生器的電源接通，電弧引燃焊機進入運行狀態(tài)。
權利要求1.一種可控硅直流鎢極氬弧焊機，它是由可控硅，脈沖觸發(fā)電路，弧焊變壓器，穩(wěn)弧器、高頻高壓引弧裝置，PID調節(jié)器和電流反饋組成，其特征在于用可控硅作功率開關和電流調節(jié)，且串接在弧焊變壓器的初級回路。
2.根據權利要求1所述的可控硅直流鎢極氬弧焊機，其特征在于脈沖觸發(fā)器主要由時基集成電路NE555組成。
3.根據權利要求1、2所述的可控硅直流鎢極氬弧焊機，其特征在于焊接電流的調節(jié)是通過一個檔位轉換開關K2及電阻R6～R10來改變可控硅的導通角而實現的。
專利摘要本實用新型是一種可控硅直流鎢極氬弧焊機的控制電路，是一種高效節(jié)能的直流電焊機。它是由可控硅，脈沖觸發(fā)器，弧焊電源變壓器，整流元件，輔助穩(wěn)弧和高頻高壓引弧電路，反饋網絡及PID調節(jié)器組成。本實用新型由于采用了可控硅功率元件作開關和電源聯接，避免了電焊機空載損耗，同時由可控硅調壓，改變焊機的電流規(guī)范，使整機效率高。采用集成電路作脈沖觸發(fā)器，簡單，穩(wěn)定，可靠。
文檔編號B23K9/00GK2040020SQ8720465
公開日1989年6月28日 申請日期1987年9月30日 優(yōu)先權日1987年9月30日
發(fā)明者段根明, 譚大斌 申請人:段根明