專利名稱：一種數(shù)字調(diào)壓變壓器及其調(diào)壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字調(diào)壓變壓器及其調(diào)壓方法，特別是一種熔化極氣體保護(hù)焊機數(shù)字調(diào)壓主回路的調(diào)壓方法。屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的熔化極氣體保護(hù)焊機主回路的調(diào)壓方式主要為以下三種抽頭調(diào)壓式，方法是在變壓器原邊設(shè)抽頭，通過手動操作轉(zhuǎn)換開關(guān)變換變壓器原邊抽頭的位置，實現(xiàn)變壓器付邊的調(diào)壓，再經(jīng)過整流電路輸出直流電壓。不能實現(xiàn)數(shù)字調(diào)壓和遠(yuǎn)距離調(diào)壓及網(wǎng)壓補償。
晶閘管相控調(diào)壓式，變壓器變比是固定的，付邊設(shè)晶閘管整流電路，以改變晶閘管的導(dǎo)通角進(jìn)行削波調(diào)壓的方式輸出可變的直流電壓。如要數(shù)字調(diào)壓，則需通過A/D和D/A轉(zhuǎn)換間接實現(xiàn)。缺點是輸出電壓越低波形越不連續(xù)、設(shè)備復(fù)雜不易維修、可靠性不高、存在波形畸變引起的高次諧波和電磁污染。
晶閘管或IGBT逆變調(diào)壓式，方法是將交流電壓整流成直流電壓，再經(jīng)PWM調(diào)節(jié)器調(diào)制成可變的高頻脈沖電壓，經(jīng)高頻變壓器變換后再經(jīng)整流器輸出直流電壓。高頻變壓器的變壓比是固定的，改變電壓是通過改變PWM調(diào)節(jié)器的參數(shù)實現(xiàn)的。且需通過A/D和D/A轉(zhuǎn)換實現(xiàn)間接的數(shù)字調(diào)壓。缺點是設(shè)備復(fù)雜、不易維修、可靠性不高、存在高頻電磁污染。
耿正在《現(xiàn)代焊接》2005(3)上撰文“關(guān)于數(shù)字化焊機核心技術(shù)的幾點看法”，對于全數(shù)字化焊機采用晶閘管或IGBT逆變調(diào)壓式主回路，該文認(rèn)為，在數(shù)字化焊機的核心技術(shù)中，焊接電源扮演著線性功率放大器的作用。由焊接電源內(nèi)部的PWM調(diào)節(jié)器采用DSP控制技術(shù)在控制方面有一定的技術(shù)優(yōu)勢，但對數(shù)字化焊機的整體性能的影響作用不顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用的方法是在數(shù)字調(diào)壓變壓器每相的原邊設(shè)有1個基本繞組和n個調(diào)壓繞組，各個調(diào)壓繞組的匝數(shù)按照二—十進(jìn)制數(shù)的8、4、2、1碼的數(shù)值規(guī)律排列。n個調(diào)壓繞組可以組成2n種串聯(lián)組合。當(dāng)原邊接入基本繞組時，付邊輸出額定電壓。當(dāng)基本繞組和n個調(diào)壓繞組串聯(lián)接入時，付邊輸出電壓降低，降低的數(shù)值取決于串入的n個調(diào)壓繞組的總匝數(shù)。
這種調(diào)壓方法以最少的調(diào)壓繞組實現(xiàn)了最多的調(diào)壓級數(shù)，并以二—十進(jìn)制開關(guān)量的方式實現(xiàn)變壓器的數(shù)字調(diào)壓。應(yīng)用于熔化極氣體保護(hù)焊機數(shù)字調(diào)壓主回路，可使焊機主回路由模擬型變?yōu)閿?shù)字型，可實現(xiàn)真正意義上的全數(shù)字化焊機。同時具有電弧挖掘力大、飛濺較小、易維護(hù)、可靠性高、電壓波形不畸變、不形成電磁污染的優(yōu)點。而且，因為波形無畸變，一臺焊機可以取代該焊機容量以下所有規(guī)格的焊機。


圖1、圖2為數(shù)字調(diào)壓變壓器及其調(diào)壓方法的電氣原理圖。圖中W為變壓器原邊基本繞組；W1至W5為調(diào)壓繞組；WZ為變壓器付邊繞組；U為三相電源中的一相；N為中性線。
圖1、圖2中采用的切換開關(guān)KM代號為交流接觸器(用于大、中容量變壓器)或繼電器(用于小容量變壓器)；A為交流靜態(tài)開關(guān)；也可為手動的組合開關(guān)。
圖2中采用的切換開關(guān)A1-1至A5-1和A1-2至A5-2為交流靜態(tài)開關(guān).。
圖1、圖2中的付邊繞組接上整流電路輸出直流電壓。
具體實施例方式
如圖1、圖2所示，以熔化極氣體保護(hù)焊機數(shù)字調(diào)壓變壓器主回路為例，本發(fā)明的具體實施方式
如下圖中調(diào)壓繞組的數(shù)量以n＝5為例，可以組成25＝32種串聯(lián)組合，這32種調(diào)壓繞組的串聯(lián)組合分別與基本繞組串聯(lián)接通電源，可在變壓器付邊輸出32種電壓值即32級調(diào)壓。5個調(diào)壓繞組中，匝數(shù)最多的是W5，對應(yīng)8、4、2、1碼的16。匝數(shù)最少的是W1，對應(yīng)8、4、2、1碼的1。W1與基本繞組串聯(lián)接入時改變電壓的數(shù)值就是調(diào)壓級差。例如，當(dāng)設(shè)計變壓器原邊接入基本繞組輸出電壓為40V，設(shè)計調(diào)壓級差為0.6V時，通過切換開關(guān)改變調(diào)壓繞組的串聯(lián)組合，變壓器的輸出電壓可從40V開始以每級0.6V的級差降到40-32×0.6＝20.8V；也可從20.8V開始以每級0.6V的級差升到20.8+32×0.6＝40V。n決定調(diào)壓級數(shù)，調(diào)壓級差決定調(diào)壓精度。調(diào)壓級數(shù)與調(diào)壓級差的乘積決定調(diào)壓范圍。調(diào)壓級數(shù)與調(diào)壓級差按需要設(shè)定。
改變調(diào)壓繞組的串聯(lián)組合由切換開關(guān)控制，切換開關(guān)的通斷由邏輯電路控制。當(dāng)然，也可由手動的組合開關(guān)控制。
圖1和圖2示出了數(shù)字調(diào)壓主回路三相中的一相。一相可用于單相交流電源的熔化極氣體保護(hù)焊機數(shù)字調(diào)壓主回路，同樣的三相可用于三相交流電源的熔化極氣體保護(hù)焊機數(shù)字調(diào)壓主回路。
本發(fā)明的數(shù)字調(diào)壓變壓器及其調(diào)壓方法同樣可用于直流電動機調(diào)速、磁阻電動機調(diào)速和交流電焊機、直流電焊機、電阻焊機、螺柱焊機、電鍍電源、涂鍍電源、電解電源、交流調(diào)壓電源、直流調(diào)壓電源主回路的數(shù)字調(diào)壓。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字調(diào)壓變壓器及其調(diào)壓方法，數(shù)字調(diào)壓變壓器具有原邊繞組和付邊繞組，其特征在于數(shù)字調(diào)壓變壓器的原邊繞組具有1個基本繞組和n個調(diào)壓繞組，調(diào)壓繞組的匝數(shù)按照二一十進(jìn)制數(shù)的8、4、2、1碼的數(shù)值規(guī)律排列，n個調(diào)壓繞組通過切換開關(guān)可以組成2n種串聯(lián)組合，2n種串聯(lián)組合與基本繞組串聯(lián)可使變壓器付邊輸出2n種電壓值既2n級調(diào)壓。
2.一種數(shù)字調(diào)壓變壓器及其調(diào)壓方法，可用于直流電動機調(diào)速、磁阻電動機調(diào)速和熔化極氣體保護(hù)焊機、交流焊機、直流焊機、電阻焊機、螺柱焊機、電鍍電源、涂鍍電源、電解電源、交流調(diào)壓電源、直流調(diào)壓電源主回路的變壓器數(shù)字調(diào)壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字調(diào)壓變壓器及其調(diào)壓方法中的切換開關(guān)可以是交流接觸器或繼電器，也可以是交流靜態(tài)開關(guān)，也可以是手動的組合開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字調(diào)壓變壓器及其調(diào)壓方法，特別是一種熔化極氣體保護(hù)焊機數(shù)字調(diào)壓主回路的調(diào)壓方法。屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)有的熔化極氣體保護(hù)焊機主回路的調(diào)壓方式都不是數(shù)字的，缺點是不能遠(yuǎn)控或復(fù)雜、不易維修、可靠性不高、存在高次諧波和電磁污染等。本發(fā)明采用的方法是在變壓器每相的原邊設(shè)有1個基本繞組和n個調(diào)壓繞組，各個調(diào)壓繞組的匝數(shù)按照二一十進(jìn)制數(shù)的8、4、2、1碼的數(shù)值規(guī)律排列。當(dāng)基本繞組和n個調(diào)壓繞組串聯(lián)接入時，副邊輸出電壓取決于串入基本繞組的n個調(diào)壓繞組的總匝數(shù)。使焊機主回路由模擬型變?yōu)閿?shù)字型，克服了現(xiàn)有焊機存在的不足。
文檔編號G05F1/13GK1937119SQ20061015357
公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月12日
發(fā)明者郝桂盛 申請人:郝桂盛