專利名稱：中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬焊接設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機。
背景技術(shù)：
中頻弧焊發(fā)電機，由于具有體積小、重量輕、節(jié)省原材料等特點，受到大家的關(guān)注。 在之前的中頻弧焊發(fā)電機對焊接電流的調(diào)節(jié)是通過以下方法實現(xiàn)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子線圈采用電磁線繞制轉(zhuǎn)子線圈，通過轉(zhuǎn)子滑環(huán)、碳刷等元件將可變的轉(zhuǎn)子勵磁電流送入轉(zhuǎn)子線圈，當控制電路改變饋給轉(zhuǎn)子勵磁線圈的勵磁電流時，即改變轉(zhuǎn)子磁場強度，達到實現(xiàn)調(diào)節(jié)焊接電流之目的。該方法雖然可行，但其存在以下不足1.由于轉(zhuǎn)子線圈等效電感L較大，當控制電路改變勵磁電流來實現(xiàn)焊機輸出外特性和動特性的控制時，由于閉環(huán)勵磁控制回路的時間常數(shù)較大，無法使焊機在電弧負載所允許的動態(tài)時間內(nèi)實現(xiàn)所需的外特性和快速的動特性，至使許多特殊焊接工藝無法實現(xiàn)。2.由于轉(zhuǎn)子勵磁電流是通過滑環(huán)、碳刷等元件饋給轉(zhuǎn)子線圈的，而該環(huán)節(jié)存在磨損、火花等現(xiàn)象，導(dǎo)致了整機可靠性和壽命的降低。發(fā)電機轉(zhuǎn)子采用稀土永磁材料制做，此設(shè)計雖然避免了由于滑環(huán)、碳刷的磨損、火花等導(dǎo)致的整機可靠性和壽命的降低，但是要使永磁轉(zhuǎn)子實現(xiàn)焊機外特性和焊機動特性的改變是不可能實現(xiàn)的。因此只有通過發(fā)電機定子多繞組、抽頭，再采用置于發(fā)電機焊接主回路的轉(zhuǎn)換開關(guān)的檔位轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)焊接電流的調(diào)節(jié)。這是目前采用稀土永磁材料制做轉(zhuǎn)子的發(fā)電機調(diào)節(jié)焊接電流的方法，故其存在以下不足1.由于焊接電流的調(diào)節(jié)是通過有限檔位的轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)的(一般為3 4檔)， 所以該設(shè)計不能實現(xiàn)對焊接電流的無級連續(xù)可調(diào)。2.該調(diào)節(jié)電流方式對焊機的動特性不能做任何調(diào)節(jié)，因此該設(shè)計就不能應(yīng)用于對有特殊焊接工藝要求的焊接工作。3.發(fā)電機定子制造煩瑣，嵌線麻煩，耗材增加。4.發(fā)電機焊接主回路內(nèi)增加了體積較大的主電流轉(zhuǎn)換開關(guān)，不但增加了整機重量，也降低了整機可靠性和壽命。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型給出了中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機，它從根本上解決了目前該類焊機均存在不足的問題。一種中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機，包括稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機(1)、三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)和控制電路(3)，其特征在于稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機(1)連接三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)，三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)連接控制電路(3)，控制電路(3)和稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機(1)之間電連接。[0014]中頻弧焊發(fā)電機⑴由定子鐵芯(6)、發(fā)電機定子(4)和發(fā)電機轉(zhuǎn)子(5)構(gòu)成，其中定子鐵芯(6)內(nèi)圓直徑180 200mm，外圓直徑240 260mm，并于內(nèi)圓周沖有60槽、疊加厚度為30 80mm，定子鐵芯(6)上繞有二組三相、各10對極、空間電相位角互差120度的焊接繞組(7)和輔助電源繞組(8)；發(fā)電機定子(4)與焊接繞組(7)同槽同相位嵌入的三相同步繞組(12)；發(fā)電機轉(zhuǎn)子(5)外圓直徑為180 200mm，其上采用定位螺栓(9)，由二塊鋁合金制造的定位夾板(10)之間嵌入的20片帶有定位孔的稀土永磁體(11)做磁源構(gòu)成。三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)中，可控硅為快速可控硅，二極管為快恢復(fù)二級管?？刂齐娐?3)中，采用TC787芯片(13)作為三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)的核心控制電路，其與同步電路(14)、閉環(huán)焊接電流反饋PI調(diào)節(jié)電路(15)，可控硅光耦觸發(fā)電路(16)組成控制電路(3)?？刂齐娐?3)中，中頻弧焊發(fā)電機⑴供給的三相同步信號通過電阻Rl R3、穩(wěn)壓管Dl D6組成的同步信號整形電路(14)做波形處理后送至TC787芯片(13)同步信號輸入端?？刂齐娐?3)中，由TC787芯片輸出的脈沖觸發(fā)信號，通過光耦TLP250構(gòu)成的可控硅觸發(fā)電路(16)隔離耦合至三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)的對應(yīng)相位的可控硅控制極。控制電路(3)中、通過三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)中的分流器 FL取得的焊接電流信號，反饋至控制電路(3)中的閉環(huán)焊接電流反饋PI調(diào)節(jié)電路(15)進行焊接電流的比較調(diào)整后，送至TC787芯片產(chǎn)生移相觸發(fā)脈沖，對焊機外特性進行調(diào)節(jié)。本實用新型大大提高了產(chǎn)品的可靠性和壽命，并能實現(xiàn)焊機的無級調(diào)速功能，簡化了整機的設(shè)計，減輕了整機的重量。

圖1為本實用新型的整機電器原理圖。圖2為中頻弧焊發(fā)電機(1)的定子鐵芯(6)的視圖。圖3為中頻弧焊發(fā)電機(1)的定子(4)的視圖。圖4為轉(zhuǎn)子(5)的正向視圖。圖5為轉(zhuǎn)子(5)的立體圖。圖6為稀土永磁體(11)的主視圖。圖7為稀土永磁體(11)的右視圖。圖8為稀土永磁體(11)的立體圖。
具體實施方式
中頻弧焊發(fā)電機定子的制造如圖2圖3所示，本實用新型中頻弧焊發(fā)電機定子由內(nèi)圓直徑180 200mm并于內(nèi)圓周沖有60槽、疊加厚度30 80mm、外圓直徑240 260mm的定子鐵芯(6)上繞有二組三相各10對極、空間電相位角互差120度的焊接繞組(7)和輔助電源繞組⑶、與焊接繞組(7)同槽同相位嵌入的三相同步繞組(12)、控制電路(3)所需的供電電源繞組(17)組成的發(fā)電機定子(4)。中頻弧焊發(fā)電機轉(zhuǎn)子的制造如圖4 5所示，本實用新型中頻弧焊發(fā)電機轉(zhuǎn)子外圓直徑為180 200mm、其上采用定位螺栓(9)、二塊加工有安裝稀土永磁體(11)定位凸臺的鋁合金材料制造的定位夾板(10)、并于二塊定位夾板(10)之間通過定位螺栓(9)裝入的20片帶有定位孔和定位圓弧的稀土永磁體(11)做磁源構(gòu)成的發(fā)電機轉(zhuǎn)子(5)。如圖6 8所示，稀土永磁體(11)的內(nèi)外表面設(shè)計為圓弧形，其外表面圓周半徑為定子鐵芯(6)的內(nèi)圓周半徑減0.5 1.0mm;其內(nèi)表面圓周半徑等于定位夾板(10)的定位凸臺圓周半徑。稀土永磁體(11)分別制造為外圓弧面為N極、內(nèi)圓弧面為S極的10塊； 外圓弧面為S極、內(nèi)圓弧面為N極的10塊。安裝時保證N極-S極方式交變安裝。中頻弧焊發(fā)電機與內(nèi)燃機的裝配將轉(zhuǎn)子(5)安裝于轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機輸出軸上；通過固定于內(nèi)燃機上的發(fā)電機前、后端蓋，將發(fā)電機定子(4)安裝于前、后端蓋之間，并保證定子(4)與轉(zhuǎn)子保持在同一位置平面內(nèi)構(gòu)成稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機(1)。將稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機(1)的焊接繞組(7)的A、B、C三相輸出按相序聯(lián)接至三相全控或三相半控焊接電流主電路(2)的交流輸入端；將三相同步信號a、b、c按相序聯(lián)接到控制電路(3)的同步信號整形電路(14)；將焊接主回路中分流器FL的焊接電流反饋信號Vf及焊接電流給定信號Vg聯(lián)接到閉環(huán)焊接電流反饋PI調(diào)節(jié)電路(15)的比較輸入端； 將TC787芯片(13)輸出的三相控制信號(對三相半控橋式主回路)或六相控制信號(對三相全控橋式主回路)聯(lián)接至可控硅光耦觸發(fā)電路(16)進行隔離和功放，對三相可控焊接主回路⑵的對應(yīng)相位的可控硅進行控制。通過調(diào)節(jié)焊接電流給定信號Vg的大小，即可實現(xiàn)對焊接主回路快速可控硅的可控整流調(diào)節(jié)，以最終完成對焊機外特性(即焊接電流) 及焊機動特性進行控制，輸出所需的焊接電流。通過快速可控硅，快恢復(fù)二級管的可控整流主回路對焊機外特性(即焊接電流)及焊機動特性進行控制，輸出所需的焊接電流?？刂齐娐?3)采用TC787芯片(13)作為三相可控硅焊接主回路(2)的核心控制電路，其與三相同步信號整形電路(14)、閉環(huán)焊接電流反饋PI調(diào)節(jié)電路(15)、可控硅光耦觸發(fā)電路(16)共同組成，對三相可控焊接主回路(2)的對應(yīng)相位的可控硅進行控制。
權(quán)利要求1.一種中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機，包括稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機(1)、三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)和控制電路(3)，其特征在于稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機(1)連接三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)，三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)和控制電路(3)之間連接，控制電路(3)和稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機 (1)之間電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機，其特征在于中頻弧焊發(fā)電機(1)由定子鐵芯(6)、發(fā)電機定子(4)和發(fā)電機轉(zhuǎn)子(5)構(gòu)成，其中定子鐵芯 (6)內(nèi)圓直徑180 200mm，外圓直徑240 260mm，并于內(nèi)圓周沖有60槽、疊加厚度為30 80mm，定子鐵芯(6)上繞有二組三相、各10對極、空間電相位角互差120度的焊接繞組(7) 和輔助電源繞組(8);發(fā)電機定子(4)與焊接繞組(7)同槽同相位嵌入的三相同步繞組(12); 發(fā)電機轉(zhuǎn)子(5 )外圓直徑為180 200mm，其上采用定位螺栓(9 )，由二塊鋁合金制造的定位夾板(10)之間嵌入的20片帶有定位孔的稀土永磁體(11)做磁源構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機，其特征在于三相全控或三相半控焊接電流主電路(2)中，可控硅為快速可控硅，二極管為快恢復(fù)二級管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機，其特征在于 控制電路(3)中，采用TC787芯片(13)作為三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2) 的核心控制電路，其與同步電路(14)、閉環(huán)焊接電流反饋PI調(diào)節(jié)電路(15)，可控硅光耦觸發(fā)電路(16)組成控制電路(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機，其特征在于控制電路⑶中，中頻弧焊發(fā)電機(1)供給的三相同步信號通過電阻Rl R3、 穩(wěn)壓管Dl D6 組成的同步信號整形電路(14)做波形處理后送至TC787芯片(13)同步信號輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機，其特征在于控制電路(3)中，由TC787芯片輸出的脈沖觸發(fā)信號，通過光耦TLP250構(gòu)成的可控硅觸發(fā)電路(16)隔離耦合至三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)的對應(yīng)相位的可控硅控制極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機，其特征在于控制電路(3)中、通過三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)中的分流器FL取得的焊接電流信號，反饋至控制電路(3)中的閉環(huán)焊接電流反饋PI調(diào)節(jié)電路(15)進行焊接電流的比較調(diào)整后，送至TC787芯片產(chǎn)生移相觸發(fā)脈沖，對焊機外特性進行調(diào)節(jié)。
專利摘要本實用新型是一種中頻稀土永磁可控硅整流弧焊發(fā)電機，包括稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機(1)、三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)和控制電路(3)組成，其特征在于稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機(1)連接三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)，三相全控或三相半控焊接電流調(diào)節(jié)主電路(2)和控制電路(3)之間連接，控制電路(3)和稀土永磁中頻弧焊發(fā)電機(1)之間連接。本實用新型大大提高了產(chǎn)品的可靠性和壽命，并能實現(xiàn)焊機的無級調(diào)速功能，簡化了整機的設(shè)計，減輕了整機的重量。
文檔編號H02K1/27GK202221975SQ20112031372
公開日2012年5月16日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者吳宇, 吳祖智, 曹松, 黎曙 申請人:云南巨能科技發(fā)展有限公司