[发明专利]直流弧焊机节电减材技术方案

说明书

[一]技术领域

本发明涉及直流电弧机及其电源，尤其是涉及到使用附加直流引弧电压来提直流弧焊机的功率因数和减少体积重量的技术方案。 

[二]背景技术

直流弧焊机是由直流弧焊电源和焊钳等焊接附属设备等部分组成。通常直流弧焊机也称直流孤焊电源。现有直流弧焊电源有：直流弧焊发电机、硅弧焊整流器、晶闸管弧焊整流器和逆变弧焊电源等四类型，其中硅弧焊整流器和晶闸管弧焊整流器都需要有一个工频弧焊整流变压器，它们的初级与交流市电相连接，次级与整流或可控整流器件相连接。硅弧焊整流器输出电流的调节多采用磁放大器原理进行调节。晶闸管弧焊整流器是采用控制相位的方法进行调节。硅弧焊整流器和晶闸管整流器都有单相和三相两种类型，单相采用单相全波或单相桥式整流或可控整流电路，三相采用三相桥式或带平衡电抗器的六相半波(也称带衡电抗器双向星形)整流或可控整流电路。由于弧焊时引弧电压要比弧焊电压高得多，为了减小整流变压器体积和重量，减少整流变压器的用铜量和用铁量、提高变压器的变压比和功率因数，可以采用附加直流引弧电压的方法。现有增加附加直流引弧电压的方法是采用在整流变压器上增加一组次级引弧交流绕组，通过整流器整流获得直流电压之后再在直流输出端加限流电阻来限止引弧电源的最大电流数值。它存着两个缺点：1)要在整流变压器上增加一组次级引弧绕组。2)要加大功率限流电阻，不但浪费电能，更会影响整流设备的散热问题，是否可以不在整流变压器上增加次级引弧绕组和不用耗能的限流电阻来解决引弧所需的引弧电源的限流的问题呢？同一发明人应用桥全可控整流电路和桥半可控整流电路两项发明专利可以解决晶闸管弧焊电源的引弧电源无电阻限流和弧焊电流的调节问题。，并在北京研发出次级主整流电路是三相全控桥的ZX5-J系列既节电又减材的晶闸管弧焊机，鉴定结论：填补国内外空白，具有世界先进水平，现已连续生产十多年，但它还是要在整流变压器中增加3组引弧整流绕组。对次级主整流电路是带平衡电抗器六相半波的ZX5弧焊机来说还要增加6个次级引弧绕组和6个晶间管就显得不太经济，因此，至今尚未开发这类电路的ZX5-J产品。是否可从既不用增加引弧绕组，也不用晶闸管控制代替引弧电流大功率限流电阻，来获得比弧焊电压更高的引弧电源呢？同一发明人在三相直流弧焊机实用新型专利(ZL 95216870.7)增设计使用6个交流电容和12个二极管，使用串联交流电容限流的六相半波整流引弧电源，用于带平衡电抗器六相半波晶闸管的ZX5型焊机；和使用4个电容和8个二极管的电容倍压引弧电源，用于三相全控桥晶闸管的ZX5型焊机。本发明就是要提供更简单、更经济实用的电容倍压整流引弧电源。把它使用在现有的硅整流直流弧焊机和晶闸管直流弧焊机上，使它们都能达到电路更简单、我本更低、使用更可靠论节电减材的目。 

{三}发明内容

本发明是用现有各类直流引弧机内部的工频整流变压器上现有的次级绕组上的交流电压，通过2个电容和4个整流器件组成的倍压整流电路来获得所需的引弧直流电压，为限止和稳定引弧电流在一个直流输出端串有1个电感组成倍压引弧电源。由于电容倍压整流电源既能输出高于整流电路的电压，又能限止最大输出电流(决定于倍压电容容量大小、倍压电路和滤波电感)，因此，能同时解决引弧电源既不需要在整流变压器上增加次级引弧绕组，又不要限流电阻和引弧晶闸管的问题，它能使现有各种带直流引弧电源的直流弧焊机的结构大为简化，它能使现有各种不带直流引弧电源的直流弧焊机提高功率因数和变压比，达到节电减材的目的，符合国家提出节能减排国策，很值得在国内外广泛推广使用。

由于实施本发明可以利用原制造直流弧焊机的设备和工艺。因此，可以很方便对现有各类直流弧焊机生产的节电减材改造，生产带有倍压引弧电源的直流弧焊机。为尽快在国内外推广和使用本发明的电容倍压整流引弧的直流弧焊机。可在原传统型号的名称内增加“J”字，即节电减材的意思。如ZPG1-500J、ZXG-400J等硅整流直流弧焊机和ZX5-250J、ZX5-400J、ZX5-630J等晶闸管整流直流弧焊机。 

目前国内外生产的各类工频硅整流直流弧焊机和晶闸管整流直流弧焊机本来就有很大市场，应用本发明的新一代直流弧焊机很快就可替代传统的直流弧焊机，因此本发明一定能产生很大的经济效益和很大的社会效益。