[发明专利]栓钉焊机及栓钉焊机高频变压器

说明书

[技术领域]

本发明涉及焊接设备，尤其涉及栓钉焊机和栓钉焊机高频变压器。

[背景技术]

螺柱焊机分三大类，一是储能螺柱焊机、二是短周期螺柱焊机，焊接时间在30-200mS，暂载率为10％左右；三是长周期螺柱焊机，焊接时间在300-2000mS，通常在钢构建筑用于栓钉的焊接，俗称为栓钉焊机。栓钉焊机是利用瓷环保护进行长周期(300-2000mS)暂载率在30％左右。目前市场上常用的有工频可控硅控制的电弧栓钉焊机。控制方式分模拟控制和MCU控制两种。工频可控硅电弧栓钉焊机，由于焊接电流在600-3150A、功率在200-300KW之间，所以耗电大、效率低；体积显得庞大、分量重，一般重量在500Kg-600Kg，移动和使用都不方便。焊接电流上升速率慢，焊接电流、焊接电压和焊接时间控制不够精确，焊接质量难以保障。在工地使用时，栓钉的焊接质量易受电网电压波动的影响。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种输出功率大，耗电少、体积小、重量轻的栓钉焊机。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种焊接质量好，整机稳定性和可靠性高的栓钉焊机。

本发明更进一步要解决的技术问题是提供一种能够减少对电网的污染的栓钉焊机。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种输出功率大(最大可达到2500A)、耗电少(仅为同等功率的工频焊机的70％)、体积小(仅为同等功率的工频焊机的8％)、重量轻(仅为同等功率的工频焊机的5％)的栓钉焊机高频变压器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种栓钉焊机，包括三相整流电路，包括高频逆变电路、高频变压器、整流滤波电路和脉宽控制电路，所述的三相整流电路将三相交流电转变成直流电，高频逆变电路在脉宽控制电路的控制下将三相整流电路输出的直流电转换成高频交流电，经高频变压器降压后由整流滤波电路产生脉动直流焊接电流，所述的高频变压器采用环形铁基纳米晶铁芯，次级线圈与初级线圈分层布置；次级线圈由1至6个次级线圈组组成；每个次级线圈组有3个子线圈，所述的3个子线圈沿环形铁基纳米晶铁芯的周向按120°均布，所述的3个子线圈按同名端并联。

以上所述的栓钉焊机，所述的子线圈由2个分子线圈组成，所述的2个分子线圈串联，3个子线圈的分子线圈的串联连接点连接在一起，作为子线圈组的中心抽头引出。所述的次级线圈由4个次级线圈组组成。

以上所述的栓钉焊机，所述的次级线圈布置在内层，初级线圈布置在外层，初级线圈和次级线圈的导线采用20至40股直径0.2至0.6毫米的漆包线绞合而成；所述的环形铁基纳米晶铁芯的饱和磁感应强度1.25T，剩余磁感应强度0.2T，导磁率20000，铁芯叠片参数0.7。

以上所述的栓钉焊机，包括PI电流控制反馈电路，所述的PI电流控制反馈电路从整流滤波电路的输出端采样，将采样值输入脉宽控制电路的信号输入端，实现恒流控制；所述的高频逆变电路包括IGBT桥路开关电路和隔离驱动电路；所述的脉宽控制电路产生4路PWM信号，经隔离驱动电路控制IGBT桥路开关电路的通断。

以上所述的栓钉焊机，包括PI电压控制反馈电路和PID电流反馈电路，所述的PI电压控制反馈电路从整流滤波电路的输出端采样，将采样值输入脉宽控制电路的信号输入端，实现限压控制；所述的PID电流反馈电路从高频变压器的输入端采样，将采样值输入脉宽控制电路的信号输入端，实现瞬间电流峰值的限定。

以上所述的栓钉焊机，所述的三相整流电路依次为电磁兼容电路、三相整流模块、软启动电路和第二整流滤波电路，所述的电磁兼容电路吸收抑制三相交流母线上的电压尖峰，降低电磁干扰；所述的三相整流模块将电磁兼容电路输出的三相交流转换为直流电；所述的第二整流滤波电路包括滤波电容，对三相整流模块输出的直流电进行滤波；所述的软启动电路控制三相整流模块输出主回路，在所述的滤波电容充电至到设定电压后才使主回路通电。

以上所述的栓钉焊机，电磁兼容电路在三相电输入的相线上分别串联有输入电感，在相线间分别并联有削峰电容。

栓钉焊机高频变压器的技术方案是，包括铁芯、初级线圈和次级线圈，所述的栓钉焊机所述的铁芯采用环形铁基纳米晶铁芯，次级线圈与初级线圈分层布置；次级线圈由1至6个次级线圈组组成；每个次级线圈组有3个子线圈，所述的3个子线圈沿环形铁芯的周向按120°均布，所述的3个子线圈按同名端并联。