[实用新型]一种摆动电抗器及应用该电抗器的逆变式交流氩弧焊机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力元器件技术领域，尤其涉及一种可随流过电流变化线性改变其电感量的摆动电抗器。

本实用新型还涉及一种应用上述结构摆动电抗器的逆变式交流氩弧焊机。

背景技术

电抗器是一种用途广泛的电力元器件，如在说明书附图图1所示的逆变式交流氩弧焊机中就有应用，如图1所示结构的逆变式交流氩弧焊机，其中：逆变恒流电源1’输出直流电压，经电抗器2’送到由晶体管4’，5’，6’，7’组成的二次逆变桥上，通过逆变桥的逆变，然后从左右桥臂中点取出焊接电压，分别送至被焊接的工件9’和氩弧焊焊枪8’上，晶体管4’和7’采用一组同频率同相位的脉冲驱动，晶体管5’和6’采用另一组同频率同相位的脉冲驱动。两组驱动脉冲同频率但相位相差180度。这样就可以在左右桥臂上得到交流方波电流电压，实现交流方波电流电压焊接工艺。

在图1所示逆变式交流氩弧焊机结构中：电抗器2’和电容3’组成储能系统。目的是储备能量，用于交流换向时在输出电压上叠加一个较高电压，使换向过程稳定，不断弧。其原理是：当一对角桥臂的晶体管(如4’和7’)导通变为关断时，电抗器在导通期间储存的能量会为电容器3’充电，使电容器上电压高于逆变电源1’的是输出电压，当另一对角桥臂的晶体管(如5’和6’)导通时，为氩弧焊枪与工件间提供一个较高电压，同样对角桥臂的晶体管(如5’和6’)导通变为关断时，电抗器在导通期间储存的能量会为电容器3’充电，使电容器上电压高于逆变电源1’的是输出电压。对角桥臂的晶体管(如4’和7’)导通时，为氩弧焊枪与工件间提供一个较高电压。这样，就会在正的和负的脉冲电压换向时在其前沿叠加一个较高的脉冲尖峰电压。以满足焊接过程稳定，不断弧的焊接要求图中10’即为为氩弧焊枪与工件间电压波形，其中11’即是桥臂换向时产生的尖峰电压。

该图1所示逆变式交流氩弧焊机结构中一般采用如说明书附图2所示结构的电抗器，其包括设有固定大小气隙14’的铁芯13’，配合安装在该铁芯13’上的螺旋式线圈12’；该种结构的电抗器的缺点在于：电抗器铁芯的气隙宽度是一致的，其电感量就会是一个常数。当应用在如图1所示逆变式交流氩弧焊机的任意一桥臂导通期间电抗器2的电感储能，在关断一瞬间把能量传输给电容器3.根据能量守恒定律：

公式(1)(1/2)*I2*L＝(1/2)*Up2*C

可知，公式(2)Up＝I*√L/C

可以得出：随着焊接电流变大，电容器3上的尖峰电压会正比例增大。

如图3所示的该种结构电抗器的电感量与电流的变化关系图所示：该种结构的电抗器的电感量不随电流的变化而变化，是一常量。

如图4所示的采用该种结构电抗器的逆变式交流氩弧焊机的储能电容上尖峰电压与电流的变化关系图所示：该种结构的电抗器的电感量不随电流的变化而变化，造成图1中逆变式交流氩弧焊机的储能电容3’上的尖峰电压随焊接电流的增加而呈比例增加。

这样，焊接时换向脉冲的尖峰电压大小电流不能兼顾。当小电流尖峰电压幅度合适时，大电流就会有很高的尖峰电压，对晶体管4’，5’，6’，7’和储能电容带来很大威胁，其电压应力成倍升高，损坏的几率急剧上升，通常必须采用箝位电路强行将其箝位于某一安全值，箝位电路采用使得焊机成本上升，并且造成焊机效率指标下降；当大电流尖峰电压幅度合适时，小电流时尖峰电压幅度又不够，极易断弧，严重影响焊接的稳定性。

中国发明专利公开号为“CN1591711”发明名称为“旋转铁芯式可调电抗器”的发明专利公开了一种可调电抗器，该种电抗器的铁芯是由固定铁芯和活动铁芯两部分组成，活动铁芯置于固定铁芯的开口处，活动铁芯旋转轴为硅钢片法线方向，旋转铁芯通过固定支架与固定铁芯开口边形成活动联接，转动旋转铁芯，可以改变旋转铁芯与固定铁芯之间的相对角度。

采用该种结构的可调电抗器可以解决上述技术问题，但是采用该种结构电抗器结构较复、使用成本较高，同时采用该种结构的电抗器需要人为调节方可使用，使用起来也较为麻烦。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、可随流过电流变化线性改变其电感量的摆动电抗器。

本实用新型要解决的技术问题还在于提供一种采用上述结构摆动电抗器的

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：