[实用新型]晶闸管抽头变压器式电焊机

说明书

本实用新型属于电弧焊接或电弧切割的技术领域，即提供一种晶闸管抽头变压器式电焊机。

目前国内外所采用的交流弧焊机在对焊接电流进行调节时，均采用机械方法通过调节动铁芯或动圈以改变回路阻抗来实现。上述电焊机普遍存在有体积大、功率因数低，电流不稳定等缺点。近年来，国外研制出晶闸管式交流弧焊机，它通过相位控制方法对焊接电流进行调节，可以实现系统的闭环控制，具有电弧稳定，恒流输出、空载断电、远距离调节等优点。《电焊机》杂志1985年第4期曾介绍过这种电焊机，其结构如图1所示，它是将体积较大的电抗器通过晶闸管串加到变压器初级或次级回路中，利用电抗器的储能作用使焊接电流保持连续燃烧。由于这种电抗器的容量和体积均较大，所以电焊机的功率因数仍然较低，结构笨重且成本较高。

本实用新型的目的是提供一种晶闸管抽头变压器式相位控制交流电焊机，它将具有功率因数高、体积小等优点，可实现闭环控制。

本实用新型所提供的晶闸管抽头变压器式电焊机由抽头弧焊变压器、晶闸管、电抗器、脉冲触发器、反馈放大器和电流采样器等构成，其特征在于：采用两组反向并联的晶闸管进行变压器初级控制，其中一组晶闸管接在变压器上；另一组晶闸管通过一个高阻抗小功率电抗器接在变压器抽头上。利用抽头变压器的不同变压比可在变压器次级产生高低相叠加的输出电压，因为产生高压的回路中阻抗很大，故输出电流为小电流，在焊接过程中它起维弧作用，以保持电流的连续燃烧；而产生低压的回路中阻抗很小，故输出电流为大电流，在焊接时起脉冲电流作用。对这个大电流回路中的晶闸管进行相位控制即可对焊接电流进行调节。由于产生脉冲大电流回路的阻抗低，输出电压低，所以本实用新型所提供的电焊机功率因数高、体积小，能够明显地节省电能消耗和制造电焊机的原材料。

本实用新型所提供的晶闸管抽头变压器式电焊机其结构原理图如图2所示，而图3为本电焊机焊接电流波形图。在图2中，T1、T2、T3、T4为晶闸管；L₁为高阻抗小功率电抗器；B为抽头式变压器，N₁、N₂为变压器B的初级绕组；N3为变压器B的次级绕组；Ⅰ和Ⅱ为触发器；Ⅲ为反馈放大器，H为电流采样器。图3中，τ为时间坐标轴；i为弧焊电流坐标轴。

本实用新型所提供的晶闸管抽头变压器式电焊机其工作原理如下，当t＝0时，触发器Ⅱ提供的脉冲使晶闸管T3导通，电流经过T₃、电抗器L₁、变压器的N₂绕组流通，在变压器次级N₃上产生高电压小电流，即维弧电流，在t＝0～π的某一时刻，如t₁时刻，触发器Ⅰ提供的脉冲使晶闸管T₁导通，电流经T₁，变压器初级N₁、N₂流通，在变压器次级N₃上产生低电压大电流，即焊接脉冲电流（见附图3）；当t＝π时，触发器Ⅱ提供的脉冲使晶闸管T₄导通重复T₃的工作过程，但其方向相反；在t＝π～2π的某一时刻，如t₂时刻，触发器I提供的脉冲使晶闸管T2导通重复T1的工作过程，但其方向相反。经过0～2π，这样系统即完成了一个工作过程，其中触发器Ⅰ脉冲可调范围为0－π和π－2π，控制触发器Ⅰ发出脉冲的时刻，即可对焊接电流进行调节，以获得连续燃烧的、可调节的焊接电流。Ⅲ为反馈放大器，它用于对系统进行闭环控制。

如果将本实用新型的晶闸管抽头变压器式电焊机的输出端（即变压器次级回路）中加入整流器ZL和平波电抗器L₂，则可将交流电焊机变为直流电焊机。该直流电焊机的结构如图4所示，图4中除了变压器次级回路与图2不同之外，其余部分同图2完全一样，故在图4中将触发器Ⅰ、Ⅱ和反馈放大器Ⅲ予以省略，未加标出。