[实用新型]一种用三相桥半控晶闸管整流的手工电弧焊机

说明书

本实用新型是属于手工电弧焊机。

众所周知，手工电弧焊机（简称电弧焊机），是由电源和焊钳构成。工作时，焊钳夹住焊条，电源通电即可对被焊物进行焊接工作。但现有的某些直流电弧焊机有时会出现失控问题，其原因是该类焊机电源中的主回路（见图1），采用了三相桥式半控晶闸管整流电路，它的晶闸管的关断是靠自然换流来实现。由于晶闸管输出是感性负载，在电感电压作用下，导通的晶闸管在自然换流点仍有电流通过而继续导通，从而出现晶闸管关不断的失控现象。为了解决这一问题，在已有的电弧焊机电源主回路的三相桥半控晶闸管整流电路2与输出电抗器4之间，加入一个续流二极管来对晶闸管进行分流。其作用是为电感提供一个直接放电回路，使导通的晶闸管电流减小到维持电流以下来实现关断。而晶闸管的维持电流很小，导通的晶闸管需加以足够的反压才能关断。尤其是电弧焊机运行在由负载到短路、或由空载到短路的情况下，对应短路状态晶闸管的开通角很小，能提供的反压较低，仍会出现晶闸管关不断的现象。因此，采用续流二极管还不能彻底解决晶闸管的失控问题，影响到电弧焊机工作可靠性。

本实用新型的目的是为了克服以上问题，通过对原电源的电路进行新的设计，以解决晶闸管的失控问题，提高该类焊机的工作可靠性。

本实用新型的设计方案，是通过用控制晶闸管开通角最小值来实现晶闸管的可靠关断。该电弧焊机是由电源和焊钳构成，该电源又是由Y／Y接法的三相整流变压器1、三相桥半控晶闸管整流电路2、辅助回路5、输出电抗器4、输助回路限流电阻6、分流器3组成的主回路21和由同步触发电路7、PI调节电路8、电流反馈电路10、给定电路11、程控电路12组成的主控板19构成，特征是取消了在原主回路21中的三相桥半控晶闸管整流电路2与输出电抗器4之间的续流二极管；在原主控板19中的同步触发电路7与给定电路11之间增加了保留角控制电路9，使给定电路11的电信号进入保留角控制电路9，再到触发电路7，以确保每只晶闸管都可承受到足够大的反压以保证晶闸管能可靠关断；并在触发电路7中采用了V₁、V₂、V₃达林顿三极管代替原有的三极晶体管作功放元件。

下面结合附图对本实用新型详细说明：

图1    本实用新型的方框图

图2    主回路电气原理图

图3    主控板电路图

电弧焊机电源主回路（见图1、图2），Y／Y接法的三相整流变压器输出分别与三相桥半控晶闸管电路2和辅助回路5联接，三相桥半控晶闸管电路2是由V₄、V₅、V₆、V₇、V₈和V₉组成，辅助回路5是由V₁₀、V₁₁、V₁₂、V₁₃、V₁₄和V₁₅组成，输出电抗器4为电感L，辅助回路限流电阻6为R，分流器3为FL。空载时（起弧前）晶闸管V₄、V₅、V₆处于关断状态，输出空载电压由辅助回路5提供。负载时（起弧后），辅助回路5经辅助回路限流电阻6的R提供一个维弧小电流，而主电流由三相桥半控晶闸管电路2提供。

主控板（见图1、图3），它是由触发电路7、PI调节电路8、电流反馈电路10、保留角控制电路9，给定电路11和程控电路12构成。触发电路7原有的三极晶体管改用为V₁、V₂、V₃达林顿三极管。保留角控制电路是由运算放大器N₃、二极管V₁₇、电阻R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₉组成。R₉一端接收给定电路11的电信号。另一端与运算放大器N₃的反相端联接，R₁₁与N₃的输出端和N₃的反相端联接，V₁₇与N₃的输出端和N₄、N₅、N₆的反相端联接，并与PI调节电路8的R₇联接，R₁₀、R₁₉与N₃的正相端联接。