[发明专利]弧焊变压器

说明书

本发明涉及用于焊接的弧焊变压器。

过去的交流弧焊变压器的口字形铁芯，其横截面各处面积相等，用V＝4.44fBSN公式确定各个参数的取值。式中V为绕组两端电压，f为频率，B为磁感应强度，S为绕组中铁芯的横截面积，N为绕组的匝数。B的最大值不能超过硅钢片的饱和值，这就限制了电磁场的功率传递。其调流方式只能降压调流，不能恒压输出，不能实现无级无损耗调节电流。而且。电流调节需移动线包、动芯，调节麻烦，不稳定，功率因数低，制造成本也高。

本发明的目的，在于克服上述缺点和不足，提供一种可以实现恒压输出和无级无损耗调流，电流稳定，调节简单；功率因数高，制造成本低，焊接性能优良的弧焊变压器。

为了达到上述目的，本发明弧焊变压器由日字形铁芯和缠绕在铁芯上的一次线圈和二次线圈所组成。日字形铁芯的框边的横截面积S₁和其中间的横截面积S相比，有0.628S＜S₁。做为输入端的一次线圈缠绕在日字形铁芯的中间。二次线圈由分别缠绕在日字形铁芯的两边上的两个绕组组成。两个绕组的一端同极性连接成公共端。两个绕组另外两端构成控制端，与控制电路相连。公共端与两个绕组另外两端中的一端构成输出端。

控制电路为双向可控硅交流调压及触发电路。

过去的日字形铁芯，一般有S＝2S₁，则B₁＝B。式中B₁为日字形铁芯的框边中的磁感应强度，B为日字形铁芯的中间的磁感应强度。当0.628S＜S₁时，则有： B 1 < 1 1 . 256 B ]]>在日字形铁芯的中间缠绕的一次线圈建立了交变磁场，B在很宽的范围内不能饱和。因为B₁就更不会饱和。此时效果最好，空载电流也减小。二次线圈的两个绕组的一端同极性连接，另外两端构成控制端，公共端与两个绕组另两端中的一端构成输出端。输出端由一次线圈获得同步电势和能量，并贮存以备下半波输出。输出端得到了极好的下特性。

控制电路为双向可控硅交流调压及触发电路。这种电路可用双向二极管来触发，利用它的转折特性来获得触发脉冲。本发明实际上是用控制端获得的电势提供双向可控硅导通的条件。双向可控硅由关到开由同步电势决定。到达导通参数后，通过控制双向可控硅的导通电流改善其导通波形，克服其缺陷。改变双向可控硅的触发角就改变磁场的能量，达到恒压输出和无级无损耗调流。在磁电转换的过程里，减小了NS极的振荡，降低了噪音。

这种变压器的一种改进结构是将所说的公共端与另一缠绕在日字形铁芯的中间的辅助线圈串联后再与两个绕组另外两端中的一端构成输出端。这种改进可以保持变压器的良好的平特性。使之不仅能很好地用于下特性而且能很好地用于平特性。

另一种改进结构是将两个绕组另外两端中的一端与又一缠绕在日字形铁芯的中间的第二辅助线圈串联后再与辅助线圈的输出端点构成输出端。

另一种电路结构是一次线圈由三组以星形接法组成，二次线圈的两个绕组各由三组组成。两个绕组的同一组同极性连接成公共端后再接成双向可控硅桥式整流直流输出电路。这种结构属于三相接法，其输出为直流。

直流下特性电源由恒压无级调流电源整流后组合。在电源输入电压不变的情况下，改变组合电源一次线圈的首末绕组，有增压增流特性。这种变压器不需电压滤波，可大大增加输出功率和导线的长度，解决直流下特性变压器引弧能量小和电弧穿透力差的问题。同时，由于电流的调节范围加大，特别是可以调至1A的小电流，使之可以用于焊接薄钢板。

本发明弧焊变压器的任务就是这样完成的。

本发明提供了一种可以实现恒压输出和无级无损耗调流，电流稳定、调节简单，功率因数高，制造成本低，噪音小，熔化速度快，飞溅少，电弧发射距离长，焊接性能稳定优良的弧焊变压器。和过去的同类产品相比，噪音降低15～20分贝，减少飞溅30～35％，电弧的发射距离增长1.7～2.1倍，无电源振荡。变压器的稳定性保持在1～2％之间。它可以广泛应用于钢等金属材料的弧焊中，焊接薄钢板时效果更好。