專利名稱：交流發(fā)電逆變、弧焊兩用機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)電、弧焊兩用機。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)使用交流發(fā)電、直流電焊兩用機的直流電焊部分大多采用落后的直流發(fā)電機或半導體整流的方式，它存在效率低、焊接工藝性差的缺點；采用逆變焊機已成為焊機發(fā)展的必然趨勢，但目前逆變焊機的成本高，可靠性低，難以推廣普及，而在野外、鄉(xiāng)村、海島及林區(qū)等無電地區(qū)焊接作業(yè)非常不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型研制了一種效率高、焊接工藝性好，便于移動作業(yè)的交流發(fā)電逆變、弧焊兩用機。本實用新型包含了發(fā)動機1，它還包含了發(fā)電機2、逆變弧焊機3，發(fā)電機2包含常規(guī)發(fā)電機的組成部分，發(fā)電機2的定子電樞繞組采用發(fā)電繞組ab與焊接繞組ab共用一組線圈，發(fā)電機2為單相繞組。逆變弧焊機3由十八個電阻R1-R18、十個電容C1-C10、六個二極管D1-D6、電感L、開關(guān)管Ka、光電耦合器4、發(fā)光信號燈d、電流信號采集傳感器CT1、信號調(diào)整芯片IC2、參數(shù)設置芯片IC5、偏差檢測與PI調(diào)節(jié)芯片IC3、驅(qū)動芯片IC4組成，發(fā)電機2的輸入端接發(fā)動機1的輸出端，發(fā)電機2的電源輸出端a接二極管D5的正極，D5的負極接電容C1、C2、C3的一端和電阻R1的一端及開關(guān)管Ka的正極，C1、C2的另一端接發(fā)電機2的b端，R1的另一端接發(fā)電機2的b端，C3的另一端接二極管D1的正極和電阻R2的一端，二極管D1的負極和R2的另一端接開關(guān)管Ka的負極和二極管D2的正極，D2的負極接電容C4的一端和二極管D3的負極及電感L的一端，C4的另一端接發(fā)電機2的b端，D3的正極接發(fā)電機2的b端，電感L的另一端接電容C5和焊接負載RL的一端，RL的另一端接電流信號采集傳感器CT1的電流輸入端，C5的另一端接電容C6的一端，C6的另一端接CT1的電流輸入端，CT1的電流輸出端接發(fā)電機2的b端，CT1的信號輸出端接電阻R3的一端和信號調(diào)整芯片IC2的信號輸入端，CT1的電源輸入端分接+EC和-EC，R3的另一端接地。IC2的3腳經(jīng)電容C7接地，IC2的6腳接地，IC2的4、8腳懸空，IC2的1、2腳短接后接電阻R4、R5的一端，R4的另一端接IC2的5腳，R5的另一端接IC2的信號輸出端7腳，IC2的信號輸出端7腳接偏差檢測與PI調(diào)節(jié)芯片IC3的信號輸入端2腳；參數(shù)設置芯片IC5的3腳接電位器W1的滑動端和一固定端，W1的另一固定端接IC5的1腳，IC5的1腳經(jīng)電容C10接地，IC5的3、4腳接地，IC5的信號輸出端1腳經(jīng)電阻R11接IC5的2腳，IC5的2腳接+VC，IC5的信號輸出端1腳接偏差檢測與PI調(diào)節(jié)芯片IC3的信號輸入端2腳，IC3的2腳經(jīng)電阻R7接IC3的3腳，IC3的2腳接電容C9的一端和二極管D6的正極，C9的另一端經(jīng)電阻R8接IC3的3腳，D6的負極接電阻R9的一端和電阻R10的一端，R9的另一端接二極管D4的正極，D4的負極接IC3的3腳，R10的另一端接地，IC3的1腳經(jīng)電阻R6接地，IC3的4腳接地，IC3的8腳12腳短接后懸空，IC3的7腳13腳短接后接地，IC3的5腳經(jīng)電容C8接地，IC3的6腳經(jīng)電阻R15接地，IC3的信號輸出端9腳接電阻R13的一端，R13的另一端接驅(qū)動芯片IC4的信號輸入端15腳和電阻R14的一端，R14的另一端接IC4的14腳，IC4的14腳接地，IC4的電源輸入端2腳接+V0，IC4的1腳接開關(guān)管Ka的負極，IC4的電源輸入端9腳接-V0，IC4的6腳接開關(guān)管Ka的正極，IC4的信號輸出端3腳經(jīng)電阻R12接開關(guān)管Ka的控制極，IC4的5腳接光電耦合器4的發(fā)光二極管DL1的負極，DL1的正極經(jīng)電阻R19接+V0，光電耦合器4的三極管V1的集電極接電阻R18的一端，R18的另一端接+V0，V1的發(fā)射極接電阻R17、R16的一端，R16的另一端接發(fā)光信號燈d的一端，d的另一端接地，R17的另一端接地。本實用新型可由發(fā)電機為逆變焊機提供較低的交流電壓，使逆變焊機不需要高頻變壓器，而且功率開關(guān)管承受電壓顯著減小，因而使焊機成本降低，可靠性、效率和動態(tài)性能又優(yōu)于常規(guī)逆變焊機。且由于自行發(fā)電，因而適用于野外、鄉(xiāng)村，海島及林區(qū)等無電或供電不便的作業(yè)現(xiàn)場以及流動作業(yè)使用。


圖1是本實用新型的原理框圖，圖2是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是具體實施方式
二中發(fā)電機繞組與焊接繞組的連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是具體實施方式
二中發(fā)電機繞組與焊接繞組的連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是具體實施方式
四中發(fā)電機繞組與焊接繞組的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一本具體實施方式
由發(fā)動機1、發(fā)電機2、逆變弧焊機3組成，發(fā)電機2包含常規(guī)發(fā)電機的組成部分，發(fā)電機2的定子電樞繞組采用發(fā)電繞組ab與焊接繞組ab共用一組線圈，發(fā)電機2為單相繞組，可做發(fā)電和焊接繞組，由繞組的ab部分為弧焊機電源供電。逆變弧焊機3由十八個電阻R1-R18、十個電容C1-C10、六個二極管D1-D6、電感L、開關(guān)管Ka、光電耦合器4、發(fā)光信號燈d、電流信號采集傳感器CT1、信號調(diào)整芯片IC2、參數(shù)設置芯片IC5、偏差檢測與PI調(diào)節(jié)芯片IC3、驅(qū)動芯片IC4組成，電流信號采集傳感器CT1選用霍爾電流傳感器LEM，信號調(diào)整芯片IC2選用LM358型號，參數(shù)設置芯片IC5選用LM399型號，偏差檢測與PI調(diào)節(jié)芯片IC3選用TL494型號，驅(qū)動芯片IC4選用EXB841型號，發(fā)電機2的輸入端接發(fā)動機1的輸出端，發(fā)電機2的電源輸出端a接二極管D5的正極，D5的負極接電容C1、C2、C3的一端和電阻R1的一端及開關(guān)管Ka的正極，Ka選用IGBT開關(guān)管，逆變式直流弧焊機電源的主電路拓樸結(jié)構(gòu)采用單管正激式，C1、C2的另一端接發(fā)電機2的b端，R1的另一端接發(fā)電機2的b端，C3的另一端接二極管的D1的正極和電阻R2的一端，二極管D1的負極和R2的另一端接開關(guān)管Ka的負極和二極管D2的正極，D2的負極接電容C4的一端和二極管D3的負極及電感L的一端，C4的另一端接發(fā)電機2的b端，D3的正極接發(fā)電機2的b端，電感L的另一端接電容C5和焊接負裁RL的一端，RL的另一端接電流信號采集傳感器CT1的電流輸入端，C5的另一端接電容C6的一端，C6的另一端接CT1的電流輸入端，CT1的電流輸出端接發(fā)電機2的b端，CT1的信號輸出端接電阻R3的一端和信號調(diào)整芯片IC2的信號輸入端，CT1的電源輸入端分接+EC和-EC，R3的另一端接地。IC2的3腳經(jīng)電容C7接地，IC2的6腳接地，IC2的1、2腳短接后接電阻R4、R5的一端，R4的另一端接IC2的5腳，R5的另一端接IC2的信號輸出端7腳，IC2的信號輸出端7腳接偏差檢測與PI調(diào)節(jié)芯片IC3的信號輸入端2腳，參數(shù)設置芯片IC5的3腳接電位器W1的滑動端和一固定端，W1的另一固定端接IC5的1腳，IC5的1腳經(jīng)電容C10接地，IC5的3、4腳接地，IC5的信號輸出端1腳經(jīng)電阻R11接IC5的2腳，IC5的2腳接+VC，IC5的信號輸出端1腳接偏差檢測與PI調(diào)節(jié)芯片IC3的信號輸入端2腳，IC3的2腳經(jīng)電阻R7接IC3的3腳，IC3的2腳接電容C9的一端和二極管D6的正極，C9的另一端經(jīng)電阻R8接IC3的3腳，D6的負極接電阻R9的一端和電阻R10的一端，R9的另一端接二極管D4的正極，D4的負極接IC3的3腳，R10的另一端接地，IC3的1腳經(jīng)電阻R6接地，IC3的4腳接地，IC3的8腳12腳短接后懸空，IC3的7腳13腳短接后接地，IC3的5腳經(jīng)電容C8接地，IC3的6腳經(jīng)電阻R15接地，IC3的信號輸出端9腳接電阻R13的一端，R13的另一端接驅(qū)動芯片IC4的信號輸入端15腳和電阻R14的一端，R14的另一端接IC4的14腳，IC4的14腳接地，IC4的電源輸入端的2腳接+V0，IC4的電源輸入端9腳接-V0，IC4的6腳接開關(guān)管Ka的正極，IC4的信號輸出端3腳經(jīng)電阻R12接開關(guān)管Ka的控制極，IC4的5腳接光電耦合器4的發(fā)光二極管DL1的負極，DL1的正極經(jīng)電阻R19接+V0，光電耦合器4的三極管V1的集電極接電阻R18的一端，R18的另一端接+V0，V1的發(fā)射極接電阻R17、R16的一端，R16的另一端接發(fā)光信號燈d的一端，d的另一端接地，R17的另一端接地。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于發(fā)電繞組ab與焊接繞組de并繞，焊接繞組de的d端接二極管D5的正極，D5的負極接逆變弧焊機3的電源輸入端，de為弧焊機電源提供較低的交流電壓，以適應不同焊接要求。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于發(fā)電繞組具有8個抽頭1-8，當奇數(shù)端子與偶數(shù)端子相接時，子繞組串聯(lián)，與常規(guī)發(fā)電機相同。當所有奇數(shù)端相接，所有偶數(shù)端亦相接時，各子繞組并聯(lián)，焊接繞組7、8的7端接二極管D5的正極，D5的負極接逆變弧焊機3的電源輸入端，7、8端為弧焊機電源提供較低的交流電壓；此種接線方式一般用于較大功率焊接時，其中子繞組的個數(shù)也可視焊接電源要求而定。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于發(fā)電繞組ab與焊接繞組bc共用一組線圈，采用抽頭分壓得到較低的交流電壓，焊接繞組bc的c端接二極管D5的正極，D5的負極接逆變弧焊機3的電源輸入端，由繞組的bc部分為弧焊機電源供電。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于發(fā)電機2由單相繞組改成三相繞組，以適應不同的焊接要求。其他組成和連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于逆變式直流弧焊機電源的主電路拓撲結(jié)構(gòu)由單管正激式改成雙管正激式或橋式電路，以適應不同焊接要求。其他組成和連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
工作原理由發(fā)電機2輸出的工頻交流電經(jīng)整流濾波后再經(jīng)功率開關(guān)管調(diào)節(jié)得到高頻脈沖，再經(jīng)整流濾波和平滑后得到直流電，作為弧焊機電源輸出。由霍爾電流傳感器CT1采集電弧焊負載的電流信號，送入偏差檢測環(huán)節(jié)，與給定的值比較，其偏差經(jīng)PI調(diào)節(jié)運算控制脈沖寬度，從而控制功率開關(guān)管的導通時間，由此構(gòu)成電流負反饋，得到具有陡降外特性的手工弧焊逆變電源?；魻栯娏鱾鞲衅鰿T1采集的電流信號經(jīng)以IC2為核心的信號調(diào)整電路后，進入IC3的2腳，即進入偏差檢測和PI的調(diào)節(jié)電路，IC3完成偏差檢測及PI調(diào)節(jié)后，其輸出量經(jīng)IC4驅(qū)動Ka，并控制Ka的導通時間，構(gòu)成電流負反饋，實現(xiàn)焊接電流恒定和帶外拖的目的。
權(quán)利要求1.交流發(fā)電逆變、弧焊兩用機，它包含了發(fā)動機(1)，其特征在于它還包含了發(fā)電機(2)、逆變弧焊機(3)，發(fā)電機(2)的定子電樞繞組采用發(fā)電繞組ab與焊接繞組ab共用一組線圈；逆變弧焊機(3)由十八個電阻R1-R18、十個電容C1-C10、六個二極管D1-D6、電感L、開關(guān)管Ka、光電耦合器(4)、發(fā)光信號燈d、電流信號采集傳感器CT1、信號調(diào)整芯片IC2、參數(shù)設置芯片IC5、偏差檢測與PI調(diào)節(jié)芯片IC3、驅(qū)動芯片IC4組成，發(fā)電機(2)的輸入端接發(fā)動機(1)的輸出端，發(fā)電機(2)的電源輸出端a端接二極管D5的正極，D5的負極接電容C1、C2、C3的一端和電阻R1的一端及開關(guān)管Ka的正極，C1、C2的另一端接發(fā)電機(2)的b端，R1的另一端接發(fā)電機(2)的b端，C3的另一端接二極管D1的正極和電阻R2的一端，二極管D2的負極和R2的另一端接開關(guān)管Ka的負極和二極管D2的正極，D2的負極接電容C4的一端和二極管D3的負極及電感L的一端，C4的另一端接發(fā)電機(2)的b端，D3的正極接發(fā)電機(2)的b端，電感L的另一端接電容C5和焊接負載RL的一端，RL的另一端接電流信號采集傳感器CT1的電流輸入端，C5的另一端接電容C6的一端，C6的另一端接CT1的電流輸入端，CT1的電流輸出端接發(fā)電機(2)的b端，CT1的信號輸出端接電阻R3的一端和信號調(diào)整芯片IC2的信號輸入端，CT1的電源輸入端分接+EC和-EC，R3的另一端接地，IC2的3腳經(jīng)電容C7接地，IC2的6腳接地，IC2的4、8腳懸空，IC2的1、2腳短接后接電阻R4、R5的一端，R4的另一端接IC2的5腳，R5的另一端接IC2的信號輸出端7腳，IC2的信號輸出端7腳接偏差檢測與PI調(diào)節(jié)芯片IC3的信號輸入端2腳，參數(shù)設置芯片IC5的3腳接電位器W1的滑動端和一固定端，W1的另一固定端接IC5的1腳，IC5的1腳經(jīng)電容C10接地，IC5的3、4腳接地，IC5的信號輸出端1腳經(jīng)電阻R11接IC5的2腳，IC5的2腳接+VC，IC5的信號輸出端1腳接偏差檢測與PI調(diào)節(jié)芯片IC3的信號輸入端2腳，IC3的2腳經(jīng)電阻R7接IC3的3腳，IC3的2腳接電容C9的一端和二極管D6正極，C9的另一端經(jīng)電阻R8接IC3的3腳，D6的負極接電阻R9的一端和電阻R10的一端，R9的另一端接二極管D4的正極，D4的負極接IC3的3腳，R10的另一端接地，IC3的1腳經(jīng)電阻R6接地，IC3的4腳接地，IC3的8腳12腳短接后懸空，IC3的7腳13腳短接后接地，IC3的5腳經(jīng)電容C8接地，IC3的6腳經(jīng)電阻R15接地，IC3的信號輸出端9腳接電阻R13的一端，R13的另一端接驅(qū)動芯片IC4的信號輸入端15腳和電阻R14的一端，R14的另一端接IC4的14腳，IC4的14腳接地，IC4的電源輸入端的2腳接+V0，IC4的1腳接開關(guān)管Ka的負極，IC4的電源輸入端9腳接-V0，IC4的6腳接開關(guān)管Ka的正極，IC4的信號輸出端3腳經(jīng)電阻R12接開關(guān)管Ka的控制極，IC4的5腳接光電耦合器(4)的發(fā)光二極管DL1的負極，DL1的正極經(jīng)電阻R19接+V0，光電耦合器(4)的三極管V1的集電極接電阻R18的一端，R18的另一端接+V0，V1的發(fā)射極接電阻R17、R16的一端，R16的另一端接發(fā)光信號燈d的一端，d的另一端接地，R17的另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流發(fā)電、逆變弧焊兩用機，其特征在于發(fā)電繞組ab與焊接繞組de并繞，焊接繞組de的d端接二極管D5的正極，D5的負極接逆變弧焊機(3)的電源輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流發(fā)電、逆變弧焊兩用機，其特征在于發(fā)電繞組具有8個抽頭(1-8)，所有奇數(shù)端相接，所有偶數(shù)端亦相接時，各子繞組并聯(lián)，焊接繞組7、8的7端接二極管D5的正極，D5的負極接逆變弧焊機(3)的電源輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流發(fā)電、逆變弧焊兩用機，其特征在于發(fā)電繞組ab與焊接繞組bc共用一組線圈，采用抽頭分壓的到較低的交流電壓，焊接繞組bc的c端接二極管D5的正極，D5的負極接逆變弧焊機(3)的電源輸入端。
專利摘要交流發(fā)電、逆變弧焊兩用機，它涉及一種發(fā)電、弧焊兩用機。它還包含了發(fā)電機(2)、逆變弧焊機(3)，逆變弧焊機的電源輸入端接發(fā)電機的輸出端，逆變弧焊機的電源輸出端接電流信號采集傳感器CT
文檔編號B23K9/09GK2523111SQ0221018
公開日2002年11月27日 申請日期2002年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月6日
發(fā)明者李東升, 蓋志武, 叢憲冬, 王偉, 宋文龍 申請人:李東升, 蓋志武