專利名稱：多特性內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多特性內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)，屬于焊接設(shè)備。
背景技術(shù)：
石油天然氣、鐵路等需要在野外及無電源地區(qū)進(jìn)行焊接施工的部門及行業(yè)，對焊接設(shè)備具有體積小、重量輕、機(jī)動性好，使用靈活方便等使用性能提出了越來越高的要求。特別是隨著焊接材料及焊接工藝水平的不斷發(fā)展提高，對焊接設(shè)備的焊接工藝性能及焊接設(shè)備的工藝適應(yīng)性也提出了更高的要求。目前石油天然氣管道焊接作業(yè)時采用的典型焊接工藝為對于中、小口徑管線采用“纖維素焊條立向下焊打底+纖維素焊條立向下焊填充蓋面”的焊接工藝；對于大口徑管線則采用“纖維素焊條立向下焊打底+自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊填充蓋面”的焊接工藝。并且從國內(nèi)外鐵路焊接工藝的發(fā)展趨勢看，“自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊”必將成為首選的高效焊接方法。因此國內(nèi)外焊接設(shè)備生產(chǎn)廠家紛紛投入大量人力物力研發(fā)及生產(chǎn)與此相應(yīng)的焊機(jī)及焊接設(shè)備。
目前國內(nèi)外具有“纖維素焊條立向下焊”和“自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊”兩種功能集于一體的多特性自發(fā)電型焊機(jī)僅美國林肯公司和美國米勒公司能夠生產(chǎn)。但由于其結(jié)構(gòu)上是采用直流弧焊發(fā)電機(jī)作為焊接電源，體積大，重量重，重量可達(dá)800～1000Kg，不能適應(yīng)我國地形復(fù)雜地帶，丘陵山區(qū)及水田水網(wǎng)密布地帶的野外焊接施工作業(yè)。國內(nèi)雖然已經(jīng)能夠生產(chǎn)具有“纖維焊條立向下焊”功能的焊機(jī)和具有“自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊”功能的焊機(jī)，但除本公司生產(chǎn)的“AXQ1-300X”型焊機(jī)屬于自發(fā)電型具有纖維素焊條立向下焊功能的焊機(jī)(專利號為ZL 00 2 23112.3)外，其他均屬于逆變焊機(jī)，并且功能單一。對于逆變型焊機(jī)，均需選配大型發(fā)電機(jī)組方能進(jìn)行野外及無電源地區(qū)的焊接作業(yè)。由于大型發(fā)電機(jī)組體積大、重量重、搬運(yùn)困難，往往需要架設(shè)長達(dá)數(shù)公里的臨時輸電線路，因此使用不方便，限制了其使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種體積小、重量輕、使用靈活方便、焊接工藝性能優(yōu)良，能夠輸出“平”、“降”兩種特性的內(nèi)燃一體化多特性弧焊發(fā)電機(jī)，以充分滿足石油天然氣、鐵路等部門及行業(yè)野外及無電源地區(qū)“纖維素焊條立向下”或“自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊”不同焊接工藝對焊接設(shè)備的不同要求，并跟本解決在不使用“自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊”工藝時造成的單一功能自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊機(jī)的閑置問題。
本實用新型的技術(shù)方案如下一種多特性內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)，包括有內(nèi)燃機(jī)、轉(zhuǎn)子、定子、整流濾波元件、續(xù)流二極管、其特征在于它還包括三相可控整流及開關(guān)電路、相應(yīng)的觸發(fā)電路、可控硅開關(guān)及其相應(yīng)的觸發(fā)電路，其中定子的嵌線槽內(nèi)有焊接繞組、降特性基值繞組、平特性基值繞組、激磁繞組和反饋繞組，焊接繞組接三相可控整流及開關(guān)電路，降特性基值繞組串接三相電抗器并經(jīng)整流橋整流后與三相可控整流及開關(guān)電路的輸出端同極性并聯(lián)，平特性基值繞組經(jīng)整流橋整流并串接可控硅開關(guān)后與三相可控整流及開關(guān)電路的輸出端同極性并聯(lián)。
上述的三相可控硅整流及開關(guān)電路的觸發(fā)電路由外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1選擇其控制電路的工作模式。三相可控整流及開關(guān)電路的觸發(fā)電路由焊接電流負(fù)反饋控制電路或電弧電壓負(fù)反饋控制電路進(jìn)行控制。其中焊接電流負(fù)反饋控制電路是由降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路連接電子開關(guān)、經(jīng)比較環(huán)節(jié)，連接電子開關(guān)和反饋網(wǎng)絡(luò)，再經(jīng)焊接電流傳感器和誤差放大及控制電路構(gòu)成，兩個電子開關(guān)的控制端a及b連接外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的觸點K1-2的“I”點。電弧電壓負(fù)反饋控制電路是由平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路連接電子開關(guān)、經(jīng)比較環(huán)節(jié)連接電子開關(guān)和反饋網(wǎng)絡(luò)、再經(jīng)電弧電壓采樣電路和誤差放大及控制電路構(gòu)成，兩個電子開關(guān)的控制端c和d連接外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的觸點K1-2的“II”點。
當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)K1置于“降特性”位置，即“I”位置時，電子開關(guān)將降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路、比較環(huán)節(jié)、降特性反饋網(wǎng)絡(luò)、焊接電流傳感器及誤差放大及控制電路連接成電流負(fù)反饋閉環(huán)控制電路，輸出恒流外特性，用于手弧焊；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)K1置于“平特性”位置，即“II”位置時，電子開關(guān)將平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路、比較環(huán)節(jié)、平特性反饋網(wǎng)絡(luò)、電弧電壓采樣電路及誤差放大及控制電路連接成電弧電壓負(fù)反饋閉環(huán)控制電路，輸出恒壓外特性(即平特性)，用于“自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊”。
本實用新型以體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊的內(nèi)燃式中頻交流弧焊發(fā)電機(jī)作為工作電源，以研制的三相可控整流及開關(guān)電路作為控制核心，并在相應(yīng)閉環(huán)負(fù)反饋控制電路的控制下將弧焊發(fā)電機(jī)輸出的中頻交流整流為直流，并獲得及調(diào)節(jié)所需的平特性或降特性輸出。由于是以三相可控整流及開關(guān)電路作為控制核心獲得及調(diào)節(jié)外特性曲線，可將中頻弧焊發(fā)電機(jī)輸出的外特性曲線設(shè)置在最高狀態(tài)下，避免了普通整流式內(nèi)燃中頻弧焊發(fā)電機(jī)靠瓷盤電阻調(diào)節(jié)激磁電流來調(diào)節(jié)外特性曲線而造成的調(diào)節(jié)范圍下限動特性很差的問題，客觀上提高了這種中頻內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)的動特性，這是改善整機(jī)動特性的一個基本技術(shù)措施。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為三相可控整流及開關(guān)電路原理圖；圖3為可控硅開關(guān)觸發(fā)電路的原理圖；圖4為“平特性”狀態(tài)下激磁電流的內(nèi)環(huán)負(fù)反饋控制電路原理圖；圖5(a)為平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路；圖5(b)為降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路；圖5(c)為電弧電壓采樣電路；圖5(d)為給定電壓設(shè)定電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進(jìn)一步說明圖中1.內(nèi)燃機(jī)，2.轉(zhuǎn)子，3.激磁繞組，4.定子，5.降特性基值繞組，6.三相電抗器，7、12.整流橋，8.焊接繞組，9.三相可控整流及開關(guān)電路，10、18.觸發(fā)電路，11.平特性基值繞組，13.反饋繞組，14.整流濾波電路，15.給定電壓設(shè)定電路，16、28、30.反饋網(wǎng)絡(luò)，17.激磁電流控制電路，19.電弧電壓采樣電路，20.焊接電流傳感器，21.降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路，22、24、27、29.電子開關(guān)，23.平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路，25、34.比較環(huán)節(jié)，26.誤差放大控制電路，31.光電耦合隔離電路，32.放大電路，33.誤差放大電路，K1.外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)，K2.降特性大小檔轉(zhuǎn)換開關(guān)，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13.電阻，W1、W2.電位器，C1.電容器，D1、D2、D3、D4、D5.二極管，T1.三極管，SCR.可控硅開關(guān)，L.濾波電感，SCR1-3.可控硅。
參見附圖1，本實用新型由內(nèi)燃機(jī)1，轉(zhuǎn)子2，定子4，三相可控整流及開關(guān)電路9，三相電抗器6，整流橋7、12，濾波電感L，焊接電流傳感器20，可控硅開關(guān)SCR以及與裝有整流濾波元件C1和D1，續(xù)流二極管D2，外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1，降特性大小檔轉(zhuǎn)換開關(guān)K2，單元電路10、14、15、16、17、18、19、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34，并且還裝有元件R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、W1、W2、T1的控制箱，安裝在有行走輪的機(jī)架上，做成一體化自發(fā)電式弧焊機(jī)。定子4的嵌線槽內(nèi)有焊接繞組8、降特性基值繞組5、平特性基值繞組11、激磁繞組3和反饋繞組13焊接繞組8接三相可控整流及開關(guān)電路9，降特性基值繞組5串接三相電抗器6并經(jīng)整流橋7整流后與三相可控整流及開關(guān)電路9的輸出端同極性并聯(lián)，平特性基值繞組11經(jīng)整流橋12整流并串接可控硅開關(guān)SCR后與三相可控整流及開關(guān)電路9的輸出端同極性并聯(lián)。焊接繞組8，降特性基值繞組5和平特性基值繞組11輸出720Hz中頻交流電，所輸出的伏安特性為下降特性。降特性基值繞組5經(jīng)三相電抗器6限流再由整流橋7整流為陡降特性的直流，其空載電壓取值范圍為60～90V，短路電流取30～50A，為整機(jī)提供較為合適的空載電壓及為降特性焊接時提供焊接電流調(diào)節(jié)范圍的下限，同時此電源還有提高起弧可靠性及防止斷弧的作用。平特性基值繞組11經(jīng)整流橋12整流為直流，為平特性焊接時提供基值電壓，其空載電壓較低，應(yīng)低于平特性焊接時焊接電壓調(diào)節(jié)范圍的下限。焊接繞組8提供最高外特性曲線，經(jīng)三相可控整流及開關(guān)電路9整流為直流，用以輸出覆蓋全電流調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的恒流外特性曲線或輸出覆蓋全電壓調(diào)節(jié)范圍的恒壓外特性曲線。三相可控整流及開關(guān)電路9中的可控硅工作在開關(guān)狀態(tài)，即通過設(shè)計觸發(fā)電路參數(shù)，使可控硅觸發(fā)后處于全導(dǎo)通狀態(tài)，此時三相可控整流及開關(guān)電路9即為普通三相橋式整流電路；當(dāng)觸發(fā)信號撤除后，三相可控整流及開關(guān)電路9即處于完全關(guān)斷狀態(tài)。因此此電路的工作狀態(tài)為開關(guān)型的可控三相整流電路，參見圖2。當(dāng)此開關(guān)導(dǎo)通時，主要由焊接繞組8輸出的最高外特性曲線為電弧供電，而當(dāng)此開關(guān)關(guān)斷時將只由平特性基值繞組或降特性基值繞組對電弧供電。
本實用新型重要的技術(shù)特征就是通過控制三相可控硅整流開關(guān)電路9的開關(guān)狀態(tài)，使平特性基值繞組11和焊接繞組8輪流向電弧負(fù)載供電，或使降特性基值繞組5和焊接繞組8輪流向電弧負(fù)載供電，實現(xiàn)獨(dú)特的“外特性曲線動態(tài)掃描”工作方式。所設(shè)計的“外特性曲線動態(tài)掃描”這種新技術(shù)，可以使整機(jī)的動態(tài)品質(zhì)得到根本提高，獲得優(yōu)良的焊接工藝性能，并且很容易通過相應(yīng)的閉環(huán)負(fù)反饋控制電路控制，實現(xiàn)通過焊接繞組8輸出的最高外特性曲線在平特性基值曲線的基礎(chǔ)上的上下掃描，獲得平硬外特性輸出，用于“自保護(hù)藥芯焊絲的半自動焊”工藝；或?qū)崿F(xiàn)通過焊接繞組8輸出的最高外特性曲線在降特性基值曲線的基礎(chǔ)上的水平掃描，獲得恒流外特性輸出，用于手弧焊及“纖維素焊條的立向下焊”工藝。達(dá)到“多特性”的外特性輸出的目的。
這部分的電路實現(xiàn)參見圖1三相可控整流及開關(guān)電路的觸發(fā)電路10由焊接電流負(fù)反饋控制電路或電弧電壓負(fù)反饋控制電路進(jìn)行控制，焊接電流負(fù)反饋控制電路是由降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路21連接電子開關(guān)22、經(jīng)比較環(huán)節(jié)25，連接電子開關(guān)27和反饋網(wǎng)絡(luò)28，再經(jīng)焊接電流傳感器20和誤差放大及控制電路26構(gòu)成，電子開關(guān)22和27的控制端a及b連接外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的觸點K1-2的“I”點；電弧電壓負(fù)反饋控制電路是由平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路23連接電子開關(guān)24、經(jīng)比較環(huán)節(jié)25連接電子開關(guān)29和反饋網(wǎng)絡(luò)30、再經(jīng)電弧電壓采樣電路19和誤差放大及控制電路26構(gòu)成，電子開關(guān)24和29的控制端c和d連接外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的觸點K1-2的“II”點。其中，降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路21是由電阻R7、R8、R9，電位器W2和降特性大小檔轉(zhuǎn)換K2的觸點K2-2構(gòu)成的分壓電路，參見圖5(b)。平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路23是由電阻R5、R6和電位器W1構(gòu)成的分壓電路，參見圖5(a)。電弧電壓采樣電路19是由電阻R10和R11構(gòu)成的分壓電路，參見圖5(c)。
當(dāng)外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1置于“II”位置時，觸點K1-2使電子開關(guān)24和29的控制端c和d為高電位，電子開關(guān)24和29閉合。同時，電子開關(guān)22和27控制端a和b被電阻R4下拉為低電位而不導(dǎo)通。由于K1-2處于“II”位置，使電子開關(guān)24和29閉合導(dǎo)通，使平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路23，比較環(huán)節(jié)25，誤差放大控制電路26，反饋網(wǎng)絡(luò)30和電弧電壓采樣電路19，連接成為電弧電壓負(fù)反饋控制電路，產(chǎn)生的控制信號UK1通過觸發(fā)電路10自動控制三相可控整流及開關(guān)電路9的工作狀態(tài)。K1-2置于“II”位置的同時，電阻R3上方的電位為高電位，此高電位作為控制信號UK2，通過光耦合隔離電路31和放大電路32構(gòu)成的觸發(fā)電路18放大后觸發(fā)可控制開關(guān)SCR，參見圖1和圖3。由于可控硅開關(guān)SCR被無條件觸發(fā)處于全導(dǎo)通狀態(tài)，將由此輸出平特性基值曲線。因此在K1置于“II”位置時實現(xiàn)了焊接繞組8輸出的最高外特性曲線與平特性基值繞組11輸出的平特性基值曲線之間的切換和上下描掃，獲得平均值為平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路23設(shè)定的平特性曲線輸出。設(shè)計及選擇焊接繞組8和平特性基值繞組11的參數(shù)，通過平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路23調(diào)節(jié)，所輸出的平特性曲線的電壓調(diào)節(jié)范圍為17V～32V，允用焊接電流范圍為150A～350A。由于降特性基值繞組5是通過三相電抗器6限流并由整流橋7整流輸出短路電流為30～50A的陡降特性，故此陡降特性僅起到為平特性焊接時提供適合的空載電壓，提高引弧的成功率和防止斷弧的作用。因此，降特性基值繞組5，焊接繞組8和平特性基值繞組11共同輸出標(biāo)準(zhǔn)的“L”外特性曲線。
為了進(jìn)一步提高焊機(jī)輸出的平特性曲線的平硬程度，進(jìn)一步減小整機(jī)的動態(tài)內(nèi)阻，滿足“自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊”對焊機(jī)動態(tài)品質(zhì)的高要求，當(dāng)外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1置于“II”位置時，觸點K1-1將激磁電流控制電路17串入轉(zhuǎn)子2的激磁回路中，參見圖1和圖4。定子4中的反饋繞組13，經(jīng)過整流濾波電路14整流濾波后由反饋網(wǎng)絡(luò)16獲得與焊接繞組8及平特性基值繞組11輸出電壓成正比的反饋信號，并與由分壓電阻R12和R13構(gòu)成的給定電壓設(shè)定電路15、比較環(huán)節(jié)34、誤差放大電路33及晶體三極管T1接成內(nèi)環(huán)電壓負(fù)反饋電路，有效減小了定子繞組所輸出的動態(tài)內(nèi)阻，進(jìn)一步提高了整機(jī)的響應(yīng)速度，使整機(jī)在電弧電壓為17V的低電壓下仍獲得了優(yōu)良的焊接工藝性能，并且根本消除了“固體短路”現(xiàn)象。
當(dāng)外性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1置于“I”位置時，觸點K1-2使電子開關(guān)22和27的控制端a和b為高電位，電子開關(guān)22和27閉合導(dǎo)通。同時，電子開關(guān)24和29的控制端c和d被電阻R3下拉為低電位而不導(dǎo)通，并且電阻R3上端輸出的控制信號UK2亦為低電位，可控硅開關(guān)SCR不導(dǎo)通，平特性基值繞組11不向電弧負(fù)載供電，參見圖1和圖3。由于K1-2處于“I”位置，使電子開關(guān)22和27閉合導(dǎo)通，使降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路21，比較環(huán)節(jié)25，誤差放大控制電路26，反饋網(wǎng)絡(luò)28和焊接電流傳感器20連接成為焊接電流負(fù)反饋控制電路，產(chǎn)生的控制信號UK1通過觸發(fā)電路10，自動控制三相可控整流及開關(guān)電路9的工作狀態(tài)，實現(xiàn)焊接繞組8輸出的最高外特性曲線與降特性基值繞組5經(jīng)三相電抗器6限流及整流橋7整流輸出的降特性基值外特性曲線之間的切換，并實現(xiàn)水平掃描，獲得平均值為降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路21設(shè)定的恒流外特性曲線輸出。設(shè)計及選擇焊接繞組8和降特性基值繞組5及三相電抗器6的參數(shù)，通過調(diào)節(jié)降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路21，使輸出的恒流外特性曲線的調(diào)節(jié)范圍為50A～300A。而降特性基值繞組5通過三相電抗器6限流并由整流橋7整流輸出的短路電流為30～50A的陡降特性，為外特性曲線水平掃描提供基值電流，同時又提供了合適的空載電壓，提高了引弧成功率及防止斷弧。
由于是通過焊接繞組8輸出的最高外特性曲線與降特性基值繞組5輸出的基值電流之間的水平掃描，輸出調(diào)節(jié)范圍高達(dá)50～300A的恒流。因此所輸出的焊接電流波形的“內(nèi)脈動”系數(shù)很大，特別是在焊接電流調(diào)節(jié)范圍的下限時更為嚴(yán)重，將導(dǎo)致電弧吹力過大飛濺偏大的問題。為了減小“內(nèi)脈動”系數(shù)過大導(dǎo)致的電弧吹力過大的問題，并保證獲得合適的電弧吹力，當(dāng)外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1置于降特性的“I”位置時，K1的觸點K1-1將電阻R1或R1+R2串入激磁回路中，參見圖1，即通過加大激磁回路中的電阻來降低這種自激式弧焊發(fā)電機(jī)輸出特性的硬度，特別是由此增大了焊接繞組8的動態(tài)內(nèi)阻，有效減小了降特性基值電流與焊接繞組8輸出的峰值電流切換時所輸出的基值電流和峰值電流之間的差值，有效地減小了焊接電流的“內(nèi)脈動”系數(shù)。為進(jìn)一步減小“內(nèi)脈動”系數(shù)，提高焊接工藝性能，本實用新型在焊接回路中串接了一個參數(shù)合適的濾波電感L對焊接電流進(jìn)行濾波。因此通過設(shè)計及選擇電阻R1或R1+R2、濾波電感L、焊接繞組8、降特性基值繞組5、三相電抗器6等參數(shù)，可以在50～300A的電流調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，在輸出的平均電流為恒流外特性的情況下獲得合適的電弧吹力。試驗表明其焊接效果與普通逆變焊機(jī)的“恒流+外拖”外特性曲線的焊接效果相當(dāng)。因此無需設(shè)置“外拖”控制電路，使控制電路得到減化。
在降特性檔位，由于焊接電流最小時，“內(nèi)脈動”系數(shù)最大，電弧吹力偏大，因此需在激磁回路中串入較大的電阻R1+R2。但串入電阻R1+R2后，焊接電流的上限達(dá)不到300A。因此在降特性狀態(tài)下焊接時，需設(shè)置焊接電流粗調(diào)開關(guān)(即降特性大小檔轉(zhuǎn)換開關(guān)K2)。當(dāng)K2置于“1”位置時即處于焊接電流的小檔，參見圖1和圖5(b)，此時K2的觸點K2-1將電阻R1+R2串入激磁回路中，可以有效地防止小電流電弧吹力過大的問題。與之相適應(yīng)，觸點K2-2將電阻R9短路，從而降低電阻R7、R8及電位器W2構(gòu)成的降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路所輸出的給定電壓，使焊接電流的調(diào)節(jié)范圍選擇為50～220A。當(dāng)K2置于“2”位置時，即處于焊接電流的大檔，此時觸點K2-1僅將電阻R1串入激磁回路中，以確保輸出電流的上限達(dá)到300A，并且R1的參數(shù)保證在大電流段焊接電弧柔和具有合適的吹力。與之相適應(yīng)，觸點K2-2斷開，從而升高了由電阻R7、R8和R9及電位器W2構(gòu)成的降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路輸出的給定電壓，使焊接電流的調(diào)節(jié)范圍選擇為150～300A。
在上述技術(shù)措施的條件下，降特性焊接電流為50～300A的全電流調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，均可以獲得優(yōu)良的焊接工藝性能，并且引弧容易，飛濺小，電弧吹力合適，可有效地適用于酸性焊條、堿性焊條的手弧焊及“纖維素焊條立向下焊”。
試驗表明，本實用新型首次提出并研制的“外特性動態(tài)掃描”控制技術(shù)，不僅可以方便地獲得平降兩種外特性的多特性輸出，而且在全電流調(diào)節(jié)范圍及全電壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)均獲得了優(yōu)良的焊接工藝性能，并且工藝性能指標(biāo)可以與美國林肯及米勒公司生產(chǎn)的自發(fā)一體化焊機(jī)相媲美，而重量僅為美國林肯及米勒公司焊機(jī)的1/6～1/7，造價遠(yuǎn)低于林肯及米勒焊機(jī)。并且，本實用新型以三相可控整流及開關(guān)電路作為控制核心，以中頻發(fā)電機(jī)作為焊接電源，因此整機(jī)還具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高及便于維修的特點。
權(quán)利要求1.多特性內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)，包括有內(nèi)燃機(jī)(1)、轉(zhuǎn)子(2)、定子(4)、整流濾波元件D1和C1、續(xù)流二極管D2，其特征在于它還包括有三相可控整流及開關(guān)電路(9)、觸發(fā)電路(10)、可控硅開關(guān)SCR、觸發(fā)電路(18)，其中定子(4)的嵌線槽內(nèi)有焊接繞組(8)、降特性基值繞組(5)、平特性基值繞組(11)、激磁繞組(3)和反饋繞組(13)，焊接繞組(8)接三相可控整流及開關(guān)電路(9)，降特性基值繞組(5)串接三相電抗器(6)并經(jīng)整流橋(7)整流后與三相可控整流及開關(guān)電路(9)的輸出端同極性并聯(lián)，平特性基值繞組(11)經(jīng)整流橋(12)整流并串接可控硅開關(guān)SCR后與三相可控整流及開關(guān)電路(9)的輸出端同極性并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多特性內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的三相可控整流及開關(guān)電路(9)的觸發(fā)電路(10)由焊接電流負(fù)反饋控制電路或電弧電壓負(fù)反饋控制電路進(jìn)行控制，焊接電流負(fù)反饋控制電路是由降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路(21)連接電子開關(guān)(22)、經(jīng)比較環(huán)節(jié)(25)，連接電子開關(guān)(27)和反饋網(wǎng)絡(luò)(28)，再經(jīng)焊接電流傳感器(20)和誤差放大及控制電路(26)構(gòu)成，電子開關(guān)(22)和(27)的控制端a及b連接外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的觸點K1-2的“I”點；電弧電壓負(fù)反饋控制電路是由平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路(23)連接電子開關(guān)(24)、經(jīng)比較環(huán)節(jié)(25)連接電子開關(guān)(29)和反饋網(wǎng)絡(luò)(30)、再經(jīng)電弧電壓采樣電路(19)和誤差放大及控制電路(26)構(gòu)成，電子開關(guān)(24)和(29)的控制端c和d連接外特性轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的觸點K1-2的“II”點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多特性內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)，其特征在于降特性給定電壓調(diào)節(jié)電路(21)是由電阻R7、R8、R9，電位器W2和降特性大小檔轉(zhuǎn)換K2的觸點K2-2構(gòu)成的分壓電路，平特性給定電壓調(diào)節(jié)電路(23)是由電阻R5、R6和電位器W1構(gòu)成的分壓電路，電弧電壓采樣電路(19)是由電阻R10和R11構(gòu)成的分壓電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多特性內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)，其特征在于可控硅開關(guān)SCR的觸發(fā)電路(18)由放大電路(32)和光電耦合隔離電路(31)構(gòu)成，觸發(fā)電路(18)的控制信號UK2取自電阻R3上端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多特性內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)，其特征在于還設(shè)有激磁控制電路(17)，它是由晶體管T1、比較環(huán)節(jié)(34)和誤差放大電路(33)組成，并與反饋網(wǎng)絡(luò)(16)、給定電壓設(shè)定電路(15)、反饋繞組(13)和整流濾波電路(14)構(gòu)成內(nèi)環(huán)電壓負(fù)反饋控制電路，給定電壓設(shè)定電路(15)是由電阻R12及R13構(gòu)成的分壓電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多特性內(nèi)燃弧焊發(fā)電機(jī)，其特征在于在電路中還設(shè)有降特性大小檔轉(zhuǎn)換開關(guān)K2，K2在“1”位置時，其觸點K2-1使電阻R1和R2串接于激磁回路中；其觸點K2-2將電阻R9短接；當(dāng)K2置于“2”位置時，其觸點K2-1使電阻R1串入激磁回路中，其觸點K2-2將電阻R9與電阻R7、R8及電位器W2串聯(lián)。
專利摘要多特性內(nèi)燃焊發(fā)電機(jī)，包括內(nèi)燃機(jī)、轉(zhuǎn)子、定子等，其定子嵌線槽內(nèi)有焊接繞組，降特性基值繞組、平特性基值繞組、激磁繞組和反饋繞組，焊接繞組接三相可控整流及開關(guān)電路，降特性基值繞組串接三相電抗器并經(jīng)橋式整流后與三相可控整流及開關(guān)電路的輸出端同極性并聯(lián)，并在相應(yīng)控制電路控制下輸出恒流外特性，用手弧焊及纖維素焊條的立下向焊；平特性基值繞組經(jīng)整流橋整流并串接一只可控硅開關(guān)后與三相可控整流及開關(guān)電路的輸出端同極性并聯(lián)，并在相應(yīng)的控制電路控制下輸出平硬外特性，用于自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊。整機(jī)具有優(yōu)良的動特性和焊接工藝性能，體積小、重量輕、造價低、使用靈活方便。
文檔編號B23K9/10GK2549650SQ02222830
公開日2003年5月7日 申請日期2002年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月3日
發(fā)明者劉明宇, 孫菊田, 周子均, 尚爾純 申請人:重慶運(yùn)達(dá)焊接設(shè)備有限公司