专利名称：一种用于改善弧焊电源动特性的可控电感技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于弧焊设备的电源，尤其是一种用于改善弧焊电源动特性的可控电感技术，且特别适用于晶闸管弧焊电源。
背景技术：
目前，在弧焊的工艺中，为了减少焊接飞溅，以往通常采用以下两种方法一是在焊接主回路中串联一个附加的线形电感，其电感值不变或有级可调，但串联附加线形电感只能用折中的办法选择一个不大不小的电感值来勉强应付工艺要求，而无法进行灵活的调节来得到完全满意的工艺结果，从而造成飞溅依然较大。或者采用饱和电感，但是由于主回路时间常数的问题，故仅应用于逆变电源，而且是利用饱和电感器的气隙来调节电感值。如北京市海淀区上地信息产业基地开拓路17号时代集团公司的段红海、李力、马媛发明的于1999年4月27日申请专利的“管道焊接专用逆变弧焊电源”(申请号99208818，公开/公告号2366220，公开/公告日2000年3月1日，授权公告日2000年3月1日)本实用新型涉及一种管道焊接专用逆变弧焊电源，包括顺序连接的整流变频单元、降压单元、二次整流单元、滤波单元和输出单元，滤波单元中设有饱和电感器。饱和电感器的铁芯中设有气隙，其电感值为0.1-0.9mH，气隙为0.1-1.0mm，气隙中固定有与空气相同导磁物理性的气隙垫板。利用饱和电感器的电感值随电流变化的特性，实现电感对电流的控制，在一定程度上满足了管道焊接中使用纤维素药皮焊条及下向焊工艺对逆变弧焊电源的要求。二是采用电子电抗器，因电子电抗器反应速度要求很高，普通晶闸管弧焊电源不能完全适用，故一般只应用于逆变器或晶体管式弧焊电源。如辽宁省沈阳市沈河区南一经街103-3号章卫国、郑丽1997年10月24日申请专利的“逆变弧焊整流器”(申请号97244613，公开/公告号2320358，公开/公告日1999年5月26日，授权公告日1999年5月26日)，本实用新型是一种逆变弧焊整流器，它使逆变弧焊机的体积大幅度减小，并且高效节能，适应各种弧焊方法的需要。电流经桥式电路整流后，再经滤波电路滤波，再进入大功率电子开关，进入中频变压器降压后再经桥式整流进入电抗器滤波获得焊接用电压和电流，该电流通过与大功率电子开关形成闭环的反馈电路。本实用新型结构比较简单，实现容易，具有良好的动特性和弧焊工艺性能，还具有防粘功能，适合所有需要弧焊的厂家采用。它由外壳，前面板，后面板和控制电路组成，控制电路是由电源开关、电力电子开关和桥式整流电路、滤波电路、大功率电子开关、中频变压器、电抗器和反馈电路组成的，电流经桥式电路整流后，再经滤波电路滤波，再进入大功率电子开关，进入中频变压器降压后再经桥式整流进入电抗器滤波获得焊接用电压和电流，该电流通过与大功率电子开关形成闭环的反馈电路。
发明内容
本发明的目的是提供一种能有效减少焊接飞溅的用于改善弧焊电源动特性的可控电感技术。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是它包括由主变压器接整流电路、饱和电感器构成的弧焊电源主电路，主电路输出端接运算放大电路接控制电路接整流电路构成的控制电路，其特征是在弧焊电源主电路的输出端串联饱和电感器，饱和电感器接直流控制电路。在弧焊电源主电路的输出端与运算放大电路之间并联电子电抗器。饱和电感采用环形电磁电抗器，在环形电磁电抗器上绕有两个线圈，一个为接直流控制电路的直流控制线圈，一个为接焊接主回路输出端的直流脉动线圈。
本发明利用饱和电感，使电感值随工作电流的增加而连续下降，静态时实现焊接回路电感值无级调节。电子电抗器则在焊接过程中通过对焊接电流实时监控，根据焊接电流的变化来调节和保持短路电流变化率di/dt与短路电流峰值Imax，实现动态控制。而这一过程的可行性是因为饱和电感值在大的短路电流时变小，引起焊接回路时间常数减小，从而使普通晶闸管弧焊电源也能跟上电子电抗器的反应速度。本发明主要应用于二氧化碳气体保护焊设备，尤其是普通晶闸管弧焊电源，也适用于逆变器、晶体管式弧焊电源以及含有二氧化碳气体保护焊功能的多功能焊接电源。利用饱和电感实现静态调节、无级可调，电子电抗器实现动态调节，并通过采用饱和电感与电子电抗器双可控电感以后，可以在焊接电流不同时，实现无级、实时调节焊接主回路的电感值，使之符合焊接要求，达到降低焊接飞溅的目的，加强了焊接电弧在工作过程中的稳定性。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的原理方框图。
图2是饱和电抗器工作原理图。
具体实施例方式
实施例1，由图1可知，本发明的整流电路可以是晶闸管整流电路或逆变电路，交流输入经过主变压器降压、整流电路整流后，为一直流脉动波形，再经过饱和电感器输出。电子电抗器对输出进行采样，其信号经运算放大送至控制电路，普通晶闸管弧焊电源中，控制电路改变晶闸管的导通角，逆变器则改变大功率电子元件的开关时间和频率，从而实现对整流输出的控制。当电子电抗器监控到焊接电流大于给定值时，即判断焊接回路已经短路，此时电子电抗器输出一负信号，整流电路输出减小，实现电抗器的功能。这样，焊接开始前，根据焊接规范的要求调节饱和电感，使电感值与焊接电流相匹配。这个调节是静态调节，而且是无级调节。焊接开始以后，电子电抗器开始工作，完成动态调节。
由图2可知，饱和电感器的直流线圈中的电流不同，则输出的直流脉动线圈的电感值也随之改变，从而实现电感可调。饱和电感器为一环形电磁电抗器，在该电磁电抗器上绕有两个线圈，一个为直流控制线圈，一个为焊接主回路输出直流脉动线圈。
综上所述，本发明为了改善弧焊电源的动特性，减少焊接飞溅，采用饱和电感器与电子电抗器双可控电感对焊接回路电感值进行无级、实时调节。使本发明可以在焊接电流不同时，实现无级、实时调节焊接回路的电感值，使之符合焊接要求。确定了焊接电流之后，调节饱和电感器直流线圈的电流，就可以无级调节焊接回路的电感值。而电子电抗器可以通过电压或电流负反馈电路在焊接过程中动态、实时调节短路电流上升速度和短路峰值电流。而且电路简单，工作稳定可靠。
权利要求
1.一种用于改善弧焊电源动特性的可控电感技术，它包括由主变压器接整流电路、饱和电感器构成的弧焊电源主电路，主电路输出端接运算放大电路接控制电路接整流电路构成的控制电路，其特征是在弧焊电源主电路的输出端串联饱和电感器，饱和电感器接直流控制电路。
2.根据权利要求1所述的一种用于改善弧焊电源动特性的可控电感技术，其特征是在弧焊电源主电路的输出端与运算放大电路之间并联电子电抗器。
3.根据权利要求1、或2所述的一种用于改善弧焊电源动特性的可控电感技术，其特征是饱和电感采用环形电磁电抗器，在环形电磁电抗器上绕有两个线圈，一个为接直流控制电路的直流控制线圈，一个为接焊接主回路输出端的直流脉动线圈。
全文摘要
一种用于改善弧焊电源动特性的可控电感技术。它主要是解决现有的焊接飞溅等技术问题，尤其适用晶闸管弧焊电源。其技术方案要点是它包括由主变压器接整流电路、饱和电感构成的弧焊电源主电路，主电路输出端接运算放大电路接控制电路接整流电路构成的控制电路，其特征是在弧焊电源主电路的输出端串联饱和电感器，饱和电感器由直流控制电路控制，电子电抗器对输出进行采样，其信号经运算放大反馈至控制电路。本发明利用饱和电感器实现静态调节、无级可调，电子电抗器实现动态调节，通过采用饱和电感与电子电抗器双可控电感以后，可以在焊接电流不同时，实现无级、实时调节焊接主回路的电感值，使之符合焊接要求，达到降低焊接飞溅的目的，加强了焊接电弧在工作过程中的稳定性。
文档编号B23K9/10GK1513635SQ0311836
公开日2004年7月21日 申请日期2003年5月7日 优先权日2003年5月7日
发明者洪波, 尹懿, 袁灿, 屈岳波, 洪 波 申请人:湘潭大学