专利名称：高效紧凑型固态高频焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于各类管材焊接的高频焊机，具体涉及一种高效紧凑型固 态高频焊机。
背景技术：
焊接是一种十分重要的加工工艺，其方法和种类繁多，而且新技术也在不断地涌 出。目前适宜于焊管生产的焊接方法主要有高频焊、埋弧焊等。其中高频焊接的飞速发展， 得益于高频焊管技术独有的特性和其突出的优点。主要表现在焊管的高质量和极大地节约 焊管的加热能源。固态高频焊机是专为各类管材焊接进行专业设计的，其可焊接的材料非 常广泛，有碳钢管、铝、铜、不锈钢管等等，能满足各行业对高频焊接的不同需求。然而，目前 的固态高频焊机主要由电源柜、逆变柜、水系统和操作组件构成，其中电源柜是由工厂供电 经过整流处理后输出高品质的直流电源，而直流电源经过大功率的电缆传输到逆变柜，再 由逆变柜将直流电源通过谐振调谐线路转换成高频交流输出功率，以满足管材焊接需要。上述固态高频焊机的不足是1.采用大功率的电缆长距离输送及机械式自动负载的匹配方式，因此设备的效率 不高；2.分散型的电源柜和逆变柜，使设备的体积庞大，因此占用的厂房面积较大；3.分散型的布局，使高频干扰因素较大，将影响焊接质量。
发明内容本实用新型的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种高效紧凑型固态高频焊 机，它能减少设备体积、减少了大功率电缆长距离输送、减少匹配损耗，从而满足高质量的 焊接要求。实现上述目的的技术方案是一种高效紧凑型固态高频焊机，包括电源柜和水系 统，所述电源柜为将电源、整流和逆变集成在一起的一体式，所述电源柜的柜体包括左侧柜 和右侧柜。其中所述左侧柜内从左至右依次设有一组高频电容器、若干高频功率模块及一对直 流主排；所述左侧柜内的上部从左至右依次设有一短路电抗器、三个电容及两个并联电抗 器；所述右侧柜内通过一安装板分前后两部分，所述安装板的前方下部从左至右依次 设有一水冷电抗器、一滤波电抗器、一整流用控制变压器、一逆变控制变压器；所述安装板 的前面板上从左至右依次设有两块并列的辅助电源板、四个上下叠放的滤波电容、三个上 下叠放的脉冲变压器及电源缓冲组件、一电压电流采样板、一脉冲触发板及一可控硅控制 器组件；所述安装板的后面板为控制面板，该控制板上分列交、直流低压控制器件；所述水系统包括设在所述左侧柜前方的进水管和设在所述左侧柜后方的出水管。上述的高效紧凑型固态高频焊机，其中，所述控制面板主要由左右两部分组成；所述控制面板的左边分为四层，第一层设有断路开关、断路器、接触器形成交流控制，第二层 设有十个直流继电器及两个扁平电缆接线端子完成低压直流控制，第三层设有一 PLC组 件，第四层从左至右依次设有一 DC-I直流控制板、上下布置的一 DC-2直流触发控制板和一 速度控制板形成直流模拟量控制；所述控制面板的右边分为三层，上层设四个第一开关电 源及两个上下叠放的电抗线圈，中层设两个上下叠放的第二开关电源及高频控制印刷线路 板，下层从左至右依次设有一开关电源和两块高频反馈板，右边部分元件形成对高频部分 的控制。上述的高效紧凑型固态高频焊机，其中，所述高频功率模块为组合式布置，可以根 据所需功率不同进行叠加或减少，以达到增加或减少功率的要求。上述的高效紧凑型固态高频焊机，其中，所述一组高频电容器包括一槽路电容组 件和一双排电容排组件并布置成并联谐振。上述的高效紧凑型固态高频焊机，其中，所述电源柜的左侧柜的前后面板上分别 设有若干视窗，所述电源柜的右侧柜的上部设有六个门限位开关。本实用新型的高效紧凑型固态高频焊机的技术方案，采用紧凑的结构及合理布 局，因此具有以下优点1)由于集成了电源柜及逆变柜，减少了大功率电缆长距离输送，提高了设备效 率；采用了电子式负载匹配方式，代替原机械式自动负载匹配方式，减少匹配损耗，进 一步提高了设备效率；2)由于采用电源柜和逆变柜合二为一的一体式结构，可减少设备体积，在小机组 配置上更显灵活，可适当减少厂房面积；3)充分考虑高频干扰因素，通过合理的交、直流分配，高、低频隔离以及精确的滤 波处理，使一体式电源柜输出的高频电源达到精准的波形，从而满足高质量的焊接要求；4)精确合理的电容排设计，保证了设备满足负载变化以及符合紧凑型结构的要 求。5)巧妙的模块组合方式，通过安装模块的数量不同，以满足不同的功率要求。
图1为本实用新型的高效紧凑型固态高频焊机中电源柜的柜体内电器元件的布 局图；图2为图1的俯视图；图3为控制面板的布置结构图；图4为本实用新型的高效紧凑型固态高频焊机中电源柜的柜体的立体图。
具体实施方式
为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体的实施例并结合 附图进行详细地说明请参阅图1和图2，本实用新型的高效紧凑型固态高频焊机，包括电源柜1和水系 统2，电源柜为将电源、整流和逆变集成在一起的一体式，其中电源柜1的柜体包括左侧柜和右侧柜。左侧柜3主要形成逆变功能，负责将直流信号逆变成高频信号输出，左侧柜3内的 电器元件布局为从左至右依次设有一槽路电容组件5、一双排电容排组件6、若干高频功 率模块7及一对直流主排8 ；左侧柜3内的上部从左至右依次设有一短路电抗器9、三个电 容10及两个并联电抗器11 ；槽路电容组件5和双排电容排组件6构成一组高频电容器，高频电容器的布置是 专门为并联谐振设计的，通过一排并联设计，一排可扩充至二排串联电容排的设计，通过任 意电容器组合可满足不同功率、不同频率的焊接要求。高频功率模块7为组合式布置，通过合理布局使模块组件可以根据所需功率不同 进行叠加或减少，以达到增加或减少功率的要求。右侧柜4内通过一安装板23分前后两部分，前部分主要由主回路形成，负责将工 频交流整流形成直流信号供逆变。安装板23的前方下部从左至右依次设有水冷电抗器12、 滤波电抗器13、整流用控制变压器14、逆变用控制变压器15 ；安装板23的前面板上从左至 右依次设有两块并列的辅助电源板19，四个上下叠放的滤波电容16、三个上下叠放的脉冲 变压器17及电源缓冲组件18、电压电流采样板20、脉冲触发板21及可控硅组件22 ；安装 板23的后面板为控制面板，主要用于低压控制，控制面板上分列交、直流低压控制器件；水系统2包括设在电源柜左侧柜3前方的进水管201和设在电源柜左侧柜3后方 的出水管202，出水管202上设有流量开关203。再请参阅图3，控制面板主要由左右二部分组成；控制面板的左边分为四层，第一 层设有一断路开关35、断路器36、接触器37形成交流控制，第二层设有十个直流继电器32 及两个扁平电缆接线端子33、34完成低压直流控制，第三层设有一 PLC组件24，第四层从左 至右依次设有一 DC-I直流控制板25、上下布置的一 DC-2直流触发控制板26和一速度控制 板27形成直流模拟量控制；控制面板的右边分为三层，上层设四个第一开关电源40及两个 上下叠放的电抗线圈41，中层设两个上下叠放的第二开关电源30及高频控制印刷线路板 31，下层从左至右依次设有一开关电源28和两块高频反馈板29，右边部分元件形成对高频 部分的控制。再请参阅图4，电源柜1的左侧柜3的前后面板上分别设有一扇门201，每扇门201 上均布设有若干视窗302，电源柜1的右侧柜4的前面板上设有两扇门401，右侧柜4的上 部均布设有六个门限位开关402。本实用新型的高效紧凑型固态高频焊机将电源、整流和逆变集成在一体式的电源 柜内，减少了大功率电缆长距离输送，因而提高了设备效率，同时减少了设备体积，在小机 组配置上更显灵活，可适当减少厂房面积。在电源柜内的电器元件布局充分考虑高频干扰 因素，通过合理的交、直流分配，高、低频隔离以及精确的滤波处理，使一体式电源柜输出的 高频电源达到精准的波形，从而满足高质量的焊接要求；另外精确合理的电容排设计，保证 了设备满足负载变化以及符合紧凑型结构的要求。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新 型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述 实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求一种高效紧凑型固态高频焊机，包括电源柜和水系统，其特征在于，所述电源柜为将电源、整流和逆变集成在一起的一体式，所述电源柜的柜体包括左侧柜和右侧柜，所述左侧柜内从左至右依次设有一组高频电容器、若干高频功率模块及一对直流主排；所述左侧柜内的上部从左至右依次设有一短路电抗器、三个电容及两个并联电抗器；所述右侧柜内通过一安装板分前后两部分，所述安装板的前方下部从左至右依次设有一水冷电抗器、一滤波电抗器、一整流用控制变压器、一逆变控制变压器；所述安装板的前面板上从左至右依次设有两块并列的辅助电源板、四个上下叠放的滤波电容、三个上下叠放的脉冲变压器及电源缓冲组件、一电压电流采样板、一脉冲触发板及一可控硅控制器组件；所述安装板的后面板为控制面板，该控制板上分列交、直流低压控制器件；所述水系统包括设在所述左侧柜前方的进水管和设在所述左侧柜后方的出水管。
2.根据权利要求1所述的高效紧凑型固态高频焊机，其特征在于，所述控制面板主要 由左右两部分组成；所述控制面板的左边分为四层，第一层设有断路开关、断路器、接触器 形成交流控制，第二层设有十个直流继电器及两个扁平电缆接线端子完成低压直流控制， 第三层设有一 PLC组件，第四层从左至右依次设有一 DC-I直流控制板、上下布置的一 DC-2 直流触发控制板和一速度控制板形成直流模拟量控制；所述控制面板的右边分为三层，上 层设四个第一开关电源及两个上下叠放的电抗线圈，中层设两个上下叠放的第二开关电源 及高频控制印刷线路板，下层从左至右依次设有一开关电源和两块高频反馈板，右边部分 元件形成对高频部分的控制。
3.根据权利要求1所述的高效紧凑型固态高频焊机，其特征在于，所述高频功率模块 为组合式布置，可以根据所需功率不同进行叠加或减少，以达到增加或减少功率的要求。
4.根据权利要求1所述的高效紧凑型固态高频焊机，其特征在于，所述一组高频电容 器包括一槽路电容组件和一双排电容排组件并布置成并联谐振。
5.根据权利要求1所述的高效紧凑型固态高频焊机，其特征在于，所述电源柜的左侧 柜的前后面板上分别设有若干视窗，所述电源柜的右侧柜的上部设有六个门限位开关。
专利摘要本实用新型公开了一种高效紧凑型固态高频焊机，包括电源柜和水系统，电源柜为将电源、整流和逆变集成在一起的一体式，电源柜体包括左侧柜和右侧柜。左侧柜主要形成逆变功能，负责将直流信号逆变成高频信号输出。右侧柜内通过一安装板分前后两部分，前部分主要由主回路形成，负责将工频交流整流形成直流信号供逆变。安装板的前面板上从左至右依次设有两块并列的辅助电源板、四个上下叠放的滤波电容、三个上下叠放的脉冲变压器及电源缓冲组件、一电压电流采样板、一脉冲触发板及一可控硅控制器组件；安装板的后面板为控制面板，该控制板上分列交、直流低压控制器件。水系统包括分别设在左侧柜前后方的进水管和出水管。
文档编号B23K13/08GK201720601SQ20102024333
公开日2011年1月26日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者张健, 陈鹰 申请人:无锡应达工业有限公司;应达工业(上海)有限公司