专利名称：交流弧焊机高功率因数节能器的制作方法
技术领域：
本装置属于自动节能设备，用于交流弧焊机。
现有的交流弧焊机定型产品一般为单相供电，是一种特殊的降压变压器，其基本原理与一般电力变压器相同，其主要特点是在等效次级回路中增加阻抗而获得下降外特性，以满足弧焊工艺要求。常用的产品有BX1－330；BX1－500；BX2－500；BX3－300等。
上述定型产品具有两个缺点工作中变压器经常处于空载运行中；在焊接过程中功率因数较低，一般为0.5左右。
为了解决空载能自动断电，近几年出现的公知技术有87206829.3电焊机无载自动节电器；87202248.2电焊机空载自动断路节电器；87210658.6全断电式电焊机空载自动断电器，它们主要是针对空载时能自动断电，节省空载损耗的。
本实用新型针对定型产品两个问题采用空载自动断电而在焊接过程中采取提高功率因数的两项措施。这对于单机容量大，功率因数低的电焊机设备更具有节能的意义。
本节能器由整流电路Ⅰ，采样控制电路Ⅱ，电容补偿电路Ⅲ及执行电路Ⅳ四部分组成(见附图
)。此四部分电路分述如下整流电路Ⅰ供采样控制回路的直流电源，为一般全波整流，由熔断器RD1、降压变压器ZB、整流桥ZL和滤波电容C3构成。
采样控制电路Ⅱ作为检测电焊机是否处于工作或停止状态并据此作出使主回路接通与否的控制电路。由第一级电压采样放大电路和第二级反相器控制电路构成。第一级电路根据不同工作状态分成两种不同的输入回路，第一种输入回路的电流采自焊接变压器的次级线圈电压，经二极管1D、滤波电容C1，限流电阻R1，ZJ的合接点到分流电阻R2接到三极管BG1的基极。第二种输入回路在上述回路中通过ZJ的断接点串入高阻电阻R3。BG1集电极与直流电源之间的电阻R4是该放大极的深导通的负荷电阻并作为该极的输出。第二级反相器控制电路输入部分电源接自第一级的输出，经R5、2D并联组成正向低阻反相高阻并对电容C2进行快速充电慢速放电的延时电路。上述电路经电阻R6接入反相器BG2的基极，BG2的集电极通过中间继电器ZJ及保护用二极管3D构成其输出电路。
电容补偿电路Ⅲ作为提高电焊机功率因数的电路。由接在接触器CJ的断触头与补偿电容器CB构成。为了电容放电需要并联一组CJ合触头及放电电阻R7构成的放电回路。
执行电路Ⅳ作为自动接通或切断主回路的执行电路。由电源开关K、熔断器RD1，RD2、串有ZJ断接点的接触器CJ回路、以及与焊接变压器主回路相串联的CJ断触头和旁路电容器C4构成。
以上的电路具有线路简单、动作可靠等优点，整个电路独立构成一台节能器，不需要更动定型电焊机产品的线路和结构。
工作原理当焊接变压器接上电源后，该变压器的主回路不接通(CJ不动作)，但取样控制及整流电路均接通，由于C4的存在，使焊接变压器次压产生2伏以上的电压，BG1处于导通状态，BG2处于截止状态。一旦焊枪碰到被焊接物后(开始焊接)，上述次级电压被短接，BG1由导通状态转为截止状态，BG2则经R4、2D、C2充电很快进入导通状态。ZJ立即动作致使接触器CJ动作，把主回路接通，电焊机处于工作带电状态。此时次级开路工作电压70～80伏，与此同时ZJ接点把采样回路BG1的基极输入电阻变更。由于延时电容C2的存在，BG2在一定时间内不会很快复原，因此主回路继续接通。当焊接开始后主变压器的次级电压为30伏以下，由于ZJ继电器的动作，BG1基极输入电阻的增大，BG1仍处于截止状态，故主回路仍保持工作接通状态。只有不焊接时，次级电压升到70伏以上，而且延时电容C2放电结束(约10～20秒可调)，BG2才由导通状态转成截止状态，ZJ、CJ复原，主回路自动切断，电路又恢复初始阶段。在焊接过程中，通过上述接通主回路的同时，CJ触头同时也接通了补偿电容器CB，对无功功率进行补偿，使整机功率因数达到0.8以上，在停焊时同理自动切断补偿电容器回路。这样可自动地投入与切除补偿电容器以降低无功功率的损耗。
节能效果以下设条件为基础计算采用BX1－330型产品，容量为21KUA，电压采用单相380V，线路有效长度(从变电所到用电处)按100米计。变压器的空载电流按10％计算，使用持续率为60％，每日以6小时计算，功率因数根据样本及设计手册可查得为0.5。
(1)空载损耗ΔPk＝250瓦每日节能Wk＝0.25×6×0.4＝0.6(千瓦小时)(2)提高功率因数到0.85，每日可节省的线路无功损耗ΔPL＝738－212＝0.526(千瓦)每日可节省的损耗WL＝0.526×6×0.6＝1.89(千瓦小时)。
(3)本装置每日可节省的电能WΣ＝Wk＋WL＝0.6＋1.89＝2.49千瓦小时若是单机容量更大则节能更多，当单相电压为220V时，相应电流就更大，节能效果就更显著。在上例中每日可节电为4.2千瓦小时。从以上计算可看出第(2)项提高功率因数的节能效果高于第(1)项空载自动断电的节能效果。
权利要求1.一种交流弧焊机高功率因数节能器，它由整流电路Ⅰ，采样控制电路Ⅱ，电容补偿电路Ⅲ及执行电路Ⅳ组成，其特征是整流电路Ⅰ降压变压器ZB初级绕组一端接电源熔断器RD2上，另一端通过熔断器RD3接电源熔断器RD1上，次级绕组接整流桥ZL和并联电容C3；采样控制电路Ⅱ由电焊机变压器次级绕组输出的电压经二极管1D和电容C1，经电阻R1，中间继电器合接点ZJ，经分流电阻R2注入由三极管BG1组成的共发射极电子开关电路；当ZJ继电器动作时，其电焊机变压器次级绕组输出的电压经电阻R3再经分流电阻R2注入BG1基极，BG1的发射极接整流电路Ⅰ的直流电源负极，BG1的集电极经电阻R4接直流电源正极，BG1输出电压经电阻R3和其相并联的二极管2D接电容C2，经电阻R6注入三极管BG2组成的共射极电子开关电路，BG2的发射极接直流电源负极，BG2的集电极经中间继电器线圈ZJ和并联的二极管3D接直流电源正极；电容补偿电路Ⅲ交流主电源一端经接触器CJ断触头接电容器CB和其相并联的接触器CJ合触头所接电阻R7，然后共同与交流主电源另一端相联；执行电路Ⅳ双刀单投开关K的静接头接在外部电源线路上，动接头两个接头分别通过熔断器RD1及RD2一方面经继电器ZJ的断接点，接触器线圈CJ成回路，另一方面经接触器CJ断接头及其相并联的电容C4，再经焊接变压器初级线圈成回路。
专利摘要交流弧焊机高功率因数节能器属节能设备，用于交流弧焊机。它采用空载自动断电和负载时自动投入补偿电容器提高功率因数的方法节约电能。本节能器由整流电路，采样控制电路，电容补偿电路及执行电路四部分组成。其线路简单，动作可靠，节能效果显著，无需更动电焊机产品的线路和结构。
文档编号B23K9/10GK2055426SQ8921418
公开日1990年4月4日 申请日期1989年7月17日 优先权日1989年7月17日
发明者徐金龙 申请人:徐金龙