专利名称：三相对称抽头式整流弧焊机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种整流式直流电焊机，主要供手工电弧焊接使用，它具有陡降的输出外特性，而不同于CO2焊接所用的平特性或缓降外特性的抽头式弧焊电源。
本发明的特点是三相对称和抽头式。根据本发明原理制成的电焊机具有体积小、重量轻、噪音低、电流稳定、成本低、易造易修等优点。
抽头式交流弧焊机已在工业领域获得了广泛的应用，实际上它是一个漏抗可以调节的降压变压器，一般采用口字形两心柱形式的铁心，初级线圈分为两部分，一部分和次级线圈绕在同一心柱上，另一部分独自绕在另一心柱上，两部分均有一定数量的抽头，用开关换接抽头可以改变初级绕组在两心柱上的有效匝数配置，改变初次级的偶合程度，从而获得不同的次级输出电流。
但抽头式弧焊机的原理未在要求陡降外特性的三相整流弧焊机上得到广泛应用，其原因是一般的整流弧焊机均采用一体式的三相变压器，仅有长度有限的三根铁心柱，即使将同一相的初次级线圈置于同一铁心柱的两端，中间留有一定的距离，也难以获得手工电弧焊接所需的低值电流，若将铁心柱拉长到可以和三相动圈式整流弧焊机相比的程度，则将很不经济，既浪费铁也浪费铜。
本发明采用三个独立的单相变压器来代替一体式的三相变压器，请参看本文所附的原理线路图。图中从左至右可分为四部分，第一部分是一个星-三角转换开关KZ，第二部分是三个变压器B1、2、3的初级及各自的抽头换接开关KDH1、2、3，第三部分是呈三角形接法的次级，第四部分是由六个二极管组成的三相桥式整流器组ZL。为使三相对称，三个变压器的参数相同，三个抽头换接开关同步调节。三个变压器初级线圈均分为两部分。虚线上方那部分匝数较少称为辅助绕组，和次级线圈同绕在一根心柱上，虚线下方那部分绕组匝数较多称为主绕组，单独绕在一根心柱上，和一体式的三相变压器相比，每个单相变压器的铁心磁路较长并有上下两个不绕线端部，而初次级线圈基本上是分置于两芯柱上，相互偶和较松，漏抗较大，可以获得手工电弧焊接所需的低值焊接电流。
星三角转换开关KZ实际上是一个六刀双掷开关，当六个闸刀的位置如原理图所示时，三个变压器的初级构成三角形接法接在三相电源上，电源线电压加在主绕组左端和辅助绕组右端，两绕组产生磁通方向一致，相当于正向串联，当抽头换接开关KDH1、2、3的连接片处于最右位置时，辅助绕组全部闲置不用，初次级各占一侧心柱，漏抗最大，输出电流最小。当开关的连接片依次向左移动时，辅助绕组投入使用的匝数依次增加，漏抗依次减小，输出电流依次增大。当连接片处于最左位置时，辅助绕组全部投入使用，而主绕组则闲置匝数最多，漏抗最小，输出电流最大。因为KDH1、2、3是同步调节的，每个变压器次级输出的电流相等，经过三角形联接合成后输送到三相桥式整流器，整流后输出供焊接用。
应当指出在这种情况下，无论连接片移动到任何位置，初级线圈总有一定的匝数闲置，若要扩大输出电流调节范围，闲置匝数所占的比重就要增大，而且为了能够输出符合要求最小电流，线圈的匝数要足够多，这势必要增加焊机的用铜量，是很不经济的。本发明采用特殊的初级星三角换接的方法，旨在解决这一矛盾。
为了输出合乎要求的小电流，将六刀双掷开关的六个闸刀扳到下方，如原理图中虚线位置时成为星形接法，此时电源的相电压加在主绕组的左端和辅助绕组的左端，相当于两绕组反相串联，产生的磁通方向相反，被抵消掉一部分。本发明将两绕组匝数比设计为1.732∶0.732，相减为1.732-0.732＝1，而1.732∶1即为三相电源线电压与相电压之比，因此，虽然此时加在初级上的电压仅为三角形接法时所加电压的1/1.732，但线圈每匝承受电压不变，次级输出空载电压也就不变。当KDH1、2、3的连接片由左向右依次移动时，辅助绕组投入使用的匝数依次增加，漏抗依次增加，均比初次级全分置时还要大，连接片移动到最右边时，主绕组和辅助绕组全部投入使用，漏抗最大，输出电流最小。采用这样的方法，可以在不增加绕组闲置匝数的前提下，将焊接电流调节范围扩大近一倍，有效地缓和变压器用铜量和电流调节范围的矛盾。
三个变压器次级相互联接的方式可以是三角形接法，也可以是星形接法，三角形接法时要求匝数较多，但导线截面可以较小，星形接法时，匝数较少，但导线截面要求较大。
依本发明设计的焊机由于次级为三相桥式整流，纹波系数较小，不加直流电抗器即可符合CB8118-87关于整流输出波形的要求，但如为改善动特性在直流回路中串联一个直流电抗器，也属本专利保护的范围。
权利要求
1.三相对称抽头式整流弧焊机由一个三相变压器组和一个三相桥式整流装置以及电流调节装置等组成。其特征在于所述的三相变压器组是由三台参数相同的抽头式弧焊变压器组成，变压器铁心为口字形两心柱式，其初级绕组有两部分、一部分(主绕组)单独绕在一个心柱上，另一部分辅助绕组和次级绕组同绕在另一心柱上、三台变压器的次级相互间以三角形接法或星形接法联接后接到整流装置的输入端。
2.按照权利要求1所述的整流式弧焊机，其特征在于所述的电流调节装置由两个开关组成，一个为粗调节开关，分两档，另一个为细调节开关，其可调档数多于或等于6，组合后可得到多于或等于12档不同的输出电流，可满足国家标准GB8118-87《电弧焊机通用技术条件》中关于电流调节范围和调节级数的规定。
3.按照权利要求1，2所述的整流式弧焊机，其细调节开关由三个同轴的KDH型电焊机专用开关组成，三个开关同步调节三个变压器初级绕组在左右两心柱的有效匝数配置，从而改变初次级之间的漏抗，得到不同的输出电流。
4.按照权利要求1，2，3所述的整流式弧焊机，其粗调节开关系原供电动机起动用的星三角起动转换开关，将变压器组输入端变成星形接法时为小档，将其变为三角形接法时为大档，调换的同时改变通过辅助绕组电流的方向，使输出电流大幅度变化而输出空载电压基本不变。
全文摘要
三相对称抽头式整流弧焊机具有陡降的输出外特性，主要供手工电弧焊接使用，其结构特点是用三台参数相同的抽头式弧焊变压器取代一体式的三相变压器，三台变压器初级的偶合程度可用换接各变压器初级抽头的方式来调节，并用特殊的初级星三角换接方法扩大输出电流调节范围。本焊机具有体积小、重量轻、噪音低、电流稳定、成本低、易造易修节省电能等特点，并具有良好的焊接工艺性能。
文档编号B23K9/09GK1051876SQ9010616
公开日1991年6月5日 申请日期1990年10月22日 优先权日1990年10月22日
发明者吴永泰 申请人:吴永泰