专利名称：感应交直流多把电焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及手工电弧焊设备，特别是感应交直流多把电焊机。
目前工业用的手工电弧焊机有交流式和整流式的两大类。这些电弧焊机存在漏磁严重、耗损大、功率因数低(cosφ＜0.5)、造价高、性能不稳定等一系列缺陷。
发明专利CN91109810.0公开了一种三相调相直流电焊机，采用一次输入、二次输出三相分布绕组组成的调相式变流源。从而提高了电弧的稳定性和功率因数，性能也很好。但是这种电焊机的定铁芯动铁芯采用隐极式冲槽，不仅加工工艺复杂，生产周期长，效率低，造价高，而且只能采用圆形电磁线嵌线，槽内空间利用受到限制，改型困难。特别是定铁芯直径大，因而绕组的节距大、端部线过长，增加了漏磁和谐波干扰。这种焊机不能作交流焊接和多把焊接。
本实用新型的目的是提供一种感应交直流多把电焊机，利用定铁芯绕组对动铁芯绕组感应的原理，制成三相同步无级调控焊接电流源。
本实用新型的另一个目的是采用无功补偿装置来提高电焊机的功率因数，降低损耗。
本实用新型的再一个目的是提供一种静外特性好的交直流焊接源并且有多把焊接功能的电焊机。
按照本实用新型的交直流多把电焊机，消除了常规电焊机的磁偏吹和争流现象，具有易引弧、飞溅小、穿透能力强、功率因数高、静外特性好、过载能力强、操作简单、能作氩弧焊、气创电源，在特定条件下能作埋弧焊、气体保护焊，还可以用作其它电源。
按照本实用新型的感应交直流多把电焊机，由三相感应电弧焊变流源、主控系统、硅整流装置和无功补偿装置所组成。
按照本实用新型，定铁芯由硅钢片制成凸极式叠装夹持紧固而成，动铁芯由硅钢片冲制成隐极式，叠装紧固而成。动铁芯设有同心转轴，与定铁芯端部同心轴孔作滑动配合。在动铁芯、定铁芯之间设有气隙，调控焊接电流，可使动铁芯绕组作相对于定铁芯绕组的相位转动。
一次输入的三相集中绕组安装在互差120°并施以绝缘的定铁芯凸极上。二次输出的三相绕组由两部分组成，一部分三相绕组亦安装在互差120°并施以绝缘的定铁芯凸极上，另一部分安嵌在互差120°电气用并施以绝缘的动铁芯隐极的槽内。
输入、输出绕组不直接发生电气接触，而是通过输入的三相交流电流对三相输出绕组感应出用于焊接的三相交流电势，直接作交流焊接。
二次输出的三相交流绕组，每相均会同星点分别引出交流焊接子和接入单相全波整流装置，引出直流焊接端子。
按照本实用新型的三相感应弧焊变流源，一次输入的三相绕组按电流范围分成两部分；当选择较小的焊接电流时，一部分绕组的首端分别接入授控主回路三相系统的相线上，末端结成一点，形成一次绕组的星形连接；当选择较大的焊接电流时，另一部分绕组的首端分别接入授控主回路三相系统的相线上，末端结为一点而形成星形连接。
弧焊变流源二次输出的三相绕组由两部分组成，动铁芯分布绕组的首端分别与整流装置中相应的输入端相接，末端分别与定铁芯二次集中绕组相对应的首端相接，另一组末端接为一点，形成二次三相绕组的星形连接。同时，星形连接点分别和整流装置相应接点相连接，使二次相绕组每相都构成独立的单相交流输出和单相全波整流输出。因此可以任选额定工位焊接交直流，互不干扰，消除了常规多把焊机产生磁偏吹及越前焊接产生的争流，滞后焊接产生的减流等严重弊端，交直流输出稳定。
按照本实用新型弧焊变流源中的动铁芯三相绕组，通过旋转轴传动机构，可作相对于定铁芯三相绕组同步调控相位电气角度，从而达到选择焊接电流的目的。
按照本实用新型，其电焊机的主控系统由三相电源开关和变流开关所组成。
无功补偿装置由电容器组成，并与一次主控系统并联。
按照本实用新型，三相感应交直流多把电焊机，其硅整流装置和常规的硅整流装置相似，但是由12支硅整流器件组成三个独立的单相全波整流电路。
按照本实用新型的三相感应交直流多把焊机，具有易引弧、穿透能力强、电弧稳、飞溅小，不产生磁偏吹和争流现象，静外特性好，过载能力强，无级调控电源幅度宽，功率因数高cosφ＞0.8，比同容量的旋转直流电焊机和常规硅整流焊机分别节电64％和33％。
以下结合附图对本实用新型作详细说明。
图1为本实用新型的三相感应交直流多把电焊机的原理图。
图2为本实用新型的定铁芯断面图。
图3为动铁芯断面图。
图4为本实用新型的单相感应交直流电焊机的原理图。
图5为单相电焊机定铁芯断面图。
如
图1所示，本实用新型的三相感应交直流多把电焊机由感应弧焊变流源BL、主控系统、硅整流装置ZP和无功补偿装置所组成。
如
图1所示，主控系统由接在电网电源上的电源开关HK1和选流开关HK2连接而成。无功补偿装置由三个金属膜电容器CAB、CBC、CZC所组成，和主控系统相并联。
如
图1所示，硅整流装置ZP由12支硅整流二极管ZP1～ZP12组成三个独立的单相全波整流电路组所组成，即由ZP1～ZP4串并联在电流源的a相上形成a相全波整流电路，ZP5～ZP8串并联在电流源BL的b相上，形成b相全波整流电路；ZP9～ZP12串并联在电流源BL的c相上，形成c相全波整流电路。
在交流输出端设指示灯DX。
按照本实用新型的弧焊变流源BL为感应式弧焊变流源，由一次输入的三相集中绕组、二次输出三相绕组所组成，一次输入的三相集中绕组按电流范围由两部分所组成，即小电流范围部分和大电流范围部分。小焊接电流范围部分是通过主控系统的选流开关HK2将绕组的首端A1、B1、C1分别接入主控系统回路三相系统的A、B、C相线上，末端X12、Y12、Z12接为一点，形成一次绕组的星形连接。大电流范围部分通过选流开关HK2将绕组的首端A2、B2、C2分别接入主控系统回路三相系统A、B、C的相线上(如图中虚线所示)，末端同为X12、Y12、Z12结为一点，形成一次绕组的星形连接。
如
图1所示，弧焊变流源的二次输出三相绕组由两部分组成，即动铁芯分布绕组和定铁芯集中绕组。动铁芯分布绕组的首端a21、b21、c21分别与硅整流装置中相对应的ZP1、ZP5、ZP9的输入端相接，末端X21、Y21、Z21分别与定铁芯二次集中绕组相对应的首端a22、b22、c22相接，定铁芯集中绕组相对应的末端X22、Y22、Z22接为一点，形成二次三相绕组的星形连接。同时由星形接点X22、Y22、Z22分别与硅整流装置相对应的硅整流二极管ZP2、ZP6、ZP10的输入端相接。使二次三相绕组每相又构成独立的单相交流输出电流和单相全波整流输出电路。因此额定工位焊接交直流电源可任选，互不干扰。消除了常规多把焊接产生的磁偏吹及越前焊接产生增流、滞后焊接产生减流的弊端。
如图2所示，本实用新型的定铁芯由条形硅钢片制成六角形后夹持紧固而成，在六角形的内侧设有三个带凹圆弧的凸极，此凹圆弧与动铁芯外圆相对并保持一间隙。凸极外围施以绝缘，安装一次输入的集中绕组和二次输出绕组。三个凸极呈中心对称排列，各凸极中心线之间的夹角α1＝120°，六角形对角线长φ1＝400～800mm。
如图3所示，本实用新型的动铁芯由圆形硅钢片叠压紧固而成，其外侧冲制出若干隐极式呈中心对称排列的梯形槽(图中仅示出两个，其余梯形槽完全相同)，梯形槽内围施以绝缘，用于嵌放二次输出的三相分布绕组，相邻梯形槽齿中心线夹角为α2＝10～30°，动铁芯直径φ2＝200～400mm，动铁芯和定铁芯同心，其转动轴一端装有蜗轮蜗杆传动装置，蜗杆上装有手轮。在选择焊接电流时，旋转手轮，使动铁芯相对于定铁芯的转动，选择所要用的电流值。动铁芯槽口采用高导磁性槽楔。
图4所示为本实用新型的另一实施方案，即单相感应交直流电焊机的原理图。如图4所示，这种感应交直流电弧机也是由弧焊变流源、主控系统、硅整流装置、无功补偿装置、定铁芯和动铁芯所组成，和三相电焊机的接线方法主要差别在于全部采用串接接线方法。
如图4所示，弧焊变流源由一次输入的串接绕组和二次输出的串接绕组所组成。一次输入的串接绕组由大电流和小电流范围两部分所组成，小电流部分是通过选流开关HK2将N极绕组的首端A1接入主控系统的A相线上，末端X12接到S极绕组的首端B12，S极绕组的末端Y1通过选流开关HK2接入主控系统的B相线上，大电流范围部分则通过选流开关HK2将N极绕组的首端A2和S极的末端Y2分别接入主控系统A、B相线上(如虚线所示)，N极的末端X12和S极的首端B12相接。
如图4所示，二次输出的单相绕组由动铁芯分布绕组和定铁芯集中绕组所组成，动铁芯的分布绕组的N极首端a21接入整流装置ZP1的输入端，其末端X21与定铁芯N极集中绕组的首端a22相接，此集中绕组的末端X22与定铁芯S极集中绕组的首端b22相接，其末端Y22和S极分布绕组的首端b21相接，S极分布绕组的末端Y21接入硅整流装置中的ZP3的输入端。
如图4所示，硅整流装置ZP由4支硅整流二极管ZP1～ZP4组成一个单相全波整流电路，在交流输出端设有指示灯DX，主控系统由接在电网电源上的电源开关HK1和选流开关HK2所组成，无功补偿装置由金属薄膜电容CAB所组成，和主控系统并联。
如图5所示，单相电焊机的定铁芯由条形硅钢片制成矩形后夹持紧固而成并在矩形内侧长轴上设有两个对称的带凹圆弧的凸极，凸极外围施以绝缘，在其上安装一次输入和二次输出的单相集中绕组，矩形铁芯的长轴L＝250～450mm，短轴H＝180～380mm。
动铁芯由圆形硅钢片叠压紧固而成，其外侧冲制出若干隐极式呈中心对称排列的梯形槽，槽的内围施以绝缘，用于嵌放二次输出的单相分布绕组，相邻梯形槽中心线夹角为α2＝10～30°，动铁芯直径φ2＝120～280mm，动铁芯外圆和定铁芯凸极端凹圆弧之间相对保持一定间隙。
动铁芯和定铁芯同心，其转动轴一端装有蜗轮蜗杆传动装置，蜗杆上装有手轮。
在使用本实用新型时，首先将电源开关HK1左转90°，使接点A′、B′、C′闭合。电容得电，再根据所需焊接电流大小，确定选流开关HK2的位置，再旋转手轮手选择所需的电流值，即可进行焊接。
停止焊接时，首先断开电源开关HK1，然后断开选流开关HK2，使焊接电流源BL处于完全断电状态。
权利要求1.一种三相感应交直流多把电焊机，由弧焊变流源BL、主控系统、硅整流装置和无功补偿装置、动铁芯、定铁芯所组成，其特征在于(1)所说的弧焊变流源为感应式弧焊变流源，由一次输入的三相集中绕组、二次输出三相分布绕组所组成，(a)一次输入的三相绕组按电流范围由两部分组成，即小电流范围部分和大电流范围部分，所说的小电流范围部分是通过主控系统的选流开关HK2将绕组首端A1、B1、C1分别接入主控系统回路三相系统的A、B、C相线上，末端X12、Y12、Z12接为一点，形成一次绕组的星形连接，大电流范围部分则通过选流开关HK2将绕组的首端A2、B2、C2分别接入主控系统回路的三相系统A、B、C相线上，末端同为X12、Y12、Z12，(b)二次输出三相绕组由两部分组成，即动铁芯分布绕组和定铁芯集中绕组，动铁芯分布绕组的首端a21、b21、c21分别与硅整流装置中相对应的ZP1、ZP5、ZP9的输入端相接，末端X21、Y21、Z21分别与定铁芯二次集中绕组相对应的首端a22、b22、c22相接，定铁芯集中绕组相对应的末端X22、Y22、Z22接为一点，形成二次三相绕组的星形连接，此星形接点分别与硅整流装置相对应的硅整流二极管ZP2、ZP6、ZP10的输入端相接，形成三相绕组独立的单相交流输出电路和单相全波整流输出电路，(2)所说的定铁芯由条形硅钢片制成六角形后夹持紧固而成，在六角形的内侧设有三个呈中心对称排列的带凹圆弧的凸极，其中心线之间的夹角α1=120°，凹圆弧与动铁芯外圆相对并保持一定间隙，凸极外围旋以绝缘，在凸极上安装一次输入的集中绕组和二次输出的集中绕组，六角形对角线长φ1=400～800mm，(3)动铁芯由圆形硅钢片叠压紧固而成，其外侧冲制出若干隐极式呈中心对称排列的梯形槽，槽内围施以绝缘，用于嵌放二次输出的三相分布绕组，相邻梯形槽齿中心线夹角为α2=10～30°，动铁芯直径φ2=200～400mm，(4)动铁芯和定铁芯同心，其转动轴一端装有蜗轮蜗杆传动装置，蜗杆上装有手轮。
2.一种单相感应交直流电焊机，由弧焊变流源、主控系统、硅整流装置、无功补偿装置、动铁芯、定铁芯所组成，其特征在于(1)所说的弧焊变流源为感应式弧焊变流源由一次输入的串接绕组和二次输出串接绕组所组成，(a)一次输入的串接绕组由大电流和小电流范围两部分组成，所说的小电流范围部分是通过选流开关HK2将N极绕组的首端A1接入主控系统的A相线上，末端X12接入S极绕组的首端B1，S极绕组的末端Y1通过选流开关HK2接入主控系统的B相线上，大电流范围部分则通过选流开关HK2将N极绕组的首端A2和S极的末端B2分别接入主控系统A、B相线上，N极的末端X12和S极的首端B12相接，(b)二次输出的单相绕组由动铁芯分布绕组和定铁芯的集中绕组所组成，动铁芯分布绕组的N极首端a21接入整流装置ZP1的输入端，末端X21与定铁芯N极集中绕组的首端a22相接，此集中绕组的末端X22与定铁芯S极集中绕组的首端b22相接，其末端y22与动铁芯S极分布绕组的首端b22相接，S极分布绕组的末端y21接入硅整流装置中的ZP3的输入端，(2)所说的定铁芯由条形硅钢片制成矩形后夹持紧固而成，在矩形内侧长轴上设有两个对称的带凹圆弧的凸极，凸极外围施以绝缘，在其上安装一次输入和二次输出的单相集中绕组，矩形定铁芯长轴L＝250～450mm，短轴H＝180～380mm，(3)所说的动铁芯由圆形硅钢片叠压紧固而成，其外侧冲制出若干隐极式呈中心对称排列的梯形槽，槽内围施以绝缘，用于嵌放二次输出的单相分布绕组，相邻梯形槽齿中心线夹角为α2＝10～30°，动铁芯直径φ2＝120～280mm，动铁芯外圆和定铁芯凸极端凹圆弧之间保持一定间隙，(4)动铁芯和定铁芯同心，其转动轴一端装有蜗轮蜗杆传动装置，蜗杆上装有手轮。
专利摘要一种感应交直流多把电焊机，是由凸极式定铁芯集中绕组和隐极式动铁芯分布绕组组成三相感应式变流源。一次输入的三相集中绕组和二次输出的三相集中绕组及分布绕组均为星形连接。二次输出的三相绕组，每组各有一个独立的交流输出端子和直流输出端子，使多把交直流焊接均不产生磁偏吹和争流现象。用同样的原理可制作单相交直流电焊机。该焊机具有易引弧、飞溅小、穿透力强、无噪音、静外特性好、过载能力强、功率因数高等优点。
文档编号B23K9/00GK2177557SQ9322995
公开日1994年9月21日 申请日期1993年12月15日 优先权日1993年12月15日
发明者许波, 许涛 申请人:许波