专利名称：一种数字调压变压器及其调压方法
技术领域：
本发明涉及的是一种数字调压变压器及其调压方法，特别是一种熔化极气体保护焊机数字调压主回路的调压方法。属于焊接技术领域。
背景技术：
现有的熔化极气体保护焊机主回路的调压方式主要为以下三种抽头调压式，方法是在变压器原边设抽头，通过手动操作转换开关变换变压器原边抽头的位置，实现变压器付边的调压，再经过整流电路输出直流电压。不能实现数字调压和远距离调压及网压补偿。
晶闸管相控调压式，变压器变比是固定的，付边设晶闸管整流电路，以改变晶闸管的导通角进行削波调压的方式输出可变的直流电压。如要数字调压，则需通过A/D和D/A转换间接实现。缺点是输出电压越低波形越不连续、设备复杂不易维修、可靠性不高、存在波形畸变引起的高次谐波和电磁污染。
晶闸管或IGBT逆变调压式，方法是将交流电压整流成直流电压，再经PWM调节器调制成可变的高频脉冲电压，经高频变压器变换后再经整流器输出直流电压。高频变压器的变压比是固定的，改变电压是通过改变PWM调节器的参数实现的。且需通过A/D和D/A转换实现间接的数字调压。缺点是设备复杂、不易维修、可靠性不高、存在高频电磁污染。
耿正在《现代焊接》2005(3)上撰文“关于数字化焊机核心技术的几点看法”，对于全数字化焊机采用晶闸管或IGBT逆变调压式主回路，该文认为，在数字化焊机的核心技术中，焊接电源扮演着线性功率放大器的作用。由焊接电源内部的PWM调节器采用DSP控制技术在控制方面有一定的技术优势，但对数字化焊机的整体性能的影响作用不显著。
发明内容
本发明采用的方法是在数字调压变压器每相的原边设有1个基本绕组和n个调压绕组，各个调压绕组的匝数按照二—十进制数的8、4、2、1码的数值规律排列。n个调压绕组可以组成2n种串联组合。当原边接入基本绕组时，付边输出额定电压。当基本绕组和n个调压绕组串联接入时，付边输出电压降低，降低的数值取决于串入的n个调压绕组的总匝数。
这种调压方法以最少的调压绕组实现了最多的调压级数，并以二—十进制开关量的方式实现变压器的数字调压。应用于熔化极气体保护焊机数字调压主回路，可使焊机主回路由模拟型变为数字型，可实现真正意义上的全数字化焊机。同时具有电弧挖掘力大、飞溅较小、易维护、可靠性高、电压波形不畸变、不形成电磁污染的优点。而且，因为波形无畸变，一台焊机可以取代该焊机容量以下所有规格的焊机。
图1、图2为数字调压变压器及其调压方法的电气原理图。图中W为变压器原边基本绕组；W1至W5为调压绕组；WZ为变压器付边绕组；U为三相电源中的一相；N为中性线。
图1、图2中采用的切换开关KM代号为交流接触器(用于大、中容量变压器)或继电器(用于小容量变压器)；A为交流静态开关；也可为手动的组合开关。
图2中采用的切换开关A1-1至A5-1和A1-2至A5-2为交流静态开关.。
图1、图2中的付边绕组接上整流电路输出直流电压。
具体实施例方式
如图1、图2所示，以熔化极气体保护焊机数字调压变压器主回路为例，本发明的具体实施方式
如下图中调压绕组的数量以n＝5为例，可以组成25＝32种串联组合，这32种调压绕组的串联组合分别与基本绕组串联接通电源，可在变压器付边输出32种电压值即32级调压。5个调压绕组中，匝数最多的是W5，对应8、4、2、1码的16。匝数最少的是W1，对应8、4、2、1码的1。W1与基本绕组串联接入时改变电压的数值就是调压级差。例如，当设计变压器原边接入基本绕组输出电压为40V，设计调压级差为0.6V时，通过切换开关改变调压绕组的串联组合，变压器的输出电压可从40V开始以每级0.6V的级差降到40-32×0.6＝20.8V；也可从20.8V开始以每级0.6V的级差升到20.8+32×0.6＝40V。n决定调压级数，调压级差决定调压精度。调压级数与调压级差的乘积决定调压范围。调压级数与调压级差按需要设定。
改变调压绕组的串联组合由切换开关控制，切换开关的通断由逻辑电路控制。当然，也可由手动的组合开关控制。
图1和图2示出了数字调压主回路三相中的一相。一相可用于单相交流电源的熔化极气体保护焊机数字调压主回路，同样的三相可用于三相交流电源的熔化极气体保护焊机数字调压主回路。
本发明的数字调压变压器及其调压方法同样可用于直流电动机调速、磁阻电动机调速和交流电焊机、直流电焊机、电阻焊机、螺柱焊机、电镀电源、涂镀电源、电解电源、交流调压电源、直流调压电源主回路的数字调压。
权利要求
1.一种数字调压变压器及其调压方法，数字调压变压器具有原边绕组和付边绕组，其特征在于数字调压变压器的原边绕组具有1个基本绕组和n个调压绕组，调压绕组的匝数按照二一十进制数的8、4、2、1码的数值规律排列，n个调压绕组通过切换开关可以组成2n种串联组合，2n种串联组合与基本绕组串联可使变压器付边输出2n种电压值既2n级调压。
2.一种数字调压变压器及其调压方法，可用于直流电动机调速、磁阻电动机调速和熔化极气体保护焊机、交流焊机、直流焊机、电阻焊机、螺柱焊机、电镀电源、涂镀电源、电解电源、交流调压电源、直流调压电源主回路的变压器数字调压。
3.根据权利要求1所述的数字调压变压器及其调压方法中的切换开关可以是交流接触器或继电器，也可以是交流静态开关，也可以是手动的组合开关。
全文摘要
本发明涉及的是一种数字调压变压器及其调压方法，特别是一种熔化极气体保护焊机数字调压主回路的调压方法。属于焊接技术领域。现有的熔化极气体保护焊机主回路的调压方式都不是数字的，缺点是不能远控或复杂、不易维修、可靠性不高、存在高次谐波和电磁污染等。本发明采用的方法是在变压器每相的原边设有1个基本绕组和n个调压绕组，各个调压绕组的匝数按照二一十进制数的8、4、2、1码的数值规律排列。当基本绕组和n个调压绕组串联接入时，副边输出电压取决于串入基本绕组的n个调压绕组的总匝数。使焊机主回路由模拟型变为数字型，克服了现有焊机存在的不足。
文档编号G05F1/13GK1937119SQ20061015357
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月12日 优先权日2006年9月12日
发明者郝桂盛 申请人:郝桂盛