专利名称：主变压器有气隙的逆变弧焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种焊接设备，更确切地说是涉及一种逆变弧焊机。
现有的逆变弧焊机按其所采用的功率电路分，可包括硬开关逆变弧焊机和软开关逆变弧焊机，其中的软开关逆变弧焊机，主电路形式之一采用全桥软开关方式，
图1示出其电路原理，图2示出其工作波形。全桥软开关逆变弧焊机以移相(控制移相角Δ)定频率方式工作，为了做到零电压开通，常常在主电路中串联一只一定量的储能电感L。其软开关特性能使逆变器功率器件A、B、C、D在零电压下开通，且功率器件在关断一定时间后才使电压上升(图中死区t)，因而功率管的开关功耗均较小。当负载增大到一定值后，功率管的温升将低于同样大小负载下硬开关电路中功率管的温升。但在空载状态下，由于主电路主变压器Tr原边绕组中流过的电流很小，主电路储能电感L上存储的能量较小，将不足以实现零电压开通，造成逆变器功率管的温升提高，甚至高于带一定负载时的温升。由于焊接现场的焊机处于空载状态的时间往往很长，从而使焊机主功率器件处于比较恶劣的工况条件下。
本实用新型的目的是设计一种主变压器有气隙的逆变弧焊机，以解决软开关方式的逆变弧焊机在串联了储能电感后，在空载情况下主功率器件温升较高的问题。
本实用新型的目的是这样实现的主变压器有气隙的逆变弧焊机，包括主电路和控制电路，主电路包括全桥软开关电路和连接在全桥软开关电路中的主变压器，其特征在于所述主变压器铁芯是非闭合式铁芯，铁芯上设置有气隙。
所述的气隙开设在圆环型铁芯上，宽度小于1毫米。
本实用新型通过将全桥软开关逆变弧焊机主电路的主变压器铁芯设计成有气隙的非闭合式铁芯，使本实用新型软开关方式的逆变弧焊机，不管是可控硅逆变、IGBT逆变、还是场效应管逆变，与硬开关逆变器相比，在有负载情况下主功率器件的温升较低；与带串联储能电感的软开关逆变器相比，在有负载情况下主功率器件温升相同，但在空载情况下温升则较低。
本实用新型的创造性在于克服了技术偏见。由于在硬开关逆变弧焊机技术领域中，人们普遍希望主变压器的漏感越小越好，不允许有气隙，因此主变压器铁芯常采用闭合环形非晶态合金或闭合环形铁氧体磁芯，且绕线时还严格要求减小漏感，如果选用非闭合铁芯或者在绕线时形成有较大的分布电感，将会造成较大的漏感，导致逆变器功率器件上会产生较大的关断尖峰，逆变器功率器件因受到较大冲击而损坏。上述事实引导人们不会去考虑在软开关逆变弧焊机中设计铁芯带气隙的主变压器的可能性。而本实用新型则破除了该传统观念，采用一个极其简单的技术措施，即解决了在软开关方式下靠串联储能电感实现零电压开通时，在空载情况下主功率器件温升又较高的问题。
下面结合实施例及附图进一步说明本实用新型的技术。
图1是软开关逆变弧焊机主电路结构示意图图2是软开关逆变弧焊机主电路全桥软开关工作波形示意图图3是软开关逆变弧焊机控制电路结构示意图图4是软开关逆变弧焊机主电路的主变压器铁芯结构示意图图1、图2中，A、B、C、D是全桥软开关的四个功率器件，其功率控制端a、b、c、d与图3中控制电路的同名端连接，A、D导通时B、C截止，反之，A、D截止时B、C导通，A与B、C与D间存在死区t，电路工作频率不变(脉宽不变)，控制电路根据外特性改变移相角Δ。图中1为工件，2为焊枪。
参见图3，示出软开关方式逆变弧焊机控制电路的原理，包括有逻辑时序控制电路301、引弧电路302、显示电路303、电流设定电路304、电流反馈电路305、外特性控制电路306、脉宽调制(PWM)控制电路307(可采用型号为UC3875的PWM器件)、功率器件驱动电路308(IGBT逆变)、电网监测电路309、欠压保护电路310、功率器件温度监测电路311、功率器件过热保护电路312和过流保护电路313。脉宽调制控制电路307根据外特性变化改变移相角Δ。
参见图4，主变压器Tr的圆环形铁芯4采用非晶态合金，铁芯4上开设有一定宽度的气隙41，使铁芯4形成非闭合式铁芯，气隙41的宽度一般小于1mm。
本实用新型通过采用有气隙的主变压器，成功地解决了软开关方式的逆变弧焊机，因采用串联储能电感解决零电压开通时所带来的空载情况下功率管的较高温升问题。
权利要求1.一种主变压器有气隙的逆变弧焊机，包括主电路和控制电路，主电路包括全桥软开关电路和连接在全桥软开关电路中的主变压器，其特征在于所述主变压器铁芯是非闭合式铁芯，铁芯上设置有气隙。
2.根据权利要求1所述的主变压器有气隙的逆变弧焊机，其特征在于所述的气隙开设在圆环型铁芯上，宽度小于1毫米。
专利摘要本实用新型涉及一种主变压器有气隙的逆变弧焊机,包括主电路和控制电路,主电路包括全桥软开关电路和连接在全桥软开关电路中的主变压器。其中的主变压器铁芯是非闭合式的,圆环型铁芯上设置有宽度小于1毫米的气隙。从而成功地解决了软开关方式的逆变弧焊机,因采用串联储能电感解决零电压开通时所带来的空载情况下功率管的较高温升问题。
文档编号H01F38/00GK2369334SQ9920020
公开日2000年3月15日 申请日期1999年1月6日 优先权日1999年1月6日
发明者刘振光, 肖波 申请人:时代集团公司