专利名称：交流发电逆变、弧焊两用机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发电、弧焊两用机。
背景技术：
目前，国内使用交流发电、直流电焊两用机的直流电焊部分大多采用落后的直流发电机或半导体整流的方式，它存在效率低、焊接工艺性差的缺点；采用逆变焊机已成为焊机发展的必然趋势，但目前逆变焊机的成本高，可靠性低，难以推广普及，而在野外、乡村、海岛及林区等无电地区焊接作业非常不方便。
发明内容
本实用新型研制了一种效率高、焊接工艺性好，便于移动作业的交流发电逆变、弧焊两用机。本实用新型包含了发动机1，它还包含了发电机2、逆变弧焊机3，发电机2包含常规发电机的组成部分，发电机2的定子电枢绕组采用发电绕组ab与焊接绕组ab共用一组线圈，发电机2为单相绕组。逆变弧焊机3由十八个电阻R1-R18、十个电容C1-C10、六个二极管D1-D6、电感L、开关管Ka、光电耦合器4、发光信号灯d、电流信号采集传感器CT1、信号调整芯片IC2、参数设置芯片IC5、偏差检测与PI调节芯片IC3、驱动芯片IC4组成，发电机2的输入端接发动机1的输出端，发电机2的电源输出端a接二极管D5的正极，D5的负极接电容C1、C2、C3的一端和电阻R1的一端及开关管Ka的正极，C1、C2的另一端接发电机2的b端，R1的另一端接发电机2的b端，C3的另一端接二极管D1的正极和电阻R2的一端，二极管D1的负极和R2的另一端接开关管Ka的负极和二极管D2的正极，D2的负极接电容C4的一端和二极管D3的负极及电感L的一端，C4的另一端接发电机2的b端，D3的正极接发电机2的b端，电感L的另一端接电容C5和焊接负载RL的一端，RL的另一端接电流信号采集传感器CT1的电流输入端，C5的另一端接电容C6的一端，C6的另一端接CT1的电流输入端，CT1的电流输出端接发电机2的b端，CT1的信号输出端接电阻R3的一端和信号调整芯片IC2的信号输入端，CT1的电源输入端分接+EC和-EC，R3的另一端接地。IC2的3脚经电容C7接地，IC2的6脚接地，IC2的4、8脚悬空，IC2的1、2脚短接后接电阻R4、R5的一端，R4的另一端接IC2的5脚，R5的另一端接IC2的信号输出端7脚，IC2的信号输出端7脚接偏差检测与PI调节芯片IC3的信号输入端2脚；参数设置芯片IC5的3脚接电位器W1的滑动端和一固定端，W1的另一固定端接IC5的1脚，IC5的1脚经电容C10接地，IC5的3、4脚接地，IC5的信号输出端1脚经电阻R11接IC5的2脚，IC5的2脚接+VC，IC5的信号输出端1脚接偏差检测与PI调节芯片IC3的信号输入端2脚，IC3的2脚经电阻R7接IC3的3脚，IC3的2脚接电容C9的一端和二极管D6的正极，C9的另一端经电阻R8接IC3的3脚，D6的负极接电阻R9的一端和电阻R10的一端，R9的另一端接二极管D4的正极，D4的负极接IC3的3脚，R10的另一端接地，IC3的1脚经电阻R6接地，IC3的4脚接地，IC3的8脚12脚短接后悬空，IC3的7脚13脚短接后接地，IC3的5脚经电容C8接地，IC3的6脚经电阻R15接地，IC3的信号输出端9脚接电阻R13的一端，R13的另一端接驱动芯片IC4的信号输入端15脚和电阻R14的一端，R14的另一端接IC4的14脚，IC4的14脚接地，IC4的电源输入端2脚接+V0，IC4的1脚接开关管Ka的负极，IC4的电源输入端9脚接-V0，IC4的6脚接开关管Ka的正极，IC4的信号输出端3脚经电阻R12接开关管Ka的控制极，IC4的5脚接光电耦合器4的发光二极管DL1的负极，DL1的正极经电阻R19接+V0，光电耦合器4的三极管V1的集电极接电阻R18的一端，R18的另一端接+V0，V1的发射极接电阻R17、R16的一端，R16的另一端接发光信号灯d的一端，d的另一端接地，R17的另一端接地。本实用新型可由发电机为逆变焊机提供较低的交流电压，使逆变焊机不需要高频变压器，而且功率开关管承受电压显著减小，因而使焊机成本降低，可靠性、效率和动态性能又优于常规逆变焊机。且由于自行发电，因而适用于野外、乡村，海岛及林区等无电或供电不便的作业现场以及流动作业使用。
图1是本实用新型的原理框图，图2是本实用新型的电路结构示意图，图3是具体实施方式
二中发电机绕组与焊接绕组的连接结构示意图，图4是具体实施方式
二中发电机绕组与焊接绕组的连接结构示意图，图5是具体实施方式
四中发电机绕组与焊接绕组的连接结构示意图。
具体实施方式
一本具体实施方式
由发动机1、发电机2、逆变弧焊机3组成，发电机2包含常规发电机的组成部分，发电机2的定子电枢绕组采用发电绕组ab与焊接绕组ab共用一组线圈，发电机2为单相绕组，可做发电和焊接绕组，由绕组的ab部分为弧焊机电源供电。逆变弧焊机3由十八个电阻R1-R18、十个电容C1-C10、六个二极管D1-D6、电感L、开关管Ka、光电耦合器4、发光信号灯d、电流信号采集传感器CT1、信号调整芯片IC2、参数设置芯片IC5、偏差检测与PI调节芯片IC3、驱动芯片IC4组成，电流信号采集传感器CT1选用霍尔电流传感器LEM，信号调整芯片IC2选用LM358型号，参数设置芯片IC5选用LM399型号，偏差检测与PI调节芯片IC3选用TL494型号，驱动芯片IC4选用EXB841型号，发电机2的输入端接发动机1的输出端，发电机2的电源输出端a接二极管D5的正极，D5的负极接电容C1、C2、C3的一端和电阻R1的一端及开关管Ka的正极，Ka选用IGBT开关管，逆变式直流弧焊机电源的主电路拓朴结构采用单管正激式，C1、C2的另一端接发电机2的b端，R1的另一端接发电机2的b端，C3的另一端接二极管的D1的正极和电阻R2的一端，二极管D1的负极和R2的另一端接开关管Ka的负极和二极管D2的正极，D2的负极接电容C4的一端和二极管D3的负极及电感L的一端，C4的另一端接发电机2的b端，D3的正极接发电机2的b端，电感L的另一端接电容C5和焊接负裁RL的一端，RL的另一端接电流信号采集传感器CT1的电流输入端，C5的另一端接电容C6的一端，C6的另一端接CT1的电流输入端，CT1的电流输出端接发电机2的b端，CT1的信号输出端接电阻R3的一端和信号调整芯片IC2的信号输入端，CT1的电源输入端分接+EC和-EC，R3的另一端接地。IC2的3脚经电容C7接地，IC2的6脚接地，IC2的1、2脚短接后接电阻R4、R5的一端，R4的另一端接IC2的5脚，R5的另一端接IC2的信号输出端7脚，IC2的信号输出端7脚接偏差检测与PI调节芯片IC3的信号输入端2脚，参数设置芯片IC5的3脚接电位器W1的滑动端和一固定端，W1的另一固定端接IC5的1脚，IC5的1脚经电容C10接地，IC5的3、4脚接地，IC5的信号输出端1脚经电阻R11接IC5的2脚，IC5的2脚接+VC，IC5的信号输出端1脚接偏差检测与PI调节芯片IC3的信号输入端2脚，IC3的2脚经电阻R7接IC3的3脚，IC3的2脚接电容C9的一端和二极管D6的正极，C9的另一端经电阻R8接IC3的3脚，D6的负极接电阻R9的一端和电阻R10的一端，R9的另一端接二极管D4的正极，D4的负极接IC3的3脚，R10的另一端接地，IC3的1脚经电阻R6接地，IC3的4脚接地，IC3的8脚12脚短接后悬空，IC3的7脚13脚短接后接地，IC3的5脚经电容C8接地，IC3的6脚经电阻R15接地，IC3的信号输出端9脚接电阻R13的一端，R13的另一端接驱动芯片IC4的信号输入端15脚和电阻R14的一端，R14的另一端接IC4的14脚，IC4的14脚接地，IC4的电源输入端的2脚接+V0，IC4的电源输入端9脚接-V0，IC4的6脚接开关管Ka的正极，IC4的信号输出端3脚经电阻R12接开关管Ka的控制极，IC4的5脚接光电耦合器4的发光二极管DL1的负极，DL1的正极经电阻R19接+V0，光电耦合器4的三极管V1的集电极接电阻R18的一端，R18的另一端接+V0，V1的发射极接电阻R17、R16的一端，R16的另一端接发光信号灯d的一端，d的另一端接地，R17的另一端接地。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于发电绕组ab与焊接绕组de并绕，焊接绕组de的d端接二极管D5的正极，D5的负极接逆变弧焊机3的电源输入端，de为弧焊机电源提供较低的交流电压，以适应不同焊接要求。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于发电绕组具有8个抽头1-8，当奇数端子与偶数端子相接时，子绕组串联，与常规发电机相同。当所有奇数端相接，所有偶数端亦相接时，各子绕组并联，焊接绕组7、8的7端接二极管D5的正极，D5的负极接逆变弧焊机3的电源输入端，7、8端为弧焊机电源提供较低的交流电压；此种接线方式一般用于较大功率焊接时，其中子绕组的个数也可视焊接电源要求而定。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于发电绕组ab与焊接绕组bc共用一组线圈，采用抽头分压得到较低的交流电压，焊接绕组bc的c端接二极管D5的正极，D5的负极接逆变弧焊机3的电源输入端，由绕组的bc部分为弧焊机电源供电。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于发电机2由单相绕组改成三相绕组，以适应不同的焊接要求。其他组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于逆变式直流弧焊机电源的主电路拓扑结构由单管正激式改成双管正激式或桥式电路，以适应不同焊接要求。其他组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
工作原理由发电机2输出的工频交流电经整流滤波后再经功率开关管调节得到高频脉冲，再经整流滤波和平滑后得到直流电，作为弧焊机电源输出。由霍尔电流传感器CT1采集电弧焊负载的电流信号，送入偏差检测环节，与给定的值比较，其偏差经PI调节运算控制脉冲宽度，从而控制功率开关管的导通时间，由此构成电流负反馈，得到具有陡降外特性的手工弧焊逆变电源。霍尔电流传感器CT1采集的电流信号经以IC2为核心的信号调整电路后，进入IC3的2脚，即进入偏差检测和PI的调节电路，IC3完成偏差检测及PI调节后，其输出量经IC4驱动Ka，并控制Ka的导通时间，构成电流负反馈，实现焊接电流恒定和带外拖的目的。
权利要求1.交流发电逆变、弧焊两用机，它包含了发动机(1)，其特征在于它还包含了发电机(2)、逆变弧焊机(3)，发电机(2)的定子电枢绕组采用发电绕组ab与焊接绕组ab共用一组线圈；逆变弧焊机(3)由十八个电阻R1-R18、十个电容C1-C10、六个二极管D1-D6、电感L、开关管Ka、光电耦合器(4)、发光信号灯d、电流信号采集传感器CT1、信号调整芯片IC2、参数设置芯片IC5、偏差检测与PI调节芯片IC3、驱动芯片IC4组成，发电机(2)的输入端接发动机(1)的输出端，发电机(2)的电源输出端a端接二极管D5的正极，D5的负极接电容C1、C2、C3的一端和电阻R1的一端及开关管Ka的正极，C1、C2的另一端接发电机(2)的b端，R1的另一端接发电机(2)的b端，C3的另一端接二极管D1的正极和电阻R2的一端，二极管D2的负极和R2的另一端接开关管Ka的负极和二极管D2的正极，D2的负极接电容C4的一端和二极管D3的负极及电感L的一端，C4的另一端接发电机(2)的b端，D3的正极接发电机(2)的b端，电感L的另一端接电容C5和焊接负载RL的一端，RL的另一端接电流信号采集传感器CT1的电流输入端，C5的另一端接电容C6的一端，C6的另一端接CT1的电流输入端，CT1的电流输出端接发电机(2)的b端，CT1的信号输出端接电阻R3的一端和信号调整芯片IC2的信号输入端，CT1的电源输入端分接+EC和-EC，R3的另一端接地，IC2的3脚经电容C7接地，IC2的6脚接地，IC2的4、8脚悬空，IC2的1、2脚短接后接电阻R4、R5的一端，R4的另一端接IC2的5脚，R5的另一端接IC2的信号输出端7脚，IC2的信号输出端7脚接偏差检测与PI调节芯片IC3的信号输入端2脚，参数设置芯片IC5的3脚接电位器W1的滑动端和一固定端，W1的另一固定端接IC5的1脚，IC5的1脚经电容C10接地，IC5的3、4脚接地，IC5的信号输出端1脚经电阻R11接IC5的2脚，IC5的2脚接+VC，IC5的信号输出端1脚接偏差检测与PI调节芯片IC3的信号输入端2脚，IC3的2脚经电阻R7接IC3的3脚，IC3的2脚接电容C9的一端和二极管D6正极，C9的另一端经电阻R8接IC3的3脚，D6的负极接电阻R9的一端和电阻R10的一端，R9的另一端接二极管D4的正极，D4的负极接IC3的3脚，R10的另一端接地，IC3的1脚经电阻R6接地，IC3的4脚接地，IC3的8脚12脚短接后悬空，IC3的7脚13脚短接后接地，IC3的5脚经电容C8接地，IC3的6脚经电阻R15接地，IC3的信号输出端9脚接电阻R13的一端，R13的另一端接驱动芯片IC4的信号输入端15脚和电阻R14的一端，R14的另一端接IC4的14脚，IC4的14脚接地，IC4的电源输入端的2脚接+V0，IC4的1脚接开关管Ka的负极，IC4的电源输入端9脚接-V0，IC4的6脚接开关管Ka的正极，IC4的信号输出端3脚经电阻R12接开关管Ka的控制极，IC4的5脚接光电耦合器(4)的发光二极管DL1的负极，DL1的正极经电阻R19接+V0，光电耦合器(4)的三极管V1的集电极接电阻R18的一端，R18的另一端接+V0，V1的发射极接电阻R17、R16的一端，R16的另一端接发光信号灯d的一端，d的另一端接地，R17的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的交流发电、逆变弧焊两用机，其特征在于发电绕组ab与焊接绕组de并绕，焊接绕组de的d端接二极管D5的正极，D5的负极接逆变弧焊机(3)的电源输入端。
3.根据权利要求1所述的交流发电、逆变弧焊两用机，其特征在于发电绕组具有8个抽头(1-8)，所有奇数端相接，所有偶数端亦相接时，各子绕组并联，焊接绕组7、8的7端接二极管D5的正极，D5的负极接逆变弧焊机(3)的电源输入端。
4.根据权利要求1所述的交流发电、逆变弧焊两用机，其特征在于发电绕组ab与焊接绕组bc共用一组线圈，采用抽头分压的到较低的交流电压，焊接绕组bc的c端接二极管D5的正极，D5的负极接逆变弧焊机(3)的电源输入端。
专利摘要交流发电、逆变弧焊两用机，它涉及一种发电、弧焊两用机。它还包含了发电机(2)、逆变弧焊机(3)，逆变弧焊机的电源输入端接发电机的输出端，逆变弧焊机的电源输出端接电流信号采集传感器CT
文档编号B23K9/09GK2523111SQ0221018
公开日2002年11月27日 申请日期2002年2月6日 优先权日2002年2月6日
发明者李东升, 盖志武, 丛宪冬, 王伟, 宋文龙 申请人:李东升, 盖志武