专利名称：一种高功率因数电焊机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属焊接设备，尤其涉及一种空载电流很小，允许长时间短路的高功率因数电焊机。
背景技术：
电焊机是被广泛应用的金属焊接设备，其功率消耗在电力负载中占有很大的比例。尽管近年来各种新式电焊机已经被采用，但是不论哪种新式电焊机都没有补偿功能，功率因数不高，并且空载电流较大，不符合节能环保的发展理念。又因为电焊机恶劣的工作状态和复杂的工作环境，效率很低的老式电焊机仍在大量使用，默默地吞噬着有限的电能，这与日益紧张的能源供应是一个很突出的矛盾，所以研究开发性能优良的高效率焊接设备， 既是工业发展的需要，也是促进节能降耗的需要。
发明内容
针对现有电焊机存在的缺陷，本发明提供一种集变压器、电抗器于一体，节能降耗的高功率因数电焊机。解决上述问题所采取的技术措施是
一种高功率因数电焊机，其特征在于由电焊机壳体和安装在电焊机壳体内的电焊机器身构成，其中电焊机器身由带有空气隙开口 M的四柱铁心、一次绕组N1与N/、二次绕组 N2与N/、补偿绕组Nc与N/以及补偿电容C构成，四柱铁心由硅钢片叠积而成，在四柱铁心的两个边柱上装有一次绕组K、N/，在四柱铁心的两个中柱上装有二次绕组队、N/和补偿绕组N。、N/，边柱上的一次绕组K、N/和中柱上的二次绕组N2、N/构成了两个相并联的变压器，由四柱铁心的两个中柱及空气隙开口 M和套在这两个中柱上的补偿绕组N。、N/构成了电抗器，补偿绕组N。、N/的两个尾端相串联后，一个首端直接与电源的一条相线相连，另一个首端与电容器C相串联后和电源的另一相线相连，这样补偿绕组Nc、N/与电容C组成的串联支路则并联在供电线路上。本发明的有益效果
1、本发明的空载电流很小，仅为普通电焊机的1/10左右，因而空载损耗小，节能效果明显。2、本发明具有较高的功率因数，自动补偿无功的能力强，功率因数最高可达到 0. 97。3、本发明不仅能满足电弧焊的特性要求，还具有输出电压稳定、电弧燃烧平稳等优点，焊接试验表明，本发明引弧时产生的冲击电流小，飞溅小，且容易起弧，即便在输出短路的情况下，电焊机的输入电流也不能成倍增加，因而具有很强的抗短路能力。4、本发明与普通变压器式电焊机的区别在于在变压器的内部含有电抗器和补偿电容，实现了变压器、电抗器一体化，集焊接与无功补偿于一身，大大地提高了电焊机的功率因数，促进了节能降耗。
图1为本发明中电焊机器身的结构示意图； 图2为本发明随电压变化的电流特性示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做具体描述。一种高功率因数电焊机，如图1所示，由电焊机壳体和安装在电焊机壳体内的电焊机器身构成，其中电焊机器身由带有空气隙开口 M的四柱铁心、一次绕组(也叫原边绕组)N1与N/、二次绕组(也叫副边绕组)N2与N/、补偿绕组Nc与N/以及补偿电容C构成。 四柱铁心由硅钢片叠积而成，绕组由电磁线绕制而成。在四柱铁心的两个边柱上装有一次绕组NpN/，在四柱铁心的两个中柱上装有二次绕组N2、N/和补偿绕组Nc、N/。边柱上的一次绕组K、N/和中柱上的二次绕组N2、N/构成了两个相并联的变压器，这是本发明的工作主体部分；由四柱铁心的两个中柱及空气隙开口 M和套在这两个中柱上的补偿绕组N。、N/ 构成了电抗器，这是本发明的重点部分；补偿绕组N。、N/的两个尾端相串联后，一个首端直接与电源的一条相线相连，另一个首端与电容器C相串联后与电源的另一相线相连，这样补偿绕组N。、N/与电容C组成串联支路后，再与供电线路相并联，这是本发明的自动补偿部分。仏为电焊机的输入电源，队为电焊机的输出电源。将电焊机器身通过一定的工艺装配装到电焊机壳体内，即为一种高功率因数电焊机。下面详述本发明的工作原理 (1)焊接原理
由本发明的结构可知，其变压器部分与普通焊接变压器没有本质的区别，只要将一次绕组NpN/ (原边绕组)接入电源，二次绕组队、^^ (副边绕组)就会感应出一定值的电压， 用于电弧焊接。(2)稳压原理
本发明接通电源后，在一次交变电流I1的作用下，二次绕组队、N2 /和补偿绕组N。、Nc 7 两端则产生与匝数比成比例的电压。由于每一个线圈中的磁通对相邻的二次绕组N2、N2丨的电势增量和不相邻的二次绕组队、N2 1的电势增量大小几乎相等且方向相反，使二次绕组 N2, N2 ζ上电势的矢量合成值维持在一个变化较小的水平上，维持输出电压的稳定。(3)稳流原理
由于本发明的结构特点所致，其二次感抗很大。当负载R的值变化时，二次感抗会随着二次电流的变化而变化，从而起到稳定输出电流的作用。当R = 0时，即二次输出短路时，U2 = 0,UC = 0，IC = 0，变压器相当于一个单纯的电感，这时的一次电流I1变得比额定电流还要小，所以该变压器不存在因负载短路而导致设备事故。(4)无功补偿原理如图2所示，图中
10——一次空载电流；
11——电磁综合共振时的电流；
Ic> Uc——电磁综合共振时电容C与补偿绕组N。、Nc 7的电流和电压。
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由图2可见，当电源电压仏处于0 Uz区间时，一次电流呈容性。在补偿绕组Nc、 Nc /形成大的共振电动势的状态下，若二次绕组N2、N2 7中通过感性负载电流，此电流与共振容性电流之间存在180°的相位差，感性电流在变压器的内部抵消，输入端只流过纯阻抗电流，从而提高了电焊机的功率因数，起到了补偿无功的作用。本发明以其优越的电气性能适合各种场合的手工电弧焊接，特别适合于中厚板的焊接，是一种高功率因数的焊接设备。
权利要求
1. 一种高功率因数电焊机，其特征在于由电焊机壳体和安装在电焊机壳体内的电焊机器身构成，其中电焊机器身由带有空气隙开口 M的四柱铁心、一次绕组N1与N/、二次绕组N2与N/、补偿绕组Nc与N/以及补偿电容C构成，四柱铁心由硅钢片叠积而成，在四柱铁心的两个边柱上装有一次绕组K、N/，在四柱铁心的两个中柱上装有二次绕组N2、N/和补偿绕组Nc、N/，边柱上的一次绕组K、N/和中柱上的二次绕组队、N/构成了两个相并联的变压器，由四柱铁心的两个中柱及空气隙开口 M和套在这两个中柱上的补偿绕组N。、N/构成了电抗器，补偿绕组N。、N/的两个尾端相串联后，一个首端直接与电源的一条相线相连， 另一个首端与电容器C相串联后和电源的另一相线相连，这样补偿绕组Nc、N/与电容C组成的串联支路则并联在供电线路上。
全文摘要
一种高功率因数电焊机，在四柱铁心的两个边柱上装有一次绕组N1、N1/，在四柱铁心的两个中柱上装有二次绕组N2、N2/和补偿绕组NC、NC/，一次绕组N1、N1/和二次绕组N2、N2/构成了两个相并联的变压器，由四柱铁心的两个中柱及空气隙开口和套在这两个中柱上的补偿绕组NC、NC/构成了电抗器，补偿绕组NC、NC/的两个尾端相串联后，一个首端直接与电源的一条相线相连，另一个首端与电容器C相串联后与电源的另一相线相连，补偿绕组NC、NC/与电容C组成的串联支路并联在供电线路上。本发明的抗短路能力和自动补偿无功的能力强，空载电流很小，节能效果明显，实现了变压器、电抗器一体化，集焊接与无功补偿于一身，大大地提高了电焊机的功率因数。
文档编号B23K9/067GK102319939SQ201110230158
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月12日 优先权日2011年8月12日
发明者巩志强, 张安德 申请人:丹东欣泰电气股份有限公司