专利名称：低电流控制的交流节能电弧焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电弧焊机领域，是可以用于电弧焊接或电弧切割的一种焊接装置。
目前国内外手工焊接使用的焊机大多数是电弧焊机。其结构形式有动圈式、动磁分路式和抽头式等种类。以上焊机结构虽各有特点，但都存在不足。动磁分路式焊机是靠移动磁分路改变漏抗来达到控制工作电流的大小。它需要丝杠等活动部件来移动铁芯，因此制造复杂，成本高、维修不便。同时，因它有活动磁分路铁芯，所以在工作中有较大噪音。动圈式焊机是靠空间漏磁来控制工作电流大小。由于其芯柱之间距离大，漏磁作用不强，所以必需两线圈之间距离很大时才能获得陡降外待性。因此动圈式焊机体积大，耗费材料多。一般动圈式电弧焊机必需采用串联和并联的不同接法以扩大电流调节范围，使结构更加复杂。普通抽头式焊机是靠调整一次线圈及磁分路上的线圈匝数来控制漏抗，从而达到控制焊机工作电流的大小。调整匝数需要把控制开关串联在一次线圈上，这时通过的电流一般在几十安培以上，给焊机的制造带来困难。此种焊机的工作电流一般不超过250安培，如提高工作电流，输入电流也相应提高，这时开关触点及抽头的焊接点的可靠性将无法保证。
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，通过采用控制电路及应用转换开控制磁分路上绕组线圈的两端电压和匝数的形式来实现低电流控制焊机工作电流，从达到提高电弧焊机使用性能和可靠性。
附
图1，为磁分路位于两铁芯中间的三芯柱结构示意图。
附图2，为磁分路位于两铁芯一侧的三芯柱结构示意图。
本实用新型是低电流控制的交流节能电弧焊机(以下简称节能电焊机)，
图1和图2除磁分路铁芯位置不同外，其它部分结构及编号完全相同，以
图1为例说明本实用新型的结构形式。一次线圈〈1〉及控制线圈〈2〉绕在芯柱Ⅰ上；控制线圈〈3〉绕在磁分路Ⅲ上；控制线圈〈4〉绕在芯柱Ⅱ上；二次线圈〈5〉和〈6〉分别绕在芯柱Ⅰ和Ⅱ上；转换开关〈7〉和〈8〉串联在线圈〈3〉、〈4〉、〈1〉和〈2〉之间的抽头上；电容C与线圈〈1〉和〈2〉并联于B、D两点；磁分路端部间隙为δ；磁分路Ⅲ将铁芯Ⅰ和Ⅱ隔开(图2中磁分路Ⅲ在铁芯Ⅰ和Ⅱ的一侧)；磁分路为固定式；输入采用交流单相电源。
从附
图1和附图2中我们看到，当节能电焊机工作时，磁分路产生漏磁致使线圈〈3〉两端产生感应电势u3，当人为的改变u3时，则通过磁分路的最高磁通Φm也将受到改变，可按下式计算u3＝4.44fN3Φm×10－8…………………………(1)式中f——交流电频率、工频f＝50赫N3——线圈〈3〉的匝数。
由公式可看出，控制磁分路磁通Φm有两个可变参数u3和N3。
当u3提高时，Φm提高，则焊机输出电流降低。反之，输出电流提高。
当u3＝0时，则Φm＝0。这同磁分路移出效果相同(动磁分路焊机原理)，此时线圈〈3〉通过的电流阻止磁分路漏磁。
当u3固定不变时(u3≠0)，改变线圈〈3〉的匝数N3也可以控制磁通Φm。N3数增大，Φm降低，输出电流提高；反之，输出电流降低；如果u3＝0，则改变N3不起作用。
根据以上情况我们得出结论，改变磁分路Ⅲ上线圈〈3〉两端电压u3和线圈匝数N3是控制电焊机工作电流大小的关键。为了解决这两个问题，我们设计出了节能电焊机的原理图(如附
图1和附图2)。调整开关〈7〉即可达到改变磁分路Ⅲ上线圈〈3〉的匝数的作用。那么怎样才能改变线圈〈3〉两端的电压u3呢？我们设计了一个控制电路。控制电路由线圈〈1〉和〈2〉、〈3〉、〈4〉及开关〈7〉、〈8〉构成。把线圈〈1〉和〈2〉相串联并看成是一个线圈，在上面抽若干个抽头，使其抽头数与线圈〈4〉上的抽头数相等，并由双触点多档转换开关〈8〉连接。线圈〈1〉和〈2〉的匝数之和与线圈〈4〉的匝数接近相等。由此可见，调整开关〈8〉即可以改变线圈〈1〉和〈2〉及〈4〉的匝数，起到调整线圈〈3〉两端的电压u3的作用。双触点多档转换开关〈8〉将线圈〈1〉、〈2〉及〈4〉上的对应抽头按编号顺序连接(如附
图1和附图2)。当开关〈8〉触点1、1′相接时，则线圈〈3〉两端电压u3值最大；当n、n′点相接时，u3＝0。由此证明，调整控制电路中的开关〈7〉或〈8〉可以调节电弧焊机输出电流的大小。
经过分析和实践得出控制电路的设计经验公式控制电路中的最大电流Ⅰmax≤
…………………………(2)式中Ⅰ2max——焊机最大输出电流；N6——线圈〈6〉的匝数。
由公式(2)可见，N3值越大，通过控制电路的电流越小，但N3的值不可太大。线圈〈3〉的匝数最小值为N3min≈1.5N4N4≈N1＋N2…………………………(3)
式中N4——线圈〈4〉的匝数；N1——线圈〈1〉的匝数；N2——线圈〈2〉的匝数。
该节能电焊机的设计方法与动磁分路式交流焊机的设计方法相似。一般交流焊机的功率因数(COSφ)值较低。我们在该焊机的B、D端并联适当电容C，可收到很好的节能效果，一般可降低输入容量的20％以上。该实用新型的发明目的就是为了提高抽头电弧焊机的使用性能，其形式要点如下1、在节能电焊机中设计了一个控制电路(形式如前所述)，实现了由低于输入电流数十倍的低电流来控制节能电焊机输出的工作电流；2、由于设计了控制电路，流过控制开关触点的电流大大降低，使大电流节能电弧焊机的制造成为现实，从而淘汰了制造成本高的动圈电弧焊机和有噪音、制造复杂、维修不便的动铁焊机；3、增加电容C大大提高了节能焊机的功率因数。
该实用新型具有制造成本低，制造工艺简单，开关的可靠性和耐用性高，维修方便，可调输出电流范围宽，无噪音，省铜材料等优点。在控制电路中流过的最大电流仅10安培左右，完全实现了用低电流控制节能电焊机工作电流(几百安培)的作用。
权利要求1.一种由铁芯(芯柱Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)、线圈(<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、<6>)和转换开关(<7>、<8>)组成的低电流控制的交流节能电弧焊机，其特征在于(a)、控制电路由线圈<1>和<2>、<3>、<4>及开关<7>、<8>、构成，(b)、电容C与线圈<1>、<2>并联B、D两点。
2.按照权利要求1所述的低电流控制的交流节能电弧焊机，其特征是输入为单相电源，磁分路铁芯Ⅲ位于芯柱Ⅰ和芯柱Ⅱ中间或一侧。
专利摘要本实用新型是用低电流控制的固定磁分路交流节能电弧焊机，其特点是采用了一个控制电路，并应用转换开关来控制磁分路上绕组线圈的两端电压和匝数，从而达到控制焊机工作电流的作用。控制电路中流过的最大电流仅10安培左右，大大提高了控制开关的可靠性和耐用性，降低了成本，使焊机的制造更简单。该焊机采用了控制电路后，完全实现了由低电流控制焊机工作电流(几百安培)的作用。该焊机的结构形式可应用于整流焊机的设计。
文档编号B23K9/00GK2150956SQ9223804
公开日1993年12月29日 申请日期1992年10月20日 优先权日1992年10月20日
发明者那学忠, 那鲁宁, 杨国欣, 陈婷, 陈岚 申请人:那鲁宁