专利名称：超微晶铁芯单端逆变式直流电焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属焊接技术领域，特别是一种用于金属焊接中应用的超微晶铁芯单端逆变式直流电焊机。
在现有技术中，直流电焊机一般是采取全桥式和半桥式电路。这种结构虽然是变压器利用率高，易于做成较大功率的电焊机，然而它却存在明显的不足，其一是容易产生偏磁，造成铁芯饱和。其二是容易发生误导通，造成电源短路。上述二种情况都极易造成大功率晶体管的损坏。由于电焊机逆变频率很高，因此，稍有误控，就将产生严重后果。
为解决现有技术中存在的缺点，本实用新型的目的就在于提供一种高可靠性的超微晶铁芯单端逆变式直流电焊机，这种电焊机采用由逆变和换能整流部分构成单端逆变式电路，超微晶铁芯制做变压器，原边采用多个单端逆变电路并联，副边亦采用多个换能整流电路并联，并从分流器输出电流信号至控制器，与给定电流信号比较，及时调整触发信号的脉冲宽度，形成闭环控制，从而确保恒流输出。为获得大功率输出，可将多个单端逆变式电路并联。为确保变压器的上作效率，本实用新型采用超微晶铁芯做变压器，合理选择磁参数(铁芯工艺方法另项专利)，以确保低损耗、低剩磁。
现结合附图及实施例进一步阐述本实用新型结构特征及其工作原理。
图1为本实用新型原理线路方框图。其中1为电源部分，2为逆变及换能部分构成的单端逆变式电路部分，3为输出部分，4为控制器部分。其中S表示三相交流电源，W表示电焊机直流输出。
图2为本实用新型原理线路图，其中M为分流器。
图3为本实用新型外观示意图。其中1为逆变式直流电焊机壳体，2为电流指示表，3为电压指示表，4为电流给定，5为推力给定，6为启动按钮，7为停止按钮，8为焊具，9为壳体支架，10为迁移滚。
图4为控制器输出脉冲信号波形图。
参见图2，三相电源S经D1-D6组成的全波整流将交流电压整流为直流电压经滤波电容C滤波后为开关管T1，T2供电。T1开关管的发射极通过变压器B1的原边N11与T2开关管的集电极C2联接，原边N11二端通过二极管D13、D14分别与直流电源负、正二端相接，以确保T1、T2管关断时，线图N11产生的反向电压峰值被钳位在两倍的电源电压上。T1、T2基极与控制器相应输出方波信号端实现线路连接，作为脉冲触发信号。C11、R11、D11和C12、R12、D12分别组成两套杂波吸收电路，并联在开关管T1及T2发射极和集电极之间，以降低开关管T1、T2的开、断损耗。变压器B1的副边N12的同名端与整流二极管D15的正极相接，二极管负极与续流管D16的负极相接并接至焊机输出端，N12的另一端与续流管D16正极连接并通过电感L3、分流器M至焊机输出端的另一端，采样信号F1、F2反馈至控制器。焊机必须有的死负载RL并联在焊机输出端，用于当焊机停止工作时，维持最小电流。为确保变压器B1为正极性输出，变压器的绕法及引线应按照副边N12的同名端与D15的正极相连接，另端则与续流管D16的正极相接。
T3、T4及T5、T6分别是另二个独立单元，其结构同T1、T2所形成的单端逆变及换能部分相同。多个独立单端逆变电路单元可分别与输入、输出端并联，以便形成大功率输出。附图2中的断裂线，即表示按所要求的输出功率，适当并联n个独立单元。
现结合附图2，以T1、T2单端逆变式电路一个独立单元为例，阐述本实用新型工作原理由于超微晶变压器B1原边线图N11串接在功率开关管T1、T2之间作负载，当开关管T1、T2同时在方波信号的触发下导通时，N11有电流通过，变压器B1的副边N12产生一感应电势e，其极性如图2，即同名端为正，由于原边N11和副边N12的匝数比远大于1，因此，就将B1原边一侧的高压小电流信号转变为B1副边一侧低压大电流信号。当T1、T2导通时，根据逆变式设计原理，此时D15处于正偏置并导通，输出电流经负载RL而作功；当T1、T2截止时，由于电抗器L3的续流作用而使L3上的储能通过D16放电以维持在RL上的电流。分流器M输出信号F1、F2至控制电路、与给定信号进行比较，当有偏差时，则由控制电路改变脉冲波形的宽度(参见图4)用以控制T1、T2的导通时间，实现输出电流回到给定值，整个系统形成闭环跟踪系统，从而保证极佳的恒流特性，以满足对工件焊接所需要的工作电流。
本实用新型为了实现大功率输出，采取多个逆变与换能单元分别与输入、输出端并联，即将同样电路结构和元件参数一致的多个单端逆变电路根据实际需要分别并联在电容器C及续流二极管D16两端。这是因为虽然单端逆变直流焊机有抗偏磁和不发生误触发等优点，但由于单端电路对超微晶变压器只利用了第一象限，因而功率不宜做得太大。本实用新型则采取多个单元结构，即每两只开关管(以T1，T2为例)对应两套杂波吸收回路C11、R11、D11和C12、R12、D12以及续流二极管D13、D14、变压器B及所附的整流输出电路，构成一个独立单元。这样多个单元在输入、输出端并联。形成大功率输出。图2就是三个单元并联输出例子，可根据输出功率的需要，制成四个，五个至n个。
实施本实用新型，将产生如下技术效果1、由于线路结构合理及优质变压器的选择以及合理选择超微晶的磁参数，使变压器自身损耗极低，剩磁极低，确保不偏磁。
2、不会产生误导通问题，从而保证工作的可靠性。
3、采用多个单端逆变式电路并联输出技术，克服了单端电路功率小的缺点，可根据实际需要，组成n个单元在输入、输出端并联，以提高功率。
4、由于整个线路实现闭环控制，使输出电流及时回到给定值，因而能保证极佳的恒流特性。
权利要求1.一种超微晶铁芯单端逆变式直流电焊机，包括电源部分，控制部分，其特征在于采用由逆变和换能整流构成单端逆变式电路，超微晶铁芯变压器，原边采用多个逆变电路并联，副边亦采用多个整流电路并联，并从分流器输出电信号至控制部分，控制部分输出端与单端逆变式电路开关管基极相连。
2.根据权利要求1所述的一种超微晶铁芯单端逆变式直流电焊机，其特征在于所述的单端逆变式电路单元中，变压器B1的原边N11与T2开关管集电极联接，并通过二极管反向连接至电源正极，原边的同名端与T1发射极连接并通过二极管反向连接与电源负端相连，杂波吸收电路分别跨接在开关管T1、T2发射极与集电极之间，变压器B1的副边N12的同名端与整流二极管正向连接并接至负载一端，N12的另一端与续流二极管正极相接，并通过电感L3及分流器M按至负载另一端。
专利摘要本实用新型涉及金属焊接技术领域，特别是一种用于金属焊接中应用的超微晶铁芯单端逆变式直流电焊机。这种电焊机采用微晶铁芯制做变压器，合理选择磁参数及工艺，以确保该变压器最低损耗，最底剩磁。为获得所需要的大功率输出。采用多个单端逆变电路单元并联技术，使本实用新型可获得大功率输出，提高工作效应，并确保极佳的恒流特性。由于线路结构合理，从而避免由于误导通而造成损坏元器件现象，保证了工作的可靠性。
文档编号B23K9/06GK2265867SQ9624984
公开日1997年10月29日 申请日期1996年12月30日 优先权日1996年12月30日
发明者蒋冠珞, 祁琦 申请人:江西大有科技有限公司, 蒋冠珞, 祁琦