专利名称：电焊机节电电路的制作方法
技术领域：
本发明是涉及电焊机主电路上附加一种电焊机节电的控制电路。
目前国内外使用的电焊机尚无空载时控制节电的集成化电路，以前我国研制过一种用分离元件组成的节电电路，但由于控制电焊机空载电路的可靠性差，经常造成电焊机断电而无法使用，并且尚无控制焊接时发生短路的节电电路和计量用电的耗能的电路。
本发明的目的是提供一种控制电焊机空载时节省耗电的节电电路，焊接时发生短路时的节电保护电路，以及电焊机正常工作时的实际耗能节电计量电路。
本发明的目的通过以下措施来实施，以原有的电焊机B1和焊枪BX、开关K1为焊接主电路，附加于B1初级绕组的开关K2，控制变压器B2，在初级绕组两端接入交流接触器JC和继电器常开触点J,K2后接入熔断器BX1,K1后接交流接触器的常开触点JC,B2的次级绕组接入熔断器BX2和整流器D3-D6，其特征是整流器正端输出接7812稳压集成块IC1脚1，脚2接地，在IC1脚1和脚2之间接入电解电容C3,IC1输出端脚3为+12伏，并与脚2之间接入电容C4和C5，在K2和B1初级绕组间串入电容C1，在电焊机B1初级绕组接入电压采样电路的电阻R1、二极管D1和光电耦合器C1,C1的光敏三极管输出端的发射极与NE555集成块IC7脚2相接，并经电阻R15接地。C1发射经电容C2后与C1集电极相接并接入LM324集成块1C3脚4和IC1的输出端脚3为+12伏，IC3脚11接地。在B1的初级绕组接入电流采样电路用的电流互感器H1,H1输出端接点201接二极管D2、电阻R3、LM324集成块IC3的脚3,H1输出端接点201经电阻R2后与H1另一输出端接点202相接并接地。在D2和R3的连接处与地之间并联电阻R8和电容C6，在IC3的脚3与地之间接入稳压二极管D8,IC3的脚2和脚1相接并接入LM324集成块IC2的脚6,IC2的脚5经电阻R5接地，并经电阻R4接入C1输出端+12伏的脚3,IC2输出端脚7经电阻R10、电容C10后接地，并经二极管D10与电阻R10并联后接入IC7的脚6,IC7的脚8接IC1的脚3,IC7的脚1接地、脚5经电阻R14接地、脚4经电阻R11接入IC1的脚3并经电容C11接地、脚3接并联的继电器J和二极管D11后接地。
由R1、D1、C1、R15组成的光电耦合器采样电路，可以用变压器B3，初级绕组接入电焊机B1初级绕组两端接点101、102。变压器B3的次级绕组输出端接二极管D14后接入接点103与NE555集成块IC7的脚2相接，该103接点再接并联的电容C8和电阻R17后接入B3次级绕组另一输出端并接地的变压器式电压采样电路来代替。
接入电焊机B1初级绕组的电流互感器H1，也可以接入电焊机B1的次级绕组。
在上述的图1之电路基础上，在电焊机B1的次级绕组两端接点301处，再接入电阻R16、二极管D13和光电耦合器C2后接到接点302处，G2的光敏三极管之集电极接入IC1的脚3,C2的光敏三极管发射极接二极管D18，并接并联的电阻R24、电容C15后接地，D18接入IC7的脚4，并经电容C11接地，而电阻R11原接IC1脚3端断开后与C11并联，从而组成增加的短路电流节电保护电路。
以上所述的短路电流节电保护电路，可以采用电流互感器式的电路来替代，具体电路为在电焊机B1次级绕组接入电流互感器H3，其输出低电平端接地，高电平端接二极管D16、电阻R21，二极管D17和三极管BG3的基极，BC7的集电极接入NE555集成块IC7的脚4，并经电阻R22接入IC1的脚3输出端+12伏，H3的高电平输出端经电阻R19后接地，二极管D16接并联的电容C13、电阻R20后接地，三极管BC3的集电极接并联的电容C14，电阻R23后接自身的发射极并接地而组成的短路电流节电保护电路，也可以用变压器式的电路来替代。具体电路为，在电焊机B1次级绕组两端接点301、302处接入变压器B4的初级绕组两端，B4的次级绕组低电平端接地，高电平端接二极管D15后经并联的电容C12、电阻R18后接地，并接入NE555集成块IC7的脚4，所组成的短路电流节电保护电路。
在前面所述的图4之电路的基础上，增加耗电量计量电路，具体电路组成为表LM324的集成块IC4的脚10与IC3的输出端脚1相接，IC4的脚9与LM324集成块IC2的脚5相接，IC4的输出脚8，经并联的电阻R6、二极管D7后接入NE555集成块IC6的脚4，再接电容C7后接地，IC6脚6与脚2相接，并经电容C9接地，IC6脚3接电阻R13、二极管D9后接IC6的脚2，并且与三极管BG1集电极相接，IC4的脚10接电位器W1后接地，W1的可调端接LM324集成块IC5的脚12,IC5脚13接三极管BG1发射极，并经电阻R9、电位器W2后接地，W2的可调端接地，IC6的脚1接地、脚5经电阻R7接地、脚7接入三极管BG2的基极，并经电阻R12后接入光电耦合器G2的光敏三极管发射极，BG2的发射极接地，BG2的集电极接入电磁式计数器M后接IC1的脚3输出+12伏端，二极管D12与M并联，所组成的耗电量计量电路。
两个NE555集成块IC6和IC7，可以用一个NE555集成块IC8来代替，具体管脚替代如下IC8的脚7代替IC6和IC7的脚1,IC8的脚14代替IC6和IC7的脚8,IC8的脚1、2、3、4、5、6分别代替IC6的脚7、6、5、4、3、2,IC8的脚8、9、10、11、12分别代替IC7的脚2、3、4、5、6。
本发明与已有技术相比较，具有节电效果明显，并能计量电焊机焊接耗电量，使用可靠，控制盒体积小，成本低的优点。
如下图1为电焊机节电电路线路图；图2为变压器电压采样电路线路图；图3为电流互感器H1电流采样电路接入电焊机B1次极绕组的线路图；图4为图1节电电路上增加短路电流节电保护电路线路图；图5为图4中短路电流节电保护电路的替代电路线路图；图6为图4中短路电流节电电路的另一种替代电路线路图3图7为图4节电电路上增加耗电量计量电路线路图。
本发明将结合附图作进一步描述，当需要进行电焊焊接时，合上开关K1和K2，控制电路电源变压器B2的次级绕组输出端经整流器D3-D6整流后输出直流电，并经7812稳压集成块。IC1和滤波电容C3、C4、C5后获得稳定的直流电压+12伏，从IC1的脚3输出；电焊机变压器B1的初级绕组上电流通过电容C1后，初级绕组的电流很小，此时电阻R1、二极管D1和光电耦合器C1的发光二极管形成回路，发光二极管的光激发光敏三极管，并在电阻R15两端产生压降，使NE555集成块IC7脚2处在高电平；电流互感器H1因B1初级绕组电流很小，故H1输出电流几乎为零，R2两端无电压，稳压的二极管D8两端无电压，集成块IC3的脚3处于低电平，IC3脚1和IC2脚6为低电平，IC2的脚5经R4接+12伏，处在高电乎，IC2输出脚7为高电平，IC7的脚6，经R10接IC2脚7，故处在高电平，IC7脚8为高电平，IC7脚4经R11接+12伏为高电平，故IC7的输出脚3处为低电平，此时继电器J不通电，接触器JC未通电，因此B1初级绕组上的电路受电容C1限制而电流很小，从而达到电焊机空载节电之目的。
当需要焊接时，焊枪BX击打工件，使B1次级绕组瞬间短路，导致B1初级绕组电流瞬时电流增大，电流互感器H1输出产生较大电流，电阻R2两端产生压降，经二极管D2整流及C6、R8滤波，该直流电压通过R3加至集成块IC3的脚3和稳压二极管D8的负端，D6以保证IC3的脚3不因过压被击穿，IC3脚3处在高电平，IC3输出脚1和IC2脚6为高电平，IC2输出脚7为低电平，由于IC2脚7与IC7脚6之间接入二极管D10的箝位作用，使IC7脚6处在低电平，同时由于瞬间短路，电源电压几乎全部降在电容C1的两端，点101、102两处的电压为零，经R1、D1、G1的两端电压也为零使C1迅速关断，R15两端无压降，IC7脚2为低电平，IC7的脚3为高电平，继电器J通电吸合，其常开触点J闭合，接触器JC通电，其常开触点JC闭合，B1初级绕组接通，电流增大，焊枪BX与工件间隙放电，电焊机处在正常焊接运行状态。
焊接停止时，B1次级绕组电流为零，使B1初级绕组电流减小，电流互感器H1输出电流变为很小，电阻R2两端压降接近为零，IC3脚3处在低电平，IC3脚2和脚1为低电平，IC2脚6为低电平，IC2脚7翻转为高电平并通过电阻R10向电容C10充电延时后，IC7脚6处在高电平，IC7输出脚3变为低电平，继电器J释放，其常开触点J复位，接触器JC断电释放，常开触点JC复位，B1的初级绕组上的电流因电容C1的原因，其电流很小，电焊机处在空载节电状态。
当焊枪BX在焊接工作时，由于操作原因造成焊条粘在工件上，使B1次级绕组处在短路状态，其电流增大，导致B1初级绕组的电流增大，此时，从B1次级绕组接点301、302处的电压突降接近为零，此时光电耦合器G2中的发光二极管关断，光敏三极管的发射极无输出，二极管D18隔断，电容C11两端的电压，经R11放电延时后使IC7脚4处在低电平，IC7输出脚3翻转为低电平，继电器J断电，常开触点J复位，接触器JC断电，常开触点JC复位，B1初级绕组切断，仅靠电容C1维持很小电流，达到切断短路引起的巨大短路电流，实现短路电流节电保护，然后再消除短路，即焊枪BX与工件脱离。
在正常焊接工作状态时，B1次级绕组接点301处到电阻R16二极管D13和光电耦合器G2的发光二极管到接点302形成回路，发光二极管激发光敏三极管，使其发射极输出电流，并在电阻R24产生压降，使接点304电位升高，并向电容C15充电，随着电容C15两端的电压升高，二极管D18导通，并通过电阻R11产生压降，同时向电容C11充电，使IC7的脚4处在高电平，维持IC7脚3的高电平，处于正常工作状态。
当电焊机处在正常工作状态时，电流互感器H1输出端产生一个随焊接电流变化成正比的电流，并在电阻R2的两端产生压降，经二极管D2整流和电容C6滤波后，产生随焊接电流变化成正比的脉动直流电压，该电压经电阻R3加至IC3的输入脚3,IC3脚3处在高电平，IC3的脚1为高电平IC4脚10为高电平，IC5脚12随电位器W1可调端的调整而处在合适的工作电压，IC4脚8为高电平，并经电阻R6加至IC6的脚4,IC6脚4处在高电平，IC5的脚14为高电平，并加至三极管BG1的基极，使BG1饱和导通，使电容C9通过BG1、电阻R9、电位器W2对地放电延时后，IC6的脚2处在低电平，IC6的脚3为高电平，并通过电阻R13和二极管D9向电容C9充电，使C7两端电压升高，IC6的脚2变为高电平，IC6脚3变为低电平，C9又将通过BC1、R9、W2对地放电，此时D9两端因加反向电压而处于反向截止状态，这样周而复始产生一个频率随焊接电流变化成正比的电脉冲于IC6脚7，输出并加至三极管BG2的基极，这样BG2基极由电阻R12加至BG2基极的电压和脉冲电压相叠加后，由BG2集电极输出到电磁式计数器M进行计数，则M随焊接电流变化记录其所耗电量，并可反映出电焊条的耗用量，二极管D12防止M线圈断开时的反向过压，调节电位器W2，可调整M的工作频率，获得准确的计量数据。
当电焊机空载状态时，H1输出无电流，IC4的脚10为低电平，IC4的脚9为高电平，IC4脚8输出低电平，又因电阻R6、二极管D7并联后接至IC6的脚4，并通过电容C7入地，使IC6的脚4处在低电平，IC6的脚3输出低电平，IC6的脚7无电脉冲输出。M不工作。
若焊机处在点焊或引弧状态时，将在IC4的脚8出现瞬时高电平，并经电阻R6向电容C7充电，若IC4的脚8输出高电平的持续时间远小于R6向C7的充电时间，则IC6脚4仍处于较低电平，IC6的脚7输出无电脉冲，M仍不工作，起到短信号切除作用。若焊接处于短路状态时，光电耦合器G2关断，使接点304处的电位突降为零，则通过电阻R12加至IC6脚7的电压为零，IC6脚7输出无电脉冲，三极管BG2处在截止状态，M不工作，从而达到短路巨大电流的切除作用。使计数器M只计录电焊机焊接正常工作状态时的耗电量，反映出正常焊接时所消耗的电焊条。
权利要求
1.一种附加于电焊机变压器主电路而组成的电焊机节电电路，具有电焊机B1、焊枪BX、开关K1的主电路，附加于B1初级绕组的开关K2、控制电源变压器在B2，在B2初级绕组两端接入交流接触器JC和继电器常开触点J,K2后接入熔断器BX1,K1后接接触器常开触点JC,B2次级绕组接入熔断器BX2和整流器D3-D6，其特征在于整流器正端接稳压集成块IC1的脚1，在IC1的脚1和脚2之间接入电容C3并接地，IC1输出端脚3与地之间接入两个并联电容C4和C5，在K2和B1初级绕组间串入电容C1，在电焊机B1初级绕组接入电压采样电路用的电阻R1、二极管D1和光电耦合器G1,G1输出端光敏三极管发射极与集成块IC7的脚2相接，并经电阻R15接地，G1发射极经电容C2后与G1集电极相接并接入集成块IC3的脚4和IC1的脚3相接，IC3的脚11接地，在B1的初级绕组接入电流采样电路用的电流互感器H1,H1输出端接二极管D2、电阻R3、集成块IC3的脚3,H1输出端经电阻R2后与H1的另一输出端相接并接地，在D2和R3的接点与地之间并联电阻R3和电容C6，在IC3的脚3与地之间接入稳压二极管D8,IC3的脚2和脚1相接并接入集成块IC2的脚6,IC2的脚5经电阻R5接地，并经电阻R4接入IC1输出端脚3,IC2输出端脚7经电阻R10、电容C10后接地，并经二极管D10与电阻R10并联后接入IC7的脚6,IC7的脚8接IC1的脚3,IC7的脚1接地、脚5经电阻R14接地、脚4经电阻R11接入IC1的脚3并经电容C11接地、脚3接并联的继电器J和二极管D11后接地。
2.根据权利要求1所述的电焊机节电电路，其特征在于所说的光电耦合器采样电路可以用变压器B3的初级绕组接入接点101和102,B3的次级绕组一端经二极管D14后接入接点103，该接点与并联的电容C8和电阻R17连接后接地，B3次级绕组另一端接地之变压器采样电路来替代。
3.根据权利要求1所述的电焊机节电电路，其特征在于所说的电流互感器H1可以接入电焊机B1的次级绕组。
4.一种附加于电焊机变压器主电路而组成的电焊机节电电路，具有权利要求1所述的节电电路，其特征在于电焊机B1的次级绕组接点301处接入电阻R16、二极管D13和光电耦合器G2后接至接点302处，G2的光敏三极管之集电极接入IC1的脚3,G2的光敏三极管发射极接二极管D18，并接并联的电阻R24、电容C15后接地，D18接入IC7的脚4，并经电容C11接地。而电阻R11原接IC1脚3端断开后与C11并联，组成短路电流节电保护电路。
5.根据权利要求4所述的电焊机节电电路，其特征在于所说的短路电流节电保护电路，可以由R1的次级绕组接入电流互感器H3，其输出低电平端接地，高电平端接二极管D16、电阻R21、二极管D17和三极管BG3基极，BG3的集电极接入IC7的脚4，并经电阻R22接入IC1的脚3,H3的高电平端经电阻R19后接地，D16接并联的电容C13、电阻R20后接地，BG3的集电极接入并联的电容C14、电阻R23后接发射极并接地的短路电流节电保护电路来代替。
6.根据权利要求4所述的电焊机节电电路，其特征在于所说的短路电流节电保护电路，也可以由B1次级绕组接入变压器B4,B4的次级绕组低电平端接地、高电平端接二极管D15后经并联的电容C12、电阻R18后接地，并且接入IC7的脚4之短路电流节电保护电路来代替。
7.一种附加于电焊机变压器主电路而组成的电焊机节电电路，具有权利要求4所述的节电电路，其特征在于集成块IC4的脚10与IC3的输出脚1相接，IC4的脚9与IC2的脚5相接，IC4的输出脚8经并联的电阻R6、二极管D7后接入IC6的脚4，再接电容C7后接地，IC6脚6与其脚2相接，并经电容C9接地，IC6脚3接电阻R13、二极管D9后接IC6脚2，并且与三极管BC1集电极相接，IC4的脚10接电位器W1后接地，W1的可调端接IC5的脚12,IC5脚13接BG1发射极，并经电阻R9、电位器W2后接地，W2的可调端接地，IC6的脚1接地、脚5经电阻R7接地、脚7接入三极管BG2的基极，并经电阻R12后接入G2的光敏三极管发射极，BG2的发射极接地，BG2的集电极接入电磁式计数器M后接IC1的脚3，二极管D12与M并联，组成耗电量计量电路。
8.根据权利要求7所述的电焊机节电电路，其特征在于所说的集成块IC6和IC7，可以用集成块IC8的脚7代替IC6和IC7的脚1,IC8的脚14代替IC6和IC7的脚8,IC8的脚1、2、3、4、5、6分别代替IC6的脚7、6、5、4、3、2，IC8的脚8、9、10、11、12分别代替IC7的脚2、3、4、5、6。
全文摘要
一种附加于电焊机变压器主电路的电焊机节电电路,具有原电焊机变压器B
文档编号B23K9/10GK1220929SQ9712612
公开日1999年6月30日 申请日期1997年12月24日 优先权日1997年12月24日
发明者丛建敏 申请人:丛建敏