本发明实施例涉及焊接电源技术，尤其涉及一种交流滤波电感装置及制作方法、发电弧焊机。
背景技术
发电弧焊机无需外接电源，利用发动机带动发电机发电后，直接供给焊接使用，适合无外接电源的野外操作使用。在发电弧焊机中，交流滤波电感是调节和改善输出电压性能的重要器件。然而，在现有技术中，交流滤波电感的铁芯结构多为e形结构，需要手工绕制线圈后，再将e形铁芯插入到线圈中，因此，现有的交流滤波电感装置存在铁芯结构复杂，生产成本高的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种交流滤波电感装置及制作方法、发电弧焊机，以简化铁芯结构、降低生产成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种交流滤波电感装置，该交流滤波电感装置包括：铁芯结构和由导线绕制而成的多匝线圈；
所述铁芯结构包括：
至少两个铁芯组件，所述铁芯组件包括第一铁芯柱、第一铁芯夹板和第二铁芯夹板，所述第一铁芯夹板和所述第二铁芯夹板相对设置，并夹持所述第一铁芯柱；所述第一铁芯柱的长度小于所述第一铁芯夹板和所述第二铁芯夹板的长度，所述多匝线圈立绕在所述铁芯组件上；
第二铁芯柱和第三铁芯柱，所述第一铁芯柱包括第一端和第二端，所述第二铁芯柱位于各所述第一铁芯柱的第一端侧，所述第三铁芯柱位于各所述第一铁芯柱的第二端侧，且所述第一铁芯夹板和所述第二铁芯夹板夹持所述第二铁芯柱和所述第三铁芯柱。
可选地，所述铁芯组件的结构形状为h形。
可选地，所述多匝线圈为单层线圈。
可选地，所述多匝线圈之间的螺距大于所述线圈的线宽。
可选地，所述线圈包括抽头部和缠绕部，所述抽头部和所述缠绕部间隔设置，且所述抽头部与所述第一铁芯柱之间的距离大于所述缠绕部与所述第一铁芯柱之间的距离。
可选地，所述线圈包括多条线规不同的导线；至少在所述多条线规不同的导线两端设置所述抽头部，且相邻两条所述导线的抽头部电连接，多个所述抽头部之间构成多个档位；
其中，线规大的所述导线位于所述铁芯结构对应的大电流档的一端，线规小的所述导线位于所述铁芯结构对应的小电流档的一端。
可选地，所述铁芯组件的数量为三个，所述第一铁芯夹板与所述第二铁芯夹板夹持所述第一铁芯柱而形成两个相对的u型槽，分别为第一u型槽和第二u型槽；所述第二铁芯柱穿设各所述第一u型槽，所述第三铁芯柱穿设各所述第二u型槽。
可选地，所述交流滤波电感装置还包括：两个夹铁组件，分别用于固定所述第二铁芯柱和所述第三铁芯柱；所述夹铁组件包括：第一夹铁、第二夹铁和连接组件；所述第一夹铁和所述第二夹铁位于所述u型槽的外侧；
所述第一铁芯夹板和所述第二铁芯夹板分别开设有相对的第一通孔和第二通孔；所述第一夹铁和所述第二夹铁分别开设有相对的第三通孔和第四通孔；
所述连接组件包括螺栓和螺母，所述螺栓贯穿所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔，所述螺栓和所述螺母通过螺纹连接。
可选地，所述铁芯结构还包括至少两个防饱和垫片，分别设置于所述第一铁芯柱和所述第二铁芯柱之间以及所述第一铁芯柱和所述第三铁芯柱之间。
第二方面，本发明实施例还提供了一种发电弧焊机，该发电弧焊机包括本发明任意实施例所述的交流滤波电感装置。
第三方面，本发明实施例还提供了一种交流滤波电感装置的制作方法，该方法包括：
提供铁芯结构，所述铁芯结构包括：至少两个铁芯组件、第二铁芯柱和第三铁芯柱，所述铁芯组件包括第一铁芯柱、第一铁芯夹板和第二铁芯夹板，第一铁芯夹板和第二铁芯夹板相对设置，并夹持所述第一铁芯柱；所述第一铁芯柱的长度小于所述第一铁芯夹板和所述第二铁芯夹板的长度；所述第一铁芯柱包括第一端和第二端，所述第二铁芯柱位于各所述第一铁芯柱的第一端侧，所述第三铁芯柱位于各所述第一铁芯柱的第二端侧，且所述第一铁芯夹板和所述第二铁芯夹板夹持所述第二铁芯柱和所述第三铁芯柱；
在所述铁芯组件上绕制导线形成多匝线圈，所述多匝线圈采用立绕工艺；
将第二铁芯柱和第三铁芯柱放入所述第一铁芯柱的两端，所述第一铁芯夹板和所述第二铁芯夹板夹持所述第二铁芯柱和所述第三铁芯柱。
本发明通过设置铁芯结构包括至少两个铁芯组件、第二铁芯柱和第三铁芯柱，铁芯组件包括第一铁芯柱、第一铁芯夹板和第二铁芯夹板，第一铁芯夹板和第二铁芯夹板相对设置，并夹持第一铁芯柱；第一铁芯柱的长度小于第一铁芯夹板和第二铁芯夹板的长度，多匝线圈立绕在铁芯组件上；第二铁芯柱和第三铁芯柱位于至少两个第一铁芯柱的两端，且第一铁芯夹板和第二铁芯夹板夹持第二铁芯柱和第三铁芯柱，解决了现有技术中铁芯结构的构造复杂，开模加工成本高以及设备投入成本高、生产周期长的问题。与现有技术相比，第一方面，本发明实施例提供的铁芯结构可以由至少两个铁芯组件、第二铁芯柱和第三铁芯柱组装而成，其结构简单，减小了开模加工的成本和设备的投入，生产周期短，简化了生产工艺，提升了生产效率；第二方面，采用本发明实施例的铁芯组件的结构有利于铁芯组件装夹上机床绕制线圈，在绕制线圈时可以采用手工绕制，也可以采用立绕机，然后将多个单相交流滤波电感组装形成多相交流滤波电感，降低了人力成本，外形整齐美观；第三方面，采用本发明实施例的铁芯组件结构，可以直接在其上绕制线圈，避免了线圈松动带来的电感参数误差较大和容易损坏的问题，提升了交流滤波电感装置精度和品质。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种交流滤波电感装置的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明实施例提供的一种铁芯组件的结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为本发明实施例提供的一种第二铁芯柱的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为本发明实施例提供的一种铁芯组件绕制线圈后的结构示意图；
图8为图7的俯视图；
图9为本发明实施例提供的一种铁芯结构的结构示意图；
图10为图9的俯视图；
图11为本发明实施例提供的一种交流滤波电感装置的等效电感示意图；
图12为本发明实施例提供的一种交流滤波电感装置的制作方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供了一种交流滤波电感装置。图1为本发明实施例提供的一种交流滤波电感装置的结构示意图；图2为图1的左视图；图3为本发明实施例提供的一种铁芯组件的结构示意图；图4为图3的俯视图。参见图1-图4，该交流滤波电感装置包括：铁芯结构10和由导线绕制而成的多匝线圈20。铁芯结构10包括：至少两个铁芯组件110、第二铁芯柱120和第三铁芯柱130。图1和图2中示例性地示出的铁芯结构10包括三个铁芯组件110，以及交流滤波电感装置包括分别绕制于三个铁芯组件110上的三组线圈20，构成了三相交流滤波电感装置。铁芯组件110包括第一铁芯柱111、第一铁芯夹板112和第二铁芯夹板113，第一铁芯夹板112和第二铁芯夹板113相对设置，并夹持第一铁芯柱111，第一铁芯柱111的长度小于第一铁芯夹板112和第二铁芯夹板113的长度，多匝线圈20立绕在铁芯组件110上。图5为本发明实施例提供的一种第二铁芯柱的结构示意图；图6为图5的俯视图。参见图5和图6，第二铁芯柱120和第三铁芯柱130的结构相同。继续参见图1和图2，第二铁芯柱120和第三铁芯柱130位于至少两个第一铁芯柱111的两端，且第一铁芯夹板112和第二铁芯夹板113夹持第二铁芯柱120和第三铁芯柱130。
其中，铁芯组件110中的第一铁芯柱111在交流滤波电感装置中的作用是增加磁场强度，使得线圈20周围的磁力线尽量从铁芯组件110中流通。第二铁芯柱120和第三铁芯柱130上没有绕制线圈20，其作用是闭合磁路，约束线圈20的漏磁向外扩散。
本发明实施例设置铁芯结构10包括至少两个铁芯组件110、第二铁芯柱120和第三铁芯柱130，铁芯组件110包括第一铁芯柱111、第一铁芯夹板112和第二铁芯夹板113，第一铁芯夹板112和第二铁芯夹板113相对设置，并夹持第一铁芯柱111，第一铁芯柱111的长度小于第一铁芯夹板112和第二铁芯夹板113的长度，多匝线圈20立绕在铁芯组件110上。而在现有的交流滤波电感装置中，铁芯结构为e形铁芯，铁芯结构的构造复杂，开模加工成本高以及设备投入成本高、生产周期长。采用现有的铁芯结构需要采用平绕法绕制线圈，再将e形铁芯插入到线圈中。绕制线圈的平绕法一般采用手工绕制的方法，对于截面积较大的导线，线圈绕制困难且效率较低，不适应现代生产工艺制作方法。与现有技术相比，第一方面，本发明实施例提供的铁芯结构10可以由至少两个铁芯组件110、第二铁芯柱120和第三铁芯柱130组装而成，其结构简单，减小了开模加工的成本和设备的投入，生产周期短，简化了生产工艺，提升了生产效率；图7为本发明实施例提供的一种铁芯组件绕制线圈后的结构示意图；图8为图7的俯视图。参见图7和图8，第二方面，采用本发明实施例的铁芯组件110的结构有利于装夹上机床自动绕制，多匝线圈20采用立绕工艺将导线绕制在铁芯组件110上，构成一相交流滤波电感，在绕制线圈20时可以采用手工绕制，也可以采用立绕机，然后将多个单相交流滤波电感组装形成多相交流滤波电感，降低了人力成本，外形整齐美观；第三方面，继续参见图5和图6，采用本发明实施例的铁芯组件110，可以直接在其上绕制线圈20，避免了线圈松动带来的电感参数误差较大和容易损坏的问题，提升了交流滤波电感装置精度和品质。
另外，现有的铁芯结构为了控制电感量，需要利用线切割、火花放电切割等在铁芯结构上开气隙。为了清楚展示铁芯结构10中铁芯组件110、第二铁芯柱120和第三铁芯柱130的关系，图9为本发明实施例提供的一种铁芯结构的结构示意图；图10为图9的俯视图。需要说明的是，图9和图10未示出线圈20，在实际的生产过程中，为了方便线圈20的绕制，交流滤波电感的制作流程一般为首先在铁芯组件110绕制线圈20，然后将第二铁芯柱120和第三铁芯柱130放入至少两个第一铁芯柱111的两端，第一铁芯夹板112和第二铁芯夹板113可夹持第二铁芯柱120和第三铁芯柱130。参见图9和图10，与现有技术不同的是，本发明实施例提供的第二铁芯柱120和第三铁芯柱130与第一铁芯柱111的距离可以调整，即第二铁芯柱120与第一铁芯柱111之间的间隙和第三铁芯柱130与第一铁芯柱111之间的间隙可调整，无需在铁芯结构10上开槽，进一步简化了交流滤波电感装置的生产工艺、降低了生产成本，以及在交流滤波电感装置的使用过程中，还可以根据需要灵活调整其电感参数，提升了交流滤波电感装置的电性能。综上所述，本发明实施例提供的交流滤波电感装置的产品性价比高、产品的竞争力强。
继续参见图3和图4，在上述实施例中，可选地，铁芯组件110的结构形状为h形。
继续参见图5和图6，在上述实施例中，可选地，第二铁芯柱120和第三铁芯柱130的结构形状均为条形。
继续参见图3、图9和图10，在上述各实施例的基础上，可选地，铁芯组件110的数量为三个。第一铁芯夹板112与第二铁芯夹板113夹持第一铁芯柱111而形成两个相对的u型槽，分别为第一u型槽118和第二u型槽119。第二铁芯柱120穿设各第一u型槽118，第三铁芯柱130穿设各第二u型槽119。本发明实施例通过设置第二铁芯柱120穿设各第一u型槽118，以及第三铁芯柱130穿设各第二u型槽119，使得多个第一铁芯柱111可共用一个第二铁芯柱120以及多个第一铁芯柱111可共用一个第三铁芯柱130，进一步简化了交流滤波电感装置的结构，简化了生产工艺和提升了生产效率。
继续参见图1和图2，在上述各实施例的基础上，可选地，该交流滤波电感装置还包括：两个夹铁组件40，分别用于固定第二铁芯柱120和第三铁芯柱130。夹铁组件40包括：第一夹铁410、第二夹铁420和连接组件430，第一夹铁410和第二夹铁420位于u型槽的外侧。第一铁芯夹板112和第二铁芯夹板113分别开设有相对的第一通孔和第二通孔，第一夹铁410和第二夹铁420分别开设有相对的第三通孔和第四通孔。连接组件430包括螺栓431和螺母432，螺栓431贯穿第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔，螺栓431和螺母432通过螺纹连接。本发明实施例通过设置夹铁组件40，有利于固定第二铁芯柱120和第三铁芯柱130，以及通过连接组件430可以方便地调整第二铁芯柱120与第一铁芯柱111之间的间隙和第三铁芯柱130与第一铁芯柱111之间的间隙，从而调整电感参数。
继续参见图1和图2，在上述各实施例的基础上，可选地，铁芯结构10还包括至少两个防饱和垫片140，分别设置于第一铁芯柱111和第二铁芯柱120之间以及第一铁芯柱111和第三铁芯柱130之间，以防止铁芯饱和，进一步调整电感参数，提高电气性能。
继续参见图7，在上述各实施例的基础上，可选地，多匝线圈20为单层线圈。在现有技术中，交流滤波电感装置的线圈多绕制为多层，线圈的厚度较大，导致线圈的内外温差较大，内部温度往往容易达到有害上限值，导致线圈失效烧坏。本发明实施例设置多匝线圈20为单层线圈，有效避免了导致线圈20的内外温差大、容易失效烧坏的问题，增强了线圈20的散热效果，从而增强了交流滤波电感装置的过载能力。
继续参见图7，在上述各实施例的基础上，可选地，多匝线圈20之间的螺距a大于线圈20的线宽，使得相邻两匝线圈之间存在间隙b，以均衡线圈20的温差，进一步增强了线圈20的散热效果以及增强了交流滤波电感装置的过载能力。
继续参见图1、图2、图7和图8，在上述各实施例的基础上，可选地，线圈20包括抽头部210和缠绕部220，抽头部210和缠绕部220间隔设置，且抽头部210与第一铁芯柱111之间的距离大于缠绕部220与第一铁芯柱111之间的距离，即缠绕部220与第一铁芯柱111之间存在较大的间隙。本发明实施例的线圈20绕制方式具体为，为线圈20配置合适的工装夹，将该工装夹放置于第一铁芯柱111的外侧对应抽头部210的位置，然后绕制线圈20，线圈20绕制完成后，将该工装夹取出，便可得到具有抽头部210的线圈20。线圈20这样设置有利于将抽头部210引出，即使线圈20的截面较大、硬度较大，仍能够方便地将抽头部210引出，且抽头部210整形方便，外形美观，同时也有利于接头30与抽头部210的焊接。另外，图11为本发明实施例提供的一种交流滤波电感装置的等效电感示意图。参见图11，在线圈20上设置多个抽头部210，增加了交流滤波电感的档位，扩展了交流滤波电感的应用范围。
继续参见图1，在上述各实施例的基础上，可选地，线圈20包括多条线规不同的导线(图1中示例性地包括两条线规不同的导线，即导线21和导线22)。至少在多条线规不同的导线两端设置抽头部210，且相邻两条导线的抽头部210电连接，多个抽头部210之间构成多个档位。其中，线规大的导线位于铁芯结构10对应的大电流档的一端，线规小的导线位于铁芯结构10对应的小电流档的一端。图1中示例性地示出了铁芯结构10左端为大电流档，铁芯结构10右端为小电流档。线圈20这样设置在增大通流能力的基础上，提高了导线的利用率，降低了材料成本，以及多条导线采用分段立绕的工艺，简化了生产工艺、提升了生产效率。
继续参见图8，在上述各实施例的基础上，可选地，交流滤波电感装置还包括多个圆角条50，铁芯组件110还包括多条棱114，圆角条50设置于棱114和线圈20之间，有利于避免棱114对线圈20的磨损。
本发明实施例还提供了一种发电弧焊机，该发电弧焊机包括：本发明任意实施例所提供的交流滤波电感装置。
本发明实施例提供的发电弧焊机，通过设置铁芯结构包括至少两个铁芯组件、第二铁芯柱和第三铁芯柱，铁芯组件包括第一铁芯柱、第一铁芯夹板和第二铁芯夹板，第一铁芯夹板和第二铁芯夹板相对设置，并夹持第一铁芯柱；第一铁芯柱的长度小于第一铁芯夹板和第二铁芯夹板的长度，多匝线圈立绕在铁芯组件上；第二铁芯柱和第三铁芯柱位于至少两个第一铁芯柱的两端，且第一铁芯夹板和第二铁芯夹板夹持第二铁芯柱和第三铁芯柱，解决了现有技术中铁芯结构的构造复杂，开模加工成本高以及设备投入成本高、生产周期长的问题。与现有技术相比，第一方面，本发明实施例提供的铁芯结构可以由至少两个铁芯组件、第二铁芯柱和第三铁芯柱组装而成，其结构简单，减小了开模加工的成本和设备的投入，生产周期短，简化了生产工艺，提升了生产效率；第二方面，采用本发明实施例的铁芯组件的结构有利于铁芯组件装夹上机床绕制线圈，在绕制线圈时可以采用手工绕制，也可以采用立绕机，然后将多个单相交流滤波电感组装形成多相交流滤波电感，降低了人力成本，外形整齐美观；第三方面，采用本发明实施例的铁芯组件，可以直接在其上绕制线圈，避免了线圈松动带来的电感参数误差较大和容易损坏的问题，提升了交流滤波电感装置精度和品质，改善了发电弧焊机的性能。
本发明实施例还提供了一种交流滤波电感装置的制作方法。图12为本发明实施例提供的一种交流滤波电感装置的制作方法流程图。参见图12，该交流滤波电感装置的制作方法的步骤包括：
s110、提供铁芯结构，铁芯结构包括：至少两个铁芯组件、第二铁芯柱和第三铁芯柱，铁芯组件包括第一铁芯柱、第一铁芯夹板和第二铁芯夹板，第一铁芯夹板和第二铁芯夹板相对设置，并夹持第一铁芯柱；第一铁芯柱的长度小于第一铁芯夹板和第二铁芯夹板的长度；第二铁芯柱和第三铁芯柱位于至少两个第一铁芯柱的两端，且第一铁芯夹板和第二铁芯夹板夹持第二铁芯柱和第三铁芯柱。
s120、在铁芯组件上绕制导线形成多匝线圈，多匝线圈采用立绕工艺。
s130、将第二铁芯柱和第三铁芯柱放入第一铁芯柱的两端，第一铁芯夹板和第二铁芯夹板夹持第二铁芯柱和第三铁芯柱。
本发明实施例提供的交流滤波电感装置的制作方法，通过设置铁芯结构包括至少两个铁芯组件、第二铁芯柱和第三铁芯柱，铁芯组件包括第一铁芯柱、第一铁芯夹板和第二铁芯夹板，第一铁芯夹板和第二铁芯夹板相对设置，并夹持第一铁芯柱；第一铁芯柱的长度小于第一铁芯夹板和第二铁芯夹板的长度，多匝线圈立绕在铁芯组件上；第二铁芯柱和第三铁芯柱位于至少两个第一铁芯柱的两端，且第一铁芯夹板和第二铁芯夹板夹持第二铁芯柱和第三铁芯柱，解决了现有技术中铁芯结构的构造复杂，开模加工成本高以及设备投入成本高、生产周期长的问题。与现有技术相比，第一方面，本发明实施例提供的铁芯结构可以由至少两个铁芯组件、第二铁芯柱和第三铁芯柱组装而成，其结构简单，减小了开模加工的成本和设备的投入，生产周期短，简化了生产工艺，提升了生产效率；第二方面，采用本发明实施例的铁芯组件的结构有利于铁芯组件装夹上机床绕制线圈，在绕制线圈时可以采用手工绕制，也可以采用立绕机，然后将多个单相交流滤波电感组装形成多相交流滤波电感，降低了人力成本，外形整齐美观；第三方面，采用本发明实施例的铁芯组件，可以直接在其上绕制线圈，避免了线圈松动带来的电感参数误差较大和容易损坏的问题，提升了交流滤波电感装置精度和品质。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。