专利名称：双三相绕组电焊发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电焊发电机，特别涉及一种双三相绕组电焊发电机。
背景技术：
目前，石油工业、建筑业、桥梁建造、矿业等野外作业，急需性 能可靠、成本低、坚固耐用、兼具发电及电焊功能的电焊发电机组。 另外，装饰装修行业以及广告业也需要配备电焊发电机，以适应不同
场合的需要。以"西气东输"工程为例，其管道总长度约3000公里， 如设每根管子长度为50米，则需要60000根管子，则有120000处接 头需要焊接。如两公里设一台焊机，则总共需要焊机1500台。电焊 发电两用机的市场需求量可见一斑。
鉴于目前现有的以通用汽油机为动力，作为应急、后备用途的电 焊、发电两用发电机，在使用中由于采用磁盘电阻调节励磁电流的方 式和电机六相半波输出，电流整流须用电抗器(体积大、温升高)平 波等自身局限，造成整机使用中存在焊接质量稳定性差、暂载率偏低、 使用小电流(小于80A时)焊接时易断弧、工件的表面情况很容易 影响焊接电流产生变化而使焊弧中断，体积大而且发电部分输出功率 较小仅为2000瓦，不能满足用户的需求等问题。
发明内容
本发明克服了上述缺点，提供了一种输出功率高、性能稳定的双本发明解决其技术问题所采取的技术方案是 一种双三相绕组电 焊发电机，包括转子线圈、设置有定子槽的定子铁芯和嵌装在所述定 子槽中的主绕组，所述主绕组采用两组相同的三相绕组，所述两组三 相绕组的输出分别经过整流单元后并联连接并输出。
所述整流单元为分别与各相绕组输出端相连的全波整流电路。 所述定子铁芯上均匀分布有24个定子槽，所述每组三相绕组占 用12个定子槽，构成单层绕组，或，每组占用24个定子槽，构成双 层绕组。
所述两组绕组间相差30。相位角。
还包括一个控制器，所述控制器包括依次连接的电流传感器、电 流信号控制电路、移相触发电路、励磁电流控制电路，所述励磁电流 控制电路输出端连接所述转子线圈。
所述定子铁芯上还设置有用于检测发电输出电压的副绕组，所述 控制器包括电压信号控制电路，所述副绕组的输出经过所述电压信号 控制电路连接到所述移相触发电路。
所述控制器还包括飞轮线圈，所述飞轮线圈的输入端连接在所述 移相触发电路的输入端。
本发明采用双三相绕组，采用全波整流，在不增加体积的前提下 增加发电部分的输出功率。此外，通过带有电流信号控制电路和电压 信号控制电路的控制器，能够精确调整发电机的电焊电流，确保电焊 发电机具有陡降的外特性，确保在小电流焊接时不产生断弧现象。
图1为本发明的定子铁心结构示意图； 图2为本发明中控制器的原理框图；图3为本发明中控制器的电路原理图。
具体实施例方式
本发明主要包括设置有定子槽的定子铁芯、嵌装在所述定子槽中 的主绕组和副绕组、转子线圈、安装在发电机飞轮上的飞轮线圈以及 控制器等部件。
所述定子铁芯如图1中所示，均匀分布有24个定子槽，采用外 径为204mm， 24槽定子冲片重叠而成，相比原有的36槽定子铁芯， 增大了铁芯面积，即提高了发电机的效率。并且，所述主绕组采用两 组相同的三相绕组，所述两组绕组间相差30°相位角。所述两组三 相绕组的输出分别经过全波整流电路进行全波整流后，并联输出给焊 接设备。采用两组相同的三相绕组，即双三相全波输出模式，焊接电 流输出后用两个整流模块进行三相全波整流，使输出直流的脉动频率 (720HZ)是六相半波(360HZ)整流时的两倍。因为整流电路的相数 越多，整流电压中的脉动频率愈高，其幅值越小，焊接电压越接近理 想直流电压，所以可取消电抗器及六相半波整流器，使直流电流波形 使超近于直流波形。从而解决了不断变化的焊接对象以及环境条件的 变化都要求有不同陡度的外特性这一难题，同时提高了焊机暂载率 (从以前的40%提高到80%)。正是由于脉动频率比六相半波模式增 大一倍，而输出的脉动分量要小的多，进而达到提高焊接暂载率和整 机效率的目的，提高整流器的可靠性。从而在同等定子铁心长度、同 等动力输入的条件下，成倍增加发电机的发电输出功率。使定子发电 部份由原来的2KW交流输出增大至4KW交流输出。所述主绕组中， 每组三相绕组占用12个定子槽，构成单层绕组，或，每组占用24个 定子槽，构成双层绕组。如图2中所示，所述控制器包括依次连接的电流传感器、电流信 号控制电路、移相触发电路、励磁电流控制电路，所述励磁电流控制 电路输出端连接所述转子线圈。所述用于检测发电输出电压的副绕组 的输出经过所述电压信号控制电路连接到所述移相触发电路。所述飞 轮线圈的输入端连接在所述移相触发电路的输入端。
如图3中所示，所述飞轮线圈为安装在飞轮上的发电线圈，通过
飞轮带动转子转动，通过飞轮线圈Ll产生转子磁场，经R17、 Dll 给发电机建立初始磁场。副绕组为发电机提供AC 115V励磁电源。
电阻Rl-R6、由Dl-D4构成的全波整流器、三极管Ql、电容Cl-3 组成电流信号控制电路。安装在主绕组输出上的电流传感器(可采用 套装在一相绕组上的电流互感器)检测主绕组，即电焊机输出的电流， 并经电流传感器L变换为电压信号，通过电阻R2调节信号强弱(调 节焊接电流)，此信号再由Dl-D4全波整流、电容C2滤波向后续电 路提供控制信号。 一路经R4、 R5分压到三极管Q1，当焊接电流增 大时，Ql等效阻抗变小使移相触发电路中的三极管Q2集电极电流 增大，控制所述励磁电流控制电路中的可控硅Q3、 Q4导通角增大， 进而控制输出给转子线圈L2的励磁电流增大，使焊接电流迅速上升， 起到容易起弧的作用。另一路经D5、R7到Q2，当焊接电流达到设定 电流时，此信号将限制Q2集电极电流的增大，从而精确地分段调整 控制焊接电流。
所述移相触发电路主要由三极管Q2、和电容C7构成，在三极 管Q2导通时控制励磁电流控制电路中的两级可控硅Q3、 Q4的导通 角，通过可控硅Q4整流变化导通角，控制发电机转子线圈的励磁电 流。所述副绕组获取与主绕组成正比的输出电压，进而获知主绕组输
出的电压波动，通过Rll、 D8、 R12、 Zl构成的电压信号控制电路可 稳定输出电压，并通过调节电阻R9，再经R8、 RIO、 Q2控制发电输
出电压。
由于在手工电焊时，焊条与工件接触之后电焊机的电压应自动降 低至70伏左右。即要求电焊机具有陡降的外特性。起弧后就拉开距 离，此时电压应维持在27伏左右。不断变化的焊接对象以及环境条 件的变化都要求有不同陡度的外特性，这就是研究开发外特性调节装 置的难点。而且，由于不同厚度的工件、不同直径焊条在使用中要求 焊机提供不同的焊接电流，需要对此作许多试验研究工作，然后定出 电焊电流的规范，再以此为基础研制电子调压装置，从而较为精确地 分段调整电焊机的电焊电流。
本发明中的控制器通过对电机的电压和电流分别取样，采用可控 硅整流后反馈调节励磁电流，从而在根本上解决了小电流焊接时电压 及电流能保持恒定的问题。采用本发民控制器来调节和控制电焊时电 流，使用时更为方便还取消了电抗器和调节励磁电流的圆盘电阻。焊 接质量较高，可克服小电流焊接时断弧现象。
以上对本发明所提供的双三相绕组电焊发电机进行了详细介绍， 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上 实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时， 对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及 应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对 本发明的限制。
权利要求
1. 一种双三相绕组电焊发电机，其特征在于包括转子线圈、设置有定子槽的定子铁芯和嵌装在所述定子槽中的主绕组，所述主绕组采用两组相同的三相绕组，所述两组三相绕组的输出分别经过整流单元后并联连接并输出。
2. 根据权利要求l所述的双三相绕组电焊发电机，其特征在于 所述整流单元为分别与各相绕组输出端相连的全波整流电路。
3. 根据权利要求l所述的双三相绕组电焊发电机，其特征在于 所述定子铁芯上均匀分布有24个定子槽，所述每组三相绕组占用12个定子槽，构成单层绕组，或，每组占用24个定子槽，构成双层绕组。
4. 根据权利要求1所述的双三相绕组电焊发电机，其特征在于所述两组绕组间相差30。相位角。
5. 根据权利要求1 4中任一项所述的双三相绕组电焊发电机，其特征在于还包括一个控制器，所述控制器包括依次连接的电流传感器、电流信号控制电路、移相触发电路、励磁电流控制电路，所述励 磁电流控制电路输出端连接所述转子线圈。
6. 根据权利要求5所述的双三相绕组电焊发电机，其特征在于所述定子铁芯上还设置有用于检测发电输出电压的副绕组，所述控制 器包括电压信号控制电路，所述副绕组的输出经过所述电压信号控制 电路连接到所述移相触发电路。
7.根据权利要求5所述的双三相绕组电焊发电机，其特征在于 所述控制器还包括飞轮线圈，所述飞轮线圈的输入端连接在所述移相 触发电路的输入端。
全文摘要
本发明涉及一种电焊发电机，特别涉及一种双三相绕组电焊发电机，包括转子线圈、设置有定子槽的定子铁芯和嵌装在所述定子槽中的主绕组，所述主绕组采用两组相同的三相绕组，所述两组三相绕组的输出分别经过整流单元后并联连接并输出。本发明采用双三相绕组，采用全波整流，在不增加体积的前提下增加发电部分的输出功率。此外，通过带有电流信号控制电路和电压信号控制电路的控制器，能够精确调整发电机的电焊电流，确保电焊发电机具有陡降的外特性，确保在小电流焊接时不产生断弧现象。
文档编号H02K1/16GK101436808SQ20081018753
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者彬 李, 蒋运成 申请人:重庆和合机电有限公司