本发明涉及一种电焊机,特别是逆变变频式电焊机,能将50Hz的交流电变换成任何频率(中频或高频)的电源,用于交直流电焊以及变频、升降压电源。 现有技术的电焊机是由变压器和电抗器组成,有两个输入端和两个输出端。50Hz的交流电经变压器降压至电焊需要值,再由电抗器调节和控制焊接电流的大小,输出仍为50Hz的交流电,或经整流后的直流电。根据变压器公式:E=4.44fNBS×10-8(V)(E为电压,f为频率,N为变压器匝数,B为磁通密度,S为磁芯面积)因式中频率值f较低,例如50Hz,则所需要的铜材(匝数N)硅钢片(截面积S)较多较重,自身消耗电能较多,效率较低,这是其缺点。
本发明的任务是提供这样一种逆变变频式电焊机,将50Hz的交流电变成中频或高频,再经变压器降压,输出中频或高频,经整流也可输出直流电。因提高了变压器公式中的频率f的值,在同样容量下,变压器的匝数减少,磁芯面积也相应缩小,从而节约出大量的铜材和钢材,也相应减少了铜损和铁损,提高了效率。
本发明是用如下方式实现的:主电路把输入的50Hz交流电经桥式整流、滤波后变为直流电源,向开关管T1a、T1b、分压电容C2、C3供电,变压器的初级线圈L1的两端分别连于T1a、T1b和C2、C3的中心点上。控制电路经降压滤波后得到低压直流电。由控频发生器产生一定的控制频率,经藕合变压器B2藕合于开关管T1a、T1b的基极或栅极,使T1a、T1b相继开通和截止,使变压器B1的初级线圈有中频或高频流过。由于B1工作于高频下,提高了功率密度,减少了自身体积重量,也提高了效率。
下面结合附图对本发明作进一步的描述:
附图是本发明电气原理图。
本发明分为主电路和控制电路两个部分。主电路由桥式整流滤波电容C1,开关管T1a、T1b和分压电容C2、C3等组成。控制电路部分由降压变压器B3、桥式整流、滤波、控频发生器IC、藕合变压器B2、频宽控制电路(三极管T3、T4,稳压管D7、二极管D6、可变电阻W2、电阻R5、R6、R7),输入控制电路(三极管T2、二极管D2、电阻R3、R4,电容C7),过热保护电路(可控硅D5、稳压管D4、二极管D3、可变电阻W1、热敏电阻R2)和零电位开关电路(电容C4、C5、C6)等组成,在频宽控制电路中,W2连于输入端,T3集电极连于R4与R3之间,在输入控制电路中,T2集电极连于输入端,其发射极连于开关管T1aT1b的基极或栅极,D2连于开关管的集电极。在过热保护电路中,D5连于R4和R5之间,W1、R2连于开关管的基极或栅极。在零电位开关电路中,C4、C5串连于主电路正负极之间,C6的一端连于C4、C5之中点上,C6另一端连于开关管T1a、T1b的中点上。主电路由输入端A、B,输入50Hz的交流电,经桥式整流、滤波后,向开关管T1a、T1b(达林顿管或场效应管)和分压电容C2、C3提供直流电。输出变压器B1的初级线圈L1,接连于T1a、T1b和C2、C3地中心点上。开关管T1a、T1b相继导通和截止,产生高频电势,经变压器B1变压后,由L2的端点C、D输出。也可再经一整流和滤波电路,输出直流。
控制电路,由降压变压器B3输出的低压经整流滤波向控频发生器IC供电,由控频发生器产生中频或高频,经藕合变压器B2的藕合,将控制频率送至开关管T1a、T1b的基极或栅极。控频首先经过由晶体管T3、T4,稳压管D7,二极管D6,可变电阻W2,电阻R5-R7组成脉宽控制电路限制频宽,再由晶体管T2,二极管D2,电阻R3、R4,电容C7组成的输入控制电路,控制输入电流Ib的大小,由电容C4、C5C6组成的零电位开关电路,能使T1a、T1b能在零电压或低电压下开通和关断。由可控硅D5,稳压管D4,二极管D3,可变电阻W1,热敏电阻R2组成过流过热保护电路,能在外电路和开关管过热时自动限制输出和关断。
这样,经藕合变压器送来的高频控制信号,经过脉宽控制和输入电流控制,推动开关管T1a、T1b导通与关断,将主电路送来的直流电,变换成高频交流电,经变压器B1变压后,从C、D端点输出。若外电路短路或开关管过热,保护电路工作,限制输出电流,保护本机安全。
本发明因能将50Hz的交流电变换成中频或高频,增加功率密度,使所需的铜材、钢材大幅度减少,达到节材与节能的目的。例如50Hz的100Kg重的电焊机变压器,由变频为20KHz的高频供电,其容量不变,而体积只有原来的1/20,即5Kg,节材95Kg,而且减少铜损与铁损,提高了效率,缩小了体积,使用与携带方便。
本发明适用于电焊机,高频感应炉、电解电镀和电磁灶等需要变频变压的电机电器。