单相节能直流电焊机制造技术

单相节能直流电焊机：本发明专利技术是一种能够回避传统做法，（其一次或二次侧回路中，利用磁阻抗及交流输出端直接串有电抗器，进行消耗空载至负载电压差）而特制的单相节能直流电焊机。它是设立于本机中，相互牵制的特殊电连接。当从大功率焊接调至小功率焊接时，引弧电压跟着下降，而给予有效补偿。从而克服传统做法中，所带来的低功率因数和效率的电连结方式。其要点：①小功率电压补偿变压器的一次侧，与主机中输出电压成反比关系的一次侧，并联电连接。②电压补偿变压器二次侧一端、主机另建引弧电源端、引弧电源整流器输入端、电容器端、电压补偿变压器另一端、构成闭路串联的电连接。主要用途：为本机创造条件，获得特高的功率因数和效率（见附图）。

【技术实现步骤摘要】

随着科学技术的进步发展，人们生活水平的不断提高，有限的资源总是经不住人类的长久开采，特别是电力能源难以满足人类未来的生产生活需求。因此，新的节能技术课题摆在我们的面前。
技术介绍
现就关于单相节能直流电焊机技术的研究，提出我个人的见解当今节能技术的领域很多，牵涉的问题不少。目前，我国的单、三相交直流电焊机功率因数和效率偏低，而且过载能力和节能指标都欠佳。电力能源永远是供不应求的商品。虽然有钱可以买到电。但是，公害及浪费，对国家及个人都是不利的。生产就必须谈经济效益，没有好的经济效益就谈不上进步和发展。现在，单相电焊机最普通、最简单、最经济、最实用，但节电(包括三相)就不尽人意，那就是它的功率因数和效率太低的问题。如何把该项指标做上去？我的五项理论和实践得于显现一、输入的功率损耗越小越好要想实现这个理想指标，当然就不是一个简单的问题，它不仅要考虑使用性能，还要考虑生产成本。而一台只要求使用性能，不考虑节能的电焊机，制造就太容易了。但要多项指标都实现，确实难以做到。在使用性能上说只要焊机输出电压做高一点，引弧就会非常好，对普通金属焊接也就得心应手。但是，电压略做高，连带的一次电流也随之增高，甚至高得使你原有的输入线路及电表都承受不了，暂载率马上下降，机器温度急剧上升，电耗也就相应地增多了。不仅如此，公害还有一大堆。例如当一台单相一次输入380V/74A，28KVA焊机工作时，邻居好好的用电器有时被干扰得无法正常使用，三相网电严重不平衡，相电压高的超过250V，低的降到150V。根据上述问题，我深入地研究分析，要克服上述缺点(除另设供电设施之外)，就得从功率因数和效率双方面入手。二、围绕现有的通病问题拟出可行的节能方案要想获得更高的功率因数和效率，则应从普通调感式及交流输出端串有电抗器的所有交、直流电焊机说起，它是被迫利用磁阻抗原理设计，改变主付绕组偶合的程度，或改变二次回路的阻抗，实现调节焊接电流大小的目的。因此，上述传统做法相当于大电流回路中串联了限流电阻，从而满足空载引弧电压及引弧功率。运行中，由于巨大的电势电流，直接将70V左右的空载电压迫降于30V左右的负载，这怎么能达到有好的节能效果？无论你用多大的导线、多好的材料、多好的技术，都是难于达到的。这只能是单方面解决使用性能。所以，它的漏磁与漏抗现象非常严重。一次电流太大，视在功率也大，之所以功率因数和效率由此以来长期偏低。在焊接过程中，有时会感到一条电焊条前半节好焊，后半节好象功率不足的现象。这又是什么原因呢？这是因为后半节相当于负载不断增加，焊机一次电流也在增加，若在离电源较远或导线太细的场所，这种现象更为突出。此外，常用的交流电焊机不但不节能，而且还对电焊条质量有“挑吃”现象，铸铁焊条、不锈钢焊条、还有506、507等焊条不易焊接。当然，它也有优点重量轻，结构简单等。单纯解决不挑吃现象有可在交流焊机原理的基础上增加输出电压，加上硅整流器等措施。不过，这一加，更将导致功率因数和效率火上加油，雪上加霜。这只能是解决使用性能，而达不到人们所渴望的节能效果。其次，还可以利用可控硅整流器调节，但可控硅调节不等于没有缺点。比如，可控硅焊机，有时会受到干扰脉冲的影响，造成失控。再者，线路复杂，故障现象也会增多，节能方面也不如普通二极管。例如当导通角为90度时，即半波的二分之一白白浪费了电网的原始能量。而采用普通硅整流却没有这种现象，它只有低于0.75V左右的死点，总体线路简单，故障少、成本低、便于维修等优点。有关专利技术方面的初探我采用硅整流电路改变上述现象，通过主变压器调节输出电压幅值，实现调节电流，达到充分利用原始能源。从这个意义上说，好象实现了理想。但是，它还不能真正达到预想中的使用性能之目的。当输出电压的降低，引弧会发生困难。所以，又要考虑供给空载电压和引弧功率。显然，也可以另制一只380V/75V左右的电源变压器，进行整流组合，但它不能直接与主整流输出电路并联，还得设法建立交流电抗器，进行限流。由于它的存在，又将降低功率因数和效率并相对提高生产成本。因而，我用电容器给它限流，再经整流显为经济。但这种做法仍有缺点①引弧电源变压器的长期通电，会使电损耗增加。②因电源电压380V，不利于小功率变压器的制作。根据前者弊端，通过反复思考，多次实践，终于找到了一项最新方案，即制作简单、成本低、效果好。具体实施方案包括附图详见电路原理设计图。我采用主机改变变比时，有一个负面电源电压，这组电源电压紧跟主输出电压成反比的关系，通过一只小功率电压补偿变压器的转换，并在主机上另建一组75V电源，与它的二次侧电位串联，再经电容器降压限流，这样就克服了上述诸多缺点。应用它①回避了二次主电路中常见的交流电抗器，影响一次磁阻抗损耗。②可以随心所欲地设计出单相或三相节能直流电焊机。③电压补偿变压器最大档不耗电，其它档甚微。④电容器滞后90度的作用刚好补偿了直流主输出波形的缺口。而且负载后的剩余电压降落在它的二端基本不耗电。(经固定负荷试验该电容器投入与退出，主输出直流电流持平，证明补缺口有效。)⑤初引弧从不粘死，电弧稳定，功率实足。⑥特高的功率因素和效率得以实现。其工作原理当主输出电压及75V引弧电压下降，补偿变压器电位上升，根据变比减少多少，补充多少。从原理图中可以分析， 而 即 我在实践中取6.75∶1足够好用。后经30A整流器的组合，送到滤波电抗器一起输出，这时它的输出电压会因电容器的存在，空载电压又会出现接近 的最大值，于是，我采用一只1W/75K的泄放电阻给予抵消。故我设计的输出电压为75×0.9＝68V的直流电压。由于采用了1200Uf/420V电容后，对于感性负载的主机，相当于增加了电力电容，即改善了引弧效果，又实实在在地为主变压器创造条件提高功率因数和效率。这里的电容实际通过的各档电弧维持电流约20A，而且是用4只300Uf/420V并联。这样，有利于散热和日后维修降低成本。三、关于主变压器B1的设计思路主变压器也是本机的核心元件，要想功率因数和效率两项指标有良好的表现，则对每一个环节都有方方面面的要求①就铁芯来说，除了本身的优劣，还要考虑磁路越短越好；磁隙越小越好，即磁阻越小越好；但总体要先满足二个线圈能容得下。②选用高导磁率＞13500高斯的硅钢片。③选用耐温玻璃丝包铜线及足够的横截面积。④硅钢片要薄，毛刺尽可能少，叠迭切口方向必须一致，以减少涡流损耗。⑤铁芯柱的绑扎要紧固，线圈两端的硅钢片可用角钢做夹俱，但靠近铁芯的一边要绝缘，另一边要开通风槽，它的好处即可减轻机器重量，又可减少大电流工作时产生的涡流热量，获得一举多得的效果。⑥夹钢锣丝相互之间必须绝缘，以减少涡流发热。⑦铁芯所载功率不可取得太高。根据多次实验取110VA/cm2较为理想。⑧尽可能的降低成本，以适应用户的经济承受能力，让用户得到经济实惠的焊机。我采用高偶合，高低压线圈均匀地分布于二个铁柱，使其漏磁小，呈显低阻抗输出的特性，以使功率因数能在0.95、效率0.8附近运行。工艺过程中，先绕低压，拼装时采取二路并联的方法①绕制方便。②回避两线并绕上下直流电阻的偏差。③匝长最短，便于大电流通过时获得最小损耗。④散热均匀，内外留足充分空间。⑤供给足够的导线横截面积，最大载流量不超过6.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相节能直流电焊机中（包括二相），独立创建稳定引弧电源电压，并能回避主输出交流电路中利用磁阻抗或交流电抗器原理，承受空载至负载的剩余电压差，其特征是：Ａ、主变压器上另建一组引弧电源，该电源会与主输出电压成正比关系。Ｂ、利用主变压器中会与前者成反比关系，通过一只小功率电源电压补偿变压器一次侧与主变器的一次侧并联，构成引弧电压补偿电连接。Ｃ、通过电压补偿变压器的二次侧一端与主机另建的引弧电源一端电连接，而另一端与电容器电连接。Ｄ、电容器的另一端与桥式整流器输入端电连接。Ｅ、桥式整流器另一输入端与主机引弧电源输出端电连接。Ｆ、引弧桥式整流器输出端与主输出整流器正负电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖远宗，
申请(专利权)人：肖远宗，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]