節(jié)能型三相調(diào)相直流弧焊機制造技術(shù)

常規(guī)直流弧焊機有多種形式和結(jié)構(gòu)，但調(diào)節(jié)焊接電流的方法均采用調(diào)壓法。本發(fā)明專利技術(shù)提供一種調(diào)相法直流弧焊機，由動鐵芯和定鐵芯及相應(yīng)的一次輸入、二次輸出三相繞組組成調(diào)相式變流源，從而提高了電弧的穩(wěn)定性，具有易引弧，穿透力強，不存在磁偏吹、降落特性好、過載能力強等優(yōu)點。采用了無功補償裝置，以降低能耗。采用高導(dǎo)磁的固體磁性槽楔減少了漏磁，降低激磁損耗，功率因數(shù)高（ｃｏｓφ＞０．９），比普通焊機節(jié)能２５～３０％。（*該技術(shù)在2011年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及手工電弧焊接設(shè)備，特別是節(jié)能型三相調(diào)相直流弧焊機。目前使用的直流弧焊機大致分為兩種類型，第一種是旋轉(zhuǎn)直流弧焊機，由三相交流異步籠型電動機作為原動機和與其同軸聯(lián)接的直流弧焊發(fā)電機組成的機組。這種直流弧焊機的起動電流是其額定電流的5～8倍，空載損耗大，噪音大，技術(shù)工藝復(fù)雜，體重大，造價高，由于旋轉(zhuǎn)部件多(軸承、電刷、換向器等)，容易磨損，給維修造成麻煩，同時電弧電流飛濺大，有偏磁吹現(xiàn)象。第二種是整流弧焊機，這種弧焊機又有幾種形式，都比上述弧焊機有進步。一是動鐵式，由主變壓器硅整流元件和電抗器組成。這種弧焊機能獲得下降特性，但仍有一系列缺點，例如漏磁嚴(yán)重，靠動鐵調(diào)節(jié)焊接電流，因而損耗大，功率因素低(cosφ＜0.5)，造價高，電弧飛濺大，易產(chǎn)生磁偏吹，電弧電流不穩(wěn)定。二是動圈式由主變壓器、硅整流元件和電抗器所組成，這種焊機和動鐵式焊機存在同樣的缺點。三是磁放大器式由主變壓器、磁放大器、硅整流元件和電抗器組成，這種焊機能獲得較好的下降特性，焊接電流較穩(wěn)定，但在其他性能方面并無改進。四是可控硅式由主變壓器、可控硅整流元件、電抗器、觸發(fā)控制器件所組成，與動鐵式、動圈式焊機相比，這種焊機能獲得平特性，但其他性能改進不大。本專利技術(shù)的目的是提供一種由新型變流源制成的電弧穩(wěn)、易引弧、飛濺小、穿透力強、不存在磁偏吹、降落特性好、過載能力強、功率因數(shù)高、節(jié)能效果好的電焊機。本專利技術(shù)的另一個目的是采用三相同步調(diào)整相位電氣角度的方法來調(diào)控弧焊電流，使焊機的電流穩(wěn)、幅度寬、故障率低、壽命長。本專利技術(shù)的又一個目的是將無功補償裝置引進直流弧焊機中，使焊機的節(jié)能效果好，電流穩(wěn)定。本專利技術(shù)的最后一個目的是采用高導(dǎo)磁的固體節(jié)能磁性槽楔，以減少漏磁，降低激磁損耗，使用方便。按照本專利技術(shù)的三相調(diào)相直流弧焊機由調(diào)相弧焊變流源、主控系統(tǒng)和硅整流裝置所組成。該弧焊變流源由定鐵芯和動鐵芯及相應(yīng)的繞組所組成，這兩種鐵芯均由施以沖槽的硅鋼片疊裝而成。動鐵芯有同心軸，與定鐵芯端架軸孔滑動配合，動、定鐵芯之間設(shè)有氣隙，可使動鐵芯作相對于定鐵芯的限位轉(zhuǎn)動。一次輸入的三相繞組以互差120°的電氣角度鑲嵌在施以絕緣的定鐵芯槽內(nèi)，使三相勵磁真正達到平衡，并按設(shè)計的速率產(chǎn)生三相旋轉(zhuǎn)磁場。二次輸出的三相繞組由二部分組成，其中匹配的一部分三相繞組以互差120°的電氣角度鑲嵌在施以絕緣的動鐵芯槽內(nèi);匹配的另一部分三相繞組亦互差120°的電氣角度鑲嵌在施以絕緣的定鐵芯槽內(nèi)。輸入、輸出的三相繞組不直接發(fā)生電氣接觸，而是通過輸入的三相交流激勵對輸出三相繞組感應(yīng)出三相交流電勢，經(jīng)三相橋式整流器件而做功的。按照本專利技術(shù)，調(diào)相弧焊變流源一次輸入三相繞組分別由兩個并聯(lián)支路組成，并聯(lián)支路的首端分別接入受控主回路三相系統(tǒng)的相線上;末端結(jié)為一點，形成一次繞組星形連接?；『缸兞髟吹亩屋敵龅娜嗬@組分別由兩個串并聯(lián)支路所組成，并聯(lián)支路的首端分別接入三相橋式整流電路輸入端的相線上，末端結(jié)為一點，從而亦形成二次繞組的星形接線，使三相交流激勵真正達到平衡，直流額定輸出穩(wěn)定。按照本專利技術(shù)，此弧焊變流源中的動鐵芯繞組可相對于定鐵芯繞組的三相同步調(diào)整相位電氣角度，從而達到調(diào)控弧焊電流的目的。按照本專利技術(shù)的三相調(diào)相直流弧焊機，其主控系統(tǒng)由匹配的三相組合開關(guān)、無功補償裝置、受控組合開關(guān)等所組成。此無功補償裝置是由三個電容所組成的三角形接線，所采用的電容器為耐高壓干式電容，其體重為同容量油浸電容器的1/10。按照本專利技術(shù)的直流弧焊機，其硅整流裝置和常規(guī)直流弧焊機的硅整流裝置相似，是由6個硅整流器件所組成的三相橋式電路。按照本專利技術(shù)的三相調(diào)相直流弧焊機，其動鐵芯和定鐵芯槽楔采用高導(dǎo)磁的固體節(jié)能槽楔，能減少漏磁、降低激磁損耗，使用方便。這種槽楔是由高導(dǎo)磁粉經(jīng)加工成形并施以絕緣后制成的。按照本專利技術(shù)的三相調(diào)相直流弧焊機，具有電弧穩(wěn)、易引弧而不斷弧，飛濺少，穿透力強，不存在磁偏吹現(xiàn)象，降落特性好，過載能力強，功率因數(shù)cosφ＞0.9，能比普通焊機節(jié)能25～30%。下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作詳細說明。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的原理圖。圖2為本專利技術(shù)的定鐵芯斷面圖。圖3為本專利技術(shù)的動鐵芯斷面圖。如圖1所示，本專利技術(shù)的三相調(diào)相節(jié)能直流弧焊機由調(diào)相式弧焊變流源BL、主控系統(tǒng)和硅整流裝置GZ以及二次電流、電壓指示儀表所組成，弧焊變流源BL的一次輸入三相繞組分別由兩個并聯(lián)支路所組成，即A相為A1X1∥A2X2，B相為B1Y1∥B2Y2，C相為C1Z1∥C2Z2，此三相繞組并聯(lián)支路的首端A1∥A2，B1∥B2，C1∥C2分別接入受控主回路三相系統(tǒng)A、B、C的相線上，而其末端X1∥X2，Y1∥Y2，Z1∥Z2連接成一點，從而形成星形連接。二次輸出的三相繞組分別由兩個串并聯(lián)支路組成，即a相為a1x1-a'1x'1∥a2x2-a'2x'2，b相為b1y1-b'1y'1∥b2y2-b'2y'2，c相為c1z1-c'1z'1∥c2z2-c'2z'2，并聯(lián)支路的首端a1∥a2、b1∥b2、c1∥c2分別接入三相橋式整流電路輸入端a、b、c的相線上，末端x'1x'2、y'1y'2、z'1z'2連接成一點，形成二次繞組的星形連接。一次輸入的三相繞組以互差120°的電氣角度鑲嵌在施以絕緣的定鐵芯槽內(nèi)，這能使三相交流激勵達到真正的平衡;并能按設(shè)計的速率產(chǎn)生三相旋轉(zhuǎn)磁場。二次輸出的三相繞組由兩個串聯(lián)支路并接而成，其中一個支路a1x1∥a2x2，b1y1∥b2y2，c1z1∥c2z2的三相繞組以互差120°的電氣角度鑲嵌在施以絕緣的動鐵芯槽內(nèi)，另一支路a'1x'1∥a'2x'2，b'1y'1∥b'2y'2，c'1z'1∥c'2z'2的三相繞阻亦以互差120°的電氣角度鑲嵌在施以絕緣的定鐵芯槽內(nèi)。由此所組成的變流源中的輸入、輸出三相繞組并不直接發(fā)生電的聯(lián)系，而是通過輸入的三相交流激勵對輸出的三相繞組感應(yīng)出三相交流平衡電勢，經(jīng)三相橋式硅整流裝置進行做功的。如圖1所示，本專利技術(shù)的弧焊機主控系統(tǒng)由匹配的接在一次輸入上的三相組合開關(guān)HK1、無功補償裝置CS、及其將無功補償裝置和一次輸入連接起來的受控開關(guān)HK2所組成。此無功補償裝置是由三個干式電容器CS1、CS2、CS3連接而成的三角形電路。如圖1所示，硅整流裝置GZ是由六個硅整流器件GZ1～GZ6所組成的三相橋式電路。指示儀表有電流表A，電壓表V，指示燈HD，指示儀表都接在直流輸出端上。如圖2所示，本專利技術(shù)的定鐵芯由環(huán)形硅鋼片落合壓制而成，在環(huán)形硅鋼片內(nèi)側(cè)沖出若干呈梯形的槽口與內(nèi)圓相通，槽口施以絕緣，用以鑲嵌一次輸入的三相繞組和二次輸出的三相繞組。全部槽口呈中心對稱排列，各槽口之間的間隔即中心線夾角α＝20～60°，環(huán)形硅鋼片的外徑φ1＝200～400mm，內(nèi)徑和動鐵芯外圓之間有一間隙。如圖3所示，本專利技術(shù)的動鐵芯由圓形硅鋼片落合壓制而成，圓形硅鋼片外側(cè)沖出呈梯形的槽口與外圓相通，槽口施以絕緣，用以鑲嵌二次輸出的三相繞組。全部槽口呈中心對稱等距離排列，各槽口的中心線夾角和定鐵芯的槽口中心線夾角α相等，在20～60°的范圍內(nèi)，圓形硅鋼片的直徑φ2＝130～320mm，動鐵芯插入定鐵芯中，和定鐵芯的內(nèi)徑之間有一間隙，使其可以作相對于定鐵芯的轉(zhuǎn)動，在此受控的動鐵芯上設(shè)有一轉(zhuǎn)動手柄及其定位自鎖裝置和焊接電流值刻度盤(圖中未示出)。在圖本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種三相調(diào)相直流弧焊機，其特征在于本焊機由調(diào)相式弧焊變流源ＢＬ、主控系統(tǒng)和硅整流裝置ＧＺ以及二次電流、電壓指示儀表所組成，該弧焊變流源ＢＬ的特征為：１）一次輸入三相繞組分別由兩個并聯(lián)支路所組成，即Ａ相為Ａ↓［１］Ｘ↓［１］／／Ａ↓［２］ Ｘ↓［２］，Ｂ相為Ｂ↓［１］Ｙ↓［１］／／Ｂ↓［２］Ｙ↓［２］，Ｃ相為Ｃ↓［１］Ｚ↓［１］／／Ｃ↓［２］Ｚ↓［２］，此三相繞組并聯(lián)支路的首端Ａ↓［１］／／Ａ↓［２］，Ｂ↓［１］／／Ｂ↓［２］，Ｃ↓［１］／／Ｃ↓［２］分別接入受控主回路三相系統(tǒng)Ａ、Ｂ、Ｃ的相線上，而其末端Ｘ↓［１］／／Ｘ↓［２］，Ｙ↓［１］／／Ｙ↓［２］，Ｚ↓［１］／／Ｚ↓［２］連接成一點，從而形成星形連接，２）二次輸出的三相繞組分別由兩個串聯(lián)支路組成，即ａ相為ａ↓［１］Ｘ↓［１］－ａ＇↓［１］Ｘ＇↓［１］ ／／ａ↓［２］Ｘ↓［２］－ａ＇↓［２］Ｘ＇↓［２］，ｂ相為ｂ↓［１］ｙ↓［１］－ｂ＇↓［１］ｙ＇↓［１］／／ｂ↓［２］ｙ↓［２］－ｂ＇↓［２］ｙ＇↓［２］，ｃ相為ｃ↓［１］ｚ↓［１］－ｃ＇↓［１］ｚ＇↓［１］／／ｃ↓［２］ｚ↓［２］－ｃ＇↓［２］ｚ＇↓［２］，并聯(lián)支路的首端ａ↓［１］／／ａ↓［２］、ｂ↓［１］／／ｂ↓［２］、ｃ↓［１］／／ｃ↓［２］分別接入三相橋式整流電路輸入端ａ、ｂ、ｃ的相線上，末端ｘ＇↓［１］ｘ＇↓［２］、ｙ＇↓［１］ｙ＇↓［２］、ｚ＇↓［１］ｚ＇↓［２］連接成一點，形成二次繞組的星形連接，３）一次輸入的三相繞組以互差１２０°的電氣角度鑲嵌在施以絕緣的定鐵芯槽內(nèi)，４）二次輸出的另一個支路的三相繞阻ａ↓［１］ｘ↓［１］／／ａ↓［２］ｘ↓［２］，ｂ↓［１］ｙ↓［１］／／ｂ↓［２］ｙ↓［２ ］，ｃ↓［１］ｚ↓［１］／／ｃ↓［２］ｚ↓［２］以互差１２０°的電氣角度鑲嵌在施以絕緣的動鐵芯槽內(nèi)，另一支路的三相繞組ａ＇↓［１］ｘ＇↓［１］／／ａ＇↓［２］ｘ＇↓［２］，ｂ＇↓［１］ｙ＇↓［１］／／ｂ＇↓［２］ｙ＇↓［２］，ｃ＇↓［１］ｚ＇↓［１］／／ｃ＇↓［２］ｚ＇↓［２］以互差１２０°的電氣角度鑲嵌在施火泡邊緣的動鐵芯槽內(nèi)，另一支路的三相繞組ａ＇↓［１］ｘ＇／／ａ＇↓［２］ｘ＇［２］，ｂ＇↓［１］ｙ＇↓［１］／／ｂ＇↓［２］ｙ＇↓［２］，ｃ＇↓［１］ｚ＇↓［１］／／ｃ＇↓［２］ｚ＇↓［２］以互差１２０°的電氣角度鑲嵌在施以絕緣的定鐵芯槽內(nèi)，５）動鐵芯有同心軸，與定鐵芯的端架軸孔滑動配合，動、定...

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許德庫，楊永宏，李國榮，姜翠玉，
申請(專利權(quán))人：鞍鋼二建電控廠，
類型：發(fā)明
國別省市：21[中國|遼寧]