[發(fā)明專利]低輸入功率無次級整流直流電阻焊機及其控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710072527.5
• 申請日: 2007-07-19
• 公開（公告）號: CN101347866A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 王清;孫東立
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B23K11/24
• 分類號: B23K11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種低輸入功率無次級整流直流電阻焊機及其控制方法，主要是應用于各種金屬點、凸、縫焊接所使用的低輸入功率無次級整流直流電阻焊機及其控制方法。

二、背景技術(shù)

本發(fā)明是在國家發(fā)明專利“無次級整流直流電阻焊機及控制方法”(發(fā)明專利號：ZL01133289.1)基礎上，所作的進一步研究。

在國民經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展的今天，人們經(jīng)常受到電力問題的困擾。電阻焊焊機一方面作為一種高效清潔、操作方便、易于實現(xiàn)機械化、自動化的焊接設備而倍受人們青睞，另一方面又因該設備用電量大，受到電源容量、增容等問題的影響，從而限制了電阻焊機的應用與發(fā)展。電阻焊機雖然具有：一是電阻焊機焊接時的焊接電流很大，通常為數(shù)千甚至數(shù)萬安培的電流；二是電阻焊焊接時間非常短，一般小于0.5秒鐘，對于鋁、鈦合金等有色金屬，其焊接時間往往小于0.02秒；三是電阻焊機的焊接負載持續(xù)率很低，加上搬運、上下工件、尋找對正焊接位置、焊機氣路動作延遲等因素，真正用于焊接的負載持續(xù)率往往低于10％等等明顯特點。但是，為了滿足電阻焊機瞬時大功率輸入的要求，必須提供足夠大的供電電源，這就在事實上造成了電源不合理的利用和浪費，存在著供電電源小與電阻焊設備瞬時所需功率大之間的矛盾。

只有電容儲能電阻焊機能夠利用電容器的儲能特性，利用小電流對電容器進行長時間的充電，在焊接時，利用電容器的瞬時放電，達到焊機的瞬時大功率輸出，將被焊接工件焊接在一起的目的。通過改變電容器組的容量、焊接變壓器的變壓比以及電容器組的充電電壓，可以調(diào)節(jié)電容儲能焊機的次級電流輸出波形。但是，當在固定其它參數(shù)，而增大電容器組的容量時，次級焊接電流的最大值逐漸增大，放電時間增長，焊接電流最大值的峰值出現(xiàn)的時間逐漸后移；當在固定其它參數(shù)，而逐漸增大焊接變壓器變壓比時，次級焊接電流的最大值逐漸減小，放電時間逐漸增長，焊接電流最大值的峰值出現(xiàn)的時間逐漸后移；當在固定其它參數(shù)，而增大電容器組的充電電壓時，次級焊接電流的最大值逐漸增大，放電時間基本保持不變，焊接電流最大值的峰值出現(xiàn)的時間也基本保持不變。其缺點：一是，無論怎樣調(diào)節(jié)參數(shù)，其次級輸出電流波形總是沒有太大的變化，電流變化過于劇烈，焊接規(guī)范調(diào)節(jié)范圍較窄，不利于焊接大多數(shù)金屬材料；二是，電容出能焊機的焊接變壓器和電容器組的體積較大，且電容器價格較貴，需要定時更換；三是，電容器組的充放電過程中產(chǎn)生的能量損耗較大，有資料顯示該能量損耗約占整個能量輸入的50％。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于，針對上述種種不足，解決供電電源小與電阻焊設備瞬時所需功率大之間的矛盾，使電阻焊機的使用，不僅能夠應用在中小功率的焊機中，而且能夠應用在更大的功率的焊機中。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，低輸入功率無次級整流直流電阻焊機，電源經(jīng)接線端子輸入整流電路Rect，將交流電流變換成脈動的直流電流，電容器組C₀并聯(lián)在整流電路Rect的輸出端，電容器組C₀將脈動直流電流輸入的電能存儲起來，四只功率開關(guān)元件T₁、T₂、T₃、T₄和相應保護元器件組成的焊接主電路，焊接主電路輸入端與電容器組C₀并聯(lián)，焊接主電路的輸出端接入焊接變壓器Trans初級線圈的輸入端，在焊接變壓器Trans初級線圈兩端并聯(lián)接入一個續(xù)流電阻R，焊接變壓器Trans的次級輸出端接入焊機次級回路，為焊機工作提供電流，其特征在于：在電容器組C₀的兩端并聯(lián)連接有電壓傳感器V-S，監(jiān)控充電電壓，在焊接變壓器Trans的初級輸入端串聯(lián)接入電流傳感器I-S1，在焊接變壓器Trans的次級輸出端串聯(lián)接入電流傳感器I-S2，監(jiān)控和保護。

根據(jù)如上所述的低輸入功率無次級整流直流電阻焊機所應用的控制方法，其特征在于：分級控制電容器組C₀的充電電壓，以非對稱斬波脈沖波形向焊接變壓器Trans初級線圈兩端供電，經(jīng)過若干斬波脈沖輸入之后，在供電斬波脈沖的相反方向施加一強制退磁脈沖，以消除或減少由于焊接變壓器單向供電而產(chǎn)生的磁飽和現(xiàn)象，該強制退磁脈沖的持續(xù)時間取決于退磁效果，與正向供電的斬波脈沖的導通占載率無關(guān)，具體實施過程為：

(1)接通電源(三相或單相)之后，電源經(jīng)接線端子輸入整流電路Rect，將交流電流變換成脈動的直流電流，脈動直流電流輸出到電容器組C₀對其進行充電；