[發明專利]發電式電焊機

無效

• 申請號: 200710092827.X
• 申請日: 2007-10-10
• 公開（公告）號: CN101406982A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 吳德峰;唐力強
• 申請（專利權）人: 吳德峰;唐力強
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10;H02P9/04;H02M7/162
• 代理公司: 重慶華科專利事務所
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，尤其涉及一種焊接設備。

背景技術

在野外無電源地區進行電焊作業，需要用自發電的電焊機。由于使用電焊機的環境條件相對較差，因而要求焊接設備體積小、重量輕、使用靈活方便。同時，根據不同的焊接工藝，焊接設備應具有不同的輸出特性。中國專利(專利申請號：02222830.6)公開了一種多特性的內燃弧焊發電機，其發電機采用中頻同步勵磁發電機，定子上繞有主焊接繞組以及為滿足不同的焊接特性所需要的其它多個輔助繞組，由于使用了較多的功率器件及控制線路，增加了產品成本，中頻同步勵磁發電機體積大、重量重、成本高。專利(專利申請號：01258392.8)公開了一種永磁發電式電焊機，發電機采用稀土永磁材料，其價格相對較貴，輸出控制采用磁飽和電抗器方式，磁飽和電抗器體積大，重量重，難以滿足不同焊接特性的要求。

電焊作業由于自身的特殊性，電焊機一般有一半或一半以上的時間處于空載運行，而目前的自發電式電焊機不論帶載與否其發動機均工作在額定轉速下，不利于節約燃油。同時，當設定工作電流或電壓較小時，整流輸出紋波較大，在一定程度上影響了焊接質量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的上述缺陷，設計一種發電式電焊機，控制裝置控制電焊機僅需一組用于焊接的輸出繞組就能滿足在設定的范圍內恒流與恒壓工作方式所要求的輸出特性，同時節約燃油，降低成本。

本發明解決上述問題的技術方案是，采用多極永磁式外轉子發電機，通過調整發動機的轉速，使發電機的輸出電壓在一定的范圍內按設置值的大小而變化，再經恒流或恒壓調節方式控制三相橋式可控整流電路，因而無需再增加其它繞組及相應的功率器件，就能使電焊機的輸出在其調節范圍內滿足恒流或恒壓工作方式所要求的輸出特性，同時達到節約燃油，降低成本的目的。

為實現上述目的，本發明設計了一種自發電式電焊機，采用調速控制器對發電機轉速進行控制，特性調節器控制電焊機的輸出特性。在發動機的化油器上安裝調節發動機節氣門開度的步進電機，由調速控制器控制步進電機，通過步進電機調節發動機節氣門開度，達到調整發動機轉速的目的；調速控制器控制特性調節器的工作方式，特性調節器控制三相橋式可控整流電路，使電焊機輸出具有恒流或恒壓特性。

發電機有一單相副繞組與三相焊接繞組。發電機單相副繞組的輸出端通過整形電路后連接調速控制器。調速控制器主要包括以下功能模塊：數據采集模塊：用于采集設置值、電弧電壓、電流、發電機單相副繞組輸出電壓的頻率、以及節油開關與特性開關的狀態；計算模塊：計算電弧功率，發動機轉速；PID調節模塊：確定發動機的目標轉速，計算轉速差，進行PID調節運算；輸出控制模塊：利用PID調節運算結果控制步進電機的運行，控制特性調節器的工作方式。

調速控制器由單片微處理器構成，內部集成有多路A/D轉換器、存儲器、定時器等，通過數據采集模塊、計算模塊、PID調節模塊、輸出控制模塊等完成控制功能。電流調理電路9通過電流取樣電路8采樣電弧電流，電壓調理電路12通過電壓取樣電路11采樣電弧電壓，設置電路設置電焊機輸出的電流值或電壓值，由特性調節器根據電流調理電路9或電壓調理電路12與設置電路所設置的值輸出控制信號到脈沖形成與觸發電路6，控制三相橋式可控整流電路，達到恒流或恒壓輸出；設置電路7、電流調理電路9、電壓調理電路12的輸出送到調速控制器的數據采集模塊的A/D轉換器端口，調速控制器中計算模塊根據電弧電流和電弧電壓計算電弧功率；PID調節模塊根據電弧功率值與存儲器中的發動機轉速-負載特性曲線相比較，獲得發動機的目標轉速，根據設置值對目標轉速進行修改，計算目標轉速和當前轉速的轉速差，進行PID調節運算，輸出控制模塊輸出調節發動機節氣門開度的控制信號。

發電機的三相焊接繞組連接三相橋式可控整流電路，三相橋式可控整流電路由特性調節器控制。特性調節器具有恒流與恒壓調節兩個功能模塊，根據設置值與實測值之差進行比例-積分調節，由調速控制器選擇恒流與恒壓調節兩個功能模塊中的一個，對電焊機的輸出進行恒流或恒壓控制。

本發明的發電式電焊機能夠根據負載的變化情況，調整發動機轉速，減少了為滿足不同輸出特性的要求所采用的功率器件及控制線路，降低了發電機的成本，同時根據負載特性調整發動機的轉速，發動機不是一直處于額定轉速運行，根據是否帶載以及帶載大小控制發動機轉速，達到節約燃油的目的。

附圖說明

圖1為本發明的發電式電焊機的系統構成框圖

圖2為調速控制器構成框圖