[發明專利]一種大功率單逆變螺柱焊機

有效

• 申請號: 201410287248.0
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104052326A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 胡長建
• 申請（專利權）人: 胡長建
• 主分類號: H02M7/5395
• 分類號: H02M7/5395;H02M1/12;B23K9/20
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

技術領域

本發明涉及一種大功率單逆變螺柱焊機，屬于逆變螺柱焊機技術領域。

背景技術

螺柱焊機主要分為：電容儲能式螺柱焊機、拉弧電容儲能螺柱焊機、短周期螺柱焊機，以上螺柱焊機只能在薄板上焊Φ10mm左右焊釘；還有一種長周期電弧螺柱焊機，用于Φ3mm～Φ36mm螺柱焊接。長周期螺柱焊機焊接時間在100ms～2000ms，有的用到5000ms，焊接電流最大2000A到4000A。

長周期螺柱焊主要應用于建筑鋼結構焊接剪力釘(栓釘)、高速鐵路預埋件、大型橋梁、機械等重大項目。長周期電弧螺柱焊機有晶閘管式：體積大、重量很重(2500A焊機重量在300KG～400KG)、電效率不高、輸入功率大。另一種是逆變螺柱焊機。

因為焊機行業開關管模塊一般在75A～600A，更大電流模塊價格昂貴，驅動復雜和反應速度不適合焊機。因為P(功率)＝I(電流)×U(電壓)，在同等焊接功率下，當電壓從三相AC380V～AC600V變為三相AC180V～AC280V時其初入的電流大，逆變開關管將更大，因此現在還沒有三相AC180V～AC280V的2000A以上大功率逆變螺柱焊機。市面上380V以上的逆變大功率焊機(如碳弧氣焊、埋弧焊、螺柱焊)都是2個或3個逆變系統合并在一起。其并聯總電流與分立逆變系統不易調節，且多逆變系統在一起工作容易相互干擾、及存在生產零件多、生產工藝復雜、生產效率低、體積龐大、重量重、故障率高等問題，以致螺柱焊機質量不穩定。

焊接電弧是一個變化很大的動態負載，有很多過渡狀態：如短路、大顆粒、熔滴瞬間短路會炸壞焊機逆變開關管和次級快恢復整流管損壞，造成人身財產損失。預埋件、大型橋梁上都是Φ22mm～Φ32mm焊釘，特別在鋼結構工地上壓型板穿透焊接剪力釘任務大、工程急，每天起一層樓，焊機使用率高，有的工地臨時拉電源線，各種其他焊機、吊車相互工作有干擾，電源電壓不夠穩定，螺柱焊在幾秒內焊接功率在100KW以上，3相電線路電感反向電壓高，容易損壞設備。工地剪力釘分布面廣，焊槍需要加長到50m～150m(100m槍線電壓降25V～30V)焊機功率更需要加大。焊機用一個鐵芯制作的變壓器，功率小、很快發燙，電源線長壓降高，電壓低時無電流補償作用，長焊槍線無法焊接，影響施工，無法完成任務。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的上述缺陷，提供一種大功率單逆變螺柱焊機，解決逆變螺柱焊機在一個逆變系統下、工作電壓在三相AC180V～AC600V范圍內的大功率輸出難題，提高大功率逆變螺柱焊機的安全穩定性，實現同等功率下，使焊機體積更小、重量更輕，方便運輸和使用等目的。

為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種大功率單逆變螺柱焊機，包括依次連接的三相整流電路、逆變電路、高頻變壓器，快恢復整流電路，所述三相整流電路將三相交流電轉變成直流電，逆變電路將直流電轉換成高頻交流電，經高頻變壓器降壓和快恢復二極管整流后獲得直流焊接電流，所述逆變電路為具有四個橋臂的全橋逆變電路，所述逆變電路的四個橋臂均由若干并聯的逆變開關管構成，逆變電路的第一輸出端經開關電感、隔直電容接高頻變壓器初級繞組的第一端，逆變電路的第二輸出端接高頻變壓器初級繞組的第二端；所述高頻變壓器具有若干次級繞組，每個次級繞組的兩端分別經快恢復二極管后連接在一起作為焊機的正極電源輸出，每個次級繞組的中點引出線依次連接后經濾波電抗器作為焊機的負極電源輸出。

本發明所述的大功率單逆變螺柱焊機還具有如下改進：

1、所述三相整流電路的前端設有EMI濾波電路，所述EMI濾波電路組成包括電容采用三角形連接的第一LC濾波器，所述第一LC濾波器的電感為差模電感；電容采用星形連接的第二LC濾波器，所述第二LC濾波器的電感為共模電感，所述第一LC濾波器與第二LC濾波器之間的線路上采用三角形接法連接有三個壓敏電阻。

2、所述三相整流電路與逆變電路之間接有直流濾波電路，所述直流濾波電路依次包括濾波放電電阻、兩個串聯的接地電容、無源濾波器、并聯的若干無極性高頻電容，所述無源濾波器接在直流的正極端，由并聯的電感、二極管、電容構成，所述二極管為反向并聯接連接。