[其他]礦用晶體管直流高壓逆變電焊機

無效

• 申請號: 87101347
• 申請日: 1987-06-11
• 公開（公告）號: CN87101347A
• 公開（公告）日: 1988-12-28
• 發明（設計）人: 張作慶;孫萍
• 申請（專利權）人: 張作慶;孫萍
• 主分類號: B23K9/09
• 分類號: B23K9/09
• 代理公司: 山東省專利服務處
• 代理人: 陸培華

本發明屬于晶體管逆變式電氣焊接設備。

目前國內煤礦、冶金、化工等礦山井下大巷運輸工具仍以架線電機車為主。由于作為驅動架線電機車動力的直流供電線路，其正極是架空線，負極是巷道中的道軌，而道軌系采用夾板、螺釘聯接固定，接觸電阻大。在井下大巷運輸線路長達數公里甚至十幾公里的情況下，因道軌接觸電阻所產生的電壓降有的高達100伏以上，這樣不僅造成很大的電能損耗，而且還會產生雜散電流嚴重干擾井下通信。為此國家煤炭部要求井下軌道全部進行無縫焊接，但是由于井下運輸大巷距離長，220伏單相交流電源和380伏三相交流電源不易解決，使現有各種常規電焊機無法在井下大巷使用。據了解國內有的廠家專為礦井大巷生產的直流電動機帶發電機組電焊機，重達1.1噸，搬運使用很不方便。而最近出現的幾種可控硅逆變電焊機，有的仍重達180公斤，有的雖輕一些，但輸出焊接電流小，不能滿足使用。普遍存在體積大，噪聲大，干擾大，效率低，可靠性差，焊接特性差等缺點。

據查在原理上與本發明最接近的已有技術是美國ASTRO-MATIC公司生產的E-300-P型TIG晶體管弧焊電源，以及國外市場上出現的晶體管逆變式交流焊接電源。（其電路可見清華大學何方殿主編“弧焊整流電源及控制”一書中118頁至119頁中圖3-12至圖3-15）。已有技術與本發明雖然都屬于晶體管脈沖弧焊電源，但已有技術的前者是在50伏低壓下工作的電流截止反饋式晶體管脈沖弧焊電源;已有技術的后者是單相交流電源整流后逆變輸出功率3千瓦的交流弧焊電源;而本發明則是應用在缺乏單相或三相交流電源的礦山井下大巷，直接利用架線電機車用架空線直流高壓進行逆變的脈沖弧焊電源。

同已有技術相比，本發明直流逆變工作電壓高達800伏;電網電壓變化范圍大，為400伏～800伏;（已有技術工作直流電壓最大僅為300伏，電壓變化一般為±10%），輸出功率大，為12千瓦;（已有技術3千瓦）等。故本發明不僅在電路設計上有明顯獨特的技術特征，而且在使用性能上與已有技術相比也有著重大實質性的區別。

針對上述問題，本發明的目的是從礦山井下大巷軌道焊接及設備維修這一特點出發，運用新型器件與電子技術研制適用于井下大巷實施電弧焊，而不需交流電源，直接利用架空線直流高壓作為電源供給的一種體積小，重量輕、便于攜帶、使用方便、焊接性能優良，安全可靠的晶體管新型逆變電焊機。

本發明是按如下方式實現的：本發明主要由電源輸入電路，輔助逆變電源、200KHz高頻引弧電路，12千瓦高壓大功率逆變電源四大部分組成。以下將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。

附圖1為本發明之方框圖。圖中A為限制浪涌電壓、浪涌電流輸入濾波電路，B為輔助逆變電源，C為主控制電路，D為頻率調正和死區控制電路，E為高速大功率驅動電路，F為此例電壓產生電路，G為大功率逆變電路，H為焊接輸出電路，I為焊接電流檢測電路，J為焊接電流控制及顯示電路，K為焊接電壓控制顯示電路，L為空載檢測控制節電及防觸電電路，M為大功率晶體管組溫度檢測及過熱保護電路，N為大功率晶體管組過壓過流高速保護電路，O為引弧控制電路，P為引弧驅動電路，Q為高頻引弧功率轉換電路，R為引弧可變電源電路，S為引弧功率輸出峰值型取樣電路及功率限制電路，T為引弧頻率調正電路。

附圖2為輸入直流電壓400V～800V或180V～360V，輸出功率為12KW，焊接電流調節范圍為10A～450A，最大焊接電流500A，空載電壓5V，引弧電壓60～80V，焊接主脈沖電流頻率為16KHz～30KHz，引弧和維弧脈沖電流頻率為100KHz～200KHz，整機效率達90%以上，具有恒流和恒壓焊接特性，具有空載節電和防觸電安全保護功能的晶體管逆變電焊機電原理圖。因電路復雜，故分別繪在2a～2e5張圖上。

現以圖2為例，闡述本發明各部分電路的原理、構成和功能。