專利名稱：主變壓器有氣隙的逆變弧焊機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種焊接設備，更確切地說是涉及一種逆變弧焊機。
現有的逆變弧焊機按其所采用的功率電路分，可包括硬開關逆變弧焊機和軟開關逆變弧焊機，其中的軟開關逆變弧焊機，主電路形式之一采用全橋軟開關方式，
圖1示出其電路原理，圖2示出其工作波形。全橋軟開關逆變弧焊機以移相(控制移相角Δ)定頻率方式工作，為了做到零電壓開通，常常在主電路中串聯一只一定量的儲能電感L。其軟開關特性能使逆變器功率器件A、B、C、D在零電壓下開通，且功率器件在關斷一定時間后才使電壓上升(圖中死區t)，因而功率管的開關功耗均較小。當負載增大到一定值后，功率管的溫升將低于同樣大小負載下硬開關電路中功率管的溫升。但在空載狀態下，由于主電路主變壓器Tr原邊繞組中流過的電流很小，主電路儲能電感L上存儲的能量較小，將不足以實現零電壓開通，造成逆變器功率管的溫升提高，甚至高于帶一定負載時的溫升。由于焊接現場的焊機處于空載狀態的時間往往很長，從而使焊機主功率器件處于比較惡劣的工況條件下。
本實用新型的目的是設計一種主變壓器有氣隙的逆變弧焊機，以解決軟開關方式的逆變弧焊機在串聯了儲能電感后，在空載情況下主功率器件溫升較高的問題。
本實用新型的目的是這樣實現的主變壓器有氣隙的逆變弧焊機，包括主電路和控制電路，主電路包括全橋軟開關電路和連接在全橋軟開關電路中的主變壓器，其特征在于所述主變壓器鐵芯是非閉合式鐵芯，鐵芯上設置有氣隙。
所述的氣隙開設在圓環型鐵芯上，寬度小于1毫米。
本實用新型通過將全橋軟開關逆變弧焊機主電路的主變壓器鐵芯設計成有氣隙的非閉合式鐵芯，使本實用新型軟開關方式的逆變弧焊機，不管是可控硅逆變、IGBT逆變、還是場效應管逆變，與硬開關逆變器相比，在有負載情況下主功率器件的溫升較低；與帶串聯儲能電感的軟開關逆變器相比，在有負載情況下主功率器件溫升相同，但在空載情況下溫升則較低。
本實用新型的創造性在于克服了技術偏見。由于在硬開關逆變弧焊機技術領域中，人們普遍希望主變壓器的漏感越小越好，不允許有氣隙，因此主變壓器鐵芯常采用閉合環形非晶態合金或閉合環形鐵氧體磁芯，且繞線時還嚴格要求減小漏感，如果選用非閉合鐵芯或者在繞線時形成有較大的分布電感，將會造成較大的漏感，導致逆變器功率器件上會產生較大的關斷尖峰，逆變器功率器件因受到較大沖擊而損壞。上述事實引導人們不會去考慮在軟開關逆變弧焊機中設計鐵芯帶氣隙的主變壓器的可能性。而本實用新型則破除了該傳統觀念，采用一個極其簡單的技術措施，即解決了在軟開關方式下靠串聯儲能電感實現零電壓開通時，在空載情況下主功率器件溫升又較高的問題。
下面結合實施例及附圖進一步說明本實用新型的技術。
圖1是軟開關逆變弧焊機主電路結構示意圖圖2是軟開關逆變弧焊機主電路全橋軟開關工作波形示意圖圖3是軟開關逆變弧焊機控制電路結構示意圖圖4是軟開關逆變弧焊機主電路的主變壓器鐵芯結構示意圖圖1、圖2中，A、B、C、D是全橋軟開關的四個功率器件，其功率控制端a、b、c、d與圖3中控制電路的同名端連接，A、D導通時B、C截止，反之，A、D截止時B、C導通，A與B、C與D間存在死區t，電路工作頻率不變(脈寬不變)，控制電路根據外特性改變移相角Δ。圖中1為工件，2為焊槍。
參見圖3，示出軟開關方式逆變弧焊機控制電路的原理，包括有邏輯時序控制電路301、引弧電路302、顯示電路303、電流設定電路304、電流反饋電路305、外特性控制電路306、脈寬調制(PWM)控制電路307(可采用型號為UC3875的PWM器件)、功率器件驅動電路308(IGBT逆變)、電網監測電路309、欠壓保護電路310、功率器件溫度監測電路311、功率器件過熱保護電路312和過流保護電路313。脈寬調制控制電路307根據外特性變化改變移相角Δ。
參見圖4，主變壓器Tr的圓環形鐵芯4采用非晶態合金，鐵芯4上開設有一定寬度的氣隙41，使鐵芯4形成非閉合式鐵芯，氣隙41的寬度一般小于1mm。
本實用新型通過采用有氣隙的主變壓器，成功地解決了軟開關方式的逆變弧焊機，因采用串聯儲能電感解決零電壓開通時所帶來的空載情況下功率管的較高溫升問題。
權利要求1.一種主變壓器有氣隙的逆變弧焊機，包括主電路和控制電路，主電路包括全橋軟開關電路和連接在全橋軟開關電路中的主變壓器，其特征在于所述主變壓器鐵芯是非閉合式鐵芯，鐵芯上設置有氣隙。
2.根據權利要求1所述的主變壓器有氣隙的逆變弧焊機，其特征在于所述的氣隙開設在圓環型鐵芯上，寬度小于1毫米。
專利摘要本實用新型涉及一種主變壓器有氣隙的逆變弧焊機,包括主電路和控制電路,主電路包括全橋軟開關電路和連接在全橋軟開關電路中的主變壓器。其中的主變壓器鐵芯是非閉合式的,圓環型鐵芯上設置有寬度小于1毫米的氣隙。從而成功地解決了軟開關方式的逆變弧焊機,因采用串聯儲能電感解決零電壓開通時所帶來的空載情況下功率管的較高溫升問題。
文檔編號H01F38/00GK2369334SQ9920020
公開日2000年3月15日 申請日期1999年1月6日 優先權日1999年1月6日
發明者劉振光, 肖波 申請人:時代集團公司