一種逆變焊機的抗偏磁裝置以及抗偏磁變壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及逆變焊機技術領域，具體涉及一種逆變焊機的抗偏磁裝置以及抗偏磁變壓器。
【背景技術】
[0002]逆變焊機的優點是節約材料、效率高、響應速度快，因此得到廣泛應用。但逆變焊機的可靠性問題是影響逆變焊機大面積推廣的重要因素，尤其是功率器件IGBT的過流問題引起IGBT損壞更是關鍵。過流的主要問題是由于變壓器磁芯偏磁引起飽和，進入非線性區工作，電流以指數速度上升，導致任何PWM控制器都不能夠有效關斷IGBT從而引起IGBT損壞。目前常用的抗偏磁方法是在變壓器原邊串接電容，但是電容容量太小影響功率傳遞，并使功率器件承受電壓增大，容量大則抗偏磁能力差。
[0003]針對以上情況，申請人在專利號200910215161.1中提出“一種逆變焊接電源抗偏磁裝置”，如圖1所示，功率開關器件Ql、Q2、Q3、Q4 ( 二極管Dl、D2、D3、D4分別是它們對應的反向并聯二極管)、線性電感LI以及變壓器Tl組成逆變電路，二極管D5、D6組成次級整流電路。該技術方案在變壓器原邊串接線性電感LI，當變壓器磁芯進入非線性區使得原邊的電流快速上升時，由于線性電感LI的存在抑制了電流的上升率，在此期間線性電感LI承擔了比變壓器Tl在線性區時更大的電壓，從而平衡了一個周期中變壓器的伏秒積，實現抗偏磁的效果，抑制變壓器磁芯飽和帶來的問題。該方案需要在變壓器Tl的原邊串接線性電感，電路結構仍有簡化的空間。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是克服上述【背景技術】的不足，提供一種逆變焊機的抗偏磁裝置，在實現抗偏磁效果的基礎上，還能有效簡化現有抗偏磁裝置的電路結構；
[0005]本發明還提供一種抗偏磁變壓器，該抗偏磁變壓器應能有效抑制變壓器磁芯飽和，還應具有簡單合理，加工方便的技術特點。
[0006]為實現以上目的，本發明的技術方案如下:
[0007]一種逆變焊機的抗偏磁裝置，由依次連接的逆變電路、變壓器以及整流電路組成；逆變電路包括由功率開關器件Q1、Q2、Q3、Q4組成的電橋，以及分別反向并聯在功率開關器件Q1、Q2、Q3、Q4兩端的二極管Dl、D2、D3、D4 ;其特征在于:所述變壓器的磁芯上切割有一條氣隙，該變壓器的原邊直接與逆變電路的輸出端連接。
[0008]一種抗偏磁變壓器，包括原邊線圈、副邊線圈以及磁芯，其特征在于:所述磁芯上切割有一條氣隙。
[0009]所述氣隙的寬度為I μ m到500 μ m。
[0010]所述磁芯為環型非晶態磁芯。
[0011]所述氣隙沿著環型非晶態磁芯的徑向將環型非晶態磁芯從內到外切斷，且沿著環型非晶態磁芯的母線貫通環型非晶態磁芯的兩端。
[0012]本發明具有的有益效果是:本發明在變壓器的磁芯上切出一條氣隙，該氣隙會增大變壓器的漏感，這部分增大的漏感相當于在變壓器的原邊串聯了一個線性電感，同時該氣隙增加了磁阻，變壓器本身不易飽和，從而無需再外接一個線性電感也能有效抑制磁芯偏磁引起的飽和，結構得到合理簡化，切割氣隙的過程也可以很方便地實現。
【附圖說明】
[0013]圖1是現有抗偏磁裝置的電路原理圖。
[0014]圖2是本發明中抗偏磁裝置的電路原理圖。
[0015]圖3是本發明中變壓器的等效電路圖。
[0016]圖4是本發明中磁芯的主視結構示意圖。
[0017]圖5是圖3的俯視放大圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合說明書附圖，對本發明作進一步說明，但本發明并不局限于以下實施例。
[0019]如2所示，本發明提供了一種逆變焊機的抗偏磁裝置，由依次連接的逆變電路、變壓器以及整流電路組成。逆變電路連接在變壓器的原邊，包括由功率開關器件Ql、Q2、Q3、Q4組成的全橋電路(功率開關器件可以采用三極管、可關斷晶閘管、功率場效應管等)，以及分別反向并聯在功率開關器件Ql兩端的二極管D1、反向并聯在功率開關器件Q2兩端的二極管D2、反向并聯在功率開關器件Q3兩端的二極管D3、反向并聯在功率開關器件Q4兩端的二極管D4。整流電路連接在變壓器的副邊，由二極管D5、D6組成。上述逆變電路以及整流電路的結構以及工作方式均為現有技術，在此不作詳細介紹。
[0020]本發明區別于現有抗偏磁裝置的特點是:本發明中變壓器的原邊直接與逆變電路的輸出端連接，之間沒有串聯線性電感，原因是本發明在變壓器的磁芯上切出一條寬度為
Iμ m到500 μ m的氣隙來增大變壓器的漏感(如圖4、圖5所示)，這部分增大的漏感相當于在變壓器的原邊串聯了一個線性電感，同時該氣隙增加了變壓器的磁阻，使得變壓器本身不易飽和，可以實現抗偏磁的效果，抑制變壓器磁芯飽和帶來的問題。
[0021]本發明還提供了一種抗偏磁變壓器，包括原邊線圈、副邊線圈以及磁芯，所述磁芯上切割有一條寬度為I μπι到500 μm的氣隙。
[0022]一般地，所述抗偏磁裝置中以及抗偏磁變壓器中所述的磁芯為環型非晶態磁芯。如圖4、圖5所示，所述氣隙沿著環型非晶態磁芯的徑向將環型非晶態磁芯從內到外切斷，且沿著環型非晶態磁芯的母線貫通環型非晶態磁芯的兩端，該氣隙可在環型非晶態磁芯加工完成后進行切割。
[0023]圖3中，Rm是變壓器T的勵磁電阻，Lm是變壓器的勵磁電感，Rl是變壓器原邊的短路電阻，LS是變壓器T的漏感，L' 2 δ是變壓器T副邊漏感折算到原邊的值，R' 2是變壓器副邊內阻折算到原邊的等效值，V是負載折算到原邊的等效值，Il是變壓器原邊電流，1是變壓器勵磁電流，Ir 2變壓器副邊負載電流折算到原邊的等效值。
[0024]圖4、圖5中，由于環型非晶態磁芯上空氣隙的存在，致使LS較大并且為常數。上述氣隙可以在環型非晶態磁芯的任意位置切出，只要能夠從內向外切斷環型非晶態磁芯即可。
[0025]本發明的工作原理是:結合圖2-圖5，變壓器在負載狀態下當在環型非晶態磁芯及氣隙構成的磁路不飽和時1遠遠小于II，在環型非晶態磁芯及氣隙構成的磁路飽和時，變壓器勵磁電流1快速上升，致使變壓器原邊電流Il隨著變壓器勵磁電流1快速上升，此時L δ感抗上電壓降線性增大，致使加在勵磁電感Lm上的電壓快速降低，使環型非晶態磁芯退出飽和狀態，實現抗偏磁。
【主權項】
1.一種逆變焊機的抗偏磁裝置，由依次連接的逆變電路、變壓器以及整流電路組成；逆變電路包括由功率開關器件Q1、Q2、Q3、Q4組成的電橋，以及分別反向并聯在功率開關器件Q1、Q2、Q3、Q4兩端的二極管Dl、D2、D3、D4 ;其特征在于:所述變壓器的磁芯上切割有一條氣隙(I)，該變壓器的原邊直接與逆變電路的輸出端連接。
2.根據權利要求1所述的一種逆變焊機的抗偏磁裝置，其特征在于:所述氣隙(I)的寬度為I μ m到500 μ m。
3.根據權利要求1或2所述的一種逆變焊機的抗偏磁裝置，其特征在于:所述磁芯為環型非晶態磁芯。
4.根據權利要求3所述的一種逆變焊機的抗偏磁裝置，其特征在于:所述氣隙沿著環型非晶態磁芯的徑向將環型非晶態磁芯從內到外切斷，且沿著環型非晶態磁芯的母線貫通環型非晶態磁芯的兩端。
5.一種抗偏磁變壓器，包括原邊線圈、副邊線圈以及磁芯，其特征在于:所述磁芯上切割有一條氣隙(I)。
6.根據權利要求5所述的一種抗偏磁變壓器，其特征在于:所述氣隙(I)的寬度為I μ m 到 500 μ m。
7.根據權利要求5或6所述的一種抗偏磁變壓器，其特征在于:所述磁芯為環型非晶態磁芯。
8.根據權利要求7所述的一種抗偏磁變壓器，其特征在于:所述氣隙沿著環型非晶態磁芯的徑向將環型非晶態磁芯從內到外切斷，且沿著環型非晶態磁芯的母線貫通環型非晶態磁芯的兩端。
【專利摘要】本發明涉及一種逆變焊機的抗偏磁裝置以及抗偏磁變壓器。目的是提供的逆變焊機的抗偏磁裝置，在實現抗偏磁效果的基礎上，能有效簡化現有抗偏磁裝置的電路結構；提供的抗偏磁變壓器應能有效抑制變壓器磁芯飽和，還具有簡單合理，加工方便的技術特點。技術方案是：一種逆變焊機的抗偏磁裝置，由依次連接的逆變電路、變壓器以及整流電路組成；逆變電路包括由功率開關器件Q1、Q2、Q3、Q4組成的電橋，及分別反向并聯在功率開關器件Q1、Q2、Q3、Q4兩端的二極管D1、D2、D3、D4；變壓器的磁芯上切割有一條氣隙，變壓器的原邊直接與逆變電路的輸出端連接。一種抗偏磁變壓器，包括原邊線圈、副邊線圈及磁芯，磁芯上切割有一條氣隙。
【IPC分類】H01F27-34, B23K9-10, H01F27-24
【公開號】CN104538159
【申請號】CN201410766045
【發明人】侯潤石, 王海輝, 蘭照丹, 向俊, 賈進濤, 王光輝, 吳勇健
【申請人】杭州凱爾達電焊機有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月12日