專利名稱：一種擺動(dòng)電抗器及應(yīng)用該電抗器的逆變式交流氬弧焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力元器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可隨流過(guò)電流變化線性改變 其電感量的擺動(dòng)電抗器。本實(shí)用新型還涉及一種應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)擺動(dòng)電抗器的逆變式交流氬弧焊機(jī)。
背景技術(shù)：
電抗器是一種用途 廣泛的電力元器件，如在說(shuō)明書附圖圖1所示的逆變式交流氬 弧焊機(jī)中就有應(yīng)用，如圖1所示結(jié)構(gòu)的逆變式交流氬弧焊機(jī)，其中逆變恒流電源1’輸出直 流電壓，經(jīng)電抗器2 ’送到由晶體管4 ’，5 ’，6 ’，7 ’組成的二次逆變橋上，通過(guò)逆變橋的逆變， 然后從左右橋臂中點(diǎn)取出焊接電壓，分別送至被焊接的工件9’和氬弧焊焊槍8，上，晶體管 4’和V采用一組同頻率同相位的脈沖驅(qū)動(dòng)，晶體管5’和6’采用另一組同頻率同相位的脈 沖驅(qū)動(dòng)。兩組驅(qū)動(dòng)脈沖同頻率但相位相差180度。這樣就可以在左右橋臂上得到交流方波 電流電壓，實(shí)現(xiàn)交流方波電流電壓焊接工藝。在圖1所示逆變式交流氬弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)中電抗器2’和電容3’組成儲(chǔ)能系統(tǒng)。目的 是儲(chǔ)備能量，用于交流換向時(shí)在輸出電壓上疊加一個(gè)較高電壓，使換向過(guò)程穩(wěn)定，不斷弧。 其原理是當(dāng)一對(duì)角橋臂的晶體管(如4’和V )導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷時(shí)，電抗器在導(dǎo)通期間儲(chǔ)存 的能量會(huì)為電容器3’充電，使電容器上電壓高于逆變電源1’的是輸出電壓，當(dāng)另一對(duì)角橋 臂的晶體管(如5’和6’ )導(dǎo)通時(shí)，為氬弧焊槍與工件間提供一個(gè)較高電壓，同樣對(duì)角橋臂 的晶體管(如5’和6’ )導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷時(shí)，電抗器在導(dǎo)通期間儲(chǔ)存的能量會(huì)為電容器3’充 電，使電容器上電壓高于逆變電源1’的是輸出電壓。對(duì)角橋臂的晶體管(如4’和7’)導(dǎo) 通時(shí)，為氬弧焊槍與工件間提供一個(gè)較高電壓。這樣，就會(huì)在正的和負(fù)的脈沖電壓換向時(shí)在 其前沿疊加一個(gè)較高的脈沖尖峰電壓。以滿足焊接過(guò)程穩(wěn)定，不斷弧的焊接要求圖中10’ 即為為氬弧焊槍與工件間電壓波形，其中11’即是橋臂換向時(shí)產(chǎn)生的尖峰電壓。該圖1所示逆變式交流氬弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)中一般采用如說(shuō)明書附圖2所示結(jié)構(gòu)的電抗 器，其包括設(shè)有固定大小氣隙14’的鐵芯13’，配合安裝在該鐵芯13’上的螺旋式線圈12’； 該種結(jié)構(gòu)的電抗器的缺點(diǎn)在于電抗器鐵芯的氣隙寬度是一致的，其電感量就會(huì)是一個(gè)常 數(shù)。當(dāng)應(yīng)用在如圖1所示逆變式交流氬弧焊機(jī)的任意一橋臂導(dǎo)通期間電抗器2的電感儲(chǔ)能， 在關(guān)斷一瞬間把能量傳輸給電容器3.根據(jù)能量守恒定律公式(1)(1/2)*I2*L = (l/2)*Up2*C可知，公式(2)Up = I* V L/C可以得出隨著焊接電流變大，電容器3上的尖峰電壓會(huì)正比例增大。如圖3所示的該種結(jié)構(gòu)電抗器的電感量與電流的變化關(guān)系圖所示該種結(jié)構(gòu)的電 抗器的電感量不隨電流的變化而變化，是一常量。如圖4所示的采用該種結(jié)構(gòu)電抗器的逆變式交流氬弧焊機(jī)的儲(chǔ)能電容上尖峰電 壓與電流的變化關(guān)系圖所示該種結(jié)構(gòu)的電抗器的電感量不隨電流的變化而變化，造成圖 1中逆變式交流氬弧焊機(jī)的儲(chǔ)能電容3’上的尖峰電壓隨焊接電流的增加而呈比例增加。[0011]這樣，焊接時(shí)換向脈沖的尖峰電壓大小電流不能兼顧。當(dāng)小電流尖峰電壓幅度合 適時(shí)，大電流就會(huì)有很高的尖峰電壓，對(duì)晶體管4’，5’，6’，7’和儲(chǔ)能電容帶來(lái)很大威脅，其 電壓應(yīng)力成倍升高，損壞的幾率急劇上升，通常必須采用箝位電路強(qiáng)行將其箝位于某一安 全值，箝位電路采用使得焊機(jī)成本上升，并且造成焊機(jī)效率指標(biāo)下降；當(dāng)大電流尖峰電壓幅 度合適時(shí)，小電流時(shí)尖峰電壓幅度又不夠，極易斷弧，嚴(yán)重影響焊接的穩(wěn)定性。中國(guó)發(fā)明專利公開號(hào)為“CN1591711”發(fā)明名稱為“旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器”的發(fā)明專利公開了一種可調(diào)電抗器，該種電抗器的鐵芯是由固定鐵芯和活動(dòng)鐵芯兩部分組成， 活動(dòng)鐵芯置于固定鐵芯的開口處，活動(dòng)鐵芯旋轉(zhuǎn)軸為硅鋼片法線方向，旋轉(zhuǎn)鐵芯通過(guò)固定 支架與固定鐵芯開口邊形成活動(dòng)聯(lián)接，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鐵芯，可以改變旋轉(zhuǎn)鐵芯與固定鐵芯之間 的相對(duì)角度。采用該種結(jié)構(gòu)的可調(diào)電抗器可以解決上述技術(shù)問(wèn)題，但是采用該種結(jié)構(gòu)電抗器結(jié) 構(gòu)較復(fù)、使用成本較高，同時(shí)采用該種結(jié)構(gòu)的電抗器需要人為調(diào)節(jié)方可使用，使用起來(lái)也較 為麻煩。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可隨流過(guò)電流變化線性改變 其電感量的擺動(dòng)電抗器。本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題還在于提供一種采用上述結(jié)構(gòu)擺動(dòng)電抗器的本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的一種擺動(dòng)電抗器，包括設(shè)有氣隙的鐵芯，配合安裝在該鐵芯上的螺 旋式線圈，其中，所述氣隙為楔形開口 ；該擺動(dòng)電抗器鐵芯氣隙不是固定值大小，而是一個(gè) 楔形開口，采用該種結(jié)構(gòu)隨著電流的增加，該擺動(dòng)電抗器的鐵心會(huì)氣隙按氣隙由小到大分 別部分飽和，電感量就會(huì)按比例逐漸減小，由前述公式(2)可知，換向時(shí)的峰值電壓保持以 恒定值，可見，該擺動(dòng)電抗器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可隨流過(guò)電流變化線性改變其電感量。作為改進(jìn)，所述氣隙的截面呈直角三角形狀。作為改進(jìn)，所述氣隙的楔形開口的最大寬度為現(xiàn)有固定大小氣隙寬度的至少二倍。一種逆變式交流氬弧焊機(jī)，包括用于輸入直流電壓的恒流電源，經(jīng)電抗器與該恒 流電源連接的二次逆變橋，與該二次逆變橋左右橋臂中點(diǎn)分別連接的氬弧焊焊槍和被焊接 工件，其中，所述擺動(dòng)電抗器，包括設(shè)有氣隙的鐵芯，配合安裝在該鐵芯上的螺旋式線圈， 所述氣隙為楔形開口 ；由于采用該種結(jié)構(gòu)的電抗器，在焊接電流電壓換向時(shí)，換向脈沖的尖 峰電壓幅度恒定一致，完全能兼顧大小電流。在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，所述二次逆變橋由第一、第二、第三、第四晶體管組成，該第 一、第四晶體管采用一組同頻同相位的脈沖驅(qū)動(dòng)，該第二、第三晶體管采用另一組同頻同相 位的脈沖驅(qū)動(dòng)，該兩組驅(qū)動(dòng)脈沖同頻相位相差180度。本實(shí)用新型的一種擺動(dòng)電抗器，包括設(shè)有氣隙的鐵芯，配合安裝在該鐵芯上的螺 旋式線圈，其中，所述氣隙為楔形開口 ；該擺動(dòng)電抗器鐵芯氣隙不是固定值大小，而是一個(gè) 楔形開口，采用該種結(jié)構(gòu)隨著電流的增加，該擺動(dòng)電抗器的鐵心會(huì)氣隙按氣隙由小到大分 別部分飽和，電感量就會(huì)按比例逐漸減小，由前述公式(2)可知，換向時(shí)的峰值電壓保持以恒定值，可見，該擺動(dòng)電抗器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可隨流過(guò)電流變化線性改變其電感量。采用上述結(jié)構(gòu)擺動(dòng)電抗器的逆變式交流氬弧焊機(jī)，在焊接電流電壓換向時(shí)，換向 脈沖的尖峰電壓幅度恒定一致，完全能兼顧大小電流。

為了易于說(shuō)明，本實(shí)用新型由下述的較佳實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。圖1所示一種目前現(xiàn)有普遍采用的逆變式交流氬弧焊機(jī)電路原理示意圖；圖2是圖1中采用的電抗器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中電抗器的電感量與電流的變化關(guān)系圖；圖4是圖2中電抗器的電抗器的逆變式交流氬弧焊機(jī)的儲(chǔ)能電容上尖峰電壓與電 流的變化關(guān)系圖；圖5是本實(shí)用新型的擺動(dòng)電抗器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是采用如圖5中電抗器的逆變式交流氬弧焊機(jī)電路原理示意圖；圖7是圖5中電抗器的電感量與電流的變化關(guān)系圖；圖8是圖5中電抗器的電抗器的逆變式交流氬弧焊機(jī)的儲(chǔ)能電容上尖峰電壓與電 流的變化關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)參閱圖5-7所示，本實(shí)用新型的一種擺動(dòng)電抗器，包括設(shè)有氣隙14的鐵芯13， 配合安裝在該鐵芯13上的螺旋式線圈，其中，所述氣隙14為楔形開口 ；該擺動(dòng)電抗器鐵芯 13氣隙14不是固定值大小，而是一個(gè)楔形開口，采用該種結(jié)構(gòu)隨著電流的增加，該擺動(dòng)電 抗器的鐵心會(huì)氣隙14按氣隙14由小到大分別部分飽和，電感量就會(huì)按比例逐漸減小，由前 述公式(2)可知，換向時(shí)的峰值電壓保持以恒定值，可見，該擺動(dòng)電抗器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可隨流 過(guò)電流變化線性改變其電感量。本具體實(shí)施方式
中，所述氣隙14的截面呈直角三角形狀。本具體實(shí)施方式
，所述氣隙14的楔形開口的最大寬度為現(xiàn)有固定大小氣隙14’寬 度的至少二倍。如圖8所示的一種逆變式交流氬弧焊機(jī)，包括用于輸入直流電壓的恒流電源1， 經(jīng)電抗器2與該恒流電源1連接的二次逆變橋，與該二次逆變橋左右橋臂中點(diǎn)分別連接的 氬弧焊焊槍8和被焊接工件9，其中，所述擺動(dòng)電抗器2為如圖5所示的電抗器，包括與其 包括設(shè)有氣隙14的鐵芯13，配合安裝在該鐵芯13上的螺旋式線圈12，所述氣隙14為楔形 開口 ；由于采用該種結(jié)構(gòu)的電抗器2，在焊接電流電壓換向時(shí)，換向脈沖的尖峰電壓幅度恒 定一致，完全能兼顧大小電流。在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，所述二次逆變橋由第一、第二、第三、第四晶體管4、5、6、8 組成，該第一、第四晶體管4、7采用一組同頻同相位的脈沖驅(qū)動(dòng)，該第二、第三晶體管5、6采 用另一組同頻同相位的脈沖驅(qū)動(dòng)，該兩組驅(qū)動(dòng)脈沖同頻相位相差180度。[0039]電抗器2和電容3組成儲(chǔ)能系統(tǒng)。目的是儲(chǔ)備能量，用于交流換向時(shí)在輸出電壓 上疊加一個(gè)較高電壓，使換向過(guò)程穩(wěn)定，不斷弧。當(dāng)一對(duì)角橋臂的晶體管(如4和7)導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷時(shí)，電抗器2在導(dǎo)通期間儲(chǔ)存的 能量會(huì)為電容器3充電，使電容器3上電壓高于逆變電源1的是輸出電壓，當(dāng)另一對(duì)角橋臂 的晶體管(如5和6)導(dǎo)通時(shí)，為氬弧焊槍與工件間提供一個(gè)較高電壓，同樣對(duì)角橋臂的晶 體管(如5和6)導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷時(shí)，電抗器在導(dǎo)通期間儲(chǔ)存的能量會(huì)為電容器3充電，使電 容器上電壓高于逆變電源1的是輸出電壓。對(duì)角橋臂的晶體管(如4和7)導(dǎo)通時(shí)，為氬弧 焊槍與工件間提供一個(gè)較高電壓.這樣，就會(huì)在正的和負(fù)的脈沖電壓換向時(shí)在其前沿疊加 一個(gè)較高的脈沖尖峰電壓。以上所述之具體實(shí)施方式
為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，并非以此限定本實(shí)用新 型的具體實(shí)施范圍，凡依照本實(shí)用新型之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變化均在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種擺動(dòng)電抗器，包括設(shè)有氣隙的鐵芯，配合安裝在該鐵芯上的螺旋式線圈，其特征在于，所述氣隙為楔形開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)電抗器，其特征在于所述氣隙的截面呈直角三角形狀。
3.一種逆變式交流氬弧焊機(jī)，包括用于輸入直流電壓的恒流電源，經(jīng)電抗器與該恒 流電源連接的二次逆變橋，與該二次逆變橋左右橋臂中點(diǎn)分別連接的氬弧焊焊槍和被焊接 工件，其特征在于，所述擺動(dòng)電抗器，包括設(shè)有氣隙的鐵芯，配合安裝在該鐵芯上的螺旋式 線圈，所述氣隙為楔形開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆變式交流氬弧焊機(jī)，其特征在于所述二次逆變橋由第一、 第二、第三、第四晶體管組成，該第一、第四晶體管采用一組同頻同相位的脈沖驅(qū)動(dòng)，該第 二、第三晶體管采用另一組同頻同相位的脈沖驅(qū)動(dòng)，該兩組驅(qū)動(dòng)脈沖同頻相位相差180度。
專利摘要本實(shí)用新型的一種擺動(dòng)電抗器，包括設(shè)有氣隙的鐵芯，配合安裝在該鐵芯上的螺旋式線圈，其中，所述氣隙為楔形開口；該擺動(dòng)電抗器鐵芯氣隙不是固定值大小，而是一個(gè)楔形開口，采用該種結(jié)構(gòu)隨著電流的增加，該擺動(dòng)電抗器的鐵心會(huì)氣隙按氣隙由小到大分別部分飽和，電感量就會(huì)按比例逐漸減小，換向時(shí)的峰值電壓保持以恒定值，可見，該擺動(dòng)電抗器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可隨流過(guò)電流變化線性改變其電感量。采用上述結(jié)構(gòu)擺動(dòng)電抗器的逆變式交流氬弧焊機(jī)，在焊接電流電壓換向時(shí)，換向脈沖的尖峰電壓幅度恒定一致，完全能兼顧大小電流。
文檔編號(hào)B23K9/16GK201600983SQ20092026123
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者吳月濤, 楊振文 申請(qǐng)人:深圳市華意隆實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司