專利名稱:一種中頻弧焊發(fā)電機組及其控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種中頻弧焊發(fā)電機組及其控制系統(tǒng)，中頻弧焊發(fā)電機組包括發(fā)電機及帶動發(fā)電機運行的動力設(shè)備，動力設(shè)備與發(fā)電機同軸連接，發(fā)電機為弧焊設(shè)備提供電力；發(fā)電機包括定子和轉(zhuǎn)子，定子的繞組提供不同大小的至少兩種輸出電流。本實用新型中頻弧焊發(fā)電機組的定子繞組能夠輸出至少兩種不同大小的電流，特別刻意解決了小電流焊接時，起弧和穩(wěn)弧比較困難的現(xiàn)場實際操作問題，進而解決焊口通過行業(yè)標準的探傷能力?？刂葡到y(tǒng)具有電流調(diào)節(jié)電位器，實現(xiàn)中頻弧焊發(fā)電機組的自動穩(wěn)壓和穩(wěn)流的補償控制過程，完全依靠面板的電流調(diào)節(jié)電位器和轉(zhuǎn)子最初形成的穩(wěn)定磁場，所以整機的電氣控制、用戶使用、售后維修都非常簡單和方便。
【專利說明】
一種中頻弧焊發(fā)電機組及其控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及發(fā)電機及其控制系統(tǒng)，具體涉及一種中頻弧焊發(fā)電機組及其控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)、外市場上的中頻直流焊機，從機組的內(nèi)在質(zhì)量、外在焊接軟特性主要存在以下問題:
[0003]I)電機多采用凸極式轉(zhuǎn)子機構(gòu)，繞組發(fā)熱集中快并且嚴重，溫升高，壽命短，突出直流焊機過程，隱含中頻技術(shù)缺乏的核心。
[0004]2)定子繞組采用普通的中頻原理設(shè)計和生產(chǎn)。整流后波形畸變極大、機組的效率傳遞非常低，焊口通過行業(yè)標準的探傷能力差。
[0005]3)繞組采用多個二極管整流模式，PN結(jié)溫度高，通道余量小，極易擊穿，維修難，故障點多，隨時間的延長造成繞組極易短路并燒毀。
[0006]4)焊接時因為焊接時間的延長而電流下降嚴重，電壓降也很大，起弧困難，熔速慢和熔池窄，所以形成焊接質(zhì)量極不穩(wěn)定，根本原因是設(shè)計過程中的磁通量損耗較大。
[0007]5)控制回路設(shè)計復(fù)雜，故障點多，對維修人員的專業(yè)要求很高。
[0008]由此亟需一種能夠克服上述技術(shù)缺陷的中頻直流焊機。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種中頻弧焊發(fā)電機組及其控制系統(tǒng)。
[0010]為實現(xiàn)本實用新型的上述目的，根據(jù)本實用新型的第一個方面，本實用新型提供了一種中頻弧焊發(fā)電機組，其包括發(fā)電機及帶動所述發(fā)電機運行的動力設(shè)備，所述動力設(shè)備與發(fā)電機同軸連接，所述發(fā)電機為弧焊設(shè)備提供電力;所述發(fā)電機包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子的繞組提供不同大小的至少兩種輸出電流。
[0011]本實用新型中頻弧焊發(fā)電機組的定子繞組能夠輸出至少兩種不同大小的電流，特別刻意解決了小電流焊接時，起弧和穩(wěn)弧比較困難的現(xiàn)場實際操作問題，進而解決焊口通過行業(yè)標準的探傷能力。
[0012]在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述定子的繞組包括N個繞組陣列，所述N為大于I的正整數(shù)，所述第i個繞組陣列產(chǎn)生第i三相電流，所述i為2至N之間的正整數(shù);所述第i繞組陣列包括一組或者多組產(chǎn)生三相電流的繞組集合，每個產(chǎn)生三相電流的繞組陣列各自形成對應(yīng)的電流輸出點，不同繞組陣列的繞組集合所包含的繞組的數(shù)量不同或者繞組線圈的匝數(shù)不同，不同繞組陣列輸出不同大小的電流。
[0013]本實用新型采用多極多相的大、小電流繞組的分相法，自帶感抗后，特別刻意解決了小電流焊接時，起弧和穩(wěn)弧比較困難的現(xiàn)場實際操作問題，進而解決焊口通過行業(yè)標準的探傷能力。
[0014]在本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式中，所述第i繞組陣列由一組或者多組產(chǎn)生三相電流的繞組集合并聯(lián)形成，不同繞組陣列的繞組集合所包含的繞組的數(shù)量不同，每一個繞組的線圈匝數(shù)相同，從而保證不同繞組陣列輸出不同大小的電流。
[0015]在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述N為4，所述定子輸出電流值不同大小的4種電流。從而能夠輸出4中不同大小的電流，滿足不同用電負載的要求。
[0016]在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述轉(zhuǎn)子為爪棘式轉(zhuǎn)子。
[0017]轉(zhuǎn)子采用爪棘結(jié)構(gòu)，解決三相發(fā)電平衡和溫升的問題，焊接時不會因為焊接時間的延長而衰減。
[0018]為實現(xiàn)本實用新型的上述目的，根據(jù)本實用新型的第一個方面，本實用新型提供了一種中頻弧焊發(fā)電機組的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括中頻弧焊發(fā)電機組、整流電路和電流調(diào)節(jié)電位器;所述中頻弧焊發(fā)電機組包括發(fā)電機及帶動所述發(fā)電機運行的動力設(shè)備，所述動力設(shè)備與發(fā)電機同軸連接，所述發(fā)電機為弧焊設(shè)備提供電力，所述發(fā)電機包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子的繞組提供不同大小的至少兩種輸出電流;所述定子繞組輸出的電流經(jīng)整流電路整流后輸出給用電設(shè)備或者轉(zhuǎn)子繞組;所述電流調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)整流電路向轉(zhuǎn)子繞組輸出的電流大小，控制轉(zhuǎn)子的勵磁磁場強度，控制發(fā)電機輸出電流和電壓穩(wěn)定。
[0019]本實用新型的控制系統(tǒng)控制定子繞組輸出至少兩種不同大小的電流，特別刻意解決了小電流焊接時，起弧和穩(wěn)弧比較困難的現(xiàn)場實際操作問題，進而解決焊口通過行業(yè)標準的探傷能力。
[0020]在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，整流電路為MDS集成整流模塊，所有繞組采用MDS集成整流模塊，整流通道寬，散熱面積大，整流余量大，保證PN結(jié)溫度在可靠范圍，進而保證機組壽命。
[0021]控制系統(tǒng)具有電流調(diào)節(jié)電位器，實現(xiàn)中頻弧焊發(fā)電機組的自動穩(wěn)壓和穩(wěn)流的補償控制過程，完全依靠面板的電流調(diào)節(jié)電位器和轉(zhuǎn)子最初形成的穩(wěn)定磁場，所以整機的電氣控制、用戶使用、售后維修都非常簡單和方便。
[0022]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】

[0023]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0024]圖1是本實用新型一種優(yōu)選實施方式中定子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本實用新型一種優(yōu)選實施方式中發(fā)電機組工作原理示意圖；
[0026]圖3是本實用新型一種優(yōu)選實施方式中發(fā)電機組電氣原理圖。
【具體實施方式】
[0027]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0028]在本實用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0029]本實用新型提供了一種中頻弧焊發(fā)電機組，其包括發(fā)電機I及帶動該發(fā)電機I運行的動力設(shè)備2，動力設(shè)備2與發(fā)電機I同軸連接，發(fā)電機I為弧焊設(shè)備提供電力。在本實施方式中，動力設(shè)備2為柴油機或者汽油機。汽油機或者柴油機同軸傳動中頻發(fā)電機交流發(fā)電、三相整流后，直接作為焊接電源的核心技術(shù)，減少了機械和電能傳遞的損耗。采用風(fēng)冷、四沖程、手、電啟動的汽油機和柴油機，體積小，重量輕，故障低，啟動方便，性能穩(wěn)定，便于維修。
[0030]發(fā)電機可以為中頻發(fā)電機，并且發(fā)電機包括定子12和轉(zhuǎn)子11，定子12的繞組提供不同大小的至少兩種輸出電流。
[0031]在本實施方式中，轉(zhuǎn)子11為爪棘式轉(zhuǎn)子。解決三相發(fā)電平衡和溫升的問題，焊接時不會因為焊接時間的延長而衰減。
[0032]定子12的鐵心可以采用高導(dǎo)磁率、低損耗的冷乳片沖制而成，降低磁通量損耗，改變整流后的波形畸變，提高機組的傳遞效率。
[0033]在本實施方式中，定子12的繞組包括N個繞組陣列，N為大于I的正整數(shù)，第i個繞組陣列產(chǎn)生第i三相電流，i為2至N之間的正整數(shù)。第i繞組陣列包括一組或者多組產(chǎn)生三相電流的繞組集合(產(chǎn)生同一相電流的繞組串聯(lián)在一起)，每個產(chǎn)生三相電流的繞組陣列各自形成對應(yīng)的電流輸出點，不同繞組陣列的繞組集合所包含的繞組的數(shù)量不同或者繞組線圈的匝數(shù)不同，不同繞組陣列輸出不同大小的電流。
[0034]在本實用新型更加優(yōu)選的實施方式中，第i繞組陣列由一組或者多組產(chǎn)生三相電流的繞組集合并聯(lián)形成，不同繞組陣列的繞組集合所包含的繞組的數(shù)量不同，每一個繞組的線圈匝數(shù)相同。
[0035]如圖2所示，發(fā)電機組輸出不同大小的幾種電流，實現(xiàn)一機雙用或多用，功能上兼容發(fā)電機和電焊機普通功能。既可以當普通3Kw中頻直流發(fā)電機使用，又可以當小型移動式直流電焊機使用。
[0036]圖3所示，在本實用新型一種優(yōu)選實施方式中，N為4，定子輸出電流值不同大小的4種電流。包括大電流焊接、小電流焊接，實現(xiàn)不同的焊接電源需求。同時，還提供輔助電源，例如一套DC230V的發(fā)電回路，可以實現(xiàn)所有純電阻負載(白熾燈、碘鎢燈、電爐絲)；感性負載(電錘、電鉆、切割機、砂輪機等所有線繞式電機轉(zhuǎn)子負載)；以及一部分節(jié)能電源燈具(LED燈)的直接使用。另外，定子繞組輸出的電流經(jīng)整流電路整流后還給轉(zhuǎn)子繞組供電，電流調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)整流電路向轉(zhuǎn)子繞組輸出的電流大小，控制轉(zhuǎn)子的勵磁磁場強度，控制發(fā)電機輸出電流和電壓穩(wěn)定。
[0037]本實用新型定子繞組采用多極多相的大、小電流繞組的特殊分相嵌法，特別刻意解決了小焊條焊接時，起弧和穩(wěn)弧比較困難的現(xiàn)場實際操作問題。
[0038]本實用新型還提供了一種中頻弧焊發(fā)電機組的控制系統(tǒng)，其包括中頻弧焊發(fā)電機組、整流電路和電流調(diào)節(jié)電位器。中頻弧焊發(fā)電機組包括發(fā)電機及帶動發(fā)電機運行的動力設(shè)備，動力設(shè)備與發(fā)電機同軸連接，發(fā)電機為弧焊設(shè)備提供電力，發(fā)電機包括定子和轉(zhuǎn)子，定子的繞組提供不同大小的至少兩種輸出電流。定子繞組輸出的電流經(jīng)整流電路整流后輸出給用電設(shè)備或者轉(zhuǎn)子繞組。電流調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)整流電路向轉(zhuǎn)子繞組輸出的電流大小，控制轉(zhuǎn)子的勵磁磁場強度，控制發(fā)電機輸出電流和電壓穩(wěn)定。
[0039]本實用新型焊接繞組可以直接采用集成模塊整流輸出，整流通道寬，散熱面積大，整流余量大，保證PN結(jié)溫度在可靠范圍，進而保證機組壽命。
[0040]汽油機或者柴油機啟動成功以后，帶動同軸相連的單臂轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，進而切割定子各相繞組后，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓按照各自的回路形成中頻交流電源，然后到各自的直流回路獨立轉(zhuǎn)換成直流電源輸出。
[0041]在本實施方式中，還可以在中頻弧焊發(fā)電機組的控制系統(tǒng)中設(shè)置氬弧焊控制系統(tǒng)，解決鎢極距離工件3-5mm就能夠直接起弧的工況條件，實現(xiàn)打底、填充、蓋面的焊接工序及要求。焊接時電弧恒定，保護操作者的眼睛，減少操作者焊點搭接的位移，最終達到滿足現(xiàn)場施工(普通工件和易于氧化的有色金屬、有色合金、不銹鋼、高溫合金、鈦合金等工件)條件的全部需要。
[0042]本實用新型的中頻弧焊發(fā)電機組及其控制系統(tǒng)可以設(shè)置在一個機架上，機架上既可以安裝推手柄和兩個輪胎，也可以根據(jù)用戶要求在機架上安裝尼龍輪，方便移動和設(shè)備定位。機架上安裝的兩個尼龍輪，方便在鐵軌上做絕緣性的移動和定位。這樣的結(jié)構(gòu)小巧輕便;移動性強;結(jié)構(gòu)簡單;好維修;環(huán)境適應(yīng)性好。
[0043]本實用新型可以廣泛應(yīng)用于國內(nèi)、外的油田管道、鐵路系統(tǒng)、天然氣管道、煤氣管道、市政設(shè)施、高速公路、電力供應(yīng)系統(tǒng)、自來水公司、通訊等系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施施工、維修及現(xiàn)場搶險。采用本實用新型，既解決了施工現(xiàn)場對發(fā)電設(shè)備需要的鉆孔、切割、打磨的野外施工的工況條件，同時又解決了客戶的各種探傷要求和要求投入的施工時間少、成本、油耗又相對較低的國內(nèi)、國外民用及工業(yè)行業(yè)。
[0044]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0045]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種中頻弧焊發(fā)電機組，其特征在于，包括發(fā)電機及帶動所述發(fā)電機運行的動力設(shè)備，所述動力設(shè)備與發(fā)電機同軸連接，所述發(fā)電機為弧焊設(shè)備提供電力； 所述發(fā)電機包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子的繞組提供不同大小的至少兩種輸出電流。2.如權(quán)利要求1所述的中頻弧焊發(fā)電機組，其特征在于，所述定子的繞組包括N個繞組陣列，所述N為大于I的正整數(shù)，第i繞組陣列產(chǎn)生第i三相電流，所述i為2至N之間的正整數(shù)； 所述第i繞組陣列包括一組或者多組產(chǎn)生三相電流的繞組集合，每個產(chǎn)生三相電流的繞組陣列各自形成對應(yīng)的電流輸出點，不同繞組陣列的繞組集合所包含的繞組的數(shù)量不同或者繞組線圈的匝數(shù)不同，不同繞組陣列輸出不同大小的電流。3.如權(quán)利要求2所述的中頻弧焊發(fā)電機組，其特征在于，所述第i繞組陣列由一組或者多組產(chǎn)生三相電流的繞組集合并聯(lián)形成，不同繞組陣列的繞組集合所包含的繞組的數(shù)量不同，每一個繞組的線圈匝數(shù)相同。4.如權(quán)利要求2所述的中頻弧焊發(fā)電機組，其特征在于，所述N為4，所述定子輸出電流值不同大小的4種電流。5.如權(quán)利要求1所述的中頻弧焊發(fā)電機組，其特征在于，所述動力設(shè)備為柴油機或者汽油機。6.如權(quán)利要求1所述的中頻弧焊發(fā)電機組，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子為爪棘式轉(zhuǎn)子。7.如權(quán)利要求1所述的中頻弧焊發(fā)電機組，其特征在于，所述發(fā)電機為中頻發(fā)電機。8.—種權(quán)利要求1所述中頻弧焊發(fā)電機組的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的中頻弧焊發(fā)電機組、整流電路和電流調(diào)節(jié)電位器； 所述中頻弧焊發(fā)電機組包括發(fā)電機及帶動所述發(fā)電機運行的動力設(shè)備，所述動力設(shè)備與發(fā)電機同軸連接，所述發(fā)電機為弧焊設(shè)備提供電力，所述發(fā)電機包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子的繞組提供不同大小的至少兩種輸出電流； 所述定子繞組輸出的電流經(jīng)整流電路整流后輸出給用電設(shè)備或者轉(zhuǎn)子繞組； 所述電流調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)整流電路向轉(zhuǎn)子繞組輸出的電流大小，控制轉(zhuǎn)子的勵磁磁場強度，使發(fā)電機輸出的電流和電壓穩(wěn)定。9.如權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定子的繞組包括N個繞組陣列，所述N為大于I的正整數(shù)，第i繞組陣列產(chǎn)生第i三相電流，所述i為2至N之間的正整數(shù)； 所述第i繞組陣列包括一組或者多組產(chǎn)生三相電流的繞組集合，每個產(chǎn)生三相電流的繞組陣列各自形成對應(yīng)的電流輸出點，不同繞組陣列的繞組集合所包含的繞組的數(shù)量不同或者繞組線圈的匝數(shù)不同，不同繞組陣列輸出不同大小的電流。10.如權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第i繞組陣列由一組或者多組產(chǎn)生三相電流的繞組集合并聯(lián)形成，不同繞組陣列的繞組集合所包含的繞組的數(shù)量不同，每一個繞組的線圈匝數(shù)相同。
【文檔編號】H02K7/18GK205725325SQ201620355045
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】謝安源, 宋澤鋒
【申請人】重慶安來動力機械有限公司