CN104538159A - 一种逆变焊机的抗偏磁装置以及抗偏磁变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种逆变焊机的抗偏磁装置以及抗偏磁变压器。目的是提供的逆变焊机的抗偏磁装置，在实现抗偏磁效果的基础上，能有效简化现有抗偏磁装置的电路结构；提供的抗偏磁变压器应能有效抑制变压器磁芯饱和，还具有简单合理，加工方便的技术特点。技术方案是：一种逆变焊机的抗偏磁装置，由依次连接的逆变电路、变压器以及整流电路组成；逆变电路包括由功率开关器件Q1、Q2、Q3、Q4组成的电桥，及分别反向并联在功率开关器件Q1、Q2、Q3、Q4两端的二极管D1、D2、D3、D4；变压器的磁芯上切割有一条气隙，变压器的原边直接与逆变电路的输出端连接。一种抗偏磁变压器，包括原边线圈、副边线圈及磁芯，磁芯上切割有一条气隙。

Description

一种逆变焊机的抗偏磁装置以及抗偏磁变压器

技术领域

本发明涉及逆变焊机技术领域，具体涉及一种逆变焊机的抗偏磁装置以及抗偏磁变压器。

背景技术

逆变焊机的优点是节约材料、效率高、响应速度快，因此得到广泛应用。但逆变焊机的可靠性问题是影响逆变焊机大面积推广的重要因素，尤其是功率器件IGBT的过流问题引起IGBT损坏更是关键。过流的主要问题是由于变压器磁芯偏磁引起饱和，进入非线性区工作，电流以指数速度上升，导致任何PWM控制器都不能够有效关断IGBT从而引起IGBT损坏。目前常用的抗偏磁方法是在变压器原边串接电容，但是电容容量太小影响功率传递，并使功率器件承受电压增大，容量大则抗偏磁能力差。

针对以上情况，申请人在专利号200910215161.1中提出“一种逆变焊接电源抗偏磁装置”，如图1所示，功率开关器件Q1、Q2、Q3、Q4(二极管D1、D2、D3、D4分别是它们对应的反向并联二极管)、线性电感L1以及变压器T1组成逆变电路，二极管D5、D6组成次级整流电路。该技术方案在变压器原边串接线性电感L1，当变压器磁芯进入非线性区使得原边的电流快速上升时，由于线性电感L1的存在抑制了电流的上升率，在此期间线性电感L1承担了比变压器T1在线性区时更大的电压，从而平衡了一个周期中变压器的伏秒积，实现抗偏磁的效果，抑制变压器磁芯饱和带来的问题。该方案需要在变压器T1的原边串接线性电感，电路结构仍有简化的空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种逆变焊机的抗偏磁装置，在实现抗偏磁效果的基础上，还能有效简化现有抗偏磁装置的电路结构；

本发明还提供一种抗偏磁变压器，该抗偏磁变压器应能有效抑制变压器磁芯饱和，还应具有简单合理，加工方便的技术特点。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种逆变焊机的抗偏磁装置，由依次连接的逆变电路、变压器以及整流电路组成；逆变电路包括由功率开关器件Q1、Q2、Q3、Q4组成的电桥，以及分别反向并联在功率开关器件Q1、Q2、Q3、Q4两端的二极管D1、D2、D3、D4；其特征在于：所述变压器的磁芯上切割有一条气隙，该变压器的原边直接与逆变电路的输出端连接。

一种抗偏磁变压器，包括原边线圈、副边线圈以及磁芯，其特征在于：所述磁芯上切割有一条气隙。

所述气隙的宽度为1μm到500μm。

所述磁芯为环型非晶态磁芯。

所述气隙沿着环型非晶态磁芯的径向将环型非晶态磁芯从内到外切断，且沿着环型非晶态磁芯的母线贯通环型非晶态磁芯的两端。

本发明具有的有益效果是：本发明在变压器的磁芯上切出一条气隙，该气隙会增大变压器的漏感，这部分增大的漏感相当于在变压器的原边串联了一个线性电感，同时该气隙增加了磁阻，变压器本身不易饱和，从而无需再外接一个线性电感也能有效抑制磁芯偏磁引起的饱和,结构得到合理简化，切割气隙的过程也可以很方便地实现。

附图说明

图1是现有抗偏磁装置的电路原理图。

图2是本发明中抗偏磁装置的电路原理图。

图3是本发明中变压器的等效电路图。

图4是本发明中磁芯的主视结构示意图。

图5是图3的俯视放大图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如2所示，本发明提供了一种逆变焊机的抗偏磁装置，由依次连接的逆变电路、变压器以及整流电路组成。逆变电路连接在变压器的原边，包括由功率开关器件Q1、Q2、Q3、Q4组成的全桥电路(功率开关器件可以采用三极管、可关断晶闸管、功率场效应管等)，以及分别反向并联在功率开关器件Q1两端的二极管D1、反向并联在功率开关器件Q2两端的二极管D2、反向并联在功率开关器件Q3两端的二极管D3、反向并联在功率开关器件Q4两端的二极管D4。整流电路连接在变压器的副边，由二极管D5、D6组成。上述逆变电路以及整流电路的结构以及工作方式均为现有技术，在此不作详细介绍。

本发明区别于现有抗偏磁装置的特点是：本发明中变压器的原边直接与逆变电路的输出端连接，之间没有串联线性电感，原因是本发明在变压器的磁芯上切出一条宽度为1μm到500μm的气隙来增大变压器的漏感(如图4、图5所示)，这部分增大的漏感相当于在变压器的原边串联了一个线性电感，同时该气隙增加了变压器的磁阻，使得变压器本身不易饱和，可以实现抗偏磁的效果，抑制变压器磁芯饱和带来的问题。

本发明还提供了一种抗偏磁变压器，包括原边线圈、副边线圈以及磁芯，所述磁芯上切割有一条宽度为1μm到500μm的气隙。

一般地，所述抗偏磁装置中以及抗偏磁变压器中所述的磁芯为环型非晶态磁芯。如图4、图5所示，所述气隙沿着环型非晶态磁芯的径向将环型非晶态磁芯从内到外切断，且沿着环型非晶态磁芯的母线贯通环型非晶态磁芯的两端，该气隙可在环型非晶态磁芯加工完成后进行切割。

图3中，Rm是变压器T的励磁电阻，Lm是变压器的励磁电感，R1是变压器原边的短路电阻，Lδ是变压器T的漏感，L′2δ是变压器T副边漏感折算到原边的值，R′2是变压器副边内阻折算到原边的等效值，R′是负载折算到原边的等效值，I1是变压器原边电流，I0是变压器励磁电流，I′2变压器副边负载电流折算到原边的等效值。

图4、图5中,由于环型非晶态磁芯上空气隙的存在，致使Lδ较大并且为常数。上述气隙可以在环型非晶态磁芯的任意位置切出，只要能够从内向外切断环型非晶态磁芯即可。

本发明的工作原理是：结合图2-图5，变压器在负载状态下当在环型非晶态磁芯及气隙构成的磁路不饱和时I0远远小于I1,在环型非晶态磁芯及气隙构成的磁路饱和时，变压器励磁电流I0快速上升，致使变压器原边电流I1随着变压器励磁电流I0快速上升，此时Lδ感抗上电压降线性增大，致使加在励磁电感Lm上的电压快速降低，使环型非晶态磁芯退出饱和状态，实现抗偏磁。

Claims (8)

1.一种逆变焊机的抗偏磁装置，由依次连接的逆变电路、变压器以及整流电路组成；逆变电路包括由功率开关器件Q1、Q2、Q3、Q4组成的电桥，以及分别反向并联在功率开关器件Q1、Q2、Q3、Q4两端的二极管D1、D2、D3、D4；其特征在于：所述变压器的磁芯上切割有一条气隙(1)，该变压器的原边直接与逆变电路的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种逆变焊机的抗偏磁装置，其特征在于：所述气隙(1)的宽度为1μm到500μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种逆变焊机的抗偏磁装置，其特征在于：所述磁芯为环型非晶态磁芯。

4.根据权利要求3所述的一种逆变焊机的抗偏磁装置，其特征在于：所述气隙沿着环型非晶态磁芯的径向将环型非晶态磁芯从内到外切断，且沿着环型非晶态磁芯的母线贯通环型非晶态磁芯的两端。

5.一种抗偏磁变压器，包括原边线圈、副边线圈以及磁芯，其特征在于：所述磁芯上切割有一条气隙(1)。

6.根据权利要求5所述的一种抗偏磁变压器，其特征在于：所述气隙(1)的宽度为1μm到500μm。

7.根据权利要求5或6所述的一种抗偏磁变压器，其特征在于：所述磁芯为环型非晶态磁芯。

8.根据权利要求7所述的一种抗偏磁变压器，其特征在于：所述气隙沿着环型非晶态磁芯的径向将环型非晶态磁芯从内到外切断，且沿着环型非晶态磁芯的母线贯通环型非晶态磁芯的两端。