CN105414712A - 一种低功耗交流电焊机空载节能电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低功耗交流电焊机空载节能电路，包括电源电路、脉冲振荡器电路、单稳态触发器电路和控制电路，所述电源电路由降压电容器C1、电阻器R1、稳压二极管VS1、整流二极管VD2和滤波电容器C2组成；所述脉冲振荡器电路由时基集成电路IC1与外围元器件组成；所述单稳态触发器电路由时基集成电路IC2和电阻器R5、电容器C5组成；所述控制电路由光耦合器VLC、继电器K、交流接触器KM和双向晶闸管VT等组成。本发明所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其电路结构设计合理，功耗低且控制方便，其功耗是一般电焊机的1/10，具有很广阔的市场应用前景。

Description

一种低功耗交流电焊机空载节能电路

技术领域

本发明涉及一种自动化控制电路，具体涉及一种低功耗交流电焊机空载节能电路。

背景技术

电焊机是一种常用的焊接设备，未工作时的电焊机在通电状态下较为耗电，电焊机一般都设置有节能电路，但目前的电焊机节能电路较为复杂，需要手动调控开关才能实现节能效果。

数字埋弧焊机的控制系统是数字埋弧焊机的核心部件，而焊接操作控制器是控制系统的心脏部分，实现对焊机的自动控制。工作时，焊丝与工件间产生工作电弧电压，当电弧电压由于某种原因而有变动时，送丝速度将自动变化强制电弧电压回复到原来数值，起到了稳定电弧电压的作用。焊接操作控制器性能的好坏直接影响着焊接的质量。现有技术的焊接操作控制器主要由送丝电机换向电路、送丝电机触发电路、采样电路等电路组成，其送丝电机换向电路主要以继电器作为执行元件，在实际工作中，其送丝电机换向电路元器件抗电网电压波动能力差，其继电器因频繁工作的性质极易损坏，导致焊接操作控制器不能正常工作。焊接操作控制器故障耽误生产工期，增加生产检修成本。

目前市场上的交流电焊机的空载节电器仅是在空载时与电焊变压器一次绕组之问串联一只电容器，但仍有较大的待机电流，空载时消耗功率仍较大。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种电路结构设计合理，功耗低且控制方便，其功耗是一般电焊机的1/10，具有很广阔的市场应用前景的低功耗交流电焊机空载节能电路。

技术方案：本发明所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，包括电源电路、脉冲振荡器电路、单稳态触发器电路和控制电路，所述电源电路由降压电容器C1、电阻器R1、稳压二极管VS1、整流二极管VD2和滤波电容器C2组成，所述降压电容器C1与所述电阻器R1并联连接，且所述降压电容器C1与所述电阻器R1并联连接后还并联连接有稳压二极管VS1、整流二极管VD2，所述稳压二极管VS1和整流二极管VD2还共同连接有滤波电容器C2；所述脉冲振荡器电路由时基集成电路IC1与外围元器件组成，所述时基集成电路IC1的7脚分别并联连接有电阻器R2和R3，所述电阻器R2通过开关K2与整流二极管VD2和滤波电容器C2连接，所述电阻器R3与时基集成电路IC1的2脚和6脚以及电容器C3连接，所述电阻器R3还并联连接有二极管VD1，所述电容器C3还连接有时基集成电路IC1的1脚，所述时基集成电路IC1的1脚还连接有电阻器R4；所述单稳态触发器电路由时基集成电路IC2和电阻器R5、电容器C5组成，所述时基集成电路IC2的6脚和7脚并联连接有电阻器R5以及电容器C5，所述电容器C5还连接有时基集成电路IC2的1脚，所述时基集成电路IC2的1脚与3脚之间还设有相互并联的二极管VD4，所述时基集成电路IC2的2脚并联连接有二极管VD3以及稳压二极管VS2，所述二极管VD3还连接有电位器RP以及开关K3；所述控制电路由光耦合器VLC、继电器K、交流接触器KM和双向晶闸管VT等组成，所述继电器与所述二极管VD4并联连接，所述光耦合器VLC的一端分别与所述时基集成电路IC1的3脚以及电阻器R4连接，所述光耦合器VLC的另一端通过电阻器R6与所述双向晶闸管VT连接，所述双向晶闸管VT还连接有交流接触器KM以及电容器C4，所述电容器C4还连接有电焊变压器T，所述电焊变压器T还通过穿心式电流互感器TA分别与电位器RP以及稳压二极管VS2连接。

进一步的，所述电阻器R1选用1W碳膜电阻器：R2～R6均选用1／4W碳膜电阻器。

进一步的，所述电位器RP选用实心电位器。

进一步的，所述电容器C1选用耐压值为l000V的CBB无感电容器；C2、C3和C5均选用耐压值为16V的铝电解电容器；C4选用耐压值为250V的无极性电容器。

进一步的，所述二极管VD1～VD3均选用1N4007型硅整流二极管；VD4选用1N4148型硅开关二极管。

进一步的，所述稳压二极管VS1和VS2均选用1W、12V稳压二极管。

进一步的，所述光耦合器VLC选用MDC3020型光耦合器。

进一步的，所述双向晶闸管VT选用耐压值大于600Y、电流容量大于4A的双向晶闸管。

进一步的，所述IC1和IC2均选用NE555型时基集成电路。

进一步的，所述K选用12V、JQX4F型直流继电器；KM选用触头电流为100A左右的交流接触器；TA选用漏电保安器中的穿心式电流互感器。

有益效果：本发明所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其电路结构设计合理，功耗低且控制方便，其功耗是一般电焊机的1/10，具有很广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本发明的控制电路原理图。

具体实施方式

如图1所示的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，包括电源电路、脉冲振荡器电路、单稳态触发器电路和控制电路。

所述电源电路由降压电容器C1、电阻器R1、稳压二极管VS1、整流二极管VD2和滤波电容器C2组成，所述降压电容器C1与所述电阻器R1并联连接，且所述降压电容器C1与所述电阻器R1并联连接后还并联连接有稳压二极管VS1、整流二极管VD2，所述稳压二极管VS1和整流二极管VD2还共同连接有滤波电容器C2。

所述脉冲振荡器电路由时基集成电路IC1与外围元器件组成，所述时基集成电路IC1的7脚分别并联连接有电阻器R2和R3，所述电阻器R2通过开关K2与整流二极管VD2和滤波电容器C2连接，所述电阻器R3与时基集成电路IC1的2脚和6脚以及电容器C3连接，所述电阻器R3还并联连接有二极管VD1，所述电容器C3还连接有时基集成电路IC1的1脚，所述时基集成电路IC1的1脚还连接有电阻器R4。

所述单稳态触发器电路由时基集成电路IC2和电阻器R5、电容器C5组成，所述时基集成电路IC2的6脚和7脚并联连接有电阻器R5以及电容器C5，所述电容器C5还连接有时基集成电路IC2的1脚，所述时基集成电路IC2的1脚与3脚之间还设有相互并联的二极管VD4，所述时基集成电路IC2的2脚并联连接有二极管VD3以及稳压二极管VS2，所述二极管VD3还连接有电位器RP以及开关K3。

所述控制电路由光耦合器VLC、继电器K、交流接触器KM和双向晶闸管VT等组成，所述继电器与所述二极管VD4并联连接，所述光耦合器VLC的一端分别与所述时基集成电路IC1的3脚以及电阻器R4连接，所述光耦合器VLC的另一端通过电阻器R6与所述双向晶闸管VT连接，所述双向晶闸管VT还连接有交流接触器KM以及电容器C4，所述电容器C4还连接有电焊变压器T，所述电焊变压器T还通过穿心式电流互感器TA分别与电位器RP以及稳压二极管VS2连接。

上述控制电路的各元器件选择如下：

进一步的，所述电阻器R1选用1W碳膜电阻器：R2～R6均选用1／4W碳膜电阻器。

进一步的，所述电位器RP选用实心电位器。

进一步的，所述电容器C1选用耐压值为l000V的CBB无感电容器；C2、C3和C5均选用耐压值为16V的铝电解电容器；C4选用耐压值为250V的无极性电容器。

进一步的，所述二极管VD1～VD3均选用1N4007型硅整流二极管；VD4选用1N4148型硅开关二极管。

进一步的，所述稳压二极管VS1和VS2均选用1W、12V稳压二极管。

进一步的，所述光耦合器VLC选用MDC3020型光耦合器。

进一步的，所述双向晶闸管VT选用耐压值大于600Y、电流容量大于4A的双向晶闸管。

进一步的，所述IC1和IC2均选用NE555型时基集成电路。

进一步的，所述K选用12V、JQX4F型直流继电器；KM选用触头电流为100A左右的交流接触器；TA选用漏电保安器中的穿心式电流互感器。

上述电路的控制原理如下：

380V（或220V）交流电压经C1降压、VS1稳压、VD2整流及C2滤波后，产生12V直流电压，作为脉冲振荡器和单稳态触发器的工作电源。

脉冲振荡器通电工作后，从IC1的3脚输出振荡脉冲，控制光耦合器VLC内发光二极管间歇发光，通过其内部的晶问管去触发双向晶间管VT，使其间歇导通（通0.3S、断3S）工作，380V（或220V）交流电压在VT2导通时，经电容器C4加在电焊变压器T的一次绕组两端。

在电焊条未与焊接焊件接触时，电焊变压器T的二次绕组无电流，穿心式电流互感器TA中也无感应电流，单稳态触发器呈稳定状态，IC2的3脚输出低电平，继电器Κ不动作，电路工作在待机状态。

当电焊条与焊件接触时，T的二次绕组中产生短路电流，TA上产生的感应电压经二极管VD3整流后，在IC2的2脚加上一个负的触发脉冲，使单稳态触发器翻转，由稳态变为暂态，IC2的3脚变为高电平，使继电器K吸合，其常开触头K1接通，使交流接触器KM线圈通电吸合，电焊机全压供电，可以进行焊接。同时，K的常闭触头K2和K3断开，一方面断开IC1的供电回路，使脉冲振荡器停止工作；另一方面解除了电位器RP的短路状态，使RP串联在14的回路中进行限流，以免因焊接时TA的感应电流增大而损坏VS2和IC2。

当连续焊接时，IC2的2脚一直为低电平，IC2的3脚维持高电平，继电器Κ和交流接触器KM保持吸合。焊接停止后，IC2的2脚变为高电平，单稳态触发器恢复稳态，IC2的3脚变为低电平，使继电器Κ和交流接触器KM均释放，电路又进入待机状态。

改变电阻器R2的阻值，可调节IC1输出信号的正脉冲宽度，只要IC2能可靠触发，V的阻值越小越省电。

改变电阻器R3的阻值，可改变IC1的振荡周期，从而调节电焊条与被焊焊件接触至起弧时的最长等待时间。R3的阻值增大，则等待时间便长（一般不宜超过3s）。

使用不同规格电焊机时，可通过调节RP的阻值，来保证IC2能可靠地触发。

本发明所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其电路结构设计合理，功耗低且控制方便，其功耗是一般电焊机的1/10，具有很广阔的市场应用前景。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其特征在于：包括电源电路、脉冲振荡器电路、单稳态触发器电路和控制电路，所述电源电路由降压电容器C1、电阻器R1、稳压二极管VS1、整流二极管VD2和滤波电容器C2组成，所述降压电容器C1与所述电阻器R1并联连接，且所述降压电容器C1与所述电阻器R1并联连接后还并联连接有稳压二极管VS1、整流二极管VD2，所述稳压二极管VS1和整流二极管VD2还共同连接有滤波电容器C2；所述脉冲振荡器电路由时基集成电路IC1与外围元器件组成，所述时基集成电路IC1的7脚分别并联连接有电阻器R2和R3，所述电阻器R2通过开关K2与整流二极管VD2和滤波电容器C2连接，所述电阻器R3与时基集成电路IC1的2脚和6脚以及电容器C3连接，所述电阻器R3还并联连接有二极管VD1，所述电容器C3还连接有时基集成电路IC1的1脚，所述时基集成电路IC1的1脚还连接有电阻器R4；所述单稳态触发器电路由时基集成电路IC2和电阻器R5、电容器C5组成，所述时基集成电路IC2的6脚和7脚并联连接有电阻器R5以及电容器C5，所述电容器C5还连接有时基集成电路IC2的1脚，所述时基集成电路IC2的1脚与3脚之间还设有相互并联的二极管VD4，所述时基集成电路IC2的2脚并联连接有二极管VD3以及稳压二极管VS2，所述二极管VD3还连接有电位器RP以及开关K3；所述控制电路由光耦合器VLC、继电器K、交流接触器KM和双向晶闸管VT等组成，所述继电器与所述二极管VD4并联连接，所述光耦合器VLC的一端分别与所述时基集成电路IC1的3脚以及电阻器R4连接，所述光耦合器VLC的另一端通过电阻器R6与所述双向晶闸管VT连接，所述双向晶闸管VT还连接有交流接触器KM以及电容器C4，所述电容器C4还连接有电焊变压器T，所述电焊变压器T还通过穿心式电流互感器TA分别与电位器RP以及稳压二极管VS2连接。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其特征在于：所述电阻器R1选用1W碳膜电阻器：R2～R6均选用1／4W碳膜电阻器。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其特征在于：所述电位器RP选用实心电位器。

4.根据权利要求1所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其特征在于：所述电容器C1选用耐压值为l000V的CBB无感电容器；C2、C3和C5均选用耐压值为16V的铝电解电容器；C4选用耐压值为250V的无极性电容器。

5.根据权利要求1所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其特征在于：所述二极管VD1～VD3均选用1N4007型硅整流二极管；VD4选用1N4148型硅开关二极管。

6.根据权利要求1所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其特征在于：所述稳压二极管VS1和VS2均选用1W、12V稳压二极管。

7.根据权利要求1所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其特征在于：所述光耦合器VLC选用MDC3020型光耦合器。

8.根据权利要求1所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其特征在于：所述双向晶闸管VT选用耐压值大于600Y、电流容量大于4A的双向晶闸管。

9.根据权利要求1所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其特征在于：所述IC1和IC2均选用NE555型时基集成电路。

10.根据权利要求1所述的一种低功耗交流电焊机空载节能电路，其特征在于：所述K选用12V、JQX4F型直流继电器；KM选用触头电流为100A左右的交流接触器；TA选用漏电保安器中的穿心式电流互感器。