CN106425032A - 基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，包括电源变压器T1、交流接触器KM、继电器K、直流电源电路、直流检测控制电路、电焊机变压器T2及电流互感器TA，直流电源电路内设置有整流桥UI、滤波电容C1、电阻R1、滤波电容C3及稳压芯片U1，整流桥UI的输入端与第一次级端W2相连接，电容C1并联在整流桥UI的输出端上，电容C3的第一端还与稳压芯片U1的输入端相连接，稳压芯片U1的输入端和接地端连接直流检测控制电路；利用整流堆、RCπ型滤波器及稳压芯片构成直流电源电路，能够为直流检测控制电路提供安全可靠的稳压直流电源，避免由于电压不稳定，而影响直流检测控制电路的灵敏性的情况发生。

Description

基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路

技术领域

本发明涉及材料科学技术等领域，具体的说，是基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路。

背景技术

焊机就是为焊接提供一定特性的电源的电器，焊接由于灵活简单方便牢固可靠，焊接后甚至与母材同等强度的优点广泛用于各个工业领域，如航空航天，船舶，汽车，容器等。

电焊机(electric welding machine)实际上就是具有下降外特性的变压器，将220V和380V交流电变为低压的直流电，电焊机一般按输出电源种类可分为两种，一种是交流电源的；一种是直流电的。直流的电焊机可以说也是一个大功率的整流器，分正负极，交流电输入时，经变压器变压后，再由整流器整流，然后输出具有下降外特性的电源，输出端在接通和断开时会产生巨大的电压变化，两极在瞬间短路时引燃电弧，利用产生的电弧来熔化电焊条和焊材，冷却后来达到使它们结合的目的。焊接变压器有自身的特点，外特性就是在焊条引燃后电压急剧下降的特性。

电焊机的主要部件是一个降压变压器，次级线圈的两端是被焊接工件和焊条，工作时引燃电弧，在电弧的高温中将焊条熔接于工件的缝隙中。由于电焊变压器的铁芯有自身的特点，因此具有电压急剧下降的特性，即在焊条引燃后电压下降；在焊条被粘连短路时，电压更是急剧下降。

在焊接操作时，虽然电路中的电流处处相等，但由于各处的电阻不一样，在不固定接触处的电阻最大(这个电阻叫接触电阻)，根据电流的热效应定律(也叫焦尔定律)，即Q＝IR.t可知：在电流相等时，则电阻越大的部位发热越高，因此在焊接时，焊条的触头也就是被接的金属体的接触处的接触电阻最大，则在这个部位产生的电热自然也就最多，加之焊条是熔点较低的合金，自然容易熔化。熔化后的合金焊条芯粘合在被焊物体上，冷却后便把焊接对象粘合在一块。

发明内容

本发明的目的在于提供基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，通过电源变压器T1、交流接触器KM、继电器K、直流电源电路、直流检测控制电路、电焊机变压器T2及电流互感器TA配合使用，能够当电焊机停止焊接(空载情况)时，不需要手动断电的情况下，在一定时间之后利用交流接触器、电流互感器及继电器之间的常开与常闭触头之间的配合，达到自动断电，从而起到节能的目的；在设置时，利用整流堆、RCπ型滤波器及稳压芯片构成直流电源电路，能够为直流检测控制电路提供安全可靠的稳压直流电源，避免由于电压不稳定，而影响直流检测控制电路的灵敏性的情况发生，整个结构具有设计科学，使用安全合理等特性。

本发明通过下述技术方案实现：基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，包括电源变压器T1、交流接触器KM、继电器K、直流电源电路、直流检测控制电路、电焊机变压器T2及电流互感器TA，交流接触器KM与继电器K的常开触头K1串联，且串联后的交流接触器KM和常开触头K1并联在电源变压器T1的初级端W1上，电源变压器T1的第一次级端W2与直流电源电路相连接，直流电源电路与直流检测控制电路相连接，直流检测控制电路连接电流互感器TA二次绕组，所述初级端W1通过交流接触器KM的常开触头KM1和电焊机变压器T2的初级端相连，电焊机变压器T2的次级端通过交流接触器KM的常闭触头KM2与电源变压器T1的第二次级端W3相连接，电焊机变压器T2的次级端与电流互感器TA一次绕组相连接；在所述直流电源电路内设置有整流桥UI、滤波电容C1、电阻R1、滤波电容C3及稳压芯片U1，整流桥UI的输入端与第一次级端W2相连接，电容C1并联在整流桥UI的输出端上，电容C1的第一端与电阻R1的第一端相连接，电阻R1的第二端与电容C3的第一端相连接，电容C1的第二端与电容C3的第二端相连接且与稳压芯片U1的接地端相连接，电容C3的第一端还与稳压芯片U1的输入端相连接，稳压芯片U1的输入端和接地端连接直流检测控制电路。

进一步的为更好地实现本发明，能够利用电流互感器对控制电路进行通断电，从而使得继电器K通断，进而有效结合继电器、交流接触器达到断开给电焊机变压器供电，以此达到节能的目的，特别采用下述设置结构：所述直流检测内设置有晶体管V1、电阻R1、晶体管V2、电位器RP、电容C2及二极管VD2，稳压芯片U1的输出端通过继电器K与晶体管V1的集电极相连接，稳压芯片U1的输出端还分别与晶体管V2的发射极、电容C2的第二端及电流互感器TA二次绕组的第二端相连接；电流互感器TA二次绕组的第一端通过二极管VD2与电位器RP的第二固定端相连接，电位器RP的可调端连接电容C2的第一端，电位器RP的第一固定端连接晶体管V2的基极，晶体管V2的集电极通过电阻R1与晶体管V1的基极相连接，晶体管V1的发射极连接稳压芯片U1的接地端。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述电容C2采用电解电容，且电容C2的正极与电流互感器TA二次绕组的第二端相连接，二极管VD2采用发光二极管，且二极管VD2的正极连接电位器RP。

进一步的为更好地实现本发明，能够利用电流互感器对控制电路进行通断电，从而使得继电器K通断，进而有效结合继电器、交流接触器达到断开给电焊机变压器供电，以此达到节能的目的，特别采用下述设置结构：所述电流互感器TA一次绕组的第一端分别与第二次级端W3的第二端和电焊机变压器T2的次级端的第一端相连接，第二次级端W3的第一端通过常闭触头KM2与电焊机变压器T2的次级端的第二端相连接。

进一步的为更好地实现本发明，能够利用电流互感器对控制电路进行通断电，从而使得继电器K通断，进而有效结合继电器、交流接触器达到断开给电焊机变压器供电，以此达到节能的目的，特别采用下述设置结构：电焊机变压器T2的初级端的第一端通过常开触头KM1与初级端W1的第二端相连接，初级端W1的第一端与电焊机变压器T2的初级端的第二端相连接，且在初级端W1的第一端与电焊机变压器T2的初级端的第二端相连接的线路上还设置有保险管FU。

进一步的为更好地实现本发明，能够利用开关Q总控电焊机的通断电，特别采用下述设置结构：在电焊机变压器T2的初级端和电源变压器T1的初级端与交流电源相连接的线路上还设置有开关Q。

进一步的为更好地实现本发明，能够实现有效的电焊焊接，特别采用下述设置结构：所述电流互感器TA一次绕组的第二端连接有用于携夹焊条的焊把A，所述电焊机变压器T2的次级端的第二端上连接有焊件B。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明通过电源变压器T1、交流接触器KM、继电器K、直流电源电路、直流检测控制电路、电焊机变压器T2及电流互感器TA配合使用，能够当电焊机停止焊接(空载情况)时，不需要手动断电的情况下，在一定时间之后利用交流接触器、电流互感器及继电器之间的常开与常闭触头之间的配合，达到自动断电，从而起到节能的目的；在设置时，利用整流堆、RCπ型滤波器及稳压芯片构成直流电源电路，能够为直流检测控制电路提供安全可靠的稳压直流电源，避免由于电压不稳定，而影响直流检测控制电路的灵敏性的情况发生，整个结构具有设计科学，使用安全合理等特性。

本发明在使用时，可以通过调节RP的阻值，进而达到调整V2的灵敏性，最终达到高灵敏度的自动断电的目的，起到有效节能的效果。

本发明能够在一定时间未焊接操作的情况下，进行自动断电，从而达到节能的目的。

附图说明

图1为本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，通过电源变压器T1、交流接触器KM、继电器K、直流电源电路、直流检测控制电路、电焊机变压器T2及电流互感器TA配合使用，能够当电焊机停止焊接(空载情况)时，不需要手动断电的情况下，在一定时间之后利用交流接触器、电流互感器及继电器之间的常开与常闭触头之间的配合，达到自动断电，从而起到节能的目的；在设置时，利用整流堆、RCπ型滤波器及稳压芯片构成直流电源电路，能够为直流检测控制电路提供安全可靠的稳压直流电源，避免由于电压不稳定，而影响直流检测控制电路的灵敏性的情况发生，整个结构具有设计科学，使用安全合理等特性，如图1所示，特别采用下述设置结构：包括电源变压器T1、交流接触器KM、继电器K、直流电源电路、直流检测控制电路、电焊机变压器T2及电流互感器TA，交流接触器KM与继电器K的常开触头K1串联，且串联后的交流接触器KM和常开触头K1并联在电源变压器T1的初级端W1上，电源变压器T1的第一次级端W2与直流电源电路相连接，直流电源电路与直流检测控制电路相连接，直流检测控制电路连接电流互感器TA二次绕组，所述初级端W1通过交流接触器KM的常开触头KM1和电焊机变压器T2的初级端相连，电焊机变压器T2的次级端通过交流接触器KM的常闭触头KM2与电源变压器T1的第二次级端W3相连接，电焊机变压器T2的次级端与电流互感器TA一次绕组相连接；在所述直流电源电路内设置有整流桥UI、滤波电容C1、电阻R1、滤波电容C3及稳压芯片U1，整流桥UI的输入端与第一次级端W2相连接，电容C1并联在整流桥UI的输出端上，电容C1的第一端与电阻R1的第一端相连接，电阻R1的第二端与电容C3的第一端相连接，电容C1的第二端与电容C3的第二端相连接且与稳压芯片U1的接地端相连接，电容C3的第一端还与稳压芯片U1的输入端相连接，稳压芯片U1的输入端和接地端连接直流检测控制电路。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，能够利用电流互感器对控制电路进行通断电，从而使得继电器K通断，进而有效结合继电器、交流接触器达到断开给电焊机变压器供电，以此达到节能的目的，特别采用下述设置结构：所述直流检测内设置有晶体管V1、电阻R1、晶体管V2、电位器RP、电容C2及二极管VD2，稳压芯片U1的输出端通过继电器K与晶体管V1的集电极相连接，稳压芯片U1的输出端还分别与晶体管V2的发射极、电容C2的第二端及电流互感器TA二次绕组的第二端相连接；电流互感器TA二次绕组的第一端通过二极管VD2与电位器RP的第二固定端相连接，电位器RP的可调端连接电容C2的第一端，电位器RP的第一固定端连接晶体管V2的基极，晶体管V2的集电极通过电阻R1与晶体管V1的基极相连接，晶体管V1的发射极连接稳压芯片U1的接地端。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述电容C2采用电解电容，且电容C2的正极与电流互感器TA二次绕组的第二端相连接，二极管VD2采用发光二极管，且二极管VD2的正极连接电位器RP。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，能够利用电流互感器对控制电路进行通断电，从而使得继电器K通断，进而有效结合继电器、交流接触器达到断开给电焊机变压器供电，以此达到节能的目的，特别采用下述设置结构：所述电流互感器TA一次绕组的第一端分别与第二次级端W3的第二端和电焊机变压器T2的次级端的第一端相连接，第二次级端W3的第一端通过常闭触头KM2与电焊机变压器T2的次级端的第二端相连接。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，能够利用电流互感器对控制电路进行通断电，从而使得继电器K通断，进而有效结合继电器、交流接触器达到断开给电焊机变压器供电，以此达到节能的目的，特别采用下述设置结构：电焊机变压器T2的初级端的第一端通过常开触头KM1与初级端W1的第二端相连接，初级端W1的第一端与电焊机变压器T2的初级端的第二端相连接，且在初级端W1的第一端与电焊机变压器T2的初级端的第二端相连接的线路上还设置有保险管FU。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，能够利用开关Q总控电焊机的通断电，特别采用下述设置结构：在电焊机变压器T2的初级端和电源变压器T1的初级端与交流电源相连接的线路上还设置有开关Q，所述交流电源为380V动力电。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本发明，能够实现有效的电焊焊接，特别采用下述设置结构：所述电流互感器TA一次绕组的第二端连接有用于携夹焊条的焊把A，所述电焊机变压器T2的次级端的第二端上连接有焊件B。

在使用时，当开关Q闭合后，交流380V电压经电源变压器T1降压、整流堆UI(优选采用桥式整流堆)整流及电容C1、电阻R1和电容C3组成的RCπ型滤波器滤波后，通过稳压芯片U1(优选才有LM78系列三端稳压器)稳压输出后为直流检测控制电路提供工作电压(优选为+24V)。此时交流接触器KM处于释放状态，电焊机变压器T2不通电。

焊接时，焊把A上的焊条与焊件B接触，相当于将电源变压器T1的第二次级端W3绕组短路，短路电流流过电流互感器TA的一次绕组时，在电流互感器TA的二次绕组产生感应电压，此感应电压经二极管VD2(同时起到监测控制电路是否正常工作的作用)整流及电容C2滤波后，通过电位器RP加至晶体管V2的基极，使晶体管V2和晶体管V1导通，继电器K通电吸合，继电器K的常开触头K1接通，交流接触器KM通电吸合，交流接触器KM的常开触头KM1接通，交流接触器KM的常闭触头KM2断开，电焊机变压器T2通电工作，可以进行正常焊接操作。焊接过程中出现短时间停焊时，由于电容C2的延时作用，晶体管V1和晶体管V2仍维持导通状态。若停焊时间超过一定时间(优选设置为1～2min)，电容C2放电完毕，则晶体管V2和晶体管V1截止，继电器K和交流接触器KM释放，电焊机变压器T2进入断电节能状态。再次焊接时，将焊条与焊件接触即可。

调节电位器RP的阻值，可改变晶体管V2动作的灵敏度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是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，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，其特征在于：包括电源变压器T1、交流接触器KM、继电器K、直流电源电路、直流检测控制电路、电焊机变压器T2及电流互感器TA，交流接触器KM与继电器K的常开触头K1串联，且串联后的交流接触器KM和常开触头K1并联在电源变压器T1的初级端W1上，电源变压器T1的第一次级端W2与直流电源电路相连接，直流电源电路与直流检测控制电路相连接，直流检测控制电路连接电流互感器TA二次绕组，所述初级端W1通过交流接触器KM的常开触头KM1和电焊机变压器T2的初级端相连，电焊机变压器T2的次级端通过交流接触器KM的常闭触头KM2与电源变压器T1的第二次级端W3相连接，电焊机变压器T2的次级端与电流互感器TA一次绕组相连接；在所述直流电源电路内设置有整流桥UI、滤波电容C1、电阻R1、滤波电容C3及稳压芯片U1，整流桥UI的输入端与第一次级端W2相连接，电容C1并联在整流桥UI的输出端上，电容C1的第一端与电阻R1的第一端相连接，电阻R1的第二端与电容C3的第一端相连接，电容C1的第二端与电容C3的第二端相连接且与稳压芯片U1的接地端相连接，电容C3的第一端还与稳压芯片U1的输入端相连接，稳压芯片U1的输入端和接地端连接直流检测控制电路。

2.根据权利要求1所述的基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，其特征在于：所述直流检测内设置有晶体管V1、电阻R1、晶体管V2、电位器RP、电容C2及二极管VD2，稳压芯片U1的输出端通过继电器K与晶体管V1的集电极相连接，稳压芯片U1的输出端还分别与晶体管V2的发射极、电容C2的第二端及电流互感器TA二次绕组的第二端相连接；电流互感器TA二次绕组的第一端通过二极管VD2与电位器RP的第二固定端相连接，电位器RP的可调端连接电容C2的第一端，电位器RP的第一固定端连接晶体管V2的基极，晶体管V2的集电极通过电阻R1与晶体管V1的基极相连接，晶体管V1的发射极连接稳压芯片U1的接地端。

3.根据权利要求2所述的基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，其特征在于：所述电容C2采用电解电容，且电容C2的正极与电流互感器TA二次绕组的第二端相连接，二极管VD2采用发光二极管，且二极管VD2的正极连接电位器RP。

4.根据权利要求3所述的基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，其特征在于：所述电流互感器TA一次绕组的第一端分别与第二次级端W3的第二端和电焊机变压器T2的次级端的第一端相连接，第二次级端W3的第一端通过常闭触头KM2与电焊机变压器T2的次级端的第二端相连接。

5.根据权利要求4所述的基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，其特征在于：电焊机变压器T2的初级端的第一端通过常开触头KM1与初级端W1的第二端相连接，初级端W1的第一端与电焊机变压器T2的初级端的第二端相连接，且在初级端W1的第一端与电焊机变压器T2的初级端的第二端相连接的线路上还设置有保险管FU。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，其特征在于：在电焊机变压器T2的初级端和电源变压器T1的初级端与交流电源相连接的线路上还设置有开关Q。

7.根据权利要求4或5所述的基于全波整流设计的电焊机用空载节能电路，其特征在于：所述电流互感器TA一次绕组的第二端连接有用于携夹焊条的焊把A，所述电焊机变压器T2的次级端的第二端上连接有焊件B。