CN110601205B - 一种直流蓄电式电压补偿器及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流蓄电式电压补偿器，直流蓄电式供电装置及其方式与应用，直流蓄电式电压补偿器能够为用电设备提供额外的电源，当负载时可以使用电设备主电路用电减小，和或暂停使用主电路的电，进而使用电设备主电路电压回升，可以有效的减轻或避免因供电不足和/或线路超载引起的电压下降，解决因供电线过长对施工的影响。并提供一种包括直流蓄电式电压补偿器的焊接机，将直流蓄电式电压补偿器，内置到焊接机的电源机箱内，并联接入到现有技术中的焊接机电源中的直流电路，由蓄电池提供工作补偿稳压的电，方便移动工作，此外通过继电器和控制器控制，使蓄电池在焊接机工作时不充电，待机时充电，保证在焊接机使用时其具有稳定的电源。

Description

一种直流蓄电式电压补偿器及其应用

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体的说是一种直流蓄电式电压补偿器及其方式与应用，直流蓄电式电压补偿器能够为用电设备提供额外的电源，同时也起到了稳定电网的作用的有益效果。并涉及一种设置有该直流蓄电式电压补偿器的焊接机。

背景技术

在生活中用电是50Hz交流电，我们经常遇到灯光不同程度的暗一下，时间很短一般仅有几十毫秒到几佰毫秒，最多也不会超过几秒，因为时间太短，次数不多所以不被大家所注意。这些都是因为较大功率的用电器在同一条线路中的起动，对电网造成的瞬间冲击，引起的线路瞬间超载的现像，比如较大功率的家用电器，如大功率空调起动，如大功率洗衣机起动，特别是瞬间反转，如大功率扫地机，如大功率电钻或冲击钻或手砂轮机，它们在接通的瞬间会有很大的瞬间电流。特别是号称“电老虎”的电焊机，而且电焊机是连续间歇性的工作，当一开始焊接时，灯光就明显的暗下去，直到焊条离开工件，进入待机时才灰复灯光亮度，以上是大家所能接触到的民用电器设备，在工业中尽管线路加大了，但是大功率电器设备更多，功率也更大如：大型电焊机，起重机，油压机。

这些瞬间超载的现像会给用电设备自身和电网造成极大的伤害，如电路浪涌。

危害过大的启动电流(空载启动电流可达额定电流的4～7倍，带载启动时可达8～10倍或更大)，会造成电网电压下降，影响其它用电设备的正常运行，还可能使欠压保护动作，造成设备的有害跳闸。同时过大的启动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命。

因为线路输送能力不足引起的电压降，就不好使用传统的稳压器，因为传统的稳压器为了升高输出电压，会加大输入电流，因为线路长，线阻就大，所以线路无法输送足够多的电能，实质上是无法达到稳压作用的。

所以要解决这个问题，还得从源头想办法，因为线路输送能力不足引起的电压降，所以就不能加大本线路的负载，要有另外的辅助电源才行，那么辅助电源应该从哪里来？研究中发明人发现它们有一个共同的特点，它们仅是瞬间或短时间的电流大，大多时间都是处于待机空载或轻载状态。怎么样才能把这大多时间都是处于待机的空载或轻载状态的电网输送能力利用起来，做为辅助电源？这让发明人深思了数年，也查阅了许多的相关文献，都未能查到相关的报道，发明人在想，如果要想把空闲的电网的输送能力利用起来，那首先就得想办法把空闲的电网中能够输送的能力的电能存储起来，做为辅助电源。在电的特性中只有直流电才能够存储在蓄电池中，但是要想出得到50HZ交流电就得用到逆变器，而且要并入设备电网就得用到并网逆变器，因为并网逆变器的调试烦锁，技术要求高，造价也非常昂贵，不好普极。这让发明人陷入了疆局，经过无数次的试验有了意外的发现，发明人发现了它们的新的共同点：因为交流电是50HZ交流电，50HZ交流电无法进行变频和逆变，它们都要把50HZ交流电整流为直流电再进行滤波后，才能进行变频和逆变。直至此时，发明人发现自已是在外面绕了一个大圈，现在又回到了起点，直到现在找到了可以用直流并入方式，就容易了许多，包括逆变器也只需要用离网方波逆变器，不仅造价节省了，而且技术也简化了，

经过许多次的实验，非常成功，一个成功的实验对发明人来说，就是最大的收获，大家都为此兴奋，这将意味一个新型产品即将问世，可以给国民带来许多了便利。为了进一步对产品的优化综合了电路，又有意外有了样的发现，可以使用等同蓄电池电压进行变频和逆变，这样连离网逆变器也省了。

这时有了本发明的电路而发展出的一个新的电路，等同蓄电池电压是将交流电通过开关电源占空比整流，或变压整流的工作原理，把交流电变为蓄电池等同电压的直流电或脉冲直流电，或把蓄电池窜连至等同交流电压(AC220等同DC305V，但这种方式在电网电压低时不好用，不如降低电压好用)，当工作时电压低时自然会向蓄电池取电，当待机时自然会向蓄电池充电，也可以通过辅助控制蓄电池充电与放电。

等同蓄电池电压输出的直流输出有以下优点：第一可以输出非常纯净的直流电；第二可以以蓄电池自身的电压差输出(如当整流后的直流电根不上用时，电压低于蓄电池电压时，蓄电池就本能的向设备供电)。经过试验这样的稳压效果更好，对于稳压要求高只需加大开关电源与蓄电池就可以了。

在继续研究中又有的新发现，在安装有超欠压保护器的磁焊枪，它在上电时至少需要两秒左右的延时，而本磁焊枪起动刚好也是两秒钟左右左右，都是要等超欠压保护器两秒钟左右上电后才能继续本磁焊枪起动。因此，有了本发明可以通过模式选择，让超欠压保护器上电的同时也让本磁焊枪起动，这样超欠压保护器上电完成后就可以工作了，节约的一半的时间。

而且当电压过高时超欠压保护器关断输入电的同时不影响磁焊枪的工作，当超欠压保护器再次进入两秒左右的延时上电时也不影响磁焊枪的工作。在继续研究中又有的新发现，发现等同蓄电池电压对电路的滤波有很大的帮助，对瞬间高电压有很好的吸收，有效的保护了电路。

特别的，在隧道施工中根据用电设备功率、载流提供相应截面积的供电线路。但在隧道施工中供电线路需要远距离输送，此时必须考虑供电线路的线阻，距离越长线阻就越大，就需要加大供电线截面积和提升输入电压。隧道施工中，输送线路长达几百到几千米，用电设备对于供电线要求的电线的截面积需要增加，通过线阻公式计算比按截留面积计算供电线截面积大数倍。在目前多数施工情况下，施工方考虑成本、安装的繁琐性以及计划外的用电情况，通常所提供的供电线路都未能达标，基本都是刚好能用，但如果遇上两个或多个大型用电设备需要同时用电，就必然会造成相互影响，电压的不足，损坏设备。

在这种情况下，由于线路长、线阻大，当用较大的用电设备工作时，设备输入端的电压会急速下降，如果用传统的稳压器就会出现电压进一步的急速下降。因为传统的稳压器为了升高输出电压，会加大输入电流，当线路长、线阻大时，会导致线路无法输送足够多的电能，并不能起到提供稳定电源的作用。即，在隧道施工中，传统稳压器无法解决该问题。

特别的，对于隧道施工中使用的焊接机而言：磁焊枪是单相，正常使用功率为2000W至3500W，它的输入电流为9A-16A，而1.5平方电缆线安全载流也才5A-8A，远远达不到要求，所以一工作时电压就急速的下降，待机时电压回升，很多时候待机时的电压为220伏，工作时的电压急速的降到了150伏左右，这样会大大影响焊接机的正常使用，容易损坏设备。而且很多时候一个排插，都插有两个或多个用电设备，特别是同线路有电焊机在使用时，更会影响焊接机的使用，这时如果用传统的稳压器的话，传统的稳压器为了升高输出电压，会加大输入电流，因为线路长，线阻就大，所以线路无法输送足够多的电能，实质上是无法达到稳压作用的。

在隧道内开挖作业施工都是以爆破施工，爆破时会把石碴飞得很远，尽管电工把灯具线路撤得很远，但还是经常会被飞溅的石头打坏灯具与电线。同时出碴时大型车辆需要在隧道内会车和掉头，也容易损坏线路与灯光。

隧道内的电线是顺着前进方向延伸，延伸线路中是多工作面施工，比如最前端的有开挖作业，接着是排险作业，接着出来一点是支护作业，接着出来一点是用上本发明的挂防水板作业，接着出来一点是铺钢筋作业，接着出来一点是二衬作业，接着出来一点是打磨修补作业，接着出来一点是仰供开挖作业，接着出来一点是仰供铺钢筋作业，接着出来一点是仰供打混凝土作业，接着出来一点是水沟电缆槽立模作业，接着出来一点是水沟电缆槽打混凝土作业，接着出来一点是水沟电缆槽拆模作业，接着出来一点是水沟电缆槽打磨作业，接着出来一点是四周探伤作业，接着出来一点是四周打孔注浆加固作业，接着出来一点是内壁装修作业，接着出来一点是水沟电缆槽盖板预制作业，接着出来一点是水沟电缆槽盖上盖板作业，同时隧道内的空压机送气铁管和通风管也是顺着一起走，会有所相互影响，这些不可必免会有损坏架设的电线。

当外面的线路中的零线断了，就会出现电压零点飘移，电压零点飘移的电非常不稳定，也许非常高也也许非常低，这时当电压太高由超欠压保护器断开电源，如果当电压太低，就由本发明直流蓄电式电压补偿器提供电源。

很多时候因为需要铺挂防水板时，工作面没有电，就没有了灯光，这时工人只有等值班电工维修好线路后才能工作，因为隧道是掘进式施工，电工从洞口的值班室进来时间长，这样就当误了时间，这时用上本发明的灯光磁焊枪，本灯光磁焊枪主机两侧有足够大功率的灯光，内置蓄电池也向磁焊枪供电，所以不会影响工作，等电来了就可以向本磁焊枪内置的蓄电池充电，这样就可以保证短时间停电时的供电。

此外，在焊接机的结构中，两条高频线是与三条控制线和低压电源线共一条电缆线(共五芯电缆线)，工作时高频很容易感应到控制线与低压电源线中，因此很容易损坏低压线路中的元器件。枪头空间极有限，及高精度的滤波电路不仅造价高而且体积大，用不了高精度的滤波电路，只能使用简单的电感与电容的滤波器，所以低压元器件就容易受残留的高频影响，因而无法使用风扇测温调速器；同时也因为风扇测温调速器不仅体积大难以安装在枪头内，同时造价也高，又容易受残留的高频影响而损坏，所以只能让风扇一开机就长时间保持高速度运转，这样不仅风扇寿命短，更重要的是又容易受残留的高频影响而损坏。另一种使用方式是，工作时对风扇进行断电，待机时灰复供电，这样风扇频繁起动也容易损坏，而且长时间的待机也是处于高速运转壮态，也是容易损坏风扇。因此需要采用一种新的扇控制方式解决上述问题。

发明内容

本发明解决上述问题，提供一种直流蓄电式电压补偿器，特别的用于焊接机的电压补偿中，具体技术方案如下：

一种直流蓄电式电压补偿器，其至少包括依次连接的充电器、蓄电池、逆变器和整流器；或至少包括依次连接的充电器、蓄电池和单向二极管，以及与之并联的开关电源；或至少包括依次连接的开关电源和蓄电池；或至少包括依次连接的充电器和蓄电池；或至少包括依次连接的开关电源和单向二极管，且在单向二极管前接入蓄电池；或至少包括依次连接的充电器和单向二极管，且在单向二极管前接入蓄电池。

进一步的，所述蓄电池为石墨烯蓄电池、铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池、镍镉电池、钠硫蓄电池、镍锌蓄电池或飞轮电池中的一种；

进一步的，所述蓄电池是单个或两个或两个以上的串联或并联；所述蓄电池电压为6V、9V、12V、18V、24V、36V、48V、60V、72V、300V或其它需要的电压伏数；蓄电池电压低于交流电整流后的电压，所述蓄电池配有电压表。

进一步的，所述逆变器为离网方波逆变器、离网正弦波逆变器或并网正弦波逆变器；

所述整流器为桥堆整流器或桥式整流器；

所述桥堆整流器为桥堆二极管；所述桥式整流器为四个二极管组成的全桥式整流器或为两个二极管组成半桥式整流器；

所述开关电源为现有技术的电源开关开关电源或变压器降压后的整流电源；

所述桥堆二极管是插脚式、端子螺丝固定式、引脚贴焊式或贴片式。

进一步的，所述蓄电池为内置安装式或蓄电池外置接入式；所述外置接入式指的是内置安装的蓄电池的正极和负极通过两针或三针插孔引出接线端口，接入外置的蓄电池；或所述外置接入式指的是内置安装的蓄电池的正极和负极接入外置的蓄电池和PLC控制器通过四针或五针插孔引出接线端口，控制接入外置的蓄电池的充电器；或所述外置接入式指的是内置安装的蓄电池的正极和负极接入外置的蓄电池和PLC控制器通过六针或七针插孔引出接线端口，控制接入外置的蓄电池的充电器；

所述接线端口为线端子或安全插头或航空插头或子母插头或螺丝接线端子或插接式接线端子；所述接线端口是圆型为三角形或长方形或正方形；所述接线端口是一个或两个或两个以上组合；所述接线端口是两针插孔或三针插孔或四针插孔或五针插孔或六针插孔；所述插针为带槽圆柱型或圆型香蕉插或带槽长方柱型或带槽正方柱型。

进一步的，所述的直流蓄电式电压补偿器为内置式或外置接入式或共同内置和外置接入式中的一种；所述直流蓄电式电压补偿器为一个、两个或多个的组合。

进一步的，将所述直流蓄电式电压补偿器的直流输出并联接入用电设备，所述的并联接入是指与用电设备自身的整流器直流输出并联，一并进入用电设备内整流器后的电路或元件。

进一步的，将所述直流蓄电式电压补偿器并联接入焊接机主机内的整流器后滤波电容的正极和负极，与焊接机的整流器构成并联电路。

进一步的，所述焊接机的枪头开关与焊接机主机内中间继电器电性连接；

所述模式选择开关是转动式选择开关，或PLC界面式触摸屏按扭选择开关；所述PLC与触摸屏是一体机或分体机。

进一步的，直流蓄电式电压补偿器的逆变器和充电器的工作状态由枪头开关直接控制；或由枪头开关控制中间继电器，或由枪头开关控制中间继电器及控制时间继电器，进而通过中间继电器或时间继电器来控制直流蓄电式电压补偿器的逆变器和充电器的工作状态；或是由模式选择开关和PLC控制器，由中间继电器或时间继电器控制PLC控制器，控制直流蓄电式电压补偿器的逆变器和充电器的工作状态；所述工作状态为焊接机或是逆变器有输出时不充电、待机时充电；

所述焊接机还设置有超欠压保护器同步自检；

所述同步自检为开机时，通过模式开关，同时打开超欠压保护器延时上电与本磁焊枪电源起动同步进行，以达到同步完成或先后完成；而且当电压过高时超欠压保护器关断输入电的同时不影磁焊枪的工作，当超欠压保护器再次进入两秒左右的延时上电时不影磁焊枪的工作。

进一步的，所述磁焊枪主机部分设置有照明光源，和/或枪头部分设置有照明光源；

所述照明光源为LED光源、钨丝灯炮光源、点钨灯光源、氙气灯光源、荧光灯光源或霓虹灯光源中的一种或多种；

所述LED光源为LED塑封平板灯、LED金属平板灯、LED金属壳射灯、LED塑壳射灯或LED聚光灯中的一种或多种；

所述LED光源为白色、暖白或暖色中的一种或多种；

所述主机与所述枪头的光源开关控制方式为：开关打开后常亮、开关打开后闪亮、LED光源受控于自锁开关打开后常亮、LED光源受控于自复位开关松手后熄灭或设置有调节光源强度的调光开关中的一种；

所述枪头灯的连接方式为：在主机电源板后依次连接中间继电器和延时断开继电器，并联控制枪头内的冷却风扇和枪头灯；或在枪头内设置枪头开关，枪头开关并联控制冷却风扇和枪头灯，冷却风扇前设置延时断开继电器，枪头灯前设置灯开关；或在主机电源板后依次连接中间继电器和延时断开继电器，并联控制冷却风扇和枪头灯，在枪头灯前依次设置蓄电池和灯开关；或在枪头内设置枪头开关，枪头开关并联控制冷却风扇和枪头灯，冷却风扇前设置延时断开继电器，枪头灯前设置蓄电池和灯开关；或主机电源板后依次连接中间继电器和延时断开继电器，中间继电器直接通过蓄电池和灯开关连接枪头等，延时断开继电器直接连接冷却风扇；或在主机电源板后依次连接中间继电器和风扇温控调节器，中间继电器直接通过蓄电池和灯开关连接枪头灯，风扇温控调节器直接连接冷却风扇。

进一步的，所述供电方式为辅助供电或全部短时间供电；所述直流蓄电式电压补偿器单次为用电设备提供额外电源的时长为：一秒至五秒、一分钟以内、三分钟以内、五分钟以内、十分钟以内、二十分钟以内、三十分钟以内、四十分钟以内、五十分钟以内或六十分钟以内，视蓄电池容量而定；供电间隔时间总时长≥工作时间。

本发明提供的直流蓄电式电压补偿器能够为用电设备提供额外的电源，可以使得用电设备主电路用电减小，进而使用电设备主电路电压回升。本发明直流蓄电式电压补偿器可以有效的减轻或避免线路超载负荷引起的电压下降，解决因供电线过长对施工的影响。

对于设置有本发明所提供的直流蓄电式电压补偿器的焊接机，由于焊一个隧道用热熔片，用电熔合时间通常仅为1至3秒，焊好后焊接机不再供电，待焊接下一个需要停顿1至3分钟，(因为在隧道中焊接热熔片是高空移动作业，所以移动慢)，故形成焊接机工作时间极短，而待机时间长的特点。将电压补偿器并联接入焊接机，由其中的蓄电池提供工作补偿稳压的电，此外通过继电器和控制器控制，使其在工作时不充电，待机时充电，保证在焊接机使用时其具有稳定的电源。

因为在隧道施工中的环境恶例，在施工不仅电压不稳，当插头损坏时工人还会将磁焊枪电源错接到380伏(本磁焊枪的工作电压为220V，是一条火线与一条零线，工人文化低，对电的概念蒙懂，以为只需将两条线接到闸刀上就可以了，所以常把两条线接两闸刀的两条火线上，结果就接到了380伏上了)，这样就容易损坏磁焊枪电源，因此可以用到超欠压保护，因为超欠压保护器打开后需要两秒钟左右超欠压检测，本磁焊枪电源起动时正好也需要两秒钟左右自检，这样加起来就需要四秒钟的自检，使用了本发明，就可以通过专用开关，或模式开关或通过PLC开关，或通过PLC开关设定，达到同步自检，也可省一半的自检时间，提高工作效率。

附图说明

图1A内置安装式直流蓄电式电压补偿器电路连接方式一；

图1B内置安装式直流蓄电式电压补偿器电路连接方式二；

图1C-1内置安装式直流蓄电式电压补偿器电路连接方式三(1)；

图1C-2内置安装式直流蓄电式电压补偿器电路连接方式三(2)

图1D-1内置安装式直流蓄电式电压补偿器电路连接方式四(1)；

图1D-2内置安装式直流蓄电式电压补偿器电路连接方式四(2)；

图2A直流蓄电式电压补偿器工作时不充电的控制电路连接方式一；

图2B直流蓄电式电压补偿器工作时不充电的控制电路连接方式二；

图2C直流蓄电式电压补偿器工作时不充电的控制电路连接方式三；

图2D直流蓄电式电压补偿器工作时不充电的控制电路连接方式四；

图2E直流蓄电式电压补偿器工作时不充电的控制电路连接方式五；

图2F本发明外接蓄电池充电控制电路连接方式一；

图2G本发明外接蓄电池充电控制电路连接方式二；

图3现有技术中的焊接机电路示意图；

图4A本发明焊接机电路连接方式一；

图4B本发明焊接机电路连接方式二；

图4C本发明焊接机电路连接方式三；

图4D本发明焊接机电路连接方式四；

图4E本发明焊接机电路连接方式五；

图5A本发明焊接机等同电压补偿电路连接方式一；

图5B本发明焊接机等同电压补偿电路连接方式二；

图5C本发明焊接机等同电压补偿电路连接方式三；

图5D本发明焊接机等同电压补偿电路连接方式四；

图6现有技术焊接机枪头电源电路示意图；

图7A本发明焊接机枪头电源电路连接方式一；

图7B本发明焊接机枪头电源电路连接方式二；

图7C本发明焊接机枪头电源电路连接方式三；

图7D本发明焊接机枪头电源电路连接方式四；

图7E本发明焊接机枪头电源电路连接方式五；

图7F本发明焊接机枪头电源电路连接方式六；

图7G本发明焊接机枪头电源电路连接方式七；

图8本发明外接蓄电池接线端口结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及说明书附图对本发明进一步说明：

实施例1

如附图1所示，直流蓄电式电压补偿器包括依次连接的充电器、蓄电池、逆变器和整流器；充电器外接市网交流电源为蓄电池充电，蓄电池输出的电流经逆变器升压后再经整流器整流成直流电源输出，后注入用电设备，如图1A所示，该电路可直接串接到现有技术的电路中。

直流蓄电式电压补偿器包括至少包括依次连接的充电器、蓄电池和二极管，以及与之并联的开关电源，如图1B所示，这种连接方式可以起到防止反向电流的冲击，省去逆变器和整流器，也可省去主电路的整流系统，简化整机电路，但对蓄电池要求工作在相对较高的电压。也可以是至少包括依次连接的开关电源和蓄电池，如框图1C-1所示；也可以是至少包括依次连接的开关电源和单向二极管，且在单向二极管前接入蓄电池，如框图1C-2；二极管的作用可以防止反向电流的冲击。也可以是至少包括依次连接的充电器和蓄电池，如框图1D-1，其与图1C-2以开关电源的电路接近，不同的是充电器输出波型，充电器输出的是脉冲直流电，更有利于蓄电池充电，但后级需滤波。或至少包括依次连接的充电器和单向二极管，且在单向二极管前接入蓄电池，如框图1D-2，同框图1C-2中二极管的作用可以防止反向电流的冲击。这些方式通过开关电源或充电器获得等同蓄电池电压输出的直流输出，同样能够达到稳定的电压补偿效果。

本电压补偿器能够为用电设备提供额外的电源，可以使得用电设备主电路用电减小，进而使用电设备主电路电压回升，具有稳压的功能。

所述蓄电池为石墨烯蓄电池、铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池、镍镉电池、钠硫蓄电池、镍锌蓄电池或飞轮电池中的一种；

所述蓄电池是单个或两个或两个以上的串联或并联；所述蓄电池电压为6V、9V、12V、18V、24V、36V、48V、60V、72V、300V或其它需要的电压伏数；所述蓄电池配有电压表。

进一步的，所述逆变器为离网方波逆变器、离网正弦波逆变器或并网正弦波逆变器；

所述整流器为桥堆整流器或桥式整流器；

所述桥堆整流器为桥堆二极管；所述桥式整流器为四个二极管组成的全桥式整流器或为两个二极管组成半桥式整流器；

所述桥堆二极管可以是插脚式、端子螺丝固定式、引脚脚贴焊式或贴片式。

本实施例设置蓄电池为内置安装式。

使用时，将所述直流蓄电式电压补偿器的整流直流输出并联接入用电设备，所述的并联接入是指与用电设备自身的整流器直流输出并联，一并进入用电设备内整流器后的电路或元件。

实施例2

如说明书附图2A和图2B所示，在实施例1中第一种结构形式的直流蓄电式电压补偿器(图1A所示)的基础上增加外置接入式蓄电池，即在内置安装蓄电池同时留有外接口以便接入外置的蓄电池，在使用时，可根据是否有交流电源选择使用的蓄电池进行用电设备的稳压。

其电路连接和控制方式可以采用两种形式，第一种电性连接充电器和逆变器，如附图2A。通过该方式连接，当逆变器有输出时，逆变器发送信号给充电器，充电器就停止充电；当逆变器无输出，充电器就充电，该电路的优点简单，成本低。其是在图1A的基础上多了一个逆变器控制充电器的电路，达到逆变器有输出时充电器不充电的目的，外接蓄电池连接内蓄电池。

第二种可以通过枪头开关电性连接充电器如图2B。通过枪头开关连接的方式的电路控制原理与图2B相同；当逆变器有输出时，枪开关发送信号给充电器，充电器就停止充电；当逆变器无输出，充电器就充电，该电路的优点简单，成本低。

此外如附图2C、图2D和图2E所示，还可设置有模式选择开关、枪头开关和PLC控制器，控制所述逆变器和所述充电器的工作状态，可实现逆变器无电流输出时充电，逆变器输出电流时。设置有模式选择开关和控制器的方式，电路连接方式有三种方式：

第一种如附图2C所示，依次连接模式选择开关和PLC控制器，并将PLC控制器连接至充电器。此时，模式选择开关处在电压监测档：当逆变器有输出时，PLC控制器监测到交流电源电压降低到设定值时，就发送信号给充电器停止充电；当逆变器无输出，PLC控制器监测到交流电源电压较高设定值时充电，此种模式是根据电压变化而动，通常工作在电压较稳定，偶尔低电压的情况下使用，如大功率电机起动等偶尔出现低电压的情况，这样可以减少充断电的次数，延长控制元件使用寿命。

第二种如图2D所示，依次连接模式选择开关和PLC控制器，并将PLC控制器连接至充电器和逆变器。模式选择开关处于在受逆变器控制档：当逆变器有输出时，逆变器发送信号给PLC控制器，PLC控制器发信号给充电器，充电器就停止充电，当逆变器无输出，充电器就充电。当PLC控制器监测蓄电池电量低至设定值时，停止逆变器输出，进入低电压保护壮态。该电路也可以设定控制器PLC充电器的工作电压定值，减少无需的动作，延长控制元件使用寿命。

对于外接蓄电池，可将其充电器与直流蓄电式电压补偿器内的PLC控制器电路连接，通过PLC控制器控制外接蓄电池的充电状态，连接方式如图2G(基于图2C的连接方式)和图2F(基于图2D的连接方式)，该充电器可设置在直流蓄电式电压补偿器内也可设置在直流蓄电式电压补偿器外；对于充电器的位置，其可以设置在补偿器内部，如图2G所示；也可以设置补偿器外部，如图2F所示。

第三种如图2E所示，在第二种的基础上，将枪头开关连接至PLC控制器。模式选择开关处于在枪头开关控制档：当逆变器有输出时，枪开关发送信号给PLC控制器，PLC控制器发信号给充电器，充电器就停止充电，当逆变器无输出，充电器就充电。当控制器监测蓄电池电量低至设定值时，停止逆变器输出，进入低电压保护壮态。该电路也可以设定控制器PLC充电器的工作电压定值，减少无需的动作，延长控制元件使用寿命。

如图2A-2G，外接蓄电池上串联设置一个二极管，这个二极管起单向作用。当连接线外面短路不会对内部的蓄电池以及电路造成影响；同时也不会因外蓄电池电压低时，导致内蓄电池向外蓄电池充电，只能是外蓄电池向内蓄电池充电，可以有效果稳定电路。

实施例3

现有技术中的焊接机电路示意图如图3所示，焊接机包括主机和枪头部分，通过主机内的逆变整流将交流电整流为主机内的控制板、风机等提供电源，也为枪头内的加热线圈提供电源，但是现有技术中的焊接机会出现背景技术中所提及的问题。

为解决上述问题，本实施例将直流蓄电式电压补偿器设置入焊接机的主机内，并与枪开关连接，实现控制如说明书附图4A和图4B。

如图4A所示，采用图2D的连接方式；以模式选择开关和逆变器和PLC控制器和(时间继电器或中间继电器)控制充电器的和现有技术的简化图整体组合电路，达到焊机工作时充电器不冲电的目的，外接蓄电池连接内蓄电池。

图4B，采用外置式和内接入式如图1C或图1D的连接方式，与图4A的连接方式近似，不同的是没有安装内蓄电池，仅使用外接蓄电池。

图4C，以模式选择开关和逆变器和PLC控制器和(时间继电器或中间继电器)控制充电器的和现有技术的简化图整体组合电路，达到焊机工作时充电器不充电的目的，增加了一个单向二极管，省去了主电路的整流器和主电路的电容滤波器，单向二极管起到防止反向电流的冲击。外接蓄电池连接内蓄电池。

电压补偿器并联并联接入焊接机主机内的交流电源输入口和电容滤波元件之间，与焊接机的整流器构成并联电路。电容滤波元件后再经过逆变器给控制板和枪头加热线圈提供电源。

将电压补偿器并联接入焊接机，由其中的蓄电池提供工作补偿稳压的电，此外通过继电器和控制器控制，使其在工作时不充电，待机时充电，保证在焊接机使用时其具有稳定的电源。本实施例为：一秒至五秒，出厂设定为两秒左右。间隔时间为等于或大于工作时间，常为大于工作时间。

对于本蓄电池放置，可主机机箱内设置电池仓或空间。所述电池仓或空间可以设置在主机内的下部或设置在主机内的上部或中部或前部或后部或左侧或右侧的一处或多处。

所述电池固定方式可以是稳合放入电池仓内或泡沫填充后稳合放入电池仓内或双面胶粘合在机箱内的空间，或绳子固定在机箱内的空间，或用螺丝通过压板固定在机箱内的空间，或用扎带固定在机箱内的空间，或用胶布固定在机箱内的空间中的一种。

此外，焊接机电路还可采用串联超欠压保护器的方式(如图4D)和串联压敏电阻保护器的方式(如图4E)

在交流电源接入整流器前串联超欠压保护器或串联压敏电阻保护器，其他连接关系同图4A；超欠保护器和压敏电阻保护器都能够在输入高电压时对焊接机电路具有保护作用。

本电磁加热器电源是从工业电磁加热领域移植后改动过来的，在电路中还保留有工业电磁加热领域特性。因为环境发生变化，故对其电磁加热器有新的要求，比如在工业领域的工作的电磁加热器是固定式，并且电压也非常稳定，不需要对电压有特别的要求，在电压保护方面仅是在整流电路之后设置了一个型号为391的压敏电阻，对整流之后电路高电压波型做一个简单的修正，无需达到电压保护的作用。但是到了隧道施工行业就大不一样，因为隧道施工是庭进式的，供电的变压器固定在洞口，用电的施工面不断的庭进，所以施工设备就跟着工作面向前移动，因此会遇到各种原因引起电压过高或不稳，损坏用电设备，所以就需对设备用电设备做相应的电压保护。

实施例4

如附图5A-5D，采用通过开关电源、充电器和/或获得等同蓄电池电压输出的直流输出；

特别注意，等同蓄电池电压是将交流电通过开关电源占空比整流，或变压整流的工作原理，把交流电变为蓄电池等同电压的直流电或脉冲直流电，或把蓄电池窜连至等同交流电压(AC220等同DC305V)，当工作时电压低时自然会向蓄电池取电，当待机时自然会向蓄电池充电，也可以通过辅助控制蓄电池充电与放电。如图5A采用图1D-1的方式接入；图5B采用图1B的方式接入，图5C采用图1C-1的方式接入；图5D采用1D-2的方式接入，并在单向二极管前增加一个蓄电池。以上均是多种灵活的接入方式，可根据电源电压情况、整流要求等因素选择合适的接入方式。

实施例5

如图6所示，通常的焊接机在枪头设置有冷却风扇，其在电源来自主机的电源板。而本发明提供的焊接机，其在枪头设置有枪头灯，其电源也来自焊接机主机，实现控制方式可以采用如下几种方式：

如图7A，在主机电源板后依次连接中间继电器和延时断开继电器，并联控制枪头内的冷却风扇和枪头灯。这种方式为延时断开电路，延时断开继电器的工作原理是先设置好延时断开时间，当工作时枪头开关控制中间继电器，切断枪头风扇电源，待机时中间继电器灰复供电，枪头风扇运行至延时断开继电器，预先设置好的延时时间停止，这样可以解决风扇一开机就长时间保持高速度运转，减少不需要的风扇冷却运转时间，枪头灯会受断电的影响。具体的，由枪头开关控制主机内的中间继电器，从而控制延时断开继电器，来断开枪头风扇，优点是达到枪头风扇不必要的长时间工作，由于高频线与控制线是同一条电缆，所以工作时高频线的高频干拢控制线容易损坏风扇，所以工作时采用枪头开关切断电源来避免干拢。

如图7B在枪头内设置枪头开关，枪头开关并联控制冷却风扇和枪头灯，冷却风扇前设置延时断开继电器，枪头灯前设置灯开关。这种方式是把控制延时断开继电器移至枪头内，省去了中间继电器，将由枪头直接控制，同时是将照明灯光电路移至延时断开继电器前方，这样就可以风扇控制就不会影响到枪头灯。把延时断开继电器(也可使用风扇自动调速器)移至枪头来，优点是独立控制枪头风扇不必要的长时间工作，相对来说待机时枪头有灯光电源。

如图7C在主机电源板后依次连接中间继电器和延时断开继电器，并联控制冷却风扇和枪头灯，在枪头灯前依次设置蓄电池和灯开关；为枪头中增加了一个蓄电池，在主机没有电过来的时候也能照明。图7C与图7B的电路是一样，不同的是把控制延时断开继电器安装在主机箱内，这样可以减小枪内空间。

如图7D在枪头内设置枪头开关，枪头开关并联控制冷却风扇和枪头灯，冷却风扇前设置延时断开继电器，枪头灯前设置蓄电池和灯开关。枪头中增加了一个蓄电池，是把控制延时断开继电器移至枪头内，省去了中间继电器，将由枪头直接控制，同时是将照明灯光电路移至延时断开继电器前方，这样就可以风扇控制就不会影响到灯光，充电时间充分，缺点是枪头内安装元件较多。在枪内安装了蓄电池，风扇和灯光工作不受枪头开关的限定，风扇不用频繁的起动，可提高风扇寿命。

如图7E在主机电源板后依次连接中间继电器和延时断开继电器，中间继电器直接通过蓄电池和灯开关连接枪头等，延时断开继电器直接连接冷却风扇。该方式为枪头中增加了一个蓄电池，电缆线增加一条线芯，电路分离，这样就可以风扇控制就不会影响到灯光，充电时间充分。图7E与图7D一样，不同的是把延时断开继电器移至主机箱内，来减轻枪头的空间，延时断开继电器也可换成风扇自动调速器。

如图7F，与图7D类似，不同的是通过风扇温控器直接连接冷却风扇，控制冷却风扇的风量大小。

如图7G，其在图7E的基础上增加风扇温控器和相应的中间继电器进行控制。

对于本领域技术人员而言，可以根据需要选择合适的连接方式。

实施例6

对于包括外接蓄电池的补偿器，可根据前述图2A-图2G的外接蓄电池接线要求设置不同的接口；其可设置为圆型为三角形或长方形或正方形中任一形状；接线端口上至少包括与内置蓄电池正负极连接的插孔，还可选择包括PLC控制器接入/接出插孔或交流电接入/接出口或外接蓄电池金属外壳PE接地线插孔，如图8中显示包含上述一个或多个插孔的多种形状的接线端口示意。

通过上述实现所述外置接入式指的是内置安装的蓄电池的正极和负极接入外置的蓄电池和PLC控制器通过四针或五针插孔引出接线端口，控制接入外置的蓄电池的冲电器；或所述外置接入式指的是内置安装的蓄电池的正极和负极接入外置的蓄电池和PLC控制器通过六针或七针插孔引出接线端口，控制接入外置的蓄电池的充电器；

所述接线端口为线端子或安全插头或航空插头或子母插头或螺丝接线端子或插接式接线端子；所述接线端口是圆型为三角形或长方形或正方形；所述接线端口是一个或两个或两个以上组合；所述接线端口是两针插孔或三针插孔或四针插孔或五针插孔或六针插孔；所述插针为带槽圆柱型或圆型香蕉插或带槽长方柱型或带槽正方柱型。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种直流蓄电式电压补偿器，其特征在于：其至少包括依次连接的充电器、蓄电池、逆变器和整流器；或至少包括依次连接的充电器、蓄电池和单向二极管，以及与之并联的开关电源；或至少包括依次连接的开关电源和蓄电池；或至少包括依次连接的充电器和蓄电池；或至少包括依次连接的开关电源和单向二极管，且在单向二极管前接入蓄电池；或至少包括依次连接的充电器和单向二极管，且在单向二极管前接入蓄电池。

2.根据权利要求1所述的一种直流蓄电式电压补偿器，其特征在于：

所述蓄电池为石墨烯蓄电池、铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池、镍镉电池、钠硫蓄电池、镍锌蓄电池或飞轮电池中的一种；

所述蓄电池是单个或两个或两个以上的串联或并联；所述蓄电池电压为6V、9V、12V、18V、24V、36V、48V、60V、72V、300V或需要的电压伏数；蓄电池电压低于交流电整流后的电压，所述蓄电池配有电压表。

3.根据权利要求1所述的一种直流蓄电式电压补偿器，其特征在于：所述逆变器为离网方波逆变器、离网正弦波逆变器或并网正弦波逆变器；

所述整流器为桥堆整流器或桥式整流器；

所述桥堆整流器为桥堆二极管；所述桥式整流器为四个二极管组成的全桥式整流器或为两个二极管组成半桥式整流器；

所述桥堆二极管是插脚式、端子螺丝固定式、引脚贴焊式或贴片式；

所述开关电源为现有技术的电源开关电源或变压器降压后的整流电源或整流元件或整流器。

4.根据权利要求1所述的一种直流蓄电式电压补偿器，其特征在于：所述蓄电池为内置安装式或蓄电池外置接入式；所述外置接入式指的是内置安装的蓄电池的正极和负极通过两针或三针插孔引出接线端口，接入外置的蓄电池；或所述外置接入式指的是内置安装的蓄电池的正极和负极接入外置的蓄电池和PLC控制器通过四针或五针插孔引出接线端口，控制接入外置的蓄电池的充电器；或所述外置接入式指的是内置安装的蓄电池的正极和负极接入外置的蓄电池和PLC控制器通过六针或七针插孔引出接线端口，控制接入外置的蓄电池的充电器；

所述接线端口为线端子或安全插头或航空插头或子母插头或螺丝接线端子或插接式接线端子；所述接线端口是圆型为三角形或长方形或正方形；所述接线端口是一个或两个或两个以上组合；所述接线端口是两针插孔或三针插孔或四针插孔或五针插孔或六针插孔；插孔为带槽圆柱型或圆型香蕉插或带槽长方柱型或带槽正方柱型。

5.根据权利要求1所述的一种直流蓄电式电压补偿器，其特征在于：所述的直流蓄电式电压补偿器为内置式或外置接入式或共同内置和外置接入式中的一种；所述直流蓄电式电压补偿器为一个、两个或多个的组合；

将所述直流蓄电式电压补偿器的直流输出并联接入用电设备，所述的并联接入是指与用电设备自身的整流器直流输出并联，一并进入用电设备内整流器后的电路或元件。

6.一种设置有权利要求1-5任一所述直流蓄电式电压补偿器的焊接机，其特征在于：将所述直流蓄电式电压补偿器并联接入焊接机主机内的整流器后滤波电容的正极和负极，与焊枪的整流器构成并联电路，所述焊接机为电磁焊机、爬焊机、止水带焊机、碰焊机、氩气保护焊机、直流电焊机或变频电焊机。

7.根据权利要求6所述的焊接机，其特征在于：所述焊接机的枪头开关与所述直流蓄电式电压补偿器内的控制器或充电器电性连接；

所述枪头开关是转动式选择开关或按键式或翘板式或PLC界面式触摸屏按钮选择开关；所述PLC与触摸屏是一体机或分体机。

8.根据权利要求7所述的焊接机，其特征在于：直流蓄电式电压补偿器的逆变器和充电器的工作状态由枪头开关直接控制；或由枪头开关控制中间继电器，或由枪头开关控制中间继电器及控制时间继电器，进而通过中间继电器或时间继电器来控制直流蓄电式电压补偿器的逆变器和充电器的工作状态；或是由模式选择开关和PLC控制器，由中间继电器或时间继电器控制PLC控制器，控制直流蓄电式电压补偿器的逆变器和充电器的工作状态；所述工作状态为焊接机或是逆变器有输出时不充电、待机时充电；

所述焊接机还设置有超欠压保护器同步自检或输入窜有压敏电阻组；

所述同步自检为开机时，通过模式开关，同时打开超欠压保护器延时上电与本磁焊枪电源起动同步进行，以达到同步完成或先后完成；而且当电压过高或过低时超欠压保护器关断输入电的同时不影响焊接机的工作，当超欠压保护器再次进入两秒左右的延时上电时不影响焊接机的工作；

所述输入窜有压敏电阻为压敏电阻组或压敏电阻电路板；所述压敏电阻组或压敏电阻电路板具体为输入并联有两个或两个以上的压敏电阻。

9.根据权利要求6所述的焊接机，其特征在于：所述焊接机主机部分设置有照明光源，和/或枪头部分设置有照明光源；

所述照明光源为LED光源、钨丝灯炮光源、点钨灯光源、氙气灯光源、荧光灯光源或霓虹灯光源中的一种或多种；

所述LED光源为LED塑封平板灯、LED金属平板灯、LED金属壳射灯、LED塑壳射灯或LED聚光灯中的一种或多种；

所述LED光源为白色、暖白或暖色中的一种或多种；

所述主机与所述枪头的光源开关控制方式为：开关打开后常亮、开关打开后闪亮、LED光源受控于自锁开关打开后常亮、LED光源受控于自复位开关松手后熄灭或设置有调节光源强度的调光开关中的一种；

枪头部分设置的照明光源为枪头灯，其连接方式为：在主机电源板后依次连接中间继电器和延时断开继电器，并联控制枪头内的冷却风扇和枪头灯；或在枪头内设置枪头开关，枪头开关并联控制冷却风扇和枪头灯，冷却风扇前设置延时断开继电器，枪头灯前设置灯开关；或在主机电源板后依次连接中间继电器和延时断开继电器，并联控制冷却风扇和枪头灯，在枪头灯前依次设置蓄电池和灯开关；或在枪头内设置枪头开关，枪头开关并联控制冷却风扇和枪头灯，冷却风扇前设置延时断开继电器，枪头灯前设置蓄电池和灯开关；或在主机电源板后依次连接中间继电器和延时断开继电器，中间继电器直接通过蓄电池和灯开关连接枪头等，延时断开继电器直接连接冷却风扇；或在主机电源板后依次连接中间继电器和风扇温控调节器，中间继电器直接通过蓄电池和灯开关连接枪头灯，风扇温控调节器直接连接冷却风扇；风扇温控调节器的传感器可以通过导热硅脂安装在加热线圈上，或风扇温控调节器的传感器可以通过导热硅脂安装在加热线圈接线柱上。

10.根据权利要求1-5任一所述的一种直流蓄电式电压补偿器的供电方式，其特征在于：所述供电方式为辅助供电或全部短时间供电；所述直流蓄电式电压补偿器单次为用电设备提供额外电源的时长为：一秒至五秒、一分钟以内、三分钟以内、五分钟以内、十分钟以内、二十分钟以内、三十分钟以内、四十分钟以内、五十分钟以内或六十分钟以内，视蓄电池容量而定；供电间隔总和时间≥工作时间。