CN111097999A - 一种多功能发电焊机控制系统及其使用方法 - Google Patents

一种多功能发电焊机控制系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多功能发电焊机控制系统，包括发电机GS TF的电机转子和电机定子，所述电机定子内含有高压绕组，所述高压绕组的中间点U2抽头出低压绕组并连接于联动开关QS的第一动点b，所述高压绕组出线端U3连接于联动开关QS的第二动点c，所述联动开关QS的第一定点a连接于整流桥UR的第一输入端，所述高压绕组的尾端U1连接于所述整流桥UR的第二输入端，所述整流桥UR的第一输出端连接于所述联动开关QS的第二定点a’，所述联动开关QS的第三动点b’作为气保焊的电源正端，所述联动开关QS的第四动点c’作为手工焊和氩弧焊的电源正端。本发明通过对绕组进行设计，使发电焊机能同时实现手工焊、气保焊和氩弧焊等多种焊接技术要求，实现多功能焊接。

Description

一种多功能发电焊机控制系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及发电焊机的技术领域，尤其是涉及一种多功能发电焊机控制系统及其使用方法。
背景技术
目前，市场上的发电焊机产品，一般分为：1、手工焊：全称手工电弧焊，简称MMA焊，是一种使用焊钳夹住焊条进行焊接的方法，其要求空载电压高，伏安特性为陡降特性，即电压下将较快，如空载电压75V，而焊接时只有20多V；2、气保焊：全称熔化极气体保护电弧焊，简称MIG焊，用金属焊丝作为熔化电极，惰性气体（CO2）作保护的弧焊接方法，其空载电压与焊接时电压基本持平，伏安特性为平特性，每一百安电流要求电压下降不能超过5V，且电流是大小是靠调节电压大小决定，这种焊接法都采用焊丝自动送丝；3、氩弧焊：全称氩气体保护焊，简称TIG焊，用工业钨或活性钨作不熔化电级，惰性气体氩气作保护气的焊接方法，氩弧焊与手工焊空载电压一致，并共用一组绕组，只是另加一电抗，通过电抗起到滤波作用。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：由于手工焊和氩弧焊要求空载电压高且具有下降特性，气保焊要求空载电压小且具有平特性，而现有的发电焊机都只有单一的绕组，要么用于手弧焊，要么用于气保焊，并没有可同时应用手弧焊、氩弧焊和气保焊的发电焊机，这使得需要多功能焊接时，加工现场更换焊接装置耗时耗力，焊接效率低下。因此，市场迫切需要一款多功能、且能远距离控制的焊接设备。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种多功能发电焊机控制系统及其使用方法。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种多功能发电焊机控制系统，包括发电机GS TF的电机转子和电机定子，所述电机定子内含有高压绕组，所述高压绕组的中间点U2抽头出低压绕组并连接于联动开关QS的第一动点b，所述高压绕组出线端U3连接于联动开关QS的第二动点c，所述联动开关QS的第一定点a连接于整流桥UR的第一输入端，所述高压绕组的尾端U1连接于所述整流桥UR的第二输入端，所述整流桥UR的第一输出端连接于所述联动开关QS的第二定点a’，所述联动开关QS的第三动点b’作为气保焊的电源正端，所述联动开关QS的第四动点c’作为手工焊和氩弧焊的电源正端，所述整流桥UR的第二输出端作为所述气保焊以及手工焊和氩弧焊的电源负端。
通过采用上述技术方案，通过对电机定子的绕组进行设计，使发电焊机能同时实现手工焊、气保焊和氩弧焊等多种焊接技术要求，实现多功能焊接。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电机转子连接电压自动调节器AVR，所述高压绕组的尾端U1连接有电流互感器TA并作为恒流焊的电源一端，所述高压绕组出线端U3作为所述恒流焊的电源另一端，其中，所述电流互感器TA的两端与所述电压自动调节器AVR连接。
通过采用上述技术方案，通过对绕组进行设计，使发电焊机能同时实现手工焊、气保焊、氩弧焊和恒流焊等多种焊接技术要求，实现多功能焊接。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电流互感器TA的一端还串联有可调电位器RP。
通过采用上述技术方案，通过调节所述可调电位器RP可以调节恒流焊的输出流，适用性更高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电压自动调节器AVR还连接有励磁绕组AC3。
通过采用上述技术方案，发电机内用励磁绕组，可以替代永磁体，可以产生永磁体无法产生的强大的磁通密度，且可以方便调节，从而可以实现大功率发电。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电压自动调节器AVR还连接有第一交流绕组AC1和第二交流绕组AC2。
通过采用上述技术方案，发电焊机不仅能够有效调节自身的输出电压，同时还能保证额外电能输送，功能性更完善。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述联动开关QS的第四动点c’还分别串联有第一可调电抗器L1和第一分流器RW1。
通过采用上述技术方案，通过调节所述第一可调电抗器L1可以调节手工焊和氩弧焊的电压在74-77V之间可调。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一分流器RW1两端并联有第一电流表PA1，所述手工焊和氩弧焊的电源两端设置有第一电压表PV1。
通过采用上述技术方案，通过设置第一电流表PA1和第一电压表PV1，可以使调节手工焊和氩弧焊的电压的过程更加直观和方便。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述联动开关QS的第三动点b’还分别串联有第二可调电抗器L2和第二分流器RW2。
通过采用上述技术方案，通过调节所述第二可调电抗器L2可以调节气保焊的电压在18-40V之间可调。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二分流器RW2两端并联有第二电流表PA2，所述气保焊的电源两端设置有第二电压表PV2。
通过采用上述技术方案，通过设置第二电流表PA2和第二电压表PV2，可以使调节气保焊的电压的过程更加直观和方便。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种所述的多功能发电焊机控制系统的使用方法，当需要为手工焊和氩弧焊提供电源时，控制所述联动开关QS的第一定点a与第二动点c导通以及第二定点a’与第四动点c’导通；当需要为气保焊提供电源时，控制所述联动开关QS的第一定点a与第一动点b导通以及第二定点a’与第三动点b’导通。
通过采用上述技术方案，通过对电机定子的绕组进行设计，使发电焊机能同时实现手工焊、气保焊和氩弧焊等多种焊接技术要求，实现多功能焊接。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过对电机定子的绕组进行设计，使发电焊机能同时实现手工焊、气保焊和氩弧焊等多种焊接技术要求，实现多功能焊接；
2.各焊接切换方便，通过面板转换开关即可实现，发电焊机在实现多功能焊接方式的同时，有效降低了成本，发电焊机的性价比更高；
3.发电焊机不仅能够有效调节自身的输出电压，同时还能保证额外电能输送，功能性更完善；
4.发电焊机主机不动，通过电缆只移动送丝机即可实现远距离焊接，可方便灵活适应客户现场施工；
5.为了增大节距，绕组采用两相交叉式布线，绕组系数大于1，提高了电机槽利用率并减少槽满率。
附图说明
图1是本发明多功能发电焊机控制系统原理框图；
图2是本发明高压绕组和低压绕组的绕组布线示意图；
图3是本发明电机定子的绕组布线示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种多功能发电焊机控制系统，包括发电机GS TF的电机转子和电机定子，所述电机定子内含有高压绕组，所述高压绕组的中间点U2抽头出低压绕组并连接于联动开关QS的第一动点b，所述高压绕组出线端U3连接于联动开关QS的第二动点c，所述联动开关QS的第一定点a连接于整流桥UR的第一输入端，所述高压绕组的尾端U1连接于所述整流桥UR的第二输入端，所述整流桥UR的第一输出端连接于所述联动开关QS的第二定点a’，所述联动开关QS的第三动点b’作为气保焊的电源正端，所述联动开关QS的第四动点c’作为手工焊和氩弧焊的电源正端，所述整流桥UR的第二输出端作为所述气保焊以及手工焊和氩弧焊的电源负端。所述第一动点b和第三动点b’同时导通或断开，所述第二动点c和第四动点c’同时导通或断开。
继续参照图1，在本发明一实施例中，所述电机转子连接可调节伏安特性的电压自动调节器AVR，所述高压绕组的尾端U1连接有电流互感器TA并作为恒流焊（简称CC焊）的电源一端，所述高压绕组出线端U3作为所述恒流焊的电源另一端，其中，所述电流互感器TA的两端与所述电压自动调节器AVR连接；所述电流互感器TA的一端还串联有可调电位器RP；所述电压自动调节器AVR还连接有励磁绕组AC3；所述电压自动调节器AVR还连接有第一交流绕组AC1和第二交流绕组AC2，且所述第一交流绕组AC1和第二交流绕组AC2两端输出处还设置有断路器QF以保护电路安全，输出AC240V的交流电，所述第一交流绕组AC1两端U4-U5还可以直接设置一输出AC120V的交流电；所述联动开关QS的第四动点c’还分别串联有第一可调电抗器L1和第一分流器RW1；所述第一分流器RW1两端并联有第一电流表PA1，所述手工焊和氩弧焊的电源两端设置有第一电压表PV1；所述联动开关QS的第三动点b’还分别串联有第二可调电抗器L2和第二分流器RW2；所述第二分流器RW2两端并联有第二电流表PA2，所述气保焊的电源两端设置有第二电压表PV2。
本发明通过联动开关实现手工焊、气保焊、氩弧焊和恒流焊（高压/低压）转换，各电压大小值通过电压自动调节器进行控制，由电压表显示电压高低，并对应其电流值实时操作，恒流焊电流调节是通过电流互感器和可调电位器实现。
参照图2和图3，图2是本发明高压绕组和低压绕组的绕组布线示意图，图3是本发明电机定子中高压绕组、低压绕组、励磁绕组、第一交流绕组和第二交流绕组的绕组布线示意图；电机绕组设计以单相、链式大节距、抽头的方式，多股并联布置绕组，绕组为增大节距，采用两相交叉式布线，绕组系数大于1，提高电机槽利用率，减少槽满率；手工焊和氩弧焊共用一绕组，气保焊绕组通过手工焊绕组抽头得到的，它们分别经联动开关接入整流桥；绕组可以根据要求的电流大小设计成不同并联根数的绕组，由于绕组节距大，因此，电压值相对于小节距绕组圈数可以更少。
本发明还公开一种所述的多功能发电焊机控制系统的使用方法，当需要为手工焊和氩弧焊提供电源时，控制所述联动开关QS的第一定点a与第二动点c导通以及第二定点a’与第四动点c’导通，同时，可以调节所述第一可调电抗器L1，同时观察所述第一电流表PA1的示数进行电压调节；当需要为气保焊提供电源时，控制所述联动开关QS的第一定点a与第一动点b导通以及第二定点a’与第三动点b’导通，同时，可以调节所述第二可调电抗器L2，同时观察所述第二电流表PA2的示数进行电压调节；当需要作为恒流焊电源时，直接插在所述恒流焊的电源输出两端。
本发明可有效降低焊接成本，使得发电焊机系统的性价比更高，同时各个焊接特性都十分稳定，发电焊机系统不仅能够有效调节自身的控制，同时还能保证发电（即工频电源）10KVA（120V/240V）的功率，功能性更高。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能发电焊机控制系统，其特征在于：包括发电机GS TF的电机转子和电机定子，所述电机定子内含有高压绕组，所述高压绕组的中间点U2抽头出低压绕组并连接于联动开关QS的第一动点b，所述高压绕组出线端U3连接于联动开关QS的第二动点c，所述联动开关QS的第一定点a连接于整流桥UR的第一输入端，所述高压绕组的尾端U1连接于所述整流桥UR的第二输入端，所述整流桥UR的第一输出端连接于所述联动开关QS的第二定点a’，所述联动开关QS的第三动点b’作为气保焊的电源正端，所述联动开关QS的第四动点c’作为手工焊和氩弧焊的电源正端，所述整流桥UR的第二输出端作为所述气保焊以及手工焊和氩弧焊的电源负端。
2.根据权利要求1所述的多功能发电焊机控制系统，其特征在于：所述电机转子连接电压自动调节器AVR，所述高压绕组的尾端U1连接有电流互感器TA并作为恒流焊的电源一端，所述高压绕组出线端U3作为所述恒流焊的电源另一端，其中，所述电流互感器TA的两端与所述电压自动调节器AVR连接。
3.根据权利要求2所述的多功能发电焊机控制系统，其特征在于：所述电流互感器TA的一端还串联有可调电位器RP。
4.根据权利要求2所述的多功能发电焊机控制系统，其特征在于：所述电压自动调节器AVR还连接有励磁绕组AC3。
5.根据权利要求2所述的多功能发电焊机控制系统，其特征在于：所述电压自动调节器AVR还连接有第一交流绕组AC1和第二交流绕组AC2。
6.根据权利要求1所述的多功能发电焊机控制系统，其特征在于：所述联动开关QS的第四动点c’还分别串联有第一可调电抗器L1和第一分流器RW1。
7.根据权利要求6所述的多功能发电焊机控制系统，其特征在于：所述第一分流器RW1两端并联有第一电流表PA1，所述手工焊和氩弧焊的电源两端设置有第一电压表PV1。
8.根据权利要求1所述的多功能发电焊机控制系统，其特征在于：所述联动开关QS的第三动点b’还分别串联有第二可调电抗器L2和第二分流器RW2。
9.根据权利要求8所述的多功能发电焊机控制系统，其特征在于：所述第二分流器RW2两端并联有第二电流表PA2，所述气保焊的电源两端设置有第二电压表PV2。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的多功能发电焊机控制系统的使用方法，其特征在于：当需要为手工焊和氩弧焊提供电源时，控制所述联动开关QS的第一定点a与第二动点c导通以及第二定点a’与第四动点c’导通；当需要为气保焊提供电源时，控制所述联动开关QS的第一定点a与第一动点b导通以及第二定点a’与第三动点b’导通。
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