CN1196560C - 电弧焊接机的发生器 - Google Patents

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Abstract

一种电弧焊接机的发生器，设置有输入整流器级(101)，它具有单位功率因数，包括主电源一侧上的电感器(107)、两个二极管(109、110)和两个电子开关(111、112)，每个二极管一个开关，电子开关被一个驱动器驱动，驱动器使得输入整流器级的吸收实际为正弦波形的电流。

Description

电弧焊接机的发生器
技术领域
本发明涉及电弧焊接机的发生器，它具有能够吸收交流主电源供电的正弦电流的输入整流器级。
背景技术
根据本发明的发生器为电子型。
根据现有技术，电弧焊接机的发生器的典型设计图为图1中所示的图，它提供有整流器级1，随后是具有钳位电容器的块2，带有高频电子开关3的倒相器块与其连接，倒相器块驱动变压器4，其次级绕组提供给整流器级，后者通过对输出电流钳位的电感器6提供给焊接电弧7。
这种类型的发生器在工作期间吸收电源中其波形具有高谐波内容的电流，如图2中所示的波形。
采用这种类型的波形，获得低功率因数，即，如果需要输出中的高的有用功率电平，必须要吸收电源中的高的RMS电流。
这引发电源供电的相当多问题，因为被吸收电流中的高谐波内容限制发生器能够传递的功率，这是一个严重缺点，尤其是在使用期间在提供低功率的地方，诸如由国内服务机构提供服务的这些地方。
这是由下述实事引起的，被发生器吸收的RMS电流的高强度引起系统的热保护的激活，尽管输出中的有用功率低于等效电阻负载的功率。
为了回避这些问题，已经设计焊接发生器，它具有辅助电子级，允许在电源一侧电流的正弦吸收，从而使得发生器等效于一个电阻负载。
以这种方式，有可能吸收所有的可提供的有效功率。
图3示出了根据这一结构的发生器的典型图，相对于图1的图，它增加了由参考数字7表示的一级，它插在整流器块与钳位块之间。
被称为BOOST型PFC的这一级包括电感器71、电子开关72和二极管73，排列如图所示。
开关72是通过一个合适块74控制的，这允许发生器正弦吸收，正如图4所示。
然而，这个块的引入必然伴随发生器部件和成本的增加。
另外，部件的增加引起由半导体器件中损耗增大造成的效率的降低。
发明公开
本发明的宗旨是提供一种电弧焊接机的发生器，它克服了上述问题，尤其是实现操作和效率的最优化。
在这个宗旨范围内，本发明的一个主要目的是提供一种降低电子部件数目以便降低成本并提高效率的发生器的电路。
这些和其它目的通过以下说明将变得更加显然，它们是通过这样一种焊接机实现的，所述焊接机包括具有初级绕组和次级绕组的电流变压器，在次级绕组上它提供焊接电弧，所述变压器的初级绕组由具有高频电子开关的倒相器块供电，前面是钳位电容器的块，所述电容器由输入整流器级供电，其特征在于，所述输入整流器级具有单位功率因数，并由至少一个电容器(在电源一侧上)和至少两个二极管和至少两个电子开关组成，每个二极管一个开关，所述开关被驱动器驱动，这使得输入整流器级的吸收实际为正弦的。
附图简述
从以下结合附图给出的对仅仅以非限定例举方式说明的本发明较佳实施例的详细描述，本发明的进一步特征和优点将变得更加明显，其中：
图1是电弧焊接机的发生器的典型方框图，电源一侧的吸收是以存在强谐波表征的。
图2绘出被图1的发生器所吸收的电流。
图3是根据现有技术的发生器的典型方框图，在电源一侧具有吸收正弦波形电流的控制级。
图4绘出被图3的发生器所吸收的电流。
图5是根据本发明的发生器的方框图。
图6是在单相电源的情况中，图5的发生器的输入整流器级的简化图。
图7是在三相电源的情况中，图5的发生器的输入整流器级的简化图。
图8是图6的输入整流器级的详细图，说明电流的路径。
图9是图3所示类型的传统发生器的整流器级和控制级的详细图，说明电流的路径，与图8所示的路径相比较。
实现本发明的方式
参考附图，根据本发明的发生器示于图5至图8中。
发生器由图5中表示为输入整流器级101、电容器钳位级102、具有快速电子开关的倒相器级103、电流变压器104、和焊接电弧106的电源级105的一组块组成。
发生器的特征部分在于输入整流器级101，在图6、7和8中详细地示出。
在图6中，输入级101首先详细示出，并与单相电源的发生器相关。
在这个电路结构中，提供一个电感器107，它与电源输入108直接连接。
电感器107之后是两个二极管109和110，它们相反地互连，每个二极管有一个电子开关，分别由参考数字111和112表示。
输出113和114提供给钳位电容器级102。
在三相电源的情况中，正如图7所示，有三个电感器，每一个相一个，它们由参考数字115、116和117表示，并与电源118直接连接。
每个电感器之后是各自的一个二极管119、120和121，每个二极管有一个电子开关，它们分别由参考数字122、123和124表示。
图8更详细地示出输入整流器级的结构，进一步说明作用在开关111和112上的驱动器125。
正如以虚线表示轨迹的路径所示，电流(在一个操作步骤中)流过电感器107、二极管109、电容器102和开关112(开关闭合时)。当开关111闭合和二极管110导通时出现一条类似路径。
图9示出对应于图3发生器的电路，它包括具有四个二极管201、202、203和204的整流器电桥、相对于电源输入206而言位于电桥下游的电感器205、另一个二极管207、钳位电容器208和受驱动器210控制的开关209。
在示出的导通步骤中，电流流过二极管201、二极管207、电容器208和二极管204。
通过比较两个电路中的电流的路径清楚地示出，在根据本发明的电路中，电流仅流过两个半导体器件，而在根据现有技术的电路中则流过三个。
从元件角度考虑，尽管增加一个额外快速开关，但是二极管减少为两个，而在根据现有技术的电路中设置五个。
半导体器件数目的减少一方面降低了发生器的成本，另一方面增大了其效率，因为由于半导体器件的较少数目，其损耗更低。
从以上描述和附图可见，显然预期的宗旨和目标已经实现，尤其是已经提供一种用于焊接的发生器，它在电源一侧具有正弦吸收，并提供改善的效率和低的成本。
材料和元件当然可以是任何根据发生器的尺寸的材料和元件。
这里通过参考引入意大利专利申请PD99A000159中的公开内容，本申请要求该专利申请的优先权。

Claims (5)

1.一种电弧焊接机的发生器，包括具有初级绕组和次级绕组的电流变压器，在次级绕组上它提供焊接电弧，所述变压器的初级绕组由钳位电容器块前的带有高频电子开关的倒相器块供电，所述电容器由输入整流器级供电，其特征在于，所述输入整流器级具有单位功率因数，在电源一侧由至少一个电感器和至少两个二极管和至少两个电子开关组成，每个二极管一个电子开关，所述开关受驱动器驱动，驱动器使得输入整流器级的吸收实际为正弦波形的电流。
2.如权利要求1所述的发生器，其特征在于：它包括一对二极管和一对电子开关，每个二极管一个开关。
3.如权利要求2所述的发生器，其特征在于：在任何导电步骤中电流在单个二极管和单个电子开关上循环。
4.如权利要求1所述的发生器，其特征在于：电源一侧的电流吸收是正弦波形的。
5.如权利要求1所述的发生器，其特征在于：它包括三个电感器、三个二极管和三个电子开关，每一相各一个，受驱动器驱动，驱动器使得输入整流器级的吸收实际是正弦波形的电流。
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