CN2254389Y - 快速无功补偿电焊机 - Google Patents

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Abstract

一种快速无功补偿电焊机。由焊接装置1和快速无功补偿装置2所组成；快速无功补偿装置2包括由无触点电子开关211补偿电容212串联而成的执行电路21和控制电路22。控制电路22中的电压检测电路221和电流检测电路222将电网上的信号送入门电路223，经脉冲触发器224控制无触点开关211，使补偿电容212投入电网。本实用新型装置结构简单，性能可靠，能快速、准确投入补偿电容，无过渡过程，不会造成任何电压、电流波动，补偿一次到位，能有效控制无功功率，实现功率因数的自动补偿。

Description

快速无功补偿电焊机
本实用新型涉及一种电焊装置，尤其涉及一种具有快速无功补偿功能的电焊机。
目前，国内使用的各种大、中功率电焊机，包括进口的电焊机，由于没有功率因数自动补偿装置，在电焊机工作时，其工作电流大，功率因数很低，仅有0.4左右，造成电压大幅度波动和电能浪费，直接影响焊接质量，常造成假焊和虚焊。而一般的功率因数自动补偿装置，又无法跟踪这种大幅度频繁变化的用电设备，如专利号为89214181.6的“交流弧焊机高功率因数节能器”，采用交流接触器作为补偿电路的主回路开关，这种机械式的主回路开关响应速度慢，最快只能达0.1/秒，如果以这样的方式在电网中通断电容，势必给电网带来极大过电压冲击，对本身的触点和机械部分也带来损害，影响其可靠性。
本实用新型的目的是为解决长期存在的电焊机功率因数补偿问题，而设计一种使用方便，运行可靠，无冲击、无过渡过程并有节电功能的电焊机。
为达到上述目的，本实用新型装置由焊接装置和快速无功补偿装置所组成；快速无功补偿装置包括执行电路和控制电路，是一个有独立功能的整体，可以内置于焊接装置，也可以外置于焊接装置；快速无功补偿装置与焊接装置并联接入电网。
附图的图面说明如下：
图1是本实用新型装置的结构方框图。
图2是所述快速无功补偿装置2的一个最佳实施例的电路结构图。
下面结合附图和附图所示的最佳实施例对本实用新型装置作进一步的详细说明。
如图1所示，快速无功补偿电焊机由焊接装置1和快速无功补偿装置2所组成；焊接装置1可以是点焊机、缝焊机、气体保护焊机或其它焊机；快速无功补偿装置2包括执行电路21和控制电路22，是一个有独立功能的整体，可以内置于焊接装置1，也可以外置于焊接装置1；快速无功补偿装置2与焊接装置1并联接入电网。
图2是所述快速无功补偿装置2的一个最佳实施例的电路结构图。由图可见，执行电路21由无触点电子开关211和补偿电容212串联而成；无触点电子开关211可以是晶体闸流管，也可以是电力模块或固态继电器。图2的实施例中用的是晶体闸流管。控制电路22包括电压检测电路221、电流检测电路222、门电路223、脉冲触发电路224、电流互感器225和变压器226。电流互感器225连接电流检测电路222的输入，变压器226的输出连接电压检测电路221的输入，电压检测电路221和电流检测电路222的输出连接门电路223的输入，门电路223的输出连接脉冲触发电路224的输入，脉冲触发电路224的输出连接执行电路21的无触点电子开关211。
门电路223和脉冲触发电路224是现有技术。
电压检测电路221由二极管、电容、电阻组成的滤波整形电路以及324型运算放大器所组成，与变压器226相连接。变压器226次级绕组的一端分叉成两路，一路串接二极管D1、电阻R1、R2，最后接入324型放大器的负向输入端；另一路串接二级管D2、电阻R3、R4，最后进入324型放大器的正向输入端。变压器226次级绕组的另一端分叉成三路，其中两路是电容C1和电阻R5并联后连接R3和R4之间的连接点，另一路串接R6后连接R1和R2之间的连接点；放大器的正向输入端和输出端之间还并接一个电阻R7。
电流检测电路222由324型运算放大器以及二级管、电容和电阻所组成，与电流互感器225相连接。电流互感器225与电阻R8并接后，其中一端串接二级管D3、电阻R9、R12，最后接入放大器的负向输入端；另一端串接电位器R11，连接电源U+，电位器R11的可变抽头串接R13后接入放大器的正向输入端；另外在R9、R12之间的连接点经过并接电容C2和电阻R10后连接电流互感器225的另一端；在放大器的正向输入端和输出端之间还并接一个电阻R14。
当电焊机接通电源后，补偿电容212即进入浮充电状态，但并不接入电网，控制电路22处于工作状态。电压检测电路221、电流检测电路222跟踪检测电网电流、电压信号；电压检测电路221的取样电压信号通过变压器226取得，是为与负载同相位同频率的正弦波，其正半周一部分进入运算放大器的负向输入端，在其负向输入端电压高于正向输入端电压时，运算放大器快速翻转，瞬时变为低电平，在负向输入端电压高于正向输入端电压时，运算放大器又一次翻转。在每一个正弦波峰值附近，输出一个有陡峭下降沿的负矩形脉冲，完成峰值检测。电流检测电路222的信号通过电流互感器225取得，同样也是正弦波，当检测到电流信号时，输出高电平。电压检测电路221和电流检测电路222都将检测到的信号送入门电路223，经门电路比较分析，送入脉冲触发电路224，当负载接入引起电流、电压大幅度变化时，开启控制门的高电平和电压峰值信号同时存在，门电路223启动脉冲触发电路224，脉冲触发电路224输出脉冲信号使无触点电子开关211闭合，晶体闸流管导通，将补偿电容212投入电网，投入后其电压、电流即进入稳态，没有过渡过程。补偿电容212在电路设计上使其在电流过零时自动退出，同样实现无过渡过程操作。这样，在50HZ的工频电网里，触发脉冲每个周期发出一个，所以晶体闸流管能在0.02秒时间内对检测到的信号作出响应，使补偿电容212在0.02秒的一个周期内接通或断开，从而实现电焊机精确、快速的无功补偿。电网可以是交流220V，也可以是交流380V。
由于快速无功补偿装置2是一个有独立功能的整体，因此可以单独拿出来与一般的焊机并接使用，还可以由若干个小功率的快速无功补偿装置并联组成一个大功率的快速无功补偿装置2以便与不同功率的一般焊机配合使用。
本实用新型装置的优点是；电路结构简单，性能可靠，能快速、准确投入补偿电容，无过渡过程，不会造成任何电压、电流波动，可按需要整定补偿量，节约电能，补偿一次到位，能有效控制无功功率，实现功率因数的自动补偿。

Claims (6)

1、一种快速无功补偿电焊机，由焊接装置(1)和快速无功补偿装置(2)所组成；其特征在于；快速无功补偿装置(2)包括执行电路(21)和控制电路(22)，是一个有独立功能的整体，可以内置于焊接装置(1)，也可以外置于焊接装置(1)；快速无功补偿装置(2)与焊接装置(1)并联接入电网。
2、根据权利要求1所述的快速无功补偿电焊机，其特征在于：所述快速无功补偿装置(2)的执行电路(21)由无触点电子开关(211)和补偿电容(212)串联而成。
3、根据权利要求1所述的快速无功补偿电焊机，其特征在于：在所述快速无功补偿装置(2)的控制电路(22)中，电流互感器(225)连接电流检测电路(222)的输入，变压器(226)的输出连接电压检测电路(221)的输入，电压检测电路(221)和电流检测电路(222)的输出连接门电路(223)的输入，门电路(223)的输出连接脉冲触发电路(224)的输入，脉冲触发电路(224)的输出连接执行电路(21)的无触点电子开关(211)。
4、根据权利要求1和2所述的快速无功补偿电焊机，其特征在于：所述无触点电子开关(211)可以是晶体闸流管，也可以是电力模块或固态继电器。
5、根据权利要求1所述的快速无功补偿电焊机，其特征在于：可以由若干个小功率的快速无功补偿装置并联组成一个大功率的快速无功补偿装置(2)。
6、根据权利要求1所述的快速无功补偿电焊机，其特征在于：所述焊接装置(1)可以是点焊机、缝焊机、气体保护焊机或其它电焊机。
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CN102120284A (zh) * 2011-04-16 2011-07-13 安徽天宇金属股份有限公司 钢筋焊接网焊接电流补偿装置
CN104167746A (zh) * 2014-09-04 2014-11-26 山东哈雷电力科技有限公司 电焊机专用无功补偿智能电容器
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