[其他]利用L-C諧振電路提高空載電壓節能交流弧焊機

無效

• 申請號: 86200722
• 申請日: 1986-02-03
• 公開（公告）號: CN86200722U
• 公開（公告）日: 1988-02-10
• 發明（設計）人: 那學忠
• 申請（專利權）人: 吉林工業大學
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10
• 代理公司: 機械工業部吉林工業大學專利事務所
• 代理人: 朱士林,牟鳳平

本實用新型是用于手工電弧焊的節能交流電弧焊機。

已知的交流電弧焊機，為提高空載電壓，并保持較高水平的功率因數，采用L－C諧振電路，電容C與一次線圈串接《電弧諧振電源》～國外焊接（1983.1），當輸出電流時，電容才能串接入電力電路，但需要昂貴的轉換裝置，而且所需要的電容容量也較大，適用受到限制。當L－C電路與焊機輸入端并聯時，如文獻《提高空電壓的交流焊機～具有兩芯柱并接電容和附加線圈》所提供的。載自《世界專利文摘公報》W－X通訊和電力工程周次E26????????1982.8.11，它是通過兩芯柱變壓器通過空間漏磁來提高空載電壓的，但漏磁條件不強。提高空載電壓的效果欠佳。

本實用新型是針對以上兩種焊機的不足。其特征是采用完全新型的三芯柱的結構，在保證焊機較高的空載電壓和功率因數同時。所用電容較小（只有幾微法），以達到較好的節能效果。

本實用新型提出一種新結構型式的L－C諧振電路提高空載電壓的弧焊變壓器。弧焊變壓器的下降外特性是通過電感產生的。如果在空載時使電抗器（電感）鐵芯通過適當磁通量，使電感線圈產生感應電壓U_K

U_K＝4.44fN_Kφ_M×10^－8

＝4.44fN_KB_MS_K×10^－8……（1）

式中：N_K是電感線圈的匝數；

B_M是電感鐵芯通過的最高磁通密度（高斯）；

S_K是電感鐵芯斷面（cm²）；

f是頻率、f＝50赫。

如果使感應電壓U_K與二次線圈輸出電壓U₂同相位，則交流弧焊機的空載電壓U₀＝U₂＋U_K，U_K可以高達幾十伏。為了使電抗器鐵芯中產生較高的磁通量，必需采用L－C諧振電路，當L和C串接時，其總阻抗按下式計算

式中：R是電阻。其值較小，可以忽略。

X_C是電容的阻抗值（歐姆）；

X_L是電感的阻抗值（歐姆）。

在L－C電路中，電容的容量不需要很大，只有幾微法就夠了，電感線圈的匝數較多，電容和電感的阻抗值都較高。但是兩者的差值（X_C－X_L）是一個較小的數值。可以通過適當的電流，可以在電抗器鐵芯中產生較高的磁通，從而使電感線圈產生感應電壓U_K。用L－C諧振電路提高弧焊變壓器的原理如圖1所示。

在空載時L－C諧振電路能提高交流弧焊機的空載電壓，如果設計適當，焊機空載電壓較高，而焊機的功率因數也較高。當二次線圈輸出電流時，電容C阻止電流輸入。

本實用新型可采用分離式或同體式，圖2所示的同體抽頭式節能交流焊機即為一例。

芯柱Ⅰ上的一次線圈N_1Ⅰ及二次線圈N_2Ⅰ構成為變壓器。兩線圈緊密耦合。繞在芯柱Ⅲ上的兩組線圈N_1Ⅲ及N_2Ⅲ相當于兩個電抗器，一個串接于輸入端，一個串接于輸出端。串接輸入端的線圈導線細，抽頭方便，抽頭多，作為細調電流之用。串接在輸出端的線圈導線粗，抽頭少，作為粗調電流之用，繞在芯柱Ⅱ上的線圈N_Ⅱ是L－C諧振電路的電感線圈，匝數較多，只要通過幾安電流，就能在芯柱Ⅱ中產生很高磁通量，又因為芯柱Ⅱ斷面比芯柱Ⅰ大，因此必然有一部分磁通量通過電抗器芯柱Ⅲ，使阻抗線圈N_2Ⅲ及N_1Ⅲ產生感應電壓，使焊機空載電壓提高，各線圈的繞向必須配合適當，否則，達不到予期結果。

如果不設抽頭，而使電抗器磁路的間隙可調，則此焊機便是動鐵式的同體式焊機。

本實用新型的最佳實施方案如圖2所示。

（1）首先確定變壓器鐵芯斷面面積S_Ⅰ，可參照下表所列數值