[其他]礦用晶體管直流高壓逆變電焊機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87101347
• 申請日: 1987-06-11
• 公開（公告）號: CN87101347A
• 公開（公告）日: 1988-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張作慶;孫萍
• 申請（專利權(quán)）人: 張作慶;孫萍
• 主分類號: B23K9/09
• 分類號: B23K9/09
• 代理公司: 山東省專利服務(wù)處
• 代理人: 陸培華

本發(fā)明屬于晶體管逆變式電氣焊接設(shè)備。

目前國內(nèi)煤礦、冶金、化工等礦山井下大巷運輸工具仍以架線電機車為主。由于作為驅(qū)動架線電機車動力的直流供電線路，其正極是架空線，負極是巷道中的道軌，而道軌系采用夾板、螺釘聯(lián)接固定，接觸電阻大。在井下大巷運輸線路長達數(shù)公里甚至十幾公里的情況下，因道軌接觸電阻所產(chǎn)生的電壓降有的高達100伏以上，這樣不僅造成很大的電能損耗，而且還會產(chǎn)生雜散電流嚴(yán)重干擾井下通信。為此國家煤炭部要求井下軌道全部進行無縫焊接，但是由于井下運輸大巷距離長，220伏單相交流電源和380伏三相交流電源不易解決，使現(xiàn)有各種常規(guī)電焊機無法在井下大巷使用。據(jù)了解國內(nèi)有的廠家專為礦井大巷生產(chǎn)的直流電動機帶發(fā)電機組電焊機，重達1.1噸，搬運使用很不方便。而最近出現(xiàn)的幾種可控硅逆變電焊機，有的仍重達180公斤，有的雖輕一些，但輸出焊接電流小，不能滿足使用。普遍存在體積大，噪聲大，干擾大，效率低，可靠性差，焊接特性差等缺點。

據(jù)查在原理上與本發(fā)明最接近的已有技術(shù)是美國ASTRO-MATIC公司生產(chǎn)的E-300-P型TIG晶體管弧焊電源，以及國外市場上出現(xiàn)的晶體管逆變式交流焊接電源。（其電路可見清華大學(xué)何方殿主編“弧焊整流電源及控制”一書中118頁至119頁中圖3-12至圖3-15）。已有技術(shù)與本發(fā)明雖然都屬于晶體管脈沖弧焊電源，但已有技術(shù)的前者是在50伏低壓下工作的電流截止反饋式晶體管脈沖弧焊電源;已有技術(shù)的后者是單相交流電源整流后逆變輸出功率3千瓦的交流弧焊電源;而本發(fā)明則是應(yīng)用在缺乏單相或三相交流電源的礦山井下大巷，直接利用架線電機車用架空線直流高壓進行逆變的脈沖弧焊電源。

同已有技術(shù)相比，本發(fā)明直流逆變工作電壓高達800伏;電網(wǎng)電壓變化范圍大，為400伏～800伏;（已有技術(shù)工作直流電壓最大僅為300伏，電壓變化一般為±10%），輸出功率大，為12千瓦;（已有技術(shù)3千瓦）等。故本發(fā)明不僅在電路設(shè)計上有明顯獨特的技術(shù)特征，而且在使用性能上與已有技術(shù)相比也有著重大實質(zhì)性的區(qū)別。

針對上述問題，本發(fā)明的目的是從礦山井下大巷軌道焊接及設(shè)備維修這一特點出發(fā)，運用新型器件與電子技術(shù)研制適用于井下大巷實施電弧焊，而不需交流電源，直接利用架空線直流高壓作為電源供給的一種體積小，重量輕、便于攜帶、使用方便、焊接性能優(yōu)良，安全可靠的晶體管新型逆變電焊機。

本發(fā)明是按如下方式實現(xiàn)的：本發(fā)明主要由電源輸入電路，輔助逆變電源、200KHz高頻引弧電路，12千瓦高壓大功率逆變電源四大部分組成。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

附圖1為本發(fā)明之方框圖。圖中A為限制浪涌電壓、浪涌電流輸入濾波電路，B為輔助逆變電源，C為主控制電路，D為頻率調(diào)正和死區(qū)控制電路，E為高速大功率驅(qū)動電路，F(xiàn)為此例電壓產(chǎn)生電路，G為大功率逆變電路，H為焊接輸出電路，I為焊接電流檢測電路，J為焊接電流控制及顯示電路，K為焊接電壓控制顯示電路，L為空載檢測控制節(jié)電及防觸電電路，M為大功率晶體管組溫度檢測及過熱保護電路，N為大功率晶體管組過壓過流高速保護電路，O為引弧控制電路，P為引弧驅(qū)動電路，Q為高頻引弧功率轉(zhuǎn)換電路，R為引弧可變電源電路，S為引弧功率輸出峰值型取樣電路及功率限制電路，T為引弧頻率調(diào)正電路。

附圖2為輸入直流電壓400V～800V或180V～360V，輸出功率為12KW，焊接電流調(diào)節(jié)范圍為10A～450A，最大焊接電流500A，空載電壓5V，引弧電壓60～80V，焊接主脈沖電流頻率為16KHz～30KHz，引弧和維弧脈沖電流頻率為100KHz～200KHz，整機效率達90%以上，具有恒流和恒壓焊接特性，具有空載節(jié)電和防觸電安全保護功能的晶體管逆變電焊機電原理圖。因電路復(fù)雜，故分別繪在2a～2e5張圖上。

現(xiàn)以圖2為例，闡述本發(fā)明各部分電路的原理、構(gòu)成和功能。