一種基于聯動控制設計的交流電焊機的制作方法

本發明涉及材料科學技術、焊機技術等領域，具體的說，是一種基于聯動控制設計的交流電焊機。

背景技術：

焊機就是為焊接提供一定特性的電源的電器，焊接由于靈活簡單方便牢固可靠，焊接后甚至與母材同等強度的優點廣泛用于各個工業領域，如航空航天，船舶，汽車，容器等。

電焊機(electric welding machine)實際上就是具有下降外特性的變壓器，將220V和380V交流電變為低壓的直流電，電焊機一般按輸出電源種類可分為兩種，一種是交流電源的；一種是直流電的。直流的電焊機可以說也是一個大功率的整流器，分正負極，交流電輸入時，經變壓器變壓后，再由整流器整流，然后輸出具有下降外特性的電源，輸出端在接通和斷開時會產生巨大的電壓變化，兩極在瞬間短路時引燃電弧，利用產生的電弧來熔化電焊條和焊材，冷卻后來達到使它們結合的目的。焊接變壓器有自身的特點，外特性就是在焊條引燃后電壓急劇下降的特性。

電焊機的主要部件是一個降壓變壓器，次級線圈的兩端是被焊接工件和焊條，工作時引燃電弧，在電弧的高溫中將焊條熔接于工件的縫隙中。由于電焊變壓器的鐵芯有自身的特點，因此具有電壓急劇下降的特性，即在焊條引燃后電壓下降；在焊條被粘連短路時，電壓更是急劇下降。

在焊接操作時，雖然電路中的電流處處相等，但由于各處的電阻不一樣，在不固定接觸處的電阻最大(這個電阻叫接觸電阻)，根據電流的熱效應定律(也叫焦爾定律)，即Q＝IR.t可知：在電流相等時，則電阻越大的部位發熱越高，因此在焊接時，焊條的觸頭也就是被接的金屬體的接觸處的接觸電阻最大，則在這個部位產生的電熱自然也就最多，加之焊條是熔點較低的合金，自然容易熔化。熔化后的合金焊條芯粘合在被焊物體上，冷卻后便把焊接對象粘合在一塊。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種基于聯動控制設計的交流電焊機，能夠實現電焊機的空載保護，在進行空載保護電路供電時，采用基于可調型的穩壓芯片而設計，能夠根據不同需要進行直流供電電壓的調節，達到可調的進行直流電壓供給，在進行整流電路設置時，基于全波整流設計，能夠自動化的提高功率因數，避免出現電壓浪費的情況，從而達到節能環保的目的；同時設計基于橋式整流堆整流輸出，及電容濾波輸出的風機系統，使得風機系統能夠對該交流電焊機進行有效的散熱，避免由于散熱不良而影響整機運行的情況發生。

本發明通過下述技術方案實現：一種基于聯動控制設計的交流電焊機，設置有空載保護電路、電源供電電路、風機系統及焊機電路，所述空載保護電路與電源供電電路相連接，電源供電電路與焊機電路相連接，風機系統連接電源供電電路，在所述風機系統內設置有變壓器T3、橋式整流堆IC3、濾波電容C6及直流電機M，所述變壓器T3的次級端連接橋式整流堆IC3的輸入端，橋式整流堆IC3的輸出端并聯濾波電容C6及直流電機M；在所述電源供電電路內設置有電源變壓器T1、整流二極管D1、整流二極管D2、電源芯片IC1、穩壓管VS、電容C2、電感L1、電容C5及電位器RP1，電源變壓器T1的次級端W2的兩端分別通過整流二極管D1和整流二極管D2與電源芯片IC1的1腳相連接，電源芯片IC1的3腳和5腳共接且與次級端W2的中間抽頭連接并接地，電源芯片IC1的3腳還通過穩壓管VS與電源芯片IC1的2腳相連接，電容C2、電感L1、電容C5連接構成LCπ型濾波電路，且LCπ型濾波電路的輸入端連接在電源芯片IC1的2腳和3腳之間，LCπ型濾波電路的輸出端與空載保護電路相連接，電位器RP1并聯在LCπ型濾波電路的輸出端上，且電位器RP1的可調端與電源芯片IC1的4腳相連接；電源變壓器T1的初級端W1為電源供電電路的輸入端，且初級端W1與焊機電路相連接，且次級端W1還與變壓器T3的初級端并聯。

進一步的為更好地實現本發明，特別采用下述設置結構：所述濾波電容C6采用電解電容，且濾波電容C6的正極連接直流電機M的正極，所述整流二極管D1的負極和整流二極管D2的負極皆與電源芯片IC1的1腳相連接，穩壓管VS的負極連接電源芯片IC1的2腳。

進一步的為更好地實現本發明，特別采用下述設置結構：還包括連接在電源供電電路的輸入端上的開關保護電路，所述開關保護電路包括雙聯開關QS和保險管FU，且在雙聯開關QS的每一聯上皆設置一個保險管FU，保險管FU設置在雙聯開關QS與電源供電電路的輸入端之間。

進一步的為更好地實現本發明，特別采用下述設置結構：在所述空載保護電路內設置有相互連接的電流檢測控制電路及延時控制電路，延時控制電路內設置有電阻R7、電容C3、電容C4、時基芯片IC2、繼電器K及交流接觸器KM；交流接觸器KM與繼電器K的動觸頭K1相串聯且設置在電源供電電路的輸入端上，繼電器K的動觸頭K2設置在變壓器T3初級端的一端上，且動觸頭K2控制變壓器T3初級端的電源通斷；電阻R7的第一端分別與LCπ型濾波電路的輸出端的第一端及時基芯片IC2的4腳和8腳相連接，電阻R7的第二端分別與電容C3的第一端和電流檢測控制電路相連接，電容C3的第二端分別與電流檢測控制電路、電容C4的第二端及時基芯片IC2的1腳相連接，時基芯片IC2的6腳和7腳共接且與電阻R7的第二端相連接，時基芯片IC2的6腳連接電容C4的第一端，時基芯片IC2的2腳連接電流檢測控制電路，繼電器K設置在時基芯片IC2的3腳和1腳之間。

進一步的為更好地實現本發明，特別采用下述設置結構：所述電容C3采用電解電容，且電容C3的正極連接電阻R7的第二端。

進一步的為更好地實現本發明，特別采用下述設置結構：在所述電流檢測控制電路內設置有電流互感器TA、二極管VD1、二極管VD2、二極管VD3、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、晶體管V1及晶體管V2，所述電流互感器TA與焊機電路感應連接，二極管VD1并聯在電流互感器TA上，電阻R2、二極管VD2、二極管VD3及二極管VD1順次相連，且二極管VD22與二極管VD3共接的端頭通過電阻R3與晶體管V1的基極相連接，二極管VD1與二極管VD3的共接端通過電阻R4連接晶體管V1的基極，且電阻R4并聯在晶體管V1的發射結上；晶體管V1的集電極通過電阻R5連接LCπ型濾波電路的輸出端的第一端，晶體管V1的集電極通過電阻R6連接晶體管V2的基極，晶體管V1的集電極連接時基芯片IC2的2腳，晶體管V2的發射極連接電阻R7的第二端，晶體管V2的集電極連接時基芯片IC2的1腳且接地。

進一步的為更好地實現本發明，特別采用下述設置結構：所述二極管VD1的正極連接二極管VD3的負極，二極管VD2的負極連接二極管VD3的正極，晶體管V1采用NPN三極管，晶體管V2采用PNP三極管。

進一步的為更好地實現本發明，特別采用下述設置結構：所述二極管VD1及二極管VD2皆采用發光二極管。

進一步的為更好地實現本發明，特別采用下述設置結構：在所述焊機電路內設置有電位器RP2、電容C1及焊機變壓器T2，電容C1并聯在電位器的可調端和第二固定端之間，交流接觸器KM的常開觸頭KM1并聯在電位器RP2兩端，交流接觸器KM與動觸頭K1非共接的端頭與電位器RP2的第一固定端相連接，電位器RP2的第二固定端連接焊機變壓器T2初級端W3的第二端，動觸頭K1與交流接觸器KM非共接的端頭連接初級端W3的第一端，所述電流互感器TA與焊機變壓器T2的次級端W4感應連接。

進一步的為更好地實現本發明，特別采用下述設置結構：所述電源芯片IC1采用LM2596系列穩壓芯片，所述電容C2為LCπ型濾波電路的輸入端，所述電容C5為LCπ型濾波電路的輸出端。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

本發明能夠實現電焊機的空載保護，在進行空載保護電路供電時，采用基于可調型的穩壓芯片而設計，能夠根據不同需要進行直流供電電壓的調節，達到可調的進行直流電壓供給，在進行整流電路設置時，基于全波整流設計，能夠自動化的提高功率因數，避免出現電壓浪費的情況，從而達到節能環保的目的；同時設計基于橋式整流堆整流輸出，及電容濾波輸出的風機系統，使得風機系統能夠對該交流電焊機進行有效的散熱，避免由于散熱不良而影響整機運行的情況發生。

本發明在風機系統內接入動觸頭K2當電焊機停止焊接，且處于節能保護狀態時，同步實現風機系統斷電，從而使得風機系統亦可處于節能運行狀態，從而達到節能的目的。

本發明能夠實現電焊機的空載保護，通過設置電流檢測控制電路對焊機電路進行檢測，確定其是否依然處于工作狀態，并結合延時控制電路進行延時，當超過延時時間后，整個電焊機自動的進行斷電節能保護，達到安全焊接的同時具有節能的效果。

本發明在進行電流檢測控制電路設計時，利用發光二極管能夠實時觀察其是否處于正常運行的狀態。

本發明通過交流接觸器和繼電器的配合使用，能夠在起到空載節能保護的同時，利用小電流進行大電流的控制，達到安全控制的目的。

本發明基于時基芯片而設計的延時控制電路能夠在高靈敏性的控制條件下進行延時控制。

附圖說明

圖1為本發明的電路結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例1：

一種基于聯動控制設計的交流電焊機，能夠實現電焊機的空載保護，在進行空載保護電路供電時，采用基于可調型的穩壓芯片而設計，能夠根據不同需要進行直流供電電壓的調節，達到可調的進行直流電壓供給，在進行整流電路設置時，基于全波整流設計，能夠自動化的提高功率因數，避免出現電壓浪費的情況，從而達到節能環保的目的；同時設計基于橋式整流堆整流輸出，及電容濾波輸出的風機系統，使得風機系統能夠對該交流電焊機進行有效的散熱，避免由于散熱不良而影響整機運行的情況發生，如圖1所示，特別采用下述設置結構：設置有空載保護電路、電源供電電路、風機系統及焊機電路，所述空載保護電路與電源供電電路相連接，電源供電電路與焊機電路相連接，風機系統連接電源供電電路，在所述風機系統內設置有變壓器T3、橋式整流堆IC3、濾波電容C6及直流電機M，所述變壓器T3的次級端連接橋式整流堆IC3的輸入端，橋式整流堆IC3的輸出端并聯濾波電容C6及直流電機M；在所述電源供電電路內設置有電源變壓器T1、整流二極管D1、整流二極管D2、電源芯片IC1、穩壓管VS、電容C2、電感L1、電容C5及電位器RP1，電源變壓器T1的次級端W2的兩端分別通過整流二極管D1和整流二極管D2與電源芯片IC1的1腳相連接，電源芯片IC1的3腳和5腳共接且與次級端W2的中間抽頭連接并接地，電源芯片IC1的3腳還通過穩壓管VS與電源芯片IC1的2腳相連接，電容C2、電感L1、電容C5連接構成LCπ型濾波電路，且LCπ型濾波電路的輸入端連接在電源芯片IC1的2腳和3腳之間，LCπ型濾波電路的輸出端與空載保護電路相連接，電位器RP1并聯在LCπ型濾波電路的輸出端上，且電位器RP1的可調端與電源芯片IC1的4腳相連接；電源變壓器T1的初級端W1為電源供電電路的輸入端，且初級端W1與焊機電路相連接，且次級端W1還與變壓器T3的初級端并聯。

實施例2：

本實施例是在上述實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，如圖1所示，特別采用下述設置結構：所述濾波電容C6采用電解電容，且濾波電容C6的正極連接直流電機M的正極，所述整流二極管D1的負極和整流二極管D2的負極皆與電源芯片IC1的1腳相連接，穩壓管VS的負極連接電源芯片IC1的2腳。

實施例3：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，如圖1所示，特別采用下述設置結構：還包括連接在電源供電電路的輸入端上的開關保護電路，所述開關保護電路包括雙聯開關QS和保險管FU，且在雙聯開關QS的每一聯上皆設置一個保險管FU，保險管FU設置在雙聯開關QS與電源供電電路的輸入端之間。

實施例4：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，如圖1所示，特別采用下述設置結構：在所述空載保護電路內設置有相互連接的電流檢測控制電路及延時控制電路，延時控制電路內設置有電阻R7、電容C3、電容C4、時基芯片IC2、繼電器K及交流接觸器KM；交流接觸器KM與繼電器K的動觸頭K1相串聯且設置在電源供電電路的輸入端上，繼電器K的動觸頭K2設置在變壓器T3初級端的一端上，且動觸頭K2控制變壓器T3初級端的電源通斷；電阻R7的第一端分別與LCπ型濾波電路的輸出端的第一端及時基芯片IC2的4腳和8腳相連接，電阻R7的第二端分別與電容C3的第一端和電流檢測控制電路相連接，電容C3的第二端分別與電流檢測控制電路、電容C4的第二端及時基芯片IC2的1腳相連接，時基芯片IC2的6腳和7腳共接且與電阻R7的第二端相連接，時基芯片IC2的6腳連接電容C4的第一端，時基芯片IC2的2腳連接電流檢測控制電路，繼電器K設置在時基芯片IC2的3腳和1腳之間；優選的，在設置時，動觸頭K2和動觸頭K1與交流接觸器KM相連接的端設置在交流接觸器KM的兩端。

實施例5：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，如圖1所示，特別采用下述設置結構：所述電容C3采用電解電容，且電容C3的正極連接電阻R7的第二端。

實施例6：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，如圖1所示，特別采用下述設置結構：在所述電流檢測控制電路內設置有電流互感器TA、二極管VD1、二極管VD2、二極管VD3、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、晶體管V1及晶體管V2，所述電流互感器TA與焊機電路感應連接，二極管VD1并聯在電流互感器TA上，電阻R2、二極管VD2、二極管VD3及二極管VD1順次相連，且二極管VD22與二極管VD3共接的端頭通過電阻R3與晶體管V1的基極相連接，二極管VD1與二極管VD3的共接端通過電阻R4連接晶體管V1的基極，且電阻R4并聯在晶體管V1的發射結上；晶體管V1的集電極通過電阻R5連接LCπ型濾波電路的輸出端的第一端，晶體管V1的集電極通過電阻R6連接晶體管V2的基極，晶體管V1的集電極連接時基芯片IC2的2腳，晶體管V2的發射極連接電阻R7的第二端，晶體管V2的集電極連接時基芯片IC2的1腳且接地。

實施例7：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，如圖1所示，特別采用下述設置結構：所述二極管VD1的正極連接二極管VD3的負極，二極管VD2的負極連接二極管VD3的正極，晶體管V1采用NPN三極管，晶體管V2采用PNP三極管。

實施例8：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，如圖1所示，特別采用下述設置結構：所述二極管VD1及二極管VD2皆采用發光二極管。

實施例9：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，如圖1所示，特別采用下述設置結構：在所述焊機電路內設置有電位器RP2、電容C1及焊機變壓器T2，電容C1并聯在電位器的可調端和第二固定端之間，交流接觸器KM的常開觸頭KM1并聯在電位器RP2兩端，交流接觸器KM與動觸頭K1非共接的端頭與電位器RP2的第一固定端相連接，電位器RP2的第二固定端連接焊機變壓器T2初級端W3的第二端，動觸頭K1與交流接觸器KM非共接的端頭連接初級端W3的第一端，所述電流互感器TA與焊機變壓器T2的次級端W4感應連接。

實施例10：

本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，如圖1所示，特別采用下述設置結構：所述電源芯片IC1采用LM2596系列穩壓芯片，所述電容C2為LCπ型濾波電路的輸入端，所述電容C5為LCπ型濾波電路的輸出端。

在設計使用時，將焊機變壓器T2的次級端分別連接焊把A和焊件B，接通雙聯開關QS，交流380V電壓(或交流220V電壓)一路經交流接觸器KM的常開觸頭KM1加至焊機變壓器T2的一次繞組(初級端)W3上；另一路經電源變壓器T1降壓，整流二極管D1、整流二極管D2全波整流，電源芯片IC1、穩壓管VS及電位器RP1穩壓調節，電容C2、電感L1及電容C5濾波后，為晶體管V1、晶體管V2和時基芯片IC2提供直流工作電壓。

在電焊機空載(未焊接)時，電流互感器TA中無感應電流，晶體管V1和晶體管V2處于截止狀態，時基芯片IC2(優選的采用NE555時基芯片)的2腳為高電位，時基芯片IC2的3腳輸出低電平，繼電器K和交流接觸器KM處于釋放狀態，交流接觸器KM的常開觸頭KM1斷開，電容C1、電位器RP2并聯接入焊機變壓器T2的一次回路(初級端W3)中，使電焊機進入空載節電狀態。

當焊接時，焊把A上的焊條與焊件B碰觸，使交流接觸器TA產生感應電流，磁感應電流經電阻R2限流，二極管VD2整流后使晶體管V1和晶體管V2導通，時基芯片IC2的2腳變為低電平，時基芯片IC2的3腳輸出高電平，繼電器K和交流接觸器KM通電吸合，交流接觸器KM的常開觸頭KM1將電位器RP2和電容C1短路，電焊機進入正常焊接狀態。

為防止KM在電焊機間歇操作時頻繁動作，電路設有延時控制功能。在停止焊接時，晶體管V1和晶體管V2截止，電容C3通過電阻R7充電，只有在電容C3兩端電壓充至設定電平(優選的為8V)時，時基芯片IC2的3腳才輸出低電平，使繼電器K和交流接觸器KM斷電釋放，電焊機才轉入待機節能狀態。

在使用時，當電焊機轉入待機節能狀態時，由于繼電器K斷電釋放，同步使得動觸頭K2也斷開，從而達到電源不呢個相變壓器T3供電，進而實現風機系統斷電不工作，從而實現節能的目的。

在使用時，優選的電阻R7可以采用電位器代替，當改變電阻R7的阻值或改變電容C3的容量，可改變延時時間的長短。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護范圍之內。