《电焊机工作原理及电焊机组成结构.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电焊机工作原理及电焊机组成结构.doc（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、焊接人 免费下载1. 电焊机工作原理及电焊机组成结构 电焊机工作原理介绍电焊机electric welding machine实际上就是具有下降外特性的变压器将220V和380V交流电变为低压的直流电电焊机一般按输出电源种类可分为两种一种是交流电源的一种是直流电的。直流的电焊机可以说也是一个大功率的整流器分正负极交流电输入时经变压器变压后再由整流器整流然后输出具有下降外特性的电源输出端在接通和断开时会产生巨大的电压变化两极在瞬间短路时引燃电弧利用产生的电弧来熔化电焊条和焊材冷却后来达到使它们结合的目的。焊接变压器有自身的特点外特性就是在焊条引燃后电压急剧下降的特性。电焊机的特点焊接由于灵活简
2、单方便牢固可靠焊接后甚至与母材同等强度的优点广乏用于各个工业领域如航空航天船舶汽车容器等一、电焊机优点电焊机使用电能源将电能瞬间转换为热能电很普遍电焊机适合在干燥的环境下工作不需要太多要求因体积小巧操作简单使用方便速度较快焊接后焊缝结实等优点广乏用于各个领域特别对要求强度很高的制件特实用可以瞬间将同种金属材料也可将异种金属连接只是焊接方法不同永久性的连接焊缝经热处理后与母材同等强度密封很好这给储存气体和液体容器的制造解决了密封和强度的问题。二、电焊机缺点电焊机在使用的过程中焊机的周围会产生一定的磁场电弧燃烧时会向周围产生辐射弧光中有红外线紫外线等光种还有金属蒸汽和烟尘等有害物质所以操作时必须要
3、做足够的防护措施。焊接不适合于高碳钢的焊接由于焊接焊缝金属结晶和偏析及氧化等过程对于高碳钢来说焊接性能不良焊后容易开裂产生热裂纹和冷裂纹。低碳钢有良好的焊接性能但过程中也要操作得当除锈清洁方面较为烦琐有时焊缝会出现夹渣裂纹气孔咬边等缺陷但操作得当会降低缺陷的产生。三、交流电焊机电焊机组成结构交流电焊机又称弧焊变压器是一种特殊的降压变压器它是由降压变压器、阻抗调节器、手柄和焊接电弧等组成。为了使焊接顺利进行这种变压器电源能按焊接过程的需要而具有如下特点1. 交流电焊机具有电压陡降的特性一般的用电设备都要求电源的电压不随负载的变化而变化其电压是恒定的如为380V单相或220V。虽然接入焊接变压器的
4、电压是一定的如为380V或220V但通过这种变压器后所输出的电压可随输出电流负载的变化而变化且电压随负载增大而迅速降低此称为陡降特性或称下降特性。这就适应了焊接所需各种的电压要求(1) 初级电压即接入电焊机的外电压。由于弧焊变压器初级线圈两端要求的电压为单项380V 因此一般交流电焊机接入电网的电压为单项380V。(2) 零电压为了保证焊接过程频繁短路焊条与焊件接触时要求电压能自动降至趋近于零以限制短路电流不致无限增大而烧毁电源。(3) 空载电压为了满足引弧与安全的需要空载焊接时要求空载电压约为60 80V这既能顺利起弧又对人身比较安全。(4) 工作电压焊接起弧以后要求电压能自动下降到电弧正常
5、工作所需的电压即为工作电压约为2040V此电压也为安全电压。(5) 电弧电压即电弧两端的电压此电压是在工作电压的范围内。焊接时电弧的长短会发生变化电弧长度长电弧电压应高些电弧长度短则电弧电压应低些。因此弧焊变压器应适应电弧长度的变化而保证电弧的稳定。2. 交流电焊机具有焊接电流的可调节性为了适应不同材料和板厚的焊接要求焊接电流能从几十安培调到几百安培并可根据工件的厚度和所用焊条直径的大小任意调节所需的电流值。电流的调节一般分为两级一级是粗调常用改变输出线头的接法位置连接或位置连接从而改变内部线圈的圈数来实现电流大范围的调节粗调时应在切断电源的情况下进行以防止触电伤害另一级是细调常用改变电焊机内
6、“可动铁芯”动铁芯式或“可动线圈”动圈式的位置来达到所需电流值细调节的操作是通过旋转手柄来实现的当手柄逆时针旋转时电流值增大手柄顺时针旋转时电流减小细调节应在空载状态下进行。各种型号的电焊机粗调与细调的范围可查阅标牌上的说明。电焊机的工作原理叙述工作原理 电流电压经三相主变压器降压由可控硅元件进行整流并利用改变可控硅触发角相位来控制输出电流的大小。从整流器直流输出端的分流器上取出电流信号作为电流负反馈信号随着直流输出电流增加负反馈也增加可控硅导通角减小输出电流电压降低从而获得下降的外特性。推力电路是当输出端电压低于15V时使输出电流增加特别是短路时形成外拖的外特性使焊条不易粘住。引弧电路是每次
7、起弧时短时间增加给定焊接人 免费下载3. 电压使引弧电流较大易于起弧。从以上叙述可以知道电焊起弧的时候电路是处于短路状态电压急剧下降电流需要很大起弧后要稳弧这时候焊条和容池的溶液还是短路过渡状态电压还是下降电流还是大过渡完毕后处于正常焊接状态电压回升电流下降。起弧电流是电焊机工作在焊接起弧时能够输出的最大电流。推力电流是电焊机焊接时铁水在短路过渡时,焊机另外叠加一电流,使铁水稳定过渡,不易粘条。焊接电流是电焊机正常焊接的时候提供的工作电流。整流器一 什么是整流器整流器是一个整流装置简单的说就是将交流AC转化为直流DC的装置。它有两个主要功能第一将交流电AC变成直流电(DC)经滤波后供给负载或
8、者供给逆变器第二给蓄电池提供充电电压。因此它同时又起到一个充电器的作用。二 整流器三极管参数三极管的hFE参数与贮存时间ts相关一般hFE大的三极管ts也较大过去人们对ts的认识以及ts的测量仪器均较为欠缺人们更依赖hFE参数来选择三极管。在开关状态下hFE的选择通常有以下认识第一、hFE应尽可能高以便用最少的基极电流得到最大的工作电流同时给出尽可能低的饱和电压这样就可以同时在输出和驱动电路中降低损耗。但是如果考虑到开关速度和电流容限则hFE的最大值就受到限制第二、中国的厂家曾经倾向于选用hFE较小的器件例如hFE为10到15甚至8到10的三极管就一度很受欢迎(后来由于基极回路流行采用电容触发
9、线路hFE的数值有所上升)hFE的数值小则饱和深度小从而有利于降低晶体管的发热。实际上晶体管的饱和深度受到Ib、hFE两个因素的影响因而通过磁环及绕组参数、基极电阻Rb的调整也可以降低饱和深度。三 现状目前业界推出的节能灯和电子镇流器专用三极管都十分注重对贮存时间的控制。因为贮存时间ts过长电路的振荡频率将下降整机的工作电流增大易导致三极管的损坏。虽然可以调整扼流圈电感及其他元器件参数来控制整机功率但ts的离散性将使产品的一致性差可靠性下降。例如在石英灯电子变压器线路中贮存时间太大的晶体管可能引起电路在低于输出变压器工作极限的频率振荡从而造成每个周期的末端磁芯饱和这使得晶体管Ic在每个周期出现
10、尖峰最后导致器件过热损坏(图3)。如果同一线路上的两个三极管贮存时间相差太大整机工作电流的上下半波将严重不对称负担重的那只三极管将容易损坏线路也将产生更多的谐波和电磁干扰。实际使用表明严格控制贮存时间ts并恰当调整整机电路就可以降低对hFE参数的依赖程度。还值得一提的是在芯片面积一定的情况下三极管特性、电流特性与耐压参数是矛盾的中国市场曾经用BUT11A来做220V40W电子镇流器其出发点是BVceo、BVcbo数值高但是目前绝大部分电子镇流器线路中已经没有必要过高选择三极管的电压参数。焊接人 免费下载4. 滤波 滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作是抑制和防止干扰的一项重要措施。根据观察某
11、一随机过程的结果对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。滤波一词起源于通信理论它是从含有干扰的接收信号中提取有用信号的一种技术。“接收信号”相当于被观测的随机过程“有用信号”相当于被估计的随机过程。例如用雷达跟踪飞机测得的飞机位置的数据中含有测量误差及其他随机干扰如何利用这些数据尽可能准确地估计出飞机在每一时刻的位置、速度、加速度等并预测飞机未来的位置就是一个滤波与预测问题。这类问题在电子技术、航天科学、控制工程及其他科学技术部门中都是大量存在的。历史上最早考虑的是维纳滤波后来R.E.卡尔曼和R.S.布西于20世纪60年代提出了卡尔曼滤波。现对一般的非线性滤波问题的研究相当活跃。从电
12、气工程上,所有的元件可以归纳为三类最基本的元件,即电阻,电感和电容.电阻的阻值与交流电的频率无关.电感的阻值(称为感抗)Xl=2fL,即与交流电的频率成正比.频率越高,感抗越大.电容元件则与电感元件相反,它的容抗Xc=1/2fC,即与交流电频率反比. 因此,电气工程上,常利用LC元件对不同频率交流电量的电抗不同,对交流电量进行分流,称为滤波. 按不同功能,滤波器通常分三类:低通,高通,带通.例如低通的原理利用电容通高频阻低频,电感通低频阻高频的原理. 对于需要截止的高频利用电容吸收、电感阻碍的方法不使它通过对于需要的低频利用电容高阻、电感低阻的特点使它通过。一、滤波的基本概念滤波是信号处理中的
13、一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。1. 1、经典滤波经典滤波的概念是根据富立叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论任何一个满足一定条件的信号都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过而阻止另一部分频率成分通过的电路叫做经典滤波器或滤波电路。实际上任何一个电子系统都具有自己的频带宽度对信号最高频率的限制频率特性反映出了电子系统的这个基本特点。而滤波器则是根据电路参数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电路。1. 2、现代滤波用模拟电子电路对模拟信号进行滤波其基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选择。根据频率滤波时是把信号看成是由不同频率正弦波叠加而成的模拟信号通过选择不同的频率成分来实现信号滤波。当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时这种滤波器叫做高通滤波器。当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时这种滤波器叫做低通滤波器。当只允许信号中某个频率范围内的成分通过滤波器时这种滤波器叫做带通滤波器。理想滤波器的行为特性通常用幅度-频率特性图描述也叫做滤波器电路的幅频特性。对于滤波器增益幅度不为零的频率范围叫做通频带简称通带增益幅度为零的频率范围叫做阻带。例如对于LP从-w1当w1之间叫做LP的通带其他频率部
