栓钉焊机及栓钉焊机高频变压器制造技术

本发明专利技术公开了一种栓钉焊机和变压器。栓钉焊机包括三相整流电路、高频逆变电路、高频变压器、整流滤波电路和脉宽控制电路，三相整流电路将三相交流电转变成直流电，高频逆变电路在脉宽控制电路的控制下将三相整流电路输出的直流电转换成高频交流电，经高频变压器降压后由整流滤波电路产生脉动直流焊接电流，高频变压器采用铁基纳米晶材料的环形铁芯，次级线圈与初级线圈分层布置；次级线圈由１至６个次级线圈组组成；每个次级线圈组有３个子线圈，３个子线圈沿环形铁芯的周向按１２０°均布，３个子线圈按同名端并联。本发明专利技术是一种体积小、重量轻、输出功率大，焊接质量好，整机稳定性和可靠性高的栓钉焊机。

【技术实现步骤摘要】
栓钉焊机及栓钉焊机高频变压器本专利技术涉及焊接设备，尤其涉及栓钉焊机和栓钉焊机高频变压器。 [
技术介绍
]螺柱焊机分三大类， 一是储能螺柱焊机、二是短周期螺柱焊机，焊接时间在30-200mS，暂载率为10%左右；三是长周期螺柱焊机，焊 接时间在300-2000 mS,通常在钢构建筑用于栓钉的焊接，俗称为栓钉 焊机。栓钉焊机是利用瓷环保护进行长周期(300-2000 mS)暂载率在 30%左右。目前市场上常用的有工频可控硅控制的电弧栓钉焊机。控制 方式分模拟控制和MCU控制两种。工频可控硅电弧栓钉焊机，由于焊 接电流在600-3150A、功率在200-300KW之间，所以耗电大、效率低； 体积显得庞大、分量重， 一般重量在500Kg-600Kg，移动和使用都不方 便。焊接电流上升速率慢，焊接电流、焊接电压和焊接时间控制不够 精确，焊接质量难以保障。在工地使用时，栓钉的焊接质量易受电网 电压波动的影响。本专利技术要解决的技术问题是提供一种输出功率大，耗电少、体积 小、重量轻的栓钉焊机。本专利技术进一 步要解决的技术问题是提供一种焊接质量好，整机稳 定性和可靠性高的栓钉焊机。本专利技术更进一步要解决的技术问题是提供一种能够减少对电网的 污染的栓钉焊机。本专利技术另 一个要解决的技术问题是提供一种输出功率大(最大可达到2500A)、耗电少(仅为同等功率的工频焊机的70%)、体积小(仅 为同等功率的工频焊机的8%)、重量轻(仅为同等功率的工频焊机的 5%)的栓钉焊机高频变压器。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是， 一种栓钉焊 机，包括三相整流电路，包括高频逆变电路、高频变压器、整流滤波 电路和脉宽控制电路，所述的三相整流电路将三相交流电转变成直流 电，高频逆变电路在脉宽控制电路的控制下将三相整流电路输出的直 流电转换成高频交流电，经高频变压器降压后由整流滤波电路产生脉 动直流焊接电流，所述的高频变压器采用铁基纳米晶材料的环形铁芯， 次级线圈与初级线圈分层布置；次级线圈由1至6个次级线圈组组成； 每个次级线圈组有3个子线圈，所述的3个子线圈沿环形铁芯的周向 按120°均布，所述的3个子线圈按同名端并联。以上所述的栓钉焊机，所述的子线圈由2个分子线圈组成，所述 的2个分子线圏串联，3个子线圏的分子线圏的串联连接点连接在一 起，作为子线圈组的中心抽头引出。所述的次级线圈由4个次级线圈 组组成。以上所述的栓钉焊机，所述的次级线圈布置在内层，初级线圏布置在外层，初级线圈和次级线圈的导线采用20至40股直径0. 2至0. 6 毫米的漆包线绞合而成；所述的铁基纳米晶材料的环形铁芯的饱和磁 感应强度1.25T，剩余磁感应强度O. 2T,导磁率20000,铁芯叠片参数 0. 7。以上所述的栓钉焊机，包括PI电流控制反馈电路，所述的PI电 流控制反馈电路从整流滤波电路的输出端采样，将采样值输入脉宽控 制电路的信号输入端，实现恒流控制；所述的高频逆变电路包括IGBT 桥路开关电路和隔离驱动电路；所述的脉宽控制电路产生4路PWM信 号，经隔离驱动电路控制IGBT桥路开关电路的通断。以上所述的栓钉焊机，包括PI电压控制反馈电路和PID电流反馈 电路，所述的PI电压控制反馈电路从整流滤波电路的输出端采样，将 采样值输入脉宽控制电路的信号输入端，实现限压控制；所述的PID 电流反馈电路从高频变压器的输入端采样，将采样值输入脉宽控制电 路的信号输入端，实现瞬间电流峰值的限定。以上所述的栓钉焊机，所述的三相整流电路依次为电磁兼容电路、 三相整流模块、软启动电路和整流滤波电路，所述的电磁兼容电路吸 收抑制三相交流母线上的电压尖峰，降低电磁干扰；所述的三相整流 模块将电^t兼容电路输出的三相交流转换为直流电；所述的整流滤波 电路包括滤波电容，对三相整流模块输出的直流电进行滤波；所述的 软启动电路控制三相整流模块输出主回路，在所述的滤波电容充电至 到设定电压后才使主回路通电。以上所述的栓钉焊机，电磁兼容电路在三相电输入的相线上分别串联有输入电感，在相线间分别并联有削峰电容。栓钉焊机高频变压器的技术方案是，包括铁芯、初级线圈和次级 线圈，所述的栓钉焊机所述的铁芯采用铁基纳米晶材料的环形铁芯，次级线圈与初级线圈分层布置；次级线圈由1至6个次级线圏组组成； 每个次级线圈组有3个子线圈，所述的3个子线圈沿环形铁芯的周向 按120°均布，所述的3个子线圈按同名端并联。以上所述的栓钉焊机高频变压器，所述的次级线圈由4个次级线 圏组组成；所述的子线圈由2个分子线圈组成，所述的2个分子线圈 串联，3个子线圏的分子线圏的串联连接点连接在一起，作为子线圈组 的中心抽头引出。本专利技术栓钉焊机采用高频逆变电路和高频变压器，高频变压器采 用铁基纳米晶材料的环形铁芯、子线圈沿环形^b芯的周向按120°均布 的结构。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图l是本专利技术栓钉焊机实施例的电路原理框图。图2是本专利技术栓钉焊机实施例的电路原理图。图3是本专利技术栓钉焊机实施例高频变压器接线图。[具体实施方式〗本专利技术栓钉坪机实施例如附图说明图1所示，整机由8个部分组成1是 三相流电路；2是逆变电路；3是高频变压器；4是高频整流滤波电路； 5是脉宽控制电路；6是P1C微处理控制电路；7是栓钉焊枪；8是液 晶触摸屏。本专利技术栓钉焊机实施例的工作过程如图2所示三相整流电路① 由滤波电感L1;滤波电容CA、 CB、 CC;三相整流模块D1;软启动可控 硅和直流滤波电容C1、 C2组成。其中Ll、 CA、 CB、 CC是用来滤除电 网的高频干扰和减少本才几对电网的污染作用。Dl是把工频的三相电整 流后变成直流电，便于给逆变器提供电能。软启动电路主要是在开机 时减小母线电流，延长开机时对C1的充电时间，减少由于大容量电容 在高压充电时对电网和铝电解C1的冲击，达到安全开机的目的。Cl、 C2除了母线滤波的作用外，还有一个作用是逆变电路在开关状态下， 与高频变压器B1，进行能量交换。以提高整机的功率因数。逆变电路②由4个IGBT管Q1、 Q2、 Q3、 Q4、 4个M57962L驱动 模块组成。逆变电路②输出的频率为20KHZ的高频电流，通过A、 B两 点加到高频变压器B1上，经高频变换将高频520V高压降低到IOOV左 右的高频低压电 流。高频整流滤波电路④由快恢复二极管D5、 D6;滤波电感L2和滤波 电容C3组成。它是将高频变压器Bl输出的次级电流经整流二极管D5、 D6整流后转变为直流电流。L2除滤波作用外还有一个更为重要的特性 就是限定最大输出电流，防止焊枪短路时因电流过大而造成器件的损 坏。 本实施例由电流型脉宽控制芯片和三个反馈环路组成。 一是高频变压器初级电流采样的高速PID电流反馈电路；二是输出电流采样的 PI电流控制反馈电路；三是输出电压采样的PI电压反馈电路。电流控 制型脉宽调制芯片UC3846的第l脚是电流限制信号的输入端，第3、 4 脚是电流检测端，具有高速反应的特点，电流延迟时间仅有300—600nS 的时间。第1、 3、 4脚在快速PID电流反馈环路I1的作用下，对逆变 信号进行逐周波的实时监控，达到控制过快的电流度化和限制过高的 输出电流的作用，实现瞬间电流峰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种栓钉焊机，包括三相整流电路，其特征在于，包括高频逆变电路、高频变压器、整流滤波电路和脉宽控制电路，所述的三相整流电路将三相交流电转变成直流电，高频逆变电路在脉宽控制电路的控制下将三相整流电路输出的直流电转换成高频交流电，经高频变压器降压后由整流滤波电路产生脉动直流焊接电流，所述的高频变压器采用铁基纳米晶材料的环形铁芯，次级线圈与初级线圈分层布置；次级线圈由１至６个次级线圈组组成；每个次级线圈组有３个子线圈，所述的３个子线圈沿环形铁芯的周向按１２０°均布，所述的３个子线圈按同名端并联。

【技术特征摘要】
1.一种栓钉焊机，包括三相整流电路，其特征在于，包括高频逆变电路、高频变压器、整流滤波电路和脉宽控制电路，所述的三相整流电路将三相交流电转变成直流电，高频逆变电路在脉宽控制电路的控制下将三相整流电路输出的直流电转换成高频交流电，经高频变压器降压后由整流滤波电路产生脉动直流焊接电流，所述的高频变压器采用铁基纳米晶材料的环形铁芯，次级线圈与初级线圈分层布置；次级线圈由1至6个次级线圈组组成；每个次级线圈组有3个子线圈，所述的3个子线圈沿环形铁芯的周向按120°均布，所述的3个子线圈按同名端并联。2. 根据权利要求1所述的栓钉焊机，其特征在于，所述的子线圈由2 个分子线圈组成，所述的2个分子线圈串联，3个子线圈的分子线 圈的串联连接点连接在一起，作为子线圈组的中心抽头引出。3. 根据权利要求2所述的栓钉焊机，其特征在于，所述的次级线圈由 4个次级线圈组组成。4. 根据权利要求2所述的栓钉焊机，其特征在于，所述的次级线圈布 置在内层，初级线圈布置在外层，初级线圈和次级线圏的导线采用 20至40股直径0. 2至0. 6毫米的漆包线绞合而成；所述的铁基纳 米晶材料的环形铁芯的饱和磁感应强度1.25T，剩余磁感应强度 0. 2T，导》兹率20000,铁芯叠片参数O. 7。5. 根据权利要求1至4中任一权利要求所述的栓钉焊机,其特征在于， 包括PI电流控制反馈电路，所述的PI电流控制反^it电路从整流滤 波电路的输出端采样，将采样值输入脉宽控制电路的信号输入端， 实现恒流控制；所述的高频逆变电路包括IGBT桥路开关电路和隔 离驱动电路；所述的脉宽控制电路产生4路PWM信号，经隔离驱动 电路控制IGBT桥路开关电路的通...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩玉琦，陈志伟，戴建明，龙立新，陈张军，周礼贤，陈良军，汤必海，谢帝富，
申请(专利权)人：深圳市鸿栢科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]