专利名称：一种节能的轻便的电容放电焊机的利记博彩app
技术领域：
本发明专利涉及ー种电容放电焊机(或称为电容储能焊机)。
背景技术：
现代化工厂的建设和维护均离不开焊接。例如核电站,有人形象地说“整座电站是钢材和其它金属器材堆积起来的。堆积的手段是焊接”。同样，核电站的维护也离不开焊接。例如，电站反应堆的构件是一直处在高温、高压、高辐射下，承受冷却剂的高速冲刷，维修工作在所难免。众所皆知，2011年3月11日，日本福岛核电站在地震、海嘯后，多台机组发生氢爆炸和核泄漏，酿成灾难。灾后，日本平民虽然“反核电之声”不绝，但其政界、经济界显然不会因噎废食，终将予以修理和重建。请注意，使用电弧切割/置换设备部件吋，必将受到施工场地的限制，且不同设备焊接时所需能量也有大有小，因此，该类工程的进行显然需要有一台能“大小由之”的电焊机。众所皆知，焊机存储的电能W :
I .W ニ—CU(J)(I)式中C-电容器的电容值(F) U-充电电压值(V)根据(I)式可知，改变W有两个途径(a)改变C的电容量——但增大C值，会使电焊机的体积和重量变大，有时竟是无法实现的。例如，〈电焊机〉杂志2010年4期(第1-6页)有题为“电弧螺柱焊电源的发展方向探索——超级电容器在螺柱焊机中的应用” 一文中指出“对于直径大于16mm的螺柱，如果采用电容储能焊接时，需要单体电解电容器二十万只并联，每只电解电容器的电容值为三万微法，每只重量按2kg计算，总重量为四十万kg，它需要十吨大卡车一万辆才能装得下。”显然这是不可能实现的。(b)另一途径是提高电压U—我国弧焊机的输入电压为交流220/380V，其空载电压为40-90V。众所皆知，提高空载电压若不采取有效措施，恐将危及操作者的安全。
发明内容
本专利目的是提供一种电容放电焊机，其焊接能量能“大小由之”，而其放电回环中的电压对操作者保证是安全的。为了达到上述目的，本专利的技术方案是将ー种“双电容佯谬电路”(TwoCapacitor Paradox Circuit)引入焊机的放电回环中。具体地讲，将对比文件图I中的电容器C(13) —分为ニ，如图2(a)中的C1 (6)和C2⑶。其中C1 (6)置于晶闸管SCR(7)的阳极端；CJ8)置于晶闸管SCR(7)的阴极端。这样，Y1-SCR-C2 ”形成的“ 形结构”被称为“双电容佯谬电路。”
下面结合图2(a)的主电路作进ー步详细地说明。图I是现有技术(对比文件)的电容放电焊机的主电路图。图2是本专利的电容放电焊机的主电路图。鉴于各图中所含的元器件较多，兹列表说明之。表I兀器件一览表
序号I名称I 充电控制単元
2整流模块 I 充电限流电阻 ~ 充电电容器C1的残留能量释放电阻
5充电电容器C1的释放开关
6充电电容器C1
~ 本专利电路(图2(a))中的晶闸管 8 放电电容器C2 ~~9 焊接エ件电阻 "Io 放电电容器C2的剩余电荷释放电阻 剰余电荷释放开关 "12 交流电源
~T3 対比文件中的充电电容器(见图I)
"14焊把与エ件形成的“等效开关”
15対比文件中的晶闸管(见图I)
~^6 金属氧化物非线性电阻M0V(或称金属氧化物无间隙避雷器Metal Oxide Varisterノ
具体实施例方式
本专利焊机的主电路如图2(a)所示，其中充电控制単元(I)、晶闸管整流模块(2)和C1 (6)等组成充电回环(charging loop);晶闸管SCR(7),电容器C2 (8)与焊接终端的焊把焊件(9)组成放电回环(discharging loop)。其工作特点如下I、焊接前( 设t < 0):晶闸管SCR(7)未触发。此时，电容器C1 (6)可由充电控制单元⑴接通电源(12)，使其充电到预定的初值电压VclOU。随后即关断控制単元(I)，让电容器C1 (6) —直保持Vca (0_)电压初值不变，蓄能待用。同时，电容器CJ8)上也可能有初值电压Ve2 (0_)，例如，若上一次焊接完毕后C2 (8)上留有剩余能量。2、焊接之顷(设t = 0):此时触发SCR(7)，使晶闸管导通。SCR(7) 一旦导通，两电容器C1 (6)和C2 (8)被直接连接起来，变成同一电位。其值为VV0 =し1'1ツで'2(り(2 )式中=C1Vcl (0_)为电容器C1在t < 0之前储存的电荷量；C2Vc2 (0J为电容器C2在t < 0之前储存的电荷量；(2)式是根据SCR(7)导通前、后两电容器上总的电荷量不变的“电荷守恒法则”推得的。若晶闸管SCR(7)在触发前，电容器C2 (8)上并未充电，则Ve2 (0_) =0，于是⑵式变为；K = c vCi(°-)(3)其中，显然フ^ぐ1，故V0恒小于Vcl (0J。请注意(3)式启发我们ー个十分可贵的性能"C1-SCR-C2”这个形结构可当作“降压变压器”来用。因为它能将C1 (6)上原来充有的高电压ん(0_)，在SCR导通的一瞬间降为低电压Vtlt5因此，我们可以把Vel (0_)选的高ー些，使电容器C1 (6)多储存ー些电能，而此时因为SCR (7)未导通，电焊机操作者不可能接触到高电压Vca (0_)，操作者的人身安全是有保障的；再同时，我们选择合适的电容器C2 的电容值，让SCR(7)触发导通后的Vtl值处在安全电压的范围内，保证操作者的人身安全。下面举两个实施例，并与对比文件相比较，以观实效表2两种焊机的特点比较[2。I]。本专利焊机的输入电压取交流380V时对比文件(图I的主电路)本专利(图2(a)的电路)
项目数据项目数据
Vfl(0 )=380V (交流)，
电容器上初值Vd (0 )=50V电容器上初值
____v,2(0J-0V
—电容器上放电初值__F0=50V__电容器上放电初值__F0=50V _
__电容器上储能__IV =40J电容器上储能_妒=40J
所需电容器的电容量—C=32000yF—所需电容器的电容量-C1=SOpF，C2=I500(注I)对比文件的数据摘自<电焊机>,2008. 38(8). 58-60.
杨景卫，曹彪.“ー种新型电容储能式电焊机的研制”。
(注2)本专利的数据是根据(I)、(2)两式计算的。O本专利焊机的输入电压取交流500V时_
对比文件(图I的主电路)本专利〔图2(a)的电路)
_项—目—数据项目数据
—电容器上初值vd(0) =50V电容器上初值 ル(0—)=500V，Vf，(0_)=0V
—电容器卜.放电初值_ ア0=50V电容器上放电初值K=50V
—电容器上储能__W =403电容器上储能W=40J
所需电容器的电容量l_C=32000"F I所需电容器的电容量|_ C1=O-S ^ F，C2=H^F(注I)对比文件的数据摘自<电焊机>，2008. 38(8). 58-60.
杨景卫，曹彪.“ー种新型电容储能式电焊机的研制”。_
(注2)本专利的数据是根据(I)、(2)两式计算的。_ _根据表2。。2所示，对比文件所需的电容器的电容量为32000ii F，而本专利所需电容器的电容量仅为C1 = 0.8 u FjC2 = 13 ii F，两者相差约两千五百倍。显而易见，两者的体积和重量相去甚远。3、晶闸管 SCR(7)导通之初(0_ < t < 0+)在此时(0_<セ<0+)，两电容ー旦接触，电容器(1(6)便立即给电容器C2 (8)突击充电，使CJ8)瞬间变成放电回环中的第二电源。注意，此时在C1-SCR-C2结构中流的是脉冲电流(称为S⑴函数)，其值瞬息即逝。由于它在流过ら出)，SCR(7)和CJ8)等器件时来不及升温，故在选择各该器件时，无需考虑该脉冲电流的热效应。4、在脉冲电流消失后(t > 0+)
放电回环中C1 (6)和C2⑶同时向焊接终端(9)放电。但只有C1 (6)的放电电流才通过晶闸管SCR(7)，而C2(8)的放电电流并不通过SCR(7)。因此，本专利的晶闸管SCR(7)的电流定额比对比文件中的SCR(15)要小，其必须配置的散热器也相应缩小。显然这也有于改善本焊机的重量、体积和造价。5、根据数学分析，本专利焊机的晶闸管SCR(7)导通后，焊接终端(9)上的焊接电压v(t)和焊接电流i(t)均为同一波形的指数函数，即
权利要求
1.一种电容放电焊机，其主电路包括充电回环和放电回环，而其特征在于其放电回环是由“双电容佯谬电路”和“焊接终端的焊把和焊件(9)”等组成；其中双电容佯谬电路是指由“电容器C1 (6)，晶闸管SCR (7)，电容器C2⑶”三者连接成的“ 形结构”；该结构有类似干“降压变压器”的降压功能；而无通常铁磁材料变压器的一切缺点。
全文摘要
本发明涉及一种节能的轻便的电容放电焊机，本焊机的主电路如附图所示，焊接前，交流电通过控制单元(1)，整流模块(2)将电容C1充电到预定电压值后，断开单元(1)使电容C1(6)处在带电备用状态。焊接时，C1(6)枪先经晶闸管SCR(7)向C2(8)突击充电。然后电容C1(6)和C2(8)同时向焊件电弧放电，完成焊接工艺。由于C2(8)的放电电流并不经过SCR(7)，故SCR(7)的电流定额可以减小；而且焊接电流和焊接电压波形相同，相位相同，故负载侧(放电回环中)没有无功损耗和畸变损耗，使电容所储全部能量均为焊接所需的有功功率，达到节能。而且“C1-SCR-C2”π形结构，拥有“降压功能”，而无铁磁变压器的一切弊端。通过合理选配C1、C2的电容量，可使本焊机的焊接能量可“大小由之”，并能有效地缩小体积、重量和成本。
文档编号B23K9/10GK102615388SQ20121010043
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者陈寄炎 申请人:陈寄炎