專利名稱：一種數(shù)字調壓變壓器及其調壓方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字調壓變壓器及其調壓方法，特別是一種熔化極氣體保護焊機數(shù)字調壓主回路的調壓方法。屬于焊接技術領域。
背景技術：
現(xiàn)有的熔化極氣體保護焊機主回路的調壓方式主要為以下三種抽頭調壓式，方法是在變壓器原邊設抽頭，通過手動操作轉換開關變換變壓器原邊抽頭的位置，實現(xiàn)變壓器付邊的調壓，再經(jīng)過整流電路輸出直流電壓。不能實現(xiàn)數(shù)字調壓和遠距離調壓及網(wǎng)壓補償。
晶閘管相控調壓式，變壓器變比是固定的，付邊設晶閘管整流電路，以改變晶閘管的導通角進行削波調壓的方式輸出可變的直流電壓。如要數(shù)字調壓，則需通過A/D和D/A轉換間接實現(xiàn)。缺點是輸出電壓越低波形越不連續(xù)、設備復雜不易維修、可靠性不高、存在波形畸變引起的高次諧波和電磁污染。
晶閘管或IGBT逆變調壓式，方法是將交流電壓整流成直流電壓，再經(jīng)PWM調節(jié)器調制成可變的高頻脈沖電壓，經(jīng)高頻變壓器變換后再經(jīng)整流器輸出直流電壓。高頻變壓器的變壓比是固定的，改變電壓是通過改變PWM調節(jié)器的參數(shù)實現(xiàn)的。且需通過A/D和D/A轉換實現(xiàn)間接的數(shù)字調壓。缺點是設備復雜、不易維修、可靠性不高、存在高頻電磁污染。
耿正在《現(xiàn)代焊接》2005(3)上撰文“關于數(shù)字化焊機核心技術的幾點看法”，對于全數(shù)字化焊機采用晶閘管或IGBT逆變調壓式主回路，該文認為，在數(shù)字化焊機的核心技術中，焊接電源扮演著線性功率放大器的作用。由焊接電源內部的PWM調節(jié)器采用DSP控制技術在控制方面有一定的技術優(yōu)勢，但對數(shù)字化焊機的整體性能的影響作用不顯著。

發(fā)明內容
本發(fā)明采用的方法是在數(shù)字調壓變壓器每相的原邊設有1個基本繞組和n個調壓繞組，各個調壓繞組的匝數(shù)按照二—十進制數(shù)的8、4、2、1碼的數(shù)值規(guī)律排列。n個調壓繞組可以組成2n種串聯(lián)組合。當原邊接入基本繞組時，付邊輸出額定電壓。當基本繞組和n個調壓繞組串聯(lián)接入時，付邊輸出電壓降低，降低的數(shù)值取決于串入的n個調壓繞組的總匝數(shù)。
這種調壓方法以最少的調壓繞組實現(xiàn)了最多的調壓級數(shù)，并以二—十進制開關量的方式實現(xiàn)變壓器的數(shù)字調壓。應用于熔化極氣體保護焊機數(shù)字調壓主回路，可使焊機主回路由模擬型變?yōu)閿?shù)字型，可實現(xiàn)真正意義上的全數(shù)字化焊機。同時具有電弧挖掘力大、飛濺較小、易維護、可靠性高、電壓波形不畸變、不形成電磁污染的優(yōu)點。而且，因為波形無畸變，一臺焊機可以取代該焊機容量以下所有規(guī)格的焊機。


圖1、圖2為數(shù)字調壓變壓器及其調壓方法的電氣原理圖。圖中W為變壓器原邊基本繞組；W1至W5為調壓繞組；WZ為變壓器付邊繞組；U為三相電源中的一相；N為中性線。
圖1、圖2中采用的切換開關KM代號為交流接觸器(用于大、中容量變壓器)或繼電器(用于小容量變壓器)；A為交流靜態(tài)開關；也可為手動的組合開關。
圖2中采用的切換開關A1-1至A5-1和A1-2至A5-2為交流靜態(tài)開關.。
圖1、圖2中的付邊繞組接上整流電路輸出直流電壓。
具體實施例方式
如圖1、圖2所示，以熔化極氣體保護焊機數(shù)字調壓變壓器主回路為例，本發(fā)明的具體實施方式
如下圖中調壓繞組的數(shù)量以n＝5為例，可以組成25＝32種串聯(lián)組合，這32種調壓繞組的串聯(lián)組合分別與基本繞組串聯(lián)接通電源，可在變壓器付邊輸出32種電壓值即32級調壓。5個調壓繞組中，匝數(shù)最多的是W5，對應8、4、2、1碼的16。匝數(shù)最少的是W1，對應8、4、2、1碼的1。W1與基本繞組串聯(lián)接入時改變電壓的數(shù)值就是調壓級差。例如，當設計變壓器原邊接入基本繞組輸出電壓為40V，設計調壓級差為0.6V時，通過切換開關改變調壓繞組的串聯(lián)組合，變壓器的輸出電壓可從40V開始以每級0.6V的級差降到40-32×0.6＝20.8V；也可從20.8V開始以每級0.6V的級差升到20.8+32×0.6＝40V。n決定調壓級數(shù)，調壓級差決定調壓精度。調壓級數(shù)與調壓級差的乘積決定調壓范圍。調壓級數(shù)與調壓級差按需要設定。
改變調壓繞組的串聯(lián)組合由切換開關控制，切換開關的通斷由邏輯電路控制。當然，也可由手動的組合開關控制。
圖1和圖2示出了數(shù)字調壓主回路三相中的一相。一相可用于單相交流電源的熔化極氣體保護焊機數(shù)字調壓主回路，同樣的三相可用于三相交流電源的熔化極氣體保護焊機數(shù)字調壓主回路。
本發(fā)明的數(shù)字調壓變壓器及其調壓方法同樣可用于直流電動機調速、磁阻電動機調速和交流電焊機、直流電焊機、電阻焊機、螺柱焊機、電鍍電源、涂鍍電源、電解電源、交流調壓電源、直流調壓電源主回路的數(shù)字調壓。
權利要求
1.一種數(shù)字調壓變壓器及其調壓方法，數(shù)字調壓變壓器具有原邊繞組和付邊繞組，其特征在于數(shù)字調壓變壓器的原邊繞組具有1個基本繞組和n個調壓繞組，調壓繞組的匝數(shù)按照二一十進制數(shù)的8、4、2、1碼的數(shù)值規(guī)律排列，n個調壓繞組通過切換開關可以組成2n種串聯(lián)組合，2n種串聯(lián)組合與基本繞組串聯(lián)可使變壓器付邊輸出2n種電壓值既2n級調壓。
2.一種數(shù)字調壓變壓器及其調壓方法，可用于直流電動機調速、磁阻電動機調速和熔化極氣體保護焊機、交流焊機、直流焊機、電阻焊機、螺柱焊機、電鍍電源、涂鍍電源、電解電源、交流調壓電源、直流調壓電源主回路的變壓器數(shù)字調壓。
3.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字調壓變壓器及其調壓方法中的切換開關可以是交流接觸器或繼電器，也可以是交流靜態(tài)開關，也可以是手動的組合開關。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字調壓變壓器及其調壓方法，特別是一種熔化極氣體保護焊機數(shù)字調壓主回路的調壓方法。屬于焊接技術領域。現(xiàn)有的熔化極氣體保護焊機主回路的調壓方式都不是數(shù)字的，缺點是不能遠控或復雜、不易維修、可靠性不高、存在高次諧波和電磁污染等。本發(fā)明采用的方法是在變壓器每相的原邊設有1個基本繞組和n個調壓繞組，各個調壓繞組的匝數(shù)按照二一十進制數(shù)的8、4、2、1碼的數(shù)值規(guī)律排列。當基本繞組和n個調壓繞組串聯(lián)接入時，副邊輸出電壓取決于串入基本繞組的n個調壓繞組的總匝數(shù)。使焊機主回路由模擬型變?yōu)閿?shù)字型，克服了現(xiàn)有焊機存在的不足。
文檔編號G05F1/13GK1937119SQ20061015357
公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月12日 優(yōu)先權日2006年9月12日
發(fā)明者郝桂盛 申請人:郝桂盛