[发明专利]一种大功率单逆变螺柱焊机

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率单逆变螺柱焊机，属于逆变螺柱焊机技术领域。

背景技术

螺柱焊机主要分为：电容储能式螺柱焊机、拉弧电容储能螺柱焊机、短周期螺柱焊机，以上螺柱焊机只能在薄板上焊Φ10mm左右焊钉；还有一种长周期电弧螺柱焊机，用于Φ3mm～Φ36mm螺柱焊接。长周期螺柱焊机焊接时间在100ms～2000ms，有的用到5000ms，焊接电流最大2000A到4000A。

长周期螺柱焊主要应用于建筑钢结构焊接剪力钉(栓钉)、高速铁路预埋件、大型桥梁、机械等重大项目。长周期电弧螺柱焊机有晶闸管式：体积大、重量很重(2500A焊机重量在300KG～400KG)、电效率不高、输入功率大。另一种是逆变螺柱焊机。

因为焊机行业开关管模块一般在75A～600A，更大电流模块价格昂贵，驱动复杂和反应速度不适合焊机。因为P(功率)＝I(电流)×U(电压)，在同等焊接功率下，当电压从三相AC380V～AC600V变为三相AC180V～AC280V时其初入的电流大，逆变开关管将更大，因此现在还没有三相AC180V～AC280V的2000A以上大功率逆变螺柱焊机。市面上380V以上的逆变大功率焊机(如碳弧气焊、埋弧焊、螺柱焊)都是2个或3个逆变系统合并在一起。其并联总电流与分立逆变系统不易调节，且多逆变系统在一起工作容易相互干扰、及存在生产零件多、生产工艺复杂、生产效率低、体积庞大、重量重、故障率高等问题，以致螺柱焊机质量不稳定。

焊接电弧是一个变化很大的动态负载，有很多过渡状态：如短路、大颗粒、熔滴瞬间短路会炸坏焊机逆变开关管和次级快恢复整流管损坏，造成人身财产损失。预埋件、大型桥梁上都是Φ22mm～Φ32mm焊钉，特别在钢结构工地上压型板穿透焊接剪力钉任务大、工程急，每天起一层楼，焊机使用率高，有的工地临时拉电源线，各种其他焊机、吊车相互工作有干扰，电源电压不够稳定，螺柱焊在几秒内焊接功率在100KW以上，3相电线路电感反向电压高，容易损坏设备。工地剪力钉分布面广，焊枪需要加长到50m～150m(100m枪线电压降25V～30V)焊机功率更需要加大。焊机用一个铁芯制作的变压器，功率小、很快发烫，电源线长压降高，电压低时无电流补偿作用，长焊枪线无法焊接，影响施工，无法完成任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的上述缺陷，提供一种大功率单逆变螺柱焊机，解决逆变螺柱焊机在一个逆变系统下、工作电压在三相AC180V～AC600V范围内的大功率输出难题，提高大功率逆变螺柱焊机的安全稳定性，实现同等功率下，使焊机体积更小、重量更轻，方便运输和使用等目的。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种大功率单逆变螺柱焊机，包括依次连接的三相整流电路、逆变电路、高频变压器，快恢复整流电路，所述三相整流电路将三相交流电转变成直流电，逆变电路将直流电转换成高频交流电，经高频变压器降压和快恢复二极管整流后获得直流焊接电流，所述逆变电路为具有四个桥臂的全桥逆变电路，所述逆变电路的四个桥臂均由若干并联的逆变开关管构成，逆变电路的第一输出端经开关电感、隔直电容接高频变压器初级绕组的第一端，逆变电路的第二输出端接高频变压器初级绕组的第二端；所述高频变压器具有若干次级绕组，每个次级绕组的两端分别经快恢复二极管后连接在一起作为焊机的正极电源输出，每个次级绕组的中点引出线依次连接后经滤波电抗器作为焊机的负极电源输出。

本发明所述的大功率单逆变螺柱焊机还具有如下改进：

1、所述三相整流电路的前端设有EMI滤波电路，所述EMI滤波电路组成包括电容采用三角形连接的第一LC滤波器，所述第一LC滤波器的电感为差模电感；电容采用星形连接的第二LC滤波器，所述第二LC滤波器的电感为共模电感，所述第一LC滤波器与第二LC滤波器之间的线路上采用三角形接法连接有三个压敏电阻。

2、所述三相整流电路与逆变电路之间接有直流滤波电路，所述直流滤波电路依次包括滤波放电电阻、两个串联的接地电容、无源滤波器、并联的若干无极性高频电容，所述无源滤波器接在直流的正极端，由并联的电感、二极管、电容构成，所述二极管为反向并联接连接。