逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置專(zhuān)利背景

截至2004年12月，軟開(kāi)關(guān)弧焊逆變器多采用全橋逆變電路，而控制方式則采用脈寬調(diào)制方式（PWM），零電壓開(kāi)關(guān)脈寬調(diào)制方式（ZVS-PWM）中，兩橋臂均實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)，但滯后橋臂零電壓條件是受負(fù)載和輸入電壓極大的影響，當(dāng)負(fù)載在空載或輕載時(shí)，就將失去零電壓開(kāi)關(guān)的條件，出現(xiàn)環(huán)流能量大、占空比丟失等問(wèn)題，使得開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲加大。

逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置專(zhuān)利目的

《逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置》針對(duì)2014年12月之前技術(shù)所存在的不足而提供一種逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置技術(shù)方案，該方案釆用在高頻變壓器T的次級(jí)加裝次級(jí)輔助線圈N3和換流電感L的方法，改善焊機(jī)負(fù)載在空載或輕載時(shí)，保持零電壓開(kāi)關(guān)的條件，不增加開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲。

逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置技術(shù)方案

《逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置》主要包括由大功率絕緣柵雙極型晶體管Q1、Q3為超前臂，大功率絕緣柵雙極型晶體管Q2、Q4為滯后臂，電容C1、C3為超前臂并聯(lián)電容，電容C2、C4為滯后臂并聯(lián)電容組成的全橋移相諧振式電路，全橋移相諧振式電路通過(guò)高頻變壓器T初級(jí)線圈N1輸出，高頻變壓器T次級(jí)輸出線圈N2輸出逆變電源，該方案的特點(diǎn)是在高頻變壓器T的次級(jí)還有一個(gè)次級(jí)輔助線圈N3，輔助線圈N3連接一個(gè)換流電感L。該方案具體特點(diǎn)還有，換流電感L是在U型鐵氧體鐵芯上用導(dǎo)線纏繞14-21匝。次級(jí)輔助線圈N3的匝數(shù)與次級(jí)輸出線圈N2的匝數(shù)相同。

逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置改善效果

《逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置》在高頻變壓器T的次級(jí)還有一個(gè)次級(jí)輔助線圈N3，輔助線圈N3連接一個(gè)換流電感L。這一結(jié)構(gòu)，當(dāng)逆變器負(fù)載在空載或輕載時(shí)，通過(guò)高頻變壓器次級(jí)輔助線圈N3上的換流電感L，使諧振回路引入適當(dāng)?shù)沫h(huán)流，實(shí)現(xiàn)了零電壓開(kāi)關(guān)的條件，并不增加開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲。這個(gè)環(huán)流當(dāng)逆變器有負(fù)載時(shí)，還起到斜坡補(bǔ)償?shù)淖饔?，這又有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。

圖1為《逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置》的結(jié)構(gòu)示意圖。

《逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置》涉及的是一種工業(yè)上用于焊接的焊機(jī)，尤其是一種逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置。

1.《逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置》主要包括由大功率絕緣柵雙極型晶體管Q1、Q3為超前臂，大功率絕緣柵雙極型晶體管Q2、Q4為滯后臂，電容C1、C3為超前臂并聯(lián)電容，電容C2、C4為滯后臂并聯(lián)電容組成的全橋移相諧振式電路，全橋移相諧振式電路通過(guò)高頻變壓器T初級(jí)線圈N輸出，高頻變壓器T次級(jí)輸出線圈N2輸出逆變電源，其特征是：在高頻變壓器T的次級(jí)還有一個(gè)次級(jí)輔助線圈N3，輔助線圈N3連接一個(gè)換流電感L。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟開(kāi)關(guān)裝置，其特征是：所述的換流電感L是在U型鐵氧體鐵芯上用導(dǎo)線纏繞14-21匝。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟開(kāi)關(guān)裝置，其特征是：所述的次級(jí)輔助線圈N3的匝數(shù)與次級(jí)輸出線圏N2的匝數(shù)相同。

通過(guò)附圖可以看出，《逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置》主要包括由大功率絕緣柵雙極型晶體管Q1、Q3為超前臂，大功率絕緣柵雙極型晶體管Q2、Q4為滯后臂，電容C1、C3為超前臂并聯(lián)電容，電容C2、C4為滯后臂并聯(lián)電容組成的全橋移相諧振式電路，全橋移相諧振式電路通過(guò)高頻變壓器T初級(jí)線圈N1輸岀，高頻變壓器T次級(jí)輸出線圈N2輸出逆變電源，該方案是在高頻變壓器T的次級(jí)還有一個(gè)次級(jí)輔助線圈N3，次級(jí)輔助線圈N3的匝數(shù)與次級(jí)輸出線圈N2的匝數(shù)相同。在輔助線圈N3兩端連接一個(gè)換流電感L。換流電感L是在U型鐵氧體鐵芯上用導(dǎo)線纏繞14-21匝，具體匝數(shù)要根據(jù)負(fù)載輸出電流的大小而定。

2017年12月，《逆變焊機(jī)用實(shí)現(xiàn)焊機(jī)空載、輕載時(shí)軟開(kāi)關(guān)裝置》獲得第十九屆中國(guó)專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng)。 2100433B

空載（變壓器）是指變壓器的一次繞組接入電源，二次繞組開(kāi)路的工作狀態(tài)。此時(shí)，一次繞組中的電流稱(chēng)為變壓器的空載電流?？蛰d電流產(chǎn)生空載磁場(chǎng)。在主磁場(chǎng)（即同時(shí)交聯(lián)一、二繞組的磁場(chǎng)）作用下，一、二次繞組中便感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。[1]

空載定義

空載試驗(yàn)，是指檢驗(yàn)水輪發(fā)電機(jī)組在不帶負(fù)荷空轉(zhuǎn)工況下運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和可靠性的啟動(dòng)程序。這屬于水力機(jī)組在無(wú)負(fù)載狀態(tài)下的性能測(cè)試。空載試驗(yàn)是同步發(fā)電機(jī)的基本試驗(yàn)之一。通過(guò)空載試驗(yàn)，不僅可以檢查勵(lì)磁系統(tǒng)的工作情況，電樞繞組聯(lián)結(jié)是否正確，還可以了解電機(jī)磁路飽和程度。

空載內(nèi)容

空載試驗(yàn)是為了考核自動(dòng)操作控制的準(zhǔn)確性，測(cè)定空載特性和整定有關(guān)繼電保護(hù)值。啟動(dòng)前需對(duì)機(jī)組進(jìn)行全面檢查，主要包括：①各轉(zhuǎn)動(dòng)與固定部件的四周間隙合格，內(nèi)部無(wú)異物。②轉(zhuǎn)子磁極接頭對(duì)附近導(dǎo)體的安全距離不小于10 mm。⑧各軸承油位在規(guī)定范圍內(nèi)。④推力軸承及上導(dǎo)軸承對(duì)地絕緣電阻符合規(guī)程要求，推力軸承高壓油頂起油泵工作正常。⑤水輪發(fā)電機(jī)組測(cè)溫裝置、信號(hào)裝置己能投入使用。⑥各油、氣、水系統(tǒng)閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉位置均正常無(wú)誤。⑦各部位冷卻水壓力調(diào)整至規(guī)定的范圍內(nèi)，并能正常通水。⑧操作水輪發(fā)電機(jī)制動(dòng)閘動(dòng)作正確。⑨水輪發(fā)電機(jī)內(nèi)部潔凈，無(wú)金屬等遺留物。⑩勵(lì)磁滑環(huán)炭刷需拔出。⑩水輪發(fā)電機(jī)引出線出口斷路器和隔離開(kāi)關(guān)處于切斷狀態(tài)。上述檢查符合要求后，按操作程序命令進(jìn)行開(kāi)機(jī)操作。

新建水電站機(jī)組第1次開(kāi)機(jī)均為手動(dòng)操作，并在額定轉(zhuǎn)速60%、80%時(shí)稍事停留，以便有時(shí)間檢查和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。無(wú)異狀后，再升至額定轉(zhuǎn)速，空載運(yùn)行。在第1次啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，要重點(diǎn)監(jiān)視以下內(nèi)容：①監(jiān)聽(tīng)水輪機(jī)室，水輪發(fā)電機(jī)定子風(fēng)洞及上、下部風(fēng)洞蓋板處有無(wú)異常聲音，若有異聲，迅速判別部位及原因，必要時(shí)緊急停機(jī)檢查處理。②臨視水輪機(jī)工作密封漏水和頂蓋排水是否可靠，必要時(shí)緊急停機(jī)檢查處理。③監(jiān)測(cè)各軸瓦溫度上升情況，瓦溫上升過(guò)快或溫度接近允許極限時(shí)，要立即停機(jī)處理。④監(jiān)測(cè)水導(dǎo)、下導(dǎo)、上導(dǎo)、滑環(huán)的擺度及頂蓋和上、下機(jī)架的振動(dòng)，檢查各部軸承油位變化，必要時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。⑤檢查油、氣、水管路接頭及閥門(mén)的滲漏情況，并進(jìn)行相應(yīng)處置。⑥檢查受油器潤(rùn)滑摩擦是否良好。

在上述運(yùn)行情況止常、各部位溫度均穩(wěn)定在限額范圍內(nèi)時(shí)，作空載工況下的試驗(yàn)，主要項(xiàng)目：①測(cè)定水輪發(fā)電機(jī)殘壓并核對(duì)相序。②水輪機(jī)調(diào)速器自動(dòng)調(diào)節(jié)試驗(yàn)，測(cè)各項(xiàng)特性及參數(shù)整定，最后做擾動(dòng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)靈敏度和穩(wěn)定性。③裝復(fù)并磨勵(lì)磁滑環(huán)炭刷，試驗(yàn)和調(diào)整勵(lì)磁系統(tǒng)，錄制勵(lì)磁機(jī)空載特性。④若水輪發(fā)電機(jī)組擺度、振動(dòng)過(guò)大時(shí)，需進(jìn)行水輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)平衡試驗(yàn)，并加配重。⑤水輪發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)，檢查二次電源回路，整定水輪發(fā)電機(jī)電流保護(hù)，錄制水輪發(fā)電機(jī)短路特性及短路消磁特性，以及帶主變壓器升流試驗(yàn)，必要時(shí)進(jìn)行短路干燥。⑥水輪發(fā)電機(jī)組過(guò)速度試驗(yàn)，整定轉(zhuǎn)速繼電器。⑦停機(jī)檢查，并做水輪發(fā)電機(jī)定子線圈交流、直流耐壓試驗(yàn)等。

變壓器的損耗是變壓器的重要性能參數(shù)，一方面表示變壓器在運(yùn)行過(guò)程中的效率，另一方面表明變壓器在設(shè)計(jì)制造的性能是否滿足要求。變壓器空載損耗和空載電流測(cè)量、負(fù)載損耗和短路阻抗測(cè)量都是變壓器的例行試驗(yàn)。

變壓器的空載試驗(yàn)就是從變壓器任一組線圈施加額定電壓，其它線圈開(kāi)路的情況下，測(cè)量變壓器的空載損耗和空載電流。空載電流用它與額定電流的百分?jǐn)?shù)表示。

1、空載試驗(yàn)是測(cè)量額定電壓下的空載損耗和空載電流，試驗(yàn)時(shí)高壓側(cè)開(kāi)路，低壓側(cè)加壓，試驗(yàn)電壓是低壓側(cè)的額定電壓，試驗(yàn)電壓低，試驗(yàn)電流為額定電流百分之幾或千分之幾。

2、變壓器空載試驗(yàn)的電源容量的選擇：保證電源波形失真不超過(guò)5%，試品的空載容量應(yīng)在電源容量的50以下；采用調(diào)壓起加壓，空載容量應(yīng)小于調(diào)壓器容量的50%；采用發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)時(shí)，空載容量應(yīng)小于發(fā)電機(jī)容量的25%。

空載試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓是低壓側(cè)的額定電壓，變壓器空載試驗(yàn)主要測(cè)量空載損耗。空載損耗主要是鐵損耗。鐵損耗的大小可以認(rèn)為與負(fù)載的大小無(wú)關(guān)，即空載時(shí)的損耗等于負(fù)載時(shí)的鐵損耗，但這是指額定電壓時(shí)的情況。如果電壓偏離額定指，由于變壓器鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度處在磁化曲線的飽和段，空載損耗和空載電流都會(huì)急劇變化，因此，空載試驗(yàn)應(yīng)在額定電壓下進(jìn)行。

注意：在測(cè)量大型變壓器的空載或負(fù)載損耗時(shí)，因?yàn)楣β室驍?shù)很低，可達(dá)到cosφ小于和等于0.1。所以一定要求采用低功率因數(shù)的瓦特表。

3、通過(guò)空載試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)變壓器以下缺陷：硅鋼片間絕緣不良。鐵芯極間、片間局部短路燒損，穿芯螺栓或綁扎鋼帶、壓板、上軛鐵等的絕緣部分損壞、形成短路，磁路中硅鋼片松動(dòng)、錯(cuò)位、氣隙太大，鐵芯多點(diǎn)接地，線圈有匝間、層間短路或并聯(lián)支路匝數(shù)不等、安匝不平衡等，誤用了高耗劣質(zhì)硅鋼片或設(shè)計(jì)計(jì)算有誤。2100433B