本例介绍的电焊机空载节电器,适用于多种型号的普通电焊机。将其加装在电焊机的一次回路(初级回路)、作为一种电源开关使用,可以自动监测和控制应电焊机工作状态,起到节能降耗的作用。
电路工作原理
该电焊机空载节电器电路由电流检测电路、电源电路和开关控制电路等组成,如图所示。
图 电焊机空载节电器电路
电流检测电路由电流互感器ta、整流二极管vd5、晶体管v2、电位器rp2和有关外围元件组成。
电源电路由电容器c5、电源开关q、信号变压器t1、整流二极管vd1~vd4、vd6、yd7 稳压二极管vs和滤波电容器c1~c3等组成。
开关控制电路由晶体管v1、继电器k和交流接触器km等组成。
接通电源开关q后,交流220v(或380v)电压经电容器c5降压为100v左右,同时加至信号变压器t1的一次绕组和电焊机的一次绕组两端。继电器κ的常闭触头k3和k4接通,t1的二次绕组产生感应电压经vd1~vd4整流后,在滤波电容器c3两端产生12v左右的直流电压。此时,v1处于截止状态,继电器k不吸合,交流接触器km的触头开关处于断开状态。
在电焊机变压器t2的二次绕组未短路(电焊机未与焊件接触)时,电流互感器ta中产生的感应电流很小,感应电压很低。t2处于截止状态,发光二极管vl不亮。
当电焊工将电焊条触碰焊件欲施焊的瞬间,t2一、二次绕组的电流均急剧增大,电流互感器ta上产生的感应电压随之升高,该电压经vd5整流、c4滤波后,通过r7、r8和rp2加至v2的发射结(b、e极之间)上,使v2导通。v2导通后,vl发光,v1因发射极电压降低而正偏导通,继电器k吸合,其常开触头k1和k2接通,常闭触头k3和图断开,一方面使交流接触器km通电工作,向电焊机提供施焊电源;另一方面将t1二次侧的桥式整流电路(由vd1~vd4组成)变换成全波整流电路(由vd3、vd4和vd6组成),以保证在t1一次回路电压升高的情况下,开关控制电路的直流工作电压仍维持12v不变。
当停止焊接数秒钟之后,t2和v1截止,继电器k释放,使交流接触器km的触头开关断开,切断电焊机的施焊电源。
元器件选择
r1和r2均选用1w金属膜电阻器;r3~r1o均选用1w金属膜电阻器。
rp1、rp2均选用wh118系列小型合成碳膜电位器。
c1~c4均选用耐压值为25v的铝电解电容器;c5选用耐压值为630v、容量为1.5~2.2f的cbb无感电容器。
vd1~vd8均选用1n4007型硅整流二极管。
vs选用1w、12v稳压二极管,例如zcw110或2cw21h、1n4742等型号。
vl选用φ5mm的绿色发光二极管。
v1选用c8050或3dg12c型npn型晶体管;v2选用59013或3dg6c型硅npn型晶体管。
q选用耐压值为500v、电流为60a以上的断路器(空气开关)。
hl1、hl2均选用380v的氖泡型信号灯。
信号变压器t1可采用e形铁心(32mm×32mm)自制,一次绕组用φ0.05mm的高强度漆包线绕7600匝,二次绕组用φ0.23mm的高强度漆包线双绕720匝。
电流互感器ta在制作时,其铁心可采用0.35mm的硅钢片冲压成宽为8mm、长为1200mm的长条,将其在直径为25mm的模具上卷绕10层,脱模后用黄蜡布条包扎,形成绝缘层,再用φ0.23mm的高强度漆包线穿绕600匝。也可以将漆包线绕在20mm×10mm×5mm的铁氧体磁环上(不用上述的铁心)制成。
电路调试
电路安装完毕后,用一只50w、220v/6v的电源变压器代替t2,在其二次回路接上一只6v的机动车用灯泡作为负载。
将电源变压器一次回路中的某一导线从电流互感器ta的中心穿过。
再将l、n两端接入220v交流电压,并接通开关q,进行模拟运行试验。此时调整电位器rp2时,发光二极管vl应有亮暗变化,否则说明电流检测电路工作不正常。
切断电源,用”换下电源变压器,再接通电源,用电焊条触碰焊件,vl应闪烁发光。当停止焊接后,vl应熄灭。
若停焊后电焊机电源延时切断时间太长或太短,则可通过适当调节电位器rp1来解决。若停焊后电焊机电源切断困难,则可适当调节电位器rp2的阻值。