电焊机工作原理及电焊机组成结构资料

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1 电焊机工作原理及电焊机组成结构电焊机工作原理介绍
电焊机electric welding machine实际上就是具有下降外特性的变压器将220V和380V交流电变为低压的
直流电电焊机一般按输出电源种类可分为两种一种是交流电源的一种是直流电的。

直流的电焊机可以说也是
一个大功率的整流器分正负极交流电输入时经变压器变压后再由整流器整流然后输出具有下降外特性的
电源输出端在接通和断开时会产生巨大的电压变化两极在瞬间短路时引燃电弧利用产生的电弧来熔化电焊条
和焊材冷却后来达到使它们结合的目的。

焊接变压器有自身的特点外特性就是在焊条引燃后电压急剧下降的特
性。

电焊机的特点
焊接由于灵活简单方便牢固可靠焊接后甚至与母材同等强度的优点广乏用于各个工业领域如航空航天船
舶汽车容器等
一、电焊机优点电焊机使用电能源将电能瞬间转换为热能电很普遍电焊机适合在干燥的环境下工作
不需要太多要求因体积小巧操作简单使用方便速度较快焊接后焊缝结实等优点广乏用于各个领域特别
对要求强度很高的制件特实用可以瞬间将同种金属材料也可将异种金属连接只是焊接方法不同永久性的连
接焊缝经热处理后与母材同等强度密封很好这给储存气体和液体容器的制造解决了密封和强度的问题。

二、电焊机缺点电焊机在使用的过程中焊机的周围会产生一定的磁场电弧燃烧时会向周围产生辐射弧光
中有红外线紫外线等光种还有金属蒸汽和烟尘等有害物质所以操作时必须要做足够的
防护措施。

焊接不适合
于高碳钢的焊接由于焊接焊缝金属结晶和偏析及氧化等过程对于高碳钢来说焊接性能不良焊后容易开裂产
生热裂纹和冷裂纹。

低碳钢有良好的焊接性能但过程中也要操作得当除锈清洁方面较为烦琐有时焊缝会出现
夹渣裂纹气孔咬边等缺陷但操作得当会降低缺陷的产生。

三、交流电焊机电焊机组成结构
交流电焊机又称弧焊变压器是一种特殊的降压变压器它是由降压变压器、阻抗调节器、手柄和焊接电弧等
组成。

为了使焊接顺利进行这种变压器电源能按焊接过程的需要而具有如下特点
1. 交流电焊机具有电压陡降的特性
一般的用电设备都要求电源的电压不随负载的变化而变化其电压是恒定的如为380V
单相或220V。

虽
然接入焊接变压器的电压是一定的如为380V或220V但通过这种变压器后所输出的电压可随输出电流负载
的变化而变化且电压随负载增大而迅速降低此称为陡降特性或称下降特性。

这就适应了焊接所需各种的电压要
求
(1) 初级电压即接入电焊机的外电压。

由于弧焊变压器初级线圈两端要求的电压为单项380V因此一般交流电焊机接入电网的电压为单项380V。

(2) 零电压为了保证焊接过程频繁短路焊条与焊件接触时要求电压能自动降至趋近于零以限制短路
电流不致无限增大而烧毁电源。

(3) 空载电压为了满足引弧与安全的需要空载焊接时要求空载电压约为60 80V这既能顺利起弧
又对人身比较安全。

(4) 工作电压焊接起弧以后要求电压能自动下降到电弧正常工作所需的电压即为工作电压约为2040
V此电压也为安全电压。

(5) 电弧电压即电弧两端的电压此电压是在工作电压的范围内。

焊接时电弧的长短会发生变化电弧长
度长电弧电压应高些电弧长度短则电弧电压应低些。

因此弧焊变压器应适应电弧长度的变化而保证电弧的
稳定。

2. 交流电焊机具有焊接电流的可调节性
为了适应不同材料和板厚的焊接要求焊接电流能从几十安培调到几百安培并可根据工件的厚度和所用焊条
直径的大小任意调节所需的电流值。

电流的调节一般分为两级一级是粗调常用改变输出线头的接法Ⅰ位置连
接或Ⅱ位置连接从而改变内部线圈的圈数来实现电流大范围的调节粗调时应在切断电源的情况下进行以防
止触电伤害另一级是细调常用改变电焊机内“可动铁芯”动铁芯式或“可动线圈”
动圈式的位置来达到所
需电流值细调节的操作是通过旋转手柄来实现的当手柄逆时针旋转时电流值增大手柄顺时针旋转时电流减小
细调节应在空载状态下进行。

各种型号的电焊机粗调与细调的范围可查阅标牌上的说明。

电焊机的工作原理叙述
工作原理电流电压经三相主变压器降压由可控硅元件进行整流并利用改变可控硅触发角相位来控制输出
电流的大小。

从整流器直流输出端的分流器上取出电流信号作为电流负反馈信号随着直流输出电流增加负反
馈也增加可控硅导通角减小输出电流电压降低从而获得下降的外特性。

推力电路是当
输出端电压低于15V时
使输出电流增加特别是短路时形成外拖的外特性使焊条不易粘住。

引弧电路是每次起弧时短时间增加给定焊接人 免费下载
2 电压使引弧电流较大易于起弧。

从以上叙述可以知道电焊起弧的时候电路是处于短路状态电压急剧下降电流需要很大起弧后要稳弧
这时候焊条和容池的溶液还是短路过渡状态电压还是下降电流还是大过渡完毕后处于正常焊接状态电压回
升电流下降。

起弧电流是电焊机工作在焊接起弧时能够输出的最大电流。

推力电流是电焊机焊接时铁水在短路过渡时,焊机另外叠加一电流,使铁水稳定过渡,不易粘条。

焊接电流是电焊机正常焊接的时候提供的工作电流。

整流器
一什么是整流器
整流器是一个整流装置简单的说就是将交流AC转化为直流DC的装置。

它有两个主要功能第一
将交流电AC变成直流电(DC)经滤波后供给负载或者供给逆变器第二给蓄电池提供充电电压。

因此
它同时又起到一个充电器的作用。

二整流器三极管参数
三极管的hFE参数与贮存时间ts相关一般hFE大的三极管ts也较大过去人们对ts的认识以及ts的测量仪
器均较为欠缺人们更依赖hFE参数来选择三极管。

在开关状态下hFE的选择通常有以下认识第一、hFE应尽可能高以便用最少的基极电
流得到最大的工作
电流同时给出尽可能低的饱和电压这样就可以同时在输出和驱动电路中降低损耗。

但是如果考虑到开关速度和电流容限则hFE的最大值就受到限制第二、中国的厂家曾经倾向于选用hFE
较小的器件例如hFE为10到15甚至8到10的三极管就一度很受欢迎(后来由于基极回路流行采用电容触发
线路hFE的数值有所上升)hFE的数值小则饱和深度小从而有利于降低晶体管的发热。

实际上晶体管的饱和深度受到Ib、hFE两个因素的影响因而通过磁环及绕组参数、基极电阻Rb的调整
也可以降低饱和深度。

三现状
目前业界推出的节能灯和电子镇流器专用三极管都十分注重对贮存时间的控制。

因为贮存时间ts过长电路
的振荡频率将下降整机的工作电流增大易导致三极管的损坏。

虽然可以调整扼流圈电感及其他元器件参数来控制
整机功率但ts的离散性将使产品的一致性差可靠性下降。

例如在石英灯电子变压器线路中贮存时间太大
的晶体管可能引起电路在低于输出变压器工作极限的频率振荡从而造成每个周期的末端磁芯饱和这使得晶体管
Ic在每个周期出现尖峰最后导致器件过热损坏(图3)。

如果同一线路上的两个三极管贮存时间相差太大整机工作电流的上下半波将严重不对称
负担重的那只三极
管将容易损坏线路也将产生更多的谐波和电磁干扰。

实际使用表明严格控制贮存时间ts并恰当调整整机电路就可以降低对hFE参数的依赖程度。

还值得一提的
是在芯片面积一定的情况下三极管特性、电流特性与耐压参数是矛盾的中国市场曾经用BUT11A来做220V40W
电子镇流器其出发点是BVceo、BVcbo数值高但是目前绝大部分电子镇流器线路中已经没有必要过高选择三
极管的电压参数。

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3 滤波滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作是抑制和防止干扰的一项重要措施。

根据观察某一随机过程的结果对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。

滤波一词起源于通信
理论它是从含有干扰的接收信号中提取有用信号的一种技术。

“接收信号”相当于被观测的随机过程“有用信号”
相当于被估计的随机过程。

例如用雷达跟踪飞机测得的飞机位置的数据中含有测量误差及其他随机干扰如何
利用这些数据尽可能准确地估计出飞机在每一时刻的位置、速度、加速度等并预测飞机未来的位置就是一个滤
波与预测问题。

这类问题在电子技术、航天科学、控制工程及其他科学技术部门中都是大量存在的。

历史上最早考
虑的是维纳滤波后来R.E.卡尔曼和R.S.布西于20世纪60年代提出了卡尔曼滤波。

现对一般的非线性滤波问题的
研究相当活跃。

从电气工程上,所有的元件可以归纳为三类最基本的元件,即电阻,电感和电容.电阻的阻值与交流电的频率无关.
电感的阻值(称为感抗)Xl=2πfL,即与交流电的频率成正比.频率越高,感抗越大.电容元件则与电感元件相反,它的容抗
Xc=1/2πfC,即与交流电频率反比. 因此,电气工程上,常利用LC元件对不同频率交流电量的电抗不同,对交流电量进行
分流,称为滤波. 按不同功能,滤波器通常分三类:低通,高通,带通.例如低通的原理利用电容通高频阻低频,电感通低
频阻高频的原理. 对于需要截止的高频利用电容吸收、电感阻碍的方法不使它通过对于
需要的低频利用电容
高阻、电感低阻的特点使它通过。

一、滤波的基本概念
滤波是信号处理中的一个重要概念。

滤波分经典滤波和现代滤波。

1.1、经典滤波
经典滤波的概念是根据富立叶分析和变换提出的一个工程概念。

根据高等数学理论任何一个满足一定条件
的信号都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。

换句话说就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的
组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。

只允许一定频率范围内的信号成分正常通过
而阻止另一部分频率成分通过的电路叫做经典滤波器或滤波电路。

实际上任何一个电子系统都具有自己的频带宽度对信号最高频率的限制频率特性反映出了电子系统的
这个基本特点。

而滤波器则是根据电路参数对电路频带宽度的影响而设计出来的工程应用电路。

1.2、现代滤波
用模拟电子电路对模拟信号进行滤波其基本原理就是利用电路的频率特性实现对信号中频率成分的选择。

根
据频率滤波时是把信号看成是由不同频率正弦波叠加而成的模拟信号通过选择不同的频率成分来实现信号滤波。

当允许信号中较高频率的成分通过滤波器时这种滤波器叫做高通滤波器。

当允许信号中较低频率的成分通过滤波器时这种滤波器叫做低通滤波器。

当只允许信号中某个频率范围内的成分通过滤波器时这种滤波器叫做带通滤波器。

理想滤波器的行为特性通常用幅度-频率特性图描述也叫做滤波器电路的幅频特性。

对于滤波器增益幅度不为零的频率范围叫做通频带简称通带增益幅度为零的频率范围叫做阻带。

例如对
于LP从-w1当w1之间叫做LP的通带其他频率部分叫做阻带。

通带所表示的是能够通过滤波器而不会产生
衰减的信号频率成分阻带所表示的是被滤波器衰减掉的信号频率成分。

通带内信号所获得的增益叫做通带增益
阻带中信号所得到的衰减叫做阻带衰减。

在工程实际中一般使用dB作为滤波器的幅度增益单位。

电容电容或电容量, Capacitance指的是在给定电位差下的电荷储藏量记为C国际单位是法拉F。

一般来
说电荷在电场中会受力而移动当导体之间有了介质则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上造成电荷的
累积储存最常见的例子就是两片平行金属板。

也是电容器的俗称。

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4
定义
电容或称电容量是表征电容器容纳电荷本领的物理量。

我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的
电量叫做电容器的电容。

电容器从物理学上讲它是一种静态电荷存储介质就像一只水桶一样你可以把电荷
充存进去在没有放电回路的情况下刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显可能电荷会永久存在这是它
的特征它的用途较广它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。

主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、
谐振、隔直流等电路中。

电容的符号是C。

C=εS/d=S/4πkd(真空)=Q/U
国际单位制里电容的单位是法拉简称法符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和
皮法(pF)(皮法又称微微法)等换算关系是
1法拉(F)= 1000毫法(mF)1000000微法(μF)
1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。

相关公式
一个电容器如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏这个电容器的电容就是1法即C=Q/U 但电容
的大小不是由Q带电量或U电压决定的即C=εS/4πkd 。

其中ε是一个常数S为电容极板的正对面
积d为电容极板的距离 k则是静电力常量。

常见的平行板电容器,电容为C=εS/d.ε为极板间介质的介电常数
S为极板面积d为极板间的距离。

电容器的电势能计算公式E=CU^2/2=QU/2
多电容器并联计算公式C=C1+C2+C3+…+Cn
多电容器串联计算公式1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn
三电容器串联 C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3)
电容与静电场
电容是指容纳电场的能力。

任何静电场都是由许多个电容组成有静电场就有电容电容是用静电场描述的。

一般认为孤立导体与无穷远处构成电容导体接地等效于接到无穷远处并与大地连接成整体
电子制作中需要用到各种各样的电容器它们在电路中分别起着不同的作用。

与电阻器相似通常简称其为电
容用字母C表示。

顾名思义电容器就是“储存电荷的容器”。

尽管电容器品种繁多但它们的基本结构和原理是
相同的。

两片相距很近的金属中间被某物质固体、气体或液体所隔开就构成了电容器。

两片金属称为的极板
中间的物质叫做介质。

电容器也分为容量固定的与容量可变的。

但常见的是固定容量的电容最多见的是电解电容
和瓷片电容。

不同的电容器储存电荷的能力也不相同。

规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的
电容量。

电容的基本单位为法拉F。

但实际上法拉是一个很不常用的单位因为电容器的容量往往比1法拉小
得多常用微法μF、纳法nF、皮法pF皮法又称微微法等它们的关系是1法拉F= 1000000微
法μF 1微法μF= 1000纳法nF= 1000000皮法pF
在电子线路中电容用来通过交流而阻隔直流也用来存储和释放电荷以充当滤波器平滑输出脉动信号。

小
容量的电容通常在高频电路中使用如收音机、发射机和振荡器中。

大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。

而且还有一个特点一般1μF以上的电容均为电解电容而1μF以下的电容多为瓷片电容当然也有其他的比如
独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。

电解电容有个铝壳里面充满了电解质并引出两个电极作为正+、
负-极与其它电容器不同它们在电路中的极性不能接错而其他电容则没有极性。

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5 把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上过一会儿即使把电源断开两个引脚间仍然会有残留电压学
了以后的教程可以用万用表观察我们说电容器储存了电荷。

电容器极板间建立起电压积蓄起电能这个过
程称为电容器的充电。

充好电的电容器两端有一定的电压。

电容器储存的电荷向电路释放的过程称为电容器的放
电。

举一个现实生活中的例子我们看到市售的整流电源在拔下插头后上面的发光二极管还会继续亮一会儿然
后逐渐熄灭就是因为里面的电容事先存储了电能然后释放。

当然这个电容原本是用作滤波的。

至于电容滤波
不知你有没有用整流电源听随身听的经历一般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波电
容造成耳机中有嗡嗡声。

这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容1000μF 注意正极接正极一
般可以改善效果。

发烧友制作HiFi音响都要用至少1万微法以上的电容器来滤波滤波电容越大输出的电压波
形越接近直流而且大电容的储能作用使得突发的大信号到来时电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。

这时大电容的作用有点像水库使得原来汹涌的水流平滑地输出并可以保证下游大量用水时的供应。

电子电路中只有在电容器充电过程中才有电流流过充电过程结束后电容器是不能通过直流电的在电
路中起着“隔直流”的作用。

电路中电容器常被用作耦合、旁路、滤波等都是利用它“通交流隔直流”的特性。

那么交流电为什么能够通过电容器呢我们先来看看交流电的特点。

交流电不仅方向往复交变它的大小也在按规
律变化。

电容器接在交流电源上电容器连续地充电、放电电路中就会流过与交流电变化规律一致(相位不同)的
充电电流和放电电流。

电容器的选用涉及到很多问题。

首先是耐压的问题。

加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压电容
器就会被击穿损坏。

一般电解电容的耐压分档为6.3V10V16V25V50V等。

[1]
电容器的型号命名方法
国产电容器的型号一般由四部分组成不适用于压敏、可变、真空电容器。

依次分别代表名称、材料、分类
和序号。

第一部分
名称用字母表示电容器用C。

第二部分
材料用字母表示。

第三部分
分类一般用数字表示个别用字母表示。

第四部分
序号用数字表示。

用字母表示产品的材料A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-
合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频
陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介
电容分类
一、按照功能
1.名称聚酯涤纶电容
符号CL
电容量40p--4μ
额定电压63--630V
主要特点小体积大容量耐热耐湿稳定性差
应用对稳定性和损耗要求不高的低频电路
2.名称聚苯乙烯电容
符号CB
电容量10p--1μ
额定电压100V--30KV
主要特点稳定低损耗体积较大
应用对稳定性和损耗要求较高的电路
3.名称聚丙烯电容
符号CBB
电容量1000p--10μ
额定电压63--2000V
主要特点性能与聚苯相似但体积小稳定性略差
应用代替大部分聚苯或云母电容用于要求较高的电路
4.名称云母电容 焊接人 免费下载 6 符号CY
电容量10p--0.1μ
额定电压100V--7kV
主要特点高稳定性高可靠性温度系数小
应用高频振荡脉冲等要求较高的电路
5.名称高频瓷介电容
符号CC
电容量1--6800p
额定电压63--500V
主要特点高频损耗小稳定性好
应用高频电路
6.名称低频瓷介电容
符号CT
电容量10p--4.7μ
额定电压50V--100V
主要特点体积小价廉损耗大稳定性差
应用要求不高的低频电路
7.名称玻璃釉电容
符号CI
电容量10p--0.1μ
额定电压63--400V
主要特点稳定性较好损耗小耐高温200度应用脉冲、耦合、旁路等电路
8.名称铝电解电容
符号(CD)
电容量0.47--10000μ
额定电压 6.3--450V
主要特点体积小容量大损耗大漏电大
应用电源滤波低频耦合去耦旁路等
9.名称钽电解电容
符号CA
电容量0.1--1000μ
额定电压 6.3--125V
主要特点损耗、漏电小于铝电解电容
应用在要求高的电路中代替铝电解电容
10.名称空气介质可变电容器
符号
可变电容量100--1500p
主要特点损耗小效率高可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等应用电子仪器广播电视设备等
11.名称薄膜介质可变电容器
符号
可变电容量15--550p
主要特点体积小重量轻损耗比空气介质的大
应用通讯广播接收机等
12.名称薄膜介质微调电容器
符号
可变电容量1--29p
主要特点损耗较大体积小
应用收录机电子仪器等电路作电路补偿
13.名称陶瓷介质微调电容器
符号
可变电容量0.3--22p 焊接人 免费下载
7 主要特点损耗较小体积较小
应用精密调谐的高频振荡回路
14.名称独石电容
容量范围0.5PF--1ΜF
耐压二倍额定电压。

应用范围广泛应用于电子精密仪器。

各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。

独石电容的特点电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定耐高温耐湿性好等。

最大的缺点是温度系数很高做振荡器的稳漂让人受不了我们做的一个555振荡器电容刚好在7805旁边
开机后用示波器看频率眼看着就慢慢变化后来换成涤纶电容就好多了。

就温漂而言独石为正温糸数+130左右CBB为负温系数-230用适当比例并联使用可使温漂降到很小。

就价格而言钽、铌电容最贵独石、CBB较便宜瓷片最低但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵云母电容Q
值较高也稍贵。

里面说独石又叫多层瓷介电容分两种类型1型性能挺好但容量小一般小于0。

2U
另一种叫II型容
量大但性能一般。

二、按照安装方式
插件电容、贴片电容
贴片电容
插件电容
电容的应用
很多电子产品中电容器都是必不可少的电子元器件它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、
交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。

由于电容器的类型和结构种类比较多因此使用者不仅需要了解各
类电容器的性能指标和一般特性而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点、机械或环境的限制条件等。

下
文介绍电容器的主要参数及应用可供读者选择电容器种类时用。

1、标称电容量(CR)电容器产品标出的电容量值。

云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下)纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容量居中(大约
在0005μF10μF)通常电解电容器的容量较大。

这是一个粗略的分类法。

2、类别温度范围电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围该范围取决于它相应类别的温度极限值
如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等。

3、额定电压(UR)在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下可以连续施加在电容器上的最大直流电压
或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。

电容器应用在高压场合时必须注意电晕的影响。

电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的它除了可。