弧焊變壓器節能策略及其控制系統設計與研究

(2) 啟動信號檢測電路設計：電焊機一次側電壓經過隔離后輸入到微處理器。空載狀態時,微處理器檢測并分析電焊機一次側電壓波形，判斷出是否需要焊接。當焊條接 觸工件后,該電壓值降低，驅動能力明顯降低，輸入到微處理器的信號急劇變化，微處理器通過邏輯判斷，決定是否啟動焊接信號，從而能夠安全、可靠地驅動電子繼電器工作。

(3) 驅動電路設計：微處理器控制電子繼電器的通斷，當漏電檢測電路檢測到漏電信號或者是微處理器控制端輸出關斷信號時，電子繼電器被關斷。

(4) 工作信號檢測電路設計：當電焊機工作時，微處理器對工作電流信號進行實時檢測，來判斷是否焊接，以決定是否斷開電子繼電器。當焊條離開工件后，微處理器檢 測不到工作電流信號，如果延時一定時間(如1 s)，微處理器仍然檢測不到工作電流信號，微處理器才控制電子繼電器斷開，以保證焊接質量。工作電流信號是從環形傳感器輸入的脈沖信號，當電焊機工作時，從環 形傳感器來的脈沖信號驅動光耦導通，從光耦輸出端輸出信號。當電焊機停止工作時，這個脈沖信號很小，未能驅動光耦導通，光耦輸出端無信號輸出。

(5) 漏電檢測電路：M54123 為專用的漏電檢測電路，當漏電檢測傳感器檢測到漏電信號時，光耦輸出端輸出漏電信號，微處理器檢測到這個信號后，關斷電子繼電器。

4 結論

本文針對弧焊變壓器空載能耗大、功率因數低等問題，提出了一種節能策略，并研制了相應的智能型弧焊變壓器空載降壓裝置，理論及實踐結果表明本文提出的方法具有如下特點: (1) 實現了裝置的智能化、電子化、小型化，操作簡單，使用更方便; (2) 針對不同型號的電焊機，該裝置無需調節,對不同型號、不同規格的電焊機，具有普適性； (3) 該裝置使弧焊變壓器二次側空載輸出電壓小于3V ，遠遠低于國標GB10235 —2000 規定的24V；(4) 該裝置本身的功耗極小，無需另加散熱風扇，并舍棄了機械接觸器，系統的可靠性更高； (5) 以數字信號的方式處理,便于邏輯判斷和處理,檢測靈敏度高,抗干擾性好,電焊機不會因為意外的干擾誤觸發; (6) 采用專用的漏電檢測及控制電路，提高了焊工的人身安全度；(7)啟動時間短，小于0. 02s。低于國標GB10235 —2000中規定的0. 06s，提高了工作效率。

弧焊變壓器加裝本文研制的節能裝置后，弧焊變壓器二次側空載電壓降為3V 以下，對于1 臺300A 的弧焊變壓器，實測空載電流約為0. 1 A，負載持續率取60% ,每天工作一班8h，每月工作24天，則1 臺300 A 弧焊變壓器1 年空載耗能不到1 kWh (3×0. 1 ×8 ×(1 - 0. 6) ×24 ×12 ) 。考慮到全國共近百萬臺弧焊變壓器，按電焊機利用率約50%，則與弧焊變壓器不加裝節能裝置相比全國年節能約10億kWh。