CN1326656C - 焊机及其采用的电磁开关 - Google Patents

Abstract

本发明的焊机由对焊机的供电控制其通断的电磁开关，根据起动焊机的起动信号开闭电磁开关用的控制回路，以及使电磁开关自保持的自保持回路构成，其自保持回路是控制上述电磁开关的回路电压，在下降至电磁开关的打开电压值以下时强制解除电磁开关的自保持状态。根据这种结构的焊机，由于在所加电压降低不能维持投入状态时，强制解除电磁开关的自保持状态，只要不使起动信号一旦关断，不再加电压可完全防止电磁开关线圈烧损。

Description

焊机及其采用的电磁开关

本发明是1998年11月20日递交的名称为“焊机及其采用的电磁开关，，的第98122550.0号专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及焊机，特别是有关防止开闭焊机输入电流的电磁开关的烧损。

背景技术

以往利用电磁开关开闭输入功率的焊机，多数已经实际应用。在不进行焊接时采用电磁开关以防止供给主变压器的励磁电流等的浪费。

以往的关于采用电磁开关开闭输入功率的焊机可用图6来说明。图6表示以前的焊机中的焊接用主变压器、电磁开关及控制电磁开关开闭的主要接线电路图。

在图6中，有三相交流输入端子R、S及T，它们通过3个电磁开关MSa接点与焊机的主变压器1相接。另外，三相交流的输入端子中的2个端子(图6上的R及T)与控制电源开关2连接，在其2次侧构成电磁开关的控制回路。在控制电源开关2的2次侧的2根母线3与4之间有关断延时计时器T的接点Ta与电磁开关MS的线圈串接，同样在2根母线3与4中间有关断延时计时器T的线圈与控制继电器CR的接点CR1a-1串联连接。并且与上述回路是独立的，起动开关TS的接点与控制继电器CR1的线圈及电源8串联连接构成焊接控制回路9。

对图6所示的回路动作加以说明。起动开关TS一闭合(通常起动开关拉钩状的装在焊接焊矩上，称为焊炬开关)控制继电器CR1被激励而接通。控制继电器CR1的接点CR1a因与关断延时计时器T的线圈串联连接，所以关断延时计时器T被激励而接通，关断延时计时器T的接点Ta则闭合，于是电磁开关MS的线圈被激励而投入工作。因此电磁开关MS的3个接点MSa-1-齐闭合使焊接主变压器得到供电可以进行焊接工作。起动开关TS一旦开路(打开状态)则控制继电器线圈CR1的激励则被解除，其接点CR1a马上打开。在2根母线3与4之间的接点CR1a与串联连接的关断延时计时器T的线圈由于接点CR1a开路则解除激励，但其接点Ta在打开时因有延时特性，在预先设定的时间之后开路，解除电磁开关MS线圈的通电。电磁开关的线圈MS一旦不通电则马上3个接点MSa-1开路，切断对主变压器1的供电。

如上所述将起动开关TS开路一定时间后自动解除电磁开关MS的通电的回路(图6中的6)一般称为节能回路。假如，接着起动开关TS的断开而没有该延迟时间，则在焊接电弧持续期间存在电磁开关MS断开的可能性。如果在焊接电弧持续期间电磁开关MS断开，则其接点MSa要切断大电流，接点MSa的寿命将变短。因此，如上述说明那样，从起动开关TS的断开起，于预先设定的时间之后断开电磁开关MS。该延迟时间一般为数分钟。

但是这样构成的回路，电磁开关MS的线圈只能用在正常的电压下才能正常地工作，而由于某种原因在加到电磁开关MS的线圈上的电压过低时存在会发生烧损电磁开关线圈的问题。

图1表示加在电磁开关MS线圈上的电压过低的原因之一的事例。在图7上主变压器之外接有三相并联负荷10，电磁开关MS的线圈接在R相与S相之间的情况。如果对这样连接的焊机供给3相电源中则缺少S相。R相与S相之间虽无电压供给，但在图7上用粗线表示的通路，电磁开关MS的线圈与并联负荷10的1相是串接，会有R相与T相间的电压作用的遇回回路。加到电磁开关MS线圈上的电压是按电磁开关MS线圈与并联负荷10的1相内部阻抗之比成为R相与T相间电压的分压，所以电压很低。

图8表示加到电磁开关MS的线圈上的电压与线圈电流的关系。加到线圈上的电压(以下称线圈电压)增加则线圈流过的电流(以下称线圈电流)也增加，但线圈电压达到投入电压Eon时电磁开关开始接通，其接点MSa则闭合。电磁开关MS一旦接通则线圈电流立即减少，而电磁开关MS在接通前的线圈电流达到额定电流位P和几倍(图8例中约7倍)。因此，如图8所示，例如由于S相为缺相在电磁开关MS的线圈未加正常电压时，线圈电压达不到投入电压Eon，有额定电流值Pn倍的很大线圈电流照充动但电磁开关MS仍处于不接通状态。这样异常大的线圈电流让它继续流动则电磁开关的线圈在几分到十几分钟则烧损。

发明内容

本发明的目的是提供即使由于某种原因在电磁开关的线圈加有异常低的电压情况下，也能防止电磁开关线圈烧损的焊机。

本发明的一种焊机，包括：电磁开关装置，用于开闭供给上述焊机的电力，该电磁开关装置包括一个线圈、和一个热敏装置用于检测上述线圈的温度并当上述线圈的温度不低于一个预定值时用于阻止电流到达上述线圈；以及控制装置，根据焊机启动信号控制上述电磁开关装置的触发。

本发明的一种电磁开关，包括：一个触点，用于切换开状态和关状态；一个线圈，用于驱动上述触点的上述开状态和关状态的操作；一个热敏装置，用于检测上述线圈的温度；一个电流切断装置，用于当热敏装置检测到不低于预定值的温度时阻止电流流经上述线圈。

本发明的第1方案的焊机由以下组件构成：由开闭给焊机供电的电磁开关，根据焊机起动用的起动信号控制电磁开关开闭的控制回路，以及上述电磁开关的自保持回路；该自保持回路在控制上述电磁开关回路的电压低于电磁开关的释放电压值时能强制解除上述电磁开关的自保持。

第1方案的焊机具有与焊机起动信号接通同步闭合，根据规定时间后打开回路控制电磁开关投入工作的控制回路。

本发明的第2方案的焊机由开闭给焊机供电的电磁开关及根据为起动焊机的起动信号控制上述电磁开关开闭的控制回路构成，上述电磁开关构成为在其线圈温度升到规定值以上时能自己切断线圈电流。

本发明的是磁开关具备：打开闭合回路的接点、驱动该接点的线圈、以及配置在线圈弯边探测该线圈温度的测温元件、该测温元件根据测得超过规定值的线圈温度则切断线圈电流的装置。

根据上述第1方案的焊机，在控制电磁开关回路的电压低于电磁开关的释放电压值以下时则强制解除该电磁开关的自保持，因为不给电磁开关的线圈加电压，能得到电压很低也不会烧损线圈的高可靠性的焊机。

再根据第2方案的焊机，因为它用的电磁开关探测线圈的温度，在线圈温度超过规定值的高温情况时，能自己切断线圈电流，所以能得到控制电磁开关的回路电压低于电磁开关的释放电压值以下时，线圈的电流被切断而不会烧损线圈的高可靠性的焊机。

附图说明

图1表示本发明的第1实施例的焊机其电磁开关的控制回路图。

图2是本发明第1实施例的定时流程图。

图3表示本发明第1实施例中电磁开关的线圈电压与线圈电流的关系特性图。

图4是本发明的第1实施例中省略节能回路时的定时流程图。

图5表示本发明第2实施例焊机的电磁开关控制回路图。

图6表示以往的焊机其电磁开关控制回路图。

图7表示三相输入有1相欠相时的遇回回路图。

图8表示以往焊机中电磁开关的线圈电压与线圈电流的关系特性图。

具体实施方式

首先，关于本发明的第1实施例用图1加以说明。图1是输入三相交流电源的焊机的主变压器及开关该主变压器1次侧的电磁开关，以及控制此电磁开关开闭的控制回路。

首先，主变压器1通过其各相的电磁开关的三个接点MSa-1连接三相电源。从三相电源中的1相经过控制电源开关2对电磁开关的控制回路供电。在控制电源开关2的2次侧有开路延时计时器T的接点Ta，及电磁开关MS的线圈，及继电器CR2的b接点CR2b，以及继电器CR1的a接点CR1a-1串联连接，其串联回路接到控制电源开关2的2次侧母线3与4之间。串接的继电器CR2的b接点CR2b与继电器CR1的a接点CR1a-1、再与电磁开关MS的a接点MSa-2是并联连接。而且，开路延时计时器T的线圈与继电器CR1的a接点的串联回路接在母线3与母线4之间。

另外，7是由起动开关TS开始操作焊接回路，用起动开关TS与继电器CR1的线圈与直流电源8串联连接构成闭合回路。在此串接回路中的继电器CR1的线圈，其CR1的a接点CR1a-1与继电器CR2的线圈串接的回路是并联的，而且，在继电器CR2的线圈上并接有电容器C1。

在如上构成的回路中，起动开关TS一旦接通则继电器CR1通电其接点CR1a-1、CR1a-2以及CR1a-3则一齐闭合。通过接点CR1a-2闭合，开路延时计时器T通电其接点Ta闭合。由于接点CR1a-1及Ta闭合则电磁开关线圈MS通电，其3个接点MSa-1与MSa-2同时闭合。此时继电器CR2的线圈上由于接有电容器，加在线圈上的电压升起较迟后，在继电器接点CR1a-3闭合后稍迟后其接点CR2b才动作。与电磁开关线圈MS串接的接点CK2b因为是b接点(常闭接点)，CR2b动作则回路断开。其结果，接点CR1a-1与CR2b的串联回路断开，在其接点CR1a-1与CR2b的串联回路中因为电磁开关的接点MSa-2是并联的，所以电磁开关仍继续保持通电状态。即电磁开关MS用自己的接点MSa-2保持自己线圈通电成为自保持状态。

在这种状态下起动开关TS一断开，则继电器CR1立即解除通电其接点CR1a-1、CR1a-2及CR1a-3一齐打开。由于接点CR1a-2打开，则开路延时计时器解除通电，但其接点Ta由于是开路延时特性在经过规定时延时后则开路。由于接点Ta的开路电磁开关线圈MS解除通电，其所有接点MSa-1与MSa-2一齐开路。由于接点MSa-1的开路则切断给焊接变压器的供电于是焊接工作结束，又因接点MSa-2的开路，电磁开关MS的自保持也解除。而继电器CR2的线圈由于有电容器C1并联，继电器CR2在起动开关TS开路后有某些延时才开路。

以上说明了关于回路供给正常电压时的正常工作情况。图2表示在供给正常电压情况下各开关，各继电器、计时器以及电磁开关的投入断开的计时。在图2中控制电源开关S1已预先投入。起动开关TS一闭合则继电器CR1、开路延时计时器T以及电磁开关MS则一齐投入，继电器CR2只在延时t1后投入。此t1是由于电容器C1的延迟时间，只在此时间接点CR1a-1及CR2b的串联回路闭合给线圈加电压电磁开关MS投入工作。经过时间t1后电磁开关MS利用其接点MSa-2保持。起动开关TS的接点一打开继电器CR1立即打开，经时间t2后继电器CR2则打开，此时间t2是由于电容器C1的延后时间。起动开关TS开路后在规定的时间t3之后则开路延时计时器T的接点(Ta)才开路。此时间t3是根据开路延时计时器T具有的延时特性的时间，它是在焊接停止时防止焊机主变压器浪费电力的时间，称为节能时间。

其次，就供给电压异常低时的情况加以说明。例如，如前面例子说明的那样，在三相电源内有1相欠相时，控制回路的电压变为很低。

从起动开关TS闭合之前控制回路的电压降低，在未达到电磁开关MS的投入电压时，起动开关TS闭合后马上继电器CR1通电其接点CR1a-2闭合，则开路延时计时器线圈T通电。在控制回路的电压过低开路延时计时器T也未投入时，因其接点Ta未闭合则电磁开关线圈MS不通电。控制回路的电压未达到电磁开关MS的投入电压，但开路延时计时器T达到投入电压时，则开路延时计时器T投入，其接点Ta闭合。接点Ta一闭合由于接点CR1a-1已经闭合，电磁开关MS的线圈加上电压，但因未达到电磁开关MS的投入电压，所以电磁开关MS不投入。这种状态正如以往例子所述，在电磁开关MS的线圈因有过大电流流通，这样下去会烧损线圈。

然而，在本发明的第1实施例中，起动开关TS闭合继电器CR1投入后只有时间t1延迟则继电器CR2投入。此继电器CR2的接点CR2b因与继电器CR1的接点CR1a-1串联连接，由于继电器CR2投入，接点CR1a-1与接点CR2b的串接回路是开路。因此，一旦电磁开关MS的线圈加有较低(不足的)电压，但因继电器CR2投入故电磁开关MS的线圈由于解除低压通电，不致烧损电磁开关。

关于电磁开关MS一旦投入之后，控制回路的电压很低，在电磁开关MS的释放电压以下时的情况加以说明。电磁开关已经投入的情况下，在成为释放电压以下时则打开。如果起动开关TS闭路后经过t1，保持电磁开关MS的只是其接点MSa-2，如果接点MSa-2打开，则解除电磁开关MS的线圈时低电压通电，所以电磁开关MS不致烧损。例如，即便起动开关TS投入后未经过时间t1的情况下，因为t1是极短时间，接点CR1a-1与接点CR2b的串接回路立即开路，电磁开关MS的线圈的低压通电则被解除。电磁开关MS断开后即便例如起动开关TS依然闭合，接点CR1a-1闭合而因为接点CR2b打开，电磁开关MS的线圈未加电压。接点CR1a-1与接点CR2b的串接回路只在起动开关TS闭合后的时间t1内闭合。因此，控制回路的电压既便恢复到正常值时，起动开关TS一旦开路，只要未再投入则电磁开关MS的线圈不会加有电压。

图3表示本发明的第1实施例的焊机中的加在电磁开关MS线圈上的电压与线圈电流的关系。在图3中E_R为额定电压、Eon为投入电压、Eoff为打开电压。自以接近额定电压E_R的通电状态将线圈电压慢慢下降，线圈电流也慢慢下降。电压既便下降到投入电压Eon电磁开关MS继续保持接通，但是电压下降至打开电压Eoff则电磁开关MS断开。与电磁开关MS断开的同时，由于加给电磁开关MS线圈的电压停止，则不会有象图8所示的例子那样的过大电流流通。

图4表示将图1所示回路中取消节能回路6之后图1的变形回路中的各种开关、各种继电器以及电磁开关的投入打开的计时流程图。这里未画回路图但从图1的回路图取消开路延时计时器T，及其接点Ta及接点CR1a-2，而且将电磁开关MS的线圈一边直接接到母线3。

在这样的回路图上，如图4所示，起动开关TS一投入，继电器CR1及电磁开关MS则一齐投入、继电器CR2只迟后时间t1投入。此时间t1是电容器C1的延迟时间，只在此时间内接点CR1a-1与CR2b的串接回路闭合，在此过程电磁开关MS投入。经过时间t1后则电磁开关MS用其接点MSa-2来保持。起动开关TS的接点一打开则继电器CR1立即打开，在时间t2后继电器CR2打开。此时间t2为电容器C1的延迟时间。在此回路中因无节能回路6，电磁开关MS只在控制电源开关2闭合状态下持续其投入状态。

这样即便在没有节能回路6的回路中，自动动开关TS投入经过时间t1后，电磁开关MS只用其接点MSa-2来保持。因此，加在电磁开关MS上的电压很低一旦电磁开关MS断开后，只要将起动开关TS开路而不再闭合，则电磁开关MS不再投入。

上述说明很清楚，根据本发明的第1实施例的焊机不论加到电磁开关MS的电压在任何时刻变得异常降低，都可以完全避免发生烧损电磁开关的情况。可以把焊机的可靠性做得很高。

其次，关于本发明的第2实施例，用图5进行说明。图5表示采用三相交流电源输入焊机的主变压器及开闭主变压器1次测的电磁开关，以及控制电磁开关开合的控制回路。与图1所示的第1实施例一样，结构相同者，采用符号也相同。

首先，主变压器1其各相通过电磁开关的3个接点MSa-1与三相电源连接。从三相电源中的1相经控制电源开关2供电给电磁开关的控制回路。控制电源开关2的2次侧的2根母线3与4中1根母线(此实例为母线4)有测温传感器连接，测温接点Thp的另端与母线5连接。

在控制回路的母线3与5之间有关断延时计时器T的接点Ta与电磁开关MS的线圈串联连接，同样在2根母线3与5之间有关断延时计时器T的线圈与控制继电器CR的接点CRa串联连接。而且与上述回路独立，由起动开关TS的接点与控制继电器CR的线圈及电源8串联连接构成焊接控制回路9。

说明图5所示回路的作用。基本作用与在图6表示的以前焊机相同，现再加以说明。起动开关TS投入则控制继电器CR1通电接通。控制继电器CR1的接点CR1a因与关断延时计时器T的线圈串联连接，关断延时计时器T通电接通，其接点Ta闭合。由于关断延时计时器T的接点Ta闭合则电磁开关MS的线圈通电投入。因此，电磁开关的3个接点MSa一齐闭合于是焊接主变压器得到供电可进行焊接作业。起动开关TS一开路(打开状态)则控制继电器CR1线圈的通电解除，其接点CR1a立即打开。与在2根母线3及5间接点CR1a串联连接的关断延时计时器线圈T由于接点CR1a开路而解除通电，但其接点Ta在开路时因有延时特性在设定的时间后开路，于是解除电磁开关MS的线圈的通电。电磁开关MS的线圈通电一解除则其3个接点MSa开路切断对主变压器1的供电。

以上是在控制回路正常供给电压情况的说明。其次是关于控制回路供给异常低的电压时的说明。在图5回路中采用的测温接点Thp是具有在检测规定值以上的温度时打开回路的装置的器件、此测温接点Thp为了确切地检测电磁开关线圈的温度设置在电磁开关线圈旁边。假设由于某种原因加在电磁开关MS的线圈上的电压是异常低的情形。在这样情况下，根据介绍的那样，由于会有额定电压时的几倍的电流流过线圈，线圈的温度则急速上升。但是根据第2实施例的焊机，由于测温接点Thp检测线圈的温升其接点打开可切断加在电磁开关MS线圈的电压，不会烧损电磁开关MS的线圈。

如上所述，根据本发明的第2实施例的焊机，即便由于某种原因加在电磁开关MS的线圈上的电压异常低的情况下，也能经济而确切地防止电磁开关的烧损。

Claims (4)

1.一种焊机，包括：

电磁开关装置，用于开闭供给上述焊机的电力，该电磁开关装置包括一个线圈、和一个热敏装置用于检测上述线圈的温度并当上述线圈的温度不低于一个预定值时用于阻止电流到达上述线圈；以及

控制装置，根据焊机启动信号控制上述电磁开关装置的触发。

2.根据权利要求1所述的焊机，其特征在于：

上述电磁开关装置电连接至上述焊机，上述控制装置电连接至上述电磁开关装置。

3.一种电磁开关，包括：

一个触点，用于切换开状态和关状态；

一个线圈，用于驱动上述触点的上述开状态和关状态的操作；

一个热敏装置，用于检测上述线圈的温度；

一个电流切断装置，用于当热敏装置检测到不低于预定值的温度时阻止电流流经上述线圈。

4.根据权利要求3所述的电磁开关，其特征在于：

上述热敏装置置于上述线圈附近，上述电流切断装置电连接至上述线圈和上述热敏装置。

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