弧焊变压器节能策略及其控制系统设计与研究

(2) 启动信号检测电路设计：电焊机一次侧电压经过隔离后输入到微处理器。空载状态时,微处理器检测并分析电焊机一次侧电压波形，判断出是否需要焊接。当焊条接 触工件后,该电压值降低，驱动能力明显降低，输入到微处理器的信号急剧变化，微处理器通过逻辑判断，决定是否启动焊接信号，从而能够安全、可靠地驱动电子继电器工作。

(3) 驱动电路设计：微处理器控制电子继电器的通断，当漏电检测电路检测到漏电信号或者是微处理器控制端输出关断信号时，电子继电器被关断。

(4) 工作信号检测电路设计：当电焊机工作时，微处理器对工作电流信号进行实时检测，来判断是否焊接，以决定是否断开电子继电器。当焊条离开工件后，微处理器检 测不到工作电流信号，如果延时一定时间(如1 s)，微处理器仍然检测不到工作电流信号，微处理器才控制电子继电器断开，以保证焊接质量。工作电流信号是从环形传感器输入的脉冲信号，当电焊机工作时，从环 形传感器来的脉冲信号驱动光耦导通，从光耦输出端输出信号。当电焊机停止工作时，这个脉冲信号很小，未能驱动光耦导通，光耦输出端无信号输出。

(5) 漏电检测电路：M54123 为专用的漏电检测电路，当漏电检测传感器检测到漏电信号时，光耦输出端输出漏电信号，微处理器检测到这个信号后，关断电子继电器。

4 结论

本文针对弧焊变压器空载能耗大、功率因数低等问题，提出了一种节能策略，并研制了相应的智能型弧焊变压器空载降压装置，理论及实践结果表明本文提出的方法具有如下特点: (1) 实现了装置的智能化、电子化、小型化，操作简单，使用更方便; (2) 针对不同型号的电焊机，该装置无需调节,对不同型号、不同规格的电焊机，具有普适性； (3) 该装置使弧焊变压器二次侧空载输出电压小于3V ，远远低于国标GB10235 —2000 规定的24V；(4) 该装置本身的功耗极小，无需另加散热风扇，并舍弃了机械接触器，系统的可靠性更高； (5) 以数字信号的方式处理,便于逻辑判断和处理,检测灵敏度高,抗干扰性好,电焊机不会因为意外的干扰误触发; (6) 采用专用的漏电检测及控制电路，提高了焊工的人身安全度；(7)启动时间短，小于0. 02s。低于国标GB10235 —2000中规定的0. 06s，提高了工作效率。

弧焊变压器加装本文研制的节能装置后，弧焊变压器二次侧空载电压降为3V 以下，对于1 台300A 的弧焊变压器，实测空载电流约为0. 1 A，负载持续率取60% ,每天工作一班8h，每月工作24天，则1 台300 A 弧焊变压器1 年空载耗能不到1 kWh (3×0. 1 ×8 ×(1 - 0. 6) ×24 ×12 ) 。考虑到全国共近百万台弧焊变压器，按电焊机利用率约50%，则与弧焊变压器不加装节能装置相比全国年节能约10亿kWh。