一种智能化焊接变压器的制作方法

1.本实用新型涉及焊机配套设备技术领域，特别是一种智能化焊接变压器。


背景技术：

2.电焊机变压器是电焊机的一个重要部件，主要作用结合其他部件是将输入的交流电源转换为低压直流大电流电源，保证焊接的需要。电焊机变压器主要结构包括定子硅钢片铁芯和绕制在外侧端的初级及次级线圈绕组，变压器的工作温度及次级输出电流电压大小是衡量其工作性能的重要指标。
3.现有的电焊机变压器一般通过配套的风扇空气散热，单纯空气散热的效果有限，会对其正常工作性能或多或少造成一定制约。还有就是，现有的电焊机变压器没有一种自动控制设备，在因各种原因(比如次级绕组短路或者负荷过大、输入电压升高、初级及次级绕组搭铁等)导致温度升高或者输出电压过高时，不能自动关闭输入电源，这样当工作人员没有及时发现异常进行处理时，有几率会造成故障扩大化。最后就是，现有的电焊机变压器不能实现无线控制工作状态，需要工作人员手动接触式开闭其工作电源，这样会给工作人员带来一定不便(特别是电焊机位于杂乱设备众多的车间内，工作人员接近电焊机更加不方便)。综上所述，提供一种特别适用于工厂具有若干台焊机管理使用，相关管理人员能实时掌握焊机的变压器工况，能通过水冷及风冷协同降温，达到更好降温效果，在温度及输出电压过高时能及时断开总电源，且工作人员能通过手机非接触控制开关机的电焊机变压器显得尤为必要。


技术实现要素：

4.为了克服现有焊机配套的变压器由于结构所限，只采用风冷散热、散热效果不佳，在因各种原因导致温度升高或者输出电压过高时，不能自动关闭输入电源，当工作人员没有及时发现异常进行处理时，有几率会造成故障扩大的缺点，以及工作人员不能非接触控制电源的开闭，会给工作人员带来一定不便的弊端，本实用新型提供了特别适用于工厂等具有若干台焊机的区域管理使用，通过风冷水冷协同工作散热，能达到更好散热效果，在相关机构及电路共同作用下，能实时监测工作温度和输出电压数据、冷却水流量，相关管理人员基于现有成熟的物联网数据收发技术，能实时掌握焊机的温升及电压、冷却水流量数据，出现异常时能及时通知相关工作人员进行处置，且在温度过高及输出电压过大时会自动关闭输入总电源，防止了故障扩大化，工作人员还能通过身边手机控制电源的开闭，由此给工作人员带来了便利的一种智能化焊接变压器。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种智能化焊接变压器，包括电焊机的变压器本体、稳压电源、水流式发电机、热敏电阻，变压器本体的外壳是中空结构、且具有散热孔，散热孔侧端安装有散热风扇，其特征在于还具有手机远程控制电路、数据发送电路、控制电路；所述热敏电阻紧贴安装在变压器本体的外侧端，外壳具有进水管、出水管，进水管和水流式发电机的出水端连接；所述稳
压电源、手机远程控制电路、数据发送电路、控制电路安装在元件盒内；所述远程控制电路的电源输出端和控制电路的信号输入端电性连接，控制电路的电源输出端和变压器本体的电源输入端电性连接；所述水流式发电机的正极电源输出端、变压器本体的正极电源输出端、热敏电阻电源输出端和数据发送电路的三路信号输入端及控制电路的两路信号输入端分别电性连接。
7.进一步地，所述热敏电阻是负温度系数热敏电阻。
8.进一步地，所述手机远程控制电路包括电性连接的远程无线控制器、继电器，远程无线控制器的其中一路电源输出端及负极电源输入端和继电器电源输入两端分别连接。
9.进一步地，所述数据发送电路包括电性连接的单片机模块、gprs模块和电阻，单片机模块的电源输入端和gprs模块的电源输入端分别连接，gprs模块的信号输入端和单片机模块的信号输入端连接，单片机模块的信号输入端和三只电阻一端连接。
10.进一步地，所述控制电路包括电性连接的可调电阻、电阻、二极管、继电器、pnp三极管和运放集成电路，运放集成电路的正极电源输入端和第一只可调电阻一端、第二只可调电阻一端、pnp三极管发射极连接，运放集成电路的第一路同相输入端和第二只可调电阻另一端、第二只电阻一端连接，运放集成电路的第二路同相输入端和第一只可调电阻另一端、第一只电阻一端连接，第一只及第二只电阻另一端和运放集成电路的负极电源输入端、npn三极管发射极连接，运放集成电路的输出端分别和两只二极管负极连接，两只二极管正极和第三只电阻一端连接，第三只电阻另一端和pnp三极管基极连接，pnp三极管集电极和继电器正极电源输入端连接，第三只可调电阻一端和运放集成电路的第二反向输入端连接，第三四只可调电阻一端和运放集成电路的第一反向输入端连接。
11.本实用新型有益效果是：本新型特别适用于工厂等具有若干台焊机的区域管理使用，本新型通过风冷水冷协同工作散热，能达到更好散热效果。本新型中，数据发送电路能实时采集变压器本体的温度信号、水流信号以及变压器本体的输出电压信号，通过现有成熟的物联网数据收发技术，远端((比如值班室内)管理人员能实时经手机或pc机掌握现场的各种工作温度和输出电压数据、冷却水流量，出现异常时能及时通知相关工作人员进行处置。本新型中，在温度过高及输出电压过大时，控制电路会自动关闭输入总电源，防止了故障扩大化，且工作人员还能通过控制电路用身边手机控制电源的开闭，给工作人员带来了便利。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。
附图说明
12.以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。
13.图1是本实用新型整体结构示意图。
14.图2是本实用新型电路图。
具体实施方式
15.图1、2所示，一种智能化焊接变压器，包括电焊机的变压器本体m1、稳压电源a1、小型蜗壳水流式发电机m、热敏电阻rt，变压器本体m1外侧端的外壳1是双层中空结构、且前后端分别具有一个矩形开孔2，外壳的开孔2前侧端经螺杆螺母安装有一个散热风扇3，还具有手机远程控制电路4、数据发送电路5、控制电路6；所述热敏电阻rt经螺杆螺母固定夹安装
在变压器本体m1的铁芯外侧端、且感温面紧贴铁芯外侧，外壳1的后右上端和前左下端分别焊接有一只和外壳内互通的进水管7、出水管8，进水管7和水流式发电机m的出水端经管道接头连接，水流式发电机m的进水端和自来水管经软管连接，出水管8和生产车间废水池上管道经软管连接；所述稳压电源a1、手机远程控制电路4、数据发送电路5、控制电路6安装在元件盒内电路板上，元件盒安装在外壳1的左端内侧。
16.图1、2所示，稳压电源是a1型号220v/12v/100w的交流转直流12v开关电源模块成品；小型蜗壳水流式发电机m采用小型水流直流发电机，其具有一个蜗壳，蜗壳内有和蜗壳外直流发电机转轴相连的叶轮，进水端进入流动的水、水从出水管排出时，叶轮会带动发电机转轴转动，进而发电机m发出直流电,输出电压在5v左右、输出功率在1w左右；热敏电阻rt是负温度系数热敏电阻。手机远程控制电路包括经电路板布线连接的型号cl4-gprs的远程无线控制器成品a4、继电器k2，远程无线控制器a4的其中一路电源输出端3脚及负极电源输入端2脚和继电器k2电源输入两端分别连接；远程无线控制器a4具有两个电源输入端1及2脚(vcc及gnd)，四路控制电源输出接线端，工作电压是直流12v，使用中，通过现有成熟的手机app技术，使用者可在远端经手机app通过无线移动网络分别发送出控制指令，远程无线控制器成品a4接收到控制指令后，会分别控制四路控制电源输出端输出或不输出电源。数据发送电路包括经电路板布线连接的单片机模块a2、gprs模块a5和电阻r1、r2、r3，单片机模块a2的电源输入端1及2脚和gprs模块a5的电源输入端1及2脚分别连接，gprs模块a5的信号输入端和单片机模块a2的信号输出端连接，单片机模块a2的信号输入端3、4、5脚和三只电阻r1、r2、r3一端连接；gprs模块a5型号是zlan8100，gprs模块成品上有rs485数据输入端口(两个电源输入端、一路信号输入端)；单片机模块a2的主控芯片型号是stc12c5a60s2，单片机模块成品上有多个模拟信号接入端，单片机模块成品a2上有一个rs485数据输出端口。控制电路包括经电路板布线连接的可调电阻rp、rp1、rp2、rp3，电阻r4、r5、r6，二极管vd1、vd2，pnp三极管q1、继电器k1和运放集成电路a3，运放集成电路a3的正极电源输入端8脚和第一只可调电阻rp一端、第二只可调电阻rp1一端、pnp三极管发射极连接，运放集成电路a3的第一路同相输入端3脚和第二只可调电阻rp1另一端、第二只电阻r5一端连接，运放集成电路a3的第二路同相输入端5脚和第一只可调电阻rp另一端、第一只电阻r4一端连接，第一只电阻r4及第二只电阻r5另一端和运放集成电路a3的负极电源输入端4脚、继电器k1负极电源输入端连接，运放集成电路a3的输出端1及7脚分别和两只二极管vd1及vd2负极连接，两只二极管vd1及vd2正极和第三只电阻r6一端连接，第三只电阻r6另一端和pnp三极管q1基极连接，pnp三极管q1集电极和继电器k1正极电源输入端连接，第三只可调电阻rp2一端和运放集成电路a3的第二反向输入端6脚连接，第四只可调电阻rp3一端和运放集成电路的第一反向输入端2脚连接。
17.图1、2所示，稳压电源a1的电源输入端1及2脚、手机远程控制电路的控制电源输入端继电器k2两个控制电源输入端和交流电源两极分别经导线连接，稳压电源a1的电源输出端3及4脚和手机远程控制电路的电源输入端远程无线控制器a4的1及2脚、数据发送电路的电源输入端单片机模块a2的1及2脚、控制电路的电源输入端运放集成电路a3的8及4脚、热敏电阻rt的电源输入端经导线连接(稳压电源a1的3脚和热敏电阻rt一端连接)。远程控制电路的电源输出端继电器k2两个常开触点端和控制电路的信号输入端继电器k1两个控制电源输入端分别经导线连接，控制电路的电源输出端继电器k1两个常闭触点端和变压器本
体m1的电源输入两端分别经导线连接。水流式发电机m的负极电源输出端和稳压电源a1的负极电源输出端4脚经导线连接，水流式发电机m的正极电源输出端、变压器本体m1的正极电源输出端、热敏电阻rt电源输出端和数据发送电路的三路信号输入端单片机模块a2的电阻r1另一端、电阻r2另一端、电阻r3另一端分别经导线连接。变压器本体m1的正极电源输出端、热敏电阻rt电源输出端和控制电路的两路信号输入端调电阻rp2另一端、可调电阻rp3另一端分别经导线连接。
18.图1、2所示，本新型特别适用于工厂等具有若干台焊机的管理使用。220v交流电源进入稳压电源a1的电源输入端后，稳压电源a1在内部电路作用下3及4脚会输出稳定的直流12v电源进入手机远程控制电路、数据发送电路、控制电路、热敏电阻rt的电源输入端，于是上述电路及热敏电阻处于得电工作状态。电焊机变压器本体m1工作时，结合其他整流部件将输入的交流电源转换为低电压、大电流直流电，为电焊机的焊结材料(焊条、接正极)及需焊接部件(接负极)分别提供焊接所需直流电源。自来水通过进水管7进入后、经水流式发电机m的进水端流入、出水端流出，然后进入外壳1中空部位内，并从外壳出水管8流出，水流入、流出中会带走变压器本体m工作产生的热量，同时风扇3产生的流动空气会同步带走变压本体m产生的热量，这样，本新型通过风冷水冷协同工作散热，能达到更好散热效果。
19.图1、2所示，本新型，水流入、流出中，水流式发电机m会发出直流电源，水流越快电压越大，没有水流动时不发出电能，发出的动态变化模拟电压信号经电阻r1降压限流进入单片机模块a2的3脚。本新型中，由于热敏电阻rt的感温面紧贴变压器本体m1的铁芯外侧，这样，铁芯产生的热量会作用于热敏电阻rt、温度高时热敏电阻rt的电阻低，这样12v电源正极经热敏电阻rt、电阻r3降压限流后进入单片机模块a2的5脚及控制电路的运放集成电路a3的2脚信号电压相对高，温度低时热敏电阻rt的电阻大，这样12v电源正极经热敏电阻rt降压限流后进入单片机模块a2的5脚及控制电路的运放集成电路a3的2脚(经可调电阻rp3降压限流)信号电压相对低。变压器本体m1工作时其电源输出端正极(经整流器整流后输出)输出的电源会经电阻r2降压限流进入单片机模块a2的4脚及可调电阻rp2另一端，电压大时输入到单片机模块a2的4脚及可调电阻rp2另一端信号电压相对高、反之就低。单片机模块a2在内部电路作用下会将输入动态变化的多路模拟电压信号、转换为数字信号输出至gprs模块a5，gprs模块a5接收到数字信号后，会经无线移动网络将数据传递到远端，位于值班室内的管理人员能经pc机或智能手机实时掌握焊机的温升及电压数据、水流数据，通过现有成熟的物联网数据收发技术，远端((比如值班室内)管理人员能实时经手机或pc机掌握现场变压器本体的各种工作温度和输出电压数据、冷却水流量，出现异常时能及时通知相关工作人员进行处置(比如没有了水流就可察看是否是输入水阀关闭了、输出电压过高就可查看是否是变压器本体初级绕组和次级绕组因故障搭铁了、温度过高是否是输出端短路了)。本新型中，采集现场相关探头(比如温度探头)输出的模拟电压信号数据，然后经单片机模块模数转换后通过gprs模块远传数据，远端相关人员经pc机或智能手机等内的应用、经显示屏显示获取现场相应设备采集的各种数据(比如温度数据等)是一项极为成熟的物联网数据收发技术(显示界面显示的波形图或数字越大，代表现场采集的信号电压越大、反之越小，数据可储存后续相关人员可调阅)。
20.图1、2所示，本新型中，基于现有成熟的手机远程控制技术，工作人员可无线控制变压器本体m1工作或停止工作。当工作人员经手机发出第一路无线闭合信号，远程无线控
制器成品a4接收到后其3脚会输出高电平进入继电器k2的正极电源输入端，进而继电器k2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合。由于，继电器k2两个常开触点端和继电器k1两个控制电源输入端分别经导线连接，继电器k1两个常闭触点端和变压器本体m1的电源输入端分别经导线连接，所以此刻变压器本体m1会处于得电工作状态。当工作人员经手机发出第一路无线开路信号，远程无线控制器成品a4接收到后其3脚会停止输出高电平进入继电器k2的正极电源输入端，进而继电器k2失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，那么，变压器本体m1会处于失电不再工作状态。通过上述电路作用，本新型给工作人员带来了便利。
21.图1、2所示，本新型控制电路中，由双运放集成电路a3组成比较器电路，运放第一路同相输入端3脚的电压由可调电阻rp1及电阻r5分压提供、设定为略高低于6v，运放第二路同相输入端5脚电压由可调电阻rp及电阻r4分压提供、设定为略高于6v。工作时当变压器本体m1工作正常温度相对低、热敏电阻rt的电阻相对大，这样12v电源经可调电阻rp3降压限流后进入运放a3的2脚低于6v，那么运放a3的1脚输出高电平，继电器k1继续保持失电状态，变压器本体m1正常得电工作。工作时当变压器本体m1工作正常输出的电压合适，这样电源经可调电阻rp2降压限流后进入运放a3的6脚低于6v，那么运放a3的7脚输出高电平，继电器k1继续保持失电状态，变压器本体m1正常得电工作。实际情况下，工作时，当变压器本体m1工作不正常温度相对高(比如温度超过70℃)、热敏电阻rt的电阻相对小，这样12v电源经可调电阻rp3降压限流后进入运放a3的2脚高于6v，那么运放a3的1脚输出低电平。工作时当变压器本体m1工作不正常，输出的电压过高(比如空载超过90v)，这样电源经可调电阻rp2降压限流后进入运放a3的6脚高于6v，那么运放a3的7脚会输出低电平。实际情况下，变压器本体m1得电工作，无论是工作异常、温度升高，还是输出电压过大，运放的1或7脚输出低电平时，低电平会分别经二极管vd1或vd2单向导通进入pnp三极管q1的基极，pnp三极管q1导通集电极输出低电平进入继电器k1正极电源输入端，继电器k1得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，那么变压器本体m1就会处于失电状态，有效防止了故障扩大化。电路中，电阻r1、r2、r3、r4、r5、r6阻值分别是1k、1k、1k、10k、10k、4.7k；二极管vd1、vd2型号是1n4007；继电器k1、k2型号是dc12v；可调电阻rp、rp1、rp2、rp3型号分别是47k、47k、8m、4m；pnp三极管q1型号是9012；运放a3型号是ne5532n。本新型生产前，技术人员需要确定可调电阻rp、rp1、rp2、rp3的电阻值，用电压表正极分别接触可调电阻rp和电阻r4之间(负极接稳压电源a1的4脚)，然后反复调节可调电阻rp的电阻值，刚好调节到电压为6v时，可调电阻rp的电阻值就调节到需要。用电压表正极分别接触可调电阻rp1和电阻r5之间(负极接稳压电源a1的4脚)，然后反复调节可调电阻rp1的电阻值，刚好调节到电压为6v时，可调电阻rp1的电阻值就调节到需要。把热敏电阻rt感温面接触外部恒定70℃以上(比如70℃)热源，用电压表正极、负极分别接触可调电阻rp3另一端和稳压电源a1的4脚之间，然后反复调节可调电阻rp3的电阻值，刚好调节到电压高于6v时，可调电阻rp3的电阻值就调节到需要。可调电阻rp2另一端及稳压电源a1的4脚外接恒定略高于直流90v的电源(比如93v)，用电压表正极、负极分别接触可调电阻rp2另一端和稳压电源a1的4脚之间，然后反复调节可调电阻rp2的电阻值，刚好调节到电压高于6v时，可调电阻rp2的电阻值就调节到需要。四只可调电阻的电阻值确定后断开电源，分别单独测量其电阻，测得的电阻就是后续批量生产的所需电阻值，后续生产前可直接分别将四只可调电阻的电阻值调节到位，或用相同阻值固定电阻
代替，不需要再进行确定。
22.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
23.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。