一种逆变电焊机

技术领域

本发明涉及电焊技术领域，特别是涉及一种逆变电焊机。

背景技术

随着科技的发展与进步，电焊机的技术也在不断的发展变化。电焊机是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，使被接触物相结合的目的。电焊机结构可简化理解成一个大功率的变压器。电焊机的种类较多，而由于节能、轻便等原因，逆变电焊机被广泛应用于各种弧焊方法、电阻焊、切割等工艺中。

逆变电焊机是将三相或单相50Hz工频交流电整流、滤波后得到一个较平滑的直流电，由IGBT或场效应管组成的逆变电路将该直流电变为15～100kHz的交流电，经中频主变压器降压后，再次整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。逆变电焊焊割设备的控制电路由给定电路和驱动电路等组成，通过对电压、电流信号的回馈进行处理，实现整机循环控制，采用脉宽调制PWM为核心的控制技术，从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接、焊割工艺等效果

然而，传统的逆变电焊机的主变压器、可控硅、控制器等发热器件往往与常规元器件集成在电路板上，通过散热组件对该主变压器、可控硅、控制器等发热器件进行风冷散热。但是，逆变电焊机周围温度环境、散热组件的散热机构的设计等都会影响到对主变压器、可控硅、控制器等发热器件的散热效果，而当发热器件一旦散热受阻时，逆变电焊机的工作输出将会受到极大的影响，严重地还会导致逆变电焊机损坏。

发明内容

基于此，有必要针对如何提高散热效率的技术问题，提供一种逆变电焊机。

一种逆变电焊机，该逆变电焊机包括：机箱以及设置于所述机箱内的电路板，所述电路板上集成设置有常规元器件，还包括设置于所述机箱内的：储油箱、导油件、散热器以及发热器件安装板，所述发热器件安装板上集成设置有发热元器件，所述发热元器件还通过绝缘导线与所述电路板电性连接；

所述储油箱包括箱体和盖板，所述箱体的内空底部设置有储油腔室，所述箱体的内空顶部两侧分别设置有第一收容腔室和第二收容腔室，所述第一收容腔室和所述第二收容腔室分别与所述储油腔室连通；

所述导油件包括一体式成型设置的集热块、若干导热板以及若干定位柱，所述集热块密封安装在所述箱体内并位于所述第一收容腔室和所述第二收容腔室之间，若干所述导热板位于所述储油腔室中，若干所述定位柱深入所述储油腔室并抵接在所述箱体底部，所述集热块开设有若干外孔道和若干内孔道，每一所述外孔道分别连通所述第一收容腔室和所述第二收容腔室，每相邻的两个所述导热板之间对应于一排所述内孔道；

所述散热器包括第一散热风扇和第二散热风扇，所述第一散热风扇安装在所述第一收容腔室，所述第二散热风扇安装在所述第二收容腔室，所述第一散热风扇用于向所述集热块吹风，所述第二散热风扇用于从所述集热块吸风；

所述发热器件安装板安装在所述储油腔室的底部，所述储油腔室内灌装有变压器油，所述变压器油的液面位于所述内孔道的中部，所述变压器油覆盖所述发热元器件，各个所述导热板位于所述发热元器件的上方。

在其中一个实施例中，所述集热块的底部设置有密封圈，所述密封圈与所述箱体的内壁抵接。

在其中一个实施例中，所述机箱的两侧分别设有第一百叶窗和第二百叶窗，所述第一百叶窗与所述第一收容腔室连通，所述第二百叶窗与所述第二收容腔室连通。

在其中一个实施例中，每相邻的两个所述导热板之间形成有导油通道，每一所述导油通道对应与一所述内孔道连通。

在其中一个实施例中，所述内孔道从所述集热块的底部开设并贯通至所述集热块的顶部。

在其中一个实施例中，所述外孔道从所述集热块的一侧部开设并贯穿至所述集热块的另一侧部。

在其中一个实施例中，每一所述外孔道分别位于多个相邻的两个所述内孔道之间。

在其中一个实施例中，所述定位柱的数量为四个，分别设置于所述集热块底部的四个转角。

在其中一个实施例中，所述定位柱的长度大于所述导热板的长度。

在其中一个实施例中，所述集热块于所述内孔道的顶部区域的侧壁还开设有若干散热凹槽，每一所述散热凹槽的开口倾斜朝向所述内孔道。

上述逆变电焊机，通过将电路板上的元器件分类成常规元器件和发热元器件，常规元器件和发热元器件共同组成逆变电焊机内部电路系统，常规元器件跟随电路板安装在机箱内部，而发热元器件则集成在发热器件安装板上，并由储油箱、导油件以及散热器共同对发热元器件工作时产生的热量进行散热。具体的散热原理是通过变压器油灌装覆盖在所有发热元器件，且变压器油的油液面高度位于内孔道的中部，使内孔道具有一定的液体上升空间，当与发热元器件接触的变压器油受热时，由于变压器油的特性，受热的变压器油将从储油腔室的底部上升，并在导热板的作用下几乎垂直地上升至对应的内孔道中，此时内孔道中还具有一定的空间，变压器油的流动不会受到阻碍，受热的变压器油在内孔道中聚集，而第一散热风扇和第二散热风扇同步工作，将冷风带入外孔道，而外孔道和内孔道具有温度差，产生热交换，内孔道中的变压器油的温度迅速降低，降低后的变压器油则沿着内孔道以及与该内孔道对应的相邻的两个导热板再次返回到储油腔室的底部并与发热元器件接触后再次吸热；与此同时与发热元器件接触的变压器油受热后则会上升进入内孔道；如此形成储油腔室的底部的受热后的变压器油上升，内孔道内完成热传导降温后的变压器油下降回到储油腔室的底部，形成热交换循环，高效率的完成对发热元器件的散热，有效地解决了逆变电焊机内部电路系统的散热问题，大大地提高了逆变电焊机的工作效率和使用寿命。

附图说明

图1为一个实施例中逆变电焊机的结构示意图；

图2为图1所示实施例中逆变电焊机的另一视角的结构示意图；

图3为一个实施例中逆变电焊机的局部结构示意图；

图4为图3所示实施例中逆变电焊机的局部结构的另一视角的结构示意图；

图5为图4所示实施例中A-A的剖视结构示意图；

图6为一个实施例中逆变电焊机的局部结构示意图；

图7为图6所示实施例中逆变电焊机的局部结构的另一视角的结构示意图；

图8为一个实施例中逆变电焊机的局部结构示意图；

图9为一个实施例中逆变电焊机的局部结构示意图；

图10为一个实施例中逆变电焊机的局部结构示意图；

图11为一个实施例中逆变电焊机的局部结构示意图；

图12为一个实施例中逆变电焊机的控制电路原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1至图2，本发明提供了一种逆变电焊机10，该逆变电焊机包括：机箱100、设置于机箱100内的电路板110、储油箱120、导油件130、散热器140以及发热器件安装板150，电路板110上集成设置有常规元器件111，发热器件安装板150上集成设置有发热元器件151，发热元器件151还通过绝缘导线与电路板110电性连接。

如图3至图5所示，储油箱120包括箱体121和盖板122，箱体121的内空底部设置有储油腔室123，箱体121的内空顶部两侧分别设置有第一收容腔室124和第二收容腔室125，第一收容腔室124和第二收容腔室125分别与储油腔室123连通。盖板122与箱体121连接。

如图6至图8所示，导油件130包括一体式成型设置的集热块131、若干导热板132以及若干定位柱133，集热块131密封安装在箱体121内并位于第一收容腔室124和第二收容腔室125之间，以使储油腔室123为封闭状态。若干导热板132位于储油腔室123中，若干定位柱133深入储油腔室123并抵接在箱体121底部，集热块131开设有若干外孔道1311和若干内孔道1312，每一外孔道1311分别连通第一收容腔室124和第二收容腔室125，每相邻的两个导热板132之间对应于一排内孔道1312。

如图9所示，散热器140包括第一散热风扇141和第二散热风扇142，第一散热风扇141安装在第一收容腔室124，第二散热风扇142安装在第二收容腔室125，第一散热风扇141用于向集热块131吹风，第二散热风扇142用于从集热块131吸风。

如图10所示，发热器件安装板150安装在储油腔室123的底部，储油腔室123内灌装有变压器油160，变压器油160的液面位于内孔道1312的中部，变压器油160覆盖发热元器件151，各个导热板132位于发热元器件151的上方。

上述逆变电焊机10，通过将电路板110上的元器件分类成常规元器件和发热元器件，常规元器件和发热元器件共同组成逆变电焊机内部电路系统，常规元器件跟随电路板110安装在机箱100内部，而发热元器件则集成在发热器件安装板150上，并由储油箱120、导油件130以及散热器140共同对发热元器件工作时产生的热量进行散热。具体的散热原理是通过变压器油160灌装覆盖在所有发热元器件，且变压器油160的油液面高度位于内孔道1312的中部，使内孔道1312具有一定的液体上升空间，当与发热元器件接触的变压器油160受热时，由于变压器油160的特性，受热的变压器油160将从储油腔室123的底部上升，并在导热板132的作用下几乎垂直地上升至对应的内孔道1312中，此时内孔道1312中还具有一定的空间，变压器油160的流动不会受到阻碍，受热的变压器油160在内孔道1312中聚集，而第一散热风扇141和第二散热风扇142同步工作，将冷风带入外孔道1311，而外孔道1311和内孔道1312具有温度差，产生热交换，内孔道1312中的变压器油160的温度迅速降低，降低后的变压器油160则沿着内孔道1312以及与该内孔道1312对应的相邻的两个导热板132再次返回到储油腔室123的底部并与发热元器件接触后再次吸热。与此同时与发热元器件接触的变压器油160受热后则会上升进入内孔道1312。如此形成储油腔室123的底部的受热后的变压器油160上升，内孔道1312内完成热传导降温后的变压器油160下降回到储油腔室123的底部，形成热交换循环，高效率的完成对发热元器件的散热，有效地解决了逆变电焊机内部电路系统的散热问题，大大地提高了逆变电焊机的工作效率和使用寿命。

需要说明的是，在本发明中，将实现逆变电焊机的焊接或者切割功能的电路元器件进行了拆分，把主变压器、可控硅、控制器等在工作过程中发热量较大的元器件归类为发热元器件。将一般的电阻、电容等在工作过程中发热量较少的元器件归类为常规元器件。常规元器件和发热元器件共同组成实现逆变电焊机的焊接或者切割功能的电路元器件。常规元器件和发热元器件分别采用两套电路板进行电路连接，两套电路板之间通过绝缘导线进行电性连接，以实现常规元器件和发热元器件共同组成实现逆变电焊机的焊接或者切割功能的电路元器件。只是本发明为了更好地提高散热效率，将发热量较大的元器件归类为发热元器件，由变压器油进行覆盖，进而大大的提高散热效率。而将一般的电阻、电容等在工作过程中发热量较少的元器件归类为常规元器件，采用一般的常规散热器和散热风扇进行常规散热。

盖板122盖设在箱体121的顶部。优选地，盖板122通过合页与箱体121的顶部的边缘转动连接。优选地，盖板122上设置有透明玻璃视窗1221，通过该透明玻璃视窗1221可以查看储油腔室123的密封情况，避免储油腔室123内的变压器油160溢出至第一收容腔室124和第二收容腔室125。

如图6所示，在其中一个实施例中，集热块131的底部设置有密封圈1313，密封圈1313与箱体121的内壁抵接。优选地，箱体121的内壁于环绕第一收容腔室124和第二收容腔室125的底部设置有密封槽(图未示)，密封槽的结构与密封圈1313契合。密封圈1313受挤压变形后嵌入在密封槽，使得在密封圈1313的形变压力下保持密封圈1313与箱体121的内壁的密封抵接。如此，在密封圈1313的作用下有效的保持储油腔室123的密封状态。

请再次参阅图3至图6，需要说明的是，虽然第一收容腔室124和第二收容腔室125分别与储油腔室123连通，但是，当集热块131装配在箱体121后，集热块131的外壁与箱体121的内壁之间的连接关系为密封性连接。通常采用上述实施例的密封圈1313的方式进行。当然，为了进一步保证密封效果，集热块131的底部设置有密封圈1313的数量为两个或者两个以上，对应的，箱体121的内壁开设的密封槽也为两个或者两个以上，每个密封圈对应于一个密封槽，这样可以形成多层密封效果，以进一步确保储油腔室123的密封性，避免电焊机倾斜时变压器油溢出至第一收容腔室124和第二收容腔室125。

如图1所示，在其中一个实施例中，机箱100的两侧分别设有第一百叶窗101和第二百叶窗(图未示)，第一百叶窗101与第一收容腔室124连通，第二百叶窗与第二收容腔室125连通。如此，通过第一百叶窗和第二百叶窗的设置，增加了外部冷风从第一百叶窗进入机箱的通道，以及扩大了内部热风从第二百叶窗流出机箱的通道，提高了集热块131的散热效率。

如图7所示，在其中一个实施例中，每相邻的两个导热板132之间形成有导油通道1321，每一导油通道1321对应与一排内孔道1312连通。值得一提的是，本实施例中，若干内孔道1312呈矩阵分布设置，若干外孔道1311也呈矩阵分布设置。内孔道1312的延伸方向和外孔道1311的延伸方向相互垂直但互不连通。优选地，内孔道1312从集热块131的底部开设并贯通至集热块131的顶部。优选地，外孔道1311从集热块131的一侧部开设并贯穿至集热块131的另一侧部。优选地，每一外孔道1311分别位于多个相邻的两个内孔道1312之间。如此设置可使得内孔道1312中聚集的热量能快速地传导至外孔道1311中，并在第一散热风扇141和第二散热风扇142的驱动下，在短时间内将外孔道1311中的热量散发至集热块131外部，从而使得变压器油160在内孔道1312中的冷却时间缩短，达到快速换热的效率，极大地提高发热元器件151的散热效率。

如图6、图7和图10所示，在其中一个实施例中，定位柱133的数量为四个，分别设置于集热块131底部的四个转角。优选地，定位柱133的长度大于导热板132的长度。定位柱133设置的目的在于将各个导热板132架空在距离储油腔室123的底部一定的空间，以便于该空间下设置发热器件安装板150和发热元器件151；同时，定位柱133还能保持集热块131与储油箱120的位置的稳定性，使得集热块131保持与储油箱120的密封连接。

如图11所示，在其中一个实施例中，集热块131于内孔道1312的顶部区域的侧壁还开设有若干散热凹槽1314，每一散热凹槽1314的开口倾斜朝向内孔道1312。散热凹槽1314为内孔道1312的侧壁倾斜朝上凹陷所形成。散热凹槽1314为窄口内圆结构。散热凹槽1314不与外孔道1311连通。散热凹槽1314的设置增加了内孔道1312顶部的面积，目的是使得内孔道1312顶部聚集的热量可更快速的传导至外孔道1311，进一步有效的提高了散热效率。

如图12所示，需要说明的是，当发热元器件151在工作过程中发生损坏时，特别是变压器损坏时，由于变压器油的特性，变压器油将产生大量气体，这时为了避免变压器进一步损坏，本发明的一实施例中，本发明提供了一实施例中的逆变电焊机还包括控制电路，该控制电路包括单片机80C51、三极管Q1、运算器U1、应变式压力传感器U2、蜂鸣器LS1、多个电阻R以及电容C。该控制电路的电路图如图12所示。具体的，在内孔道1312的顶部设置有应变式压力传感器，该应变式压力传感器通过绝缘信号线电性连接至设置在机箱100内的单片机上。该单片机还连接有蜂鸣器。当应变式压力传感器感受到气压变化时产生信号至单片机，单片机根据该信号控制蜂鸣器工作，提醒用户储油箱120中的发热元器件内发生了变压器损坏故障，以便于用户及时关停切断电路，避免变压器持续损坏。

上述控制电路的控制原理是，单片机80C51的P1.0端通过R2接入运算器U1的第1端，运算器U2的第2端通过电阻R3、运算器U2的第3端通过电阻R4接入由电桥组成的应变式压力传感器U2中，当内孔道1312的顶部的气压变化时，应变式压力传感器U2中的电桥的电阻的阻值相应产生变化，从而引起电桥电压的变化，该电压的变化向单片机80C51输入一个电压信号，单片机80C51根据该信号向P2.0端输出高电平信号，使三极管Q1导通，而三极管Q1导通则接通蜂鸣器LS1，此时蜂鸣器LS1工作发出蜂鸣声。

在一个实施例中，在间隔分布式的在多个内孔道1312的顶部设置有应变式压力传感器，也就是说，不是每个内孔道都安装有应变式压力传感器，但是应变式压力传感器均匀地分布在内孔道的顶部。所有应变式压力传感器都接入单片机。单片机为每个应变式压力传感器都编程设置有第一压力阈值和第二压力阈值，当超过一定数量(通常为1/3以上)的应变式压力传感器回传的压力值(电阻的阻值)都超过第一压力阈值时，单片机间歇性输出高电平信号，使三极管Q1导通，而三极管Q1导通则接通蜂鸣器LS1，此时蜂鸣器LS1工作发出间歇性的蜂鸣声。此时，表示逆变电焊机整机工作时发生倾斜。需要说明的是，由于重力的作用，上述各个实施例中的逆变电焊机在使用过程中，往往采用图1所示的摆放方式进行工作，方可使得变压器油能全面覆盖发热元器件。当逆变电焊机发生倾斜时，变压器油也会同步发生倾斜，若倾斜角度不大则变压器油依旧能较为全面覆盖发热元器件，但是当倾斜角度过大，如倾斜45度以上时，变压器油会流动至多个内孔道的顶部，造成储油腔室底部空油，而不能使变压器油覆盖发热元器件，不能实现较好散热的目的，此时发出间歇性的蜂鸣声能提醒用户纠正逆变焊机的放置方式。通常，第一压力阈值小于第二压力阈值，具体的数值则根据逆变电焊机的实际尺寸以及储油箱的体积能确定。

而当超过任何一个应变式压力传感器回传的压力值(电阻的阻值)超过第二压力阈值时，单片机连续性输出高电平信号，使三极管Q1导通，而三极管Q1导通则接通蜂鸣器LS1，此时蜂鸣器LS1工作发出连续性性的蜂鸣声。此时，表示逆变电焊机内部的储油腔室内元器件发生损坏故障，提醒用户及时关停切断电路，避免储油腔室内元器件特别是变压器持续损坏。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。