弧焊电源精品课件

1、弧焊电源第1页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三6-1 概 述随着大功率晶闸管的问世，在60年代初，出现了以晶闸管为整流元件的弧焊电源晶闸管式弧焊整流器。 由于其本身具有良好的可 控性，因而，对外特性形状的控制、焊接参数的调节，都可通过改变晶闸管的导通角来实现，而无需用磁放大器。它的性能更优于磁放大器式硅弧焊整流器，不仅有用于手弧焊，还有用于TIG、MIGMAGCO2焊的晶闸管式弧焊整流器，成为替代弧焊发电机的主要电源第2页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三一、晶闸管弧焊整流器的组成1 、主电路组成： 由主变压器T、 晶闸管整流器UR、 输出电感L。 晶

2、闸管的触发电路AT 。当要求得到下降外特性时，触发脉冲的相位由给定电压Ugi和电流反馈信号UfI确定；当要求得到平外特性时，触发脉冲相位则由给定电压Ugu和电压反馈信号Ufu确定。 此外，还有操纵、保护电路CB。第3页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三二、晶闸管式弧焊整流器的主要特点：1动特性好 与弧焊发电机和磁放大器式弧焊整流器相比，内部电感要小得多，具有电磁惯性小、反应速度快的特点。 作平特性电源时，可以满足所需的短路电流增长速度； 作下降外特性电源时，不致有过大的短路电流冲击。对动特性控制和调节。2控制性能好 由于它可以用很小的触发功率来控制整流器的输出，并具有电磁惯

3、性小的特点，因而易于控制。通过不同的反馈方式可以获得所需的各种外特性形状。 电流、电压可在宽广的范围内均匀、精确、快速地调节。并且易于实现电网电压补偿。可用作弧焊机器人的配套电源。第4页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三 3节能 弧焊发电机相比，没有机械损耗，而且其空载电压可以较低，其效率、功率因数较高，输入功率较小，因而可节约电能。 4省料 与弧焊发电机相比，无原动机。与磁放大器式硅弧焊整流器相比，它没有磁放大器。因而可以节省材料，减轻重量。 5噪声小 弧焊发电机相比因其无旋转运动的部分，噪声明显减小。 6电路较复杂 除主电路之外，还有触发电路，使用的电子元器件较多。因而

4、，元器件的质量、组装的水平等对电源使用的可靠性有很大影响；同时，这种电源对调试和维修的技术水平要求也较高。 第5页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三三、整流波形脉动问题晶闸管弧焊整流器是通过改变晶闸管的导通角来调节电弧电压和电弧电流的，因而电流电压波形的脉动比硅弧焊整流器的大。解决方法如下：1、并联高压引弧电源 由变压器T，三相半控整流器UR2组成的基本电源， 由变压器T：硅整流器UR：组成的引弧电源并联而成。 前者在焊接时提供电弧功率， 空载电压低而电流大； 后者提供引弧所需能量， 空载电压高而电流小， 电路中 串了电阻只以 得到陡降外特性。第6页，共64页，2022年，

5、5月20日，9点26分，星期三 2在每个晶闸管上并联维弧电路 维弧电路由硅二极管和限流电阻组成，在晶闸管不导通期间，维弧电路仍有足以维持电弧的电流流过，而不致影响电弧的稳定燃烧。3在整流器的输出电路中串联输出电抗器 见图中的L。经其滤波后给负载提供的电压、电流波形可以是连续的，高次谐波成分受到了抑制。 4选择适当的整流电路 不同整流电路其输出波形的脉动程度各异，选择适宜的电路可避免波形不连续及减小脉动。上述三相半波可控整流电路的整流波形，每周期只有三个波峰而脉动大。且在电阻性负载的情况下，当控制角。大于30时整流波形即不连续。因此通常不宜采用。第7页，共64页，2022年，5月20日，9点26

6、分，星期三6-2 主电路弧焊整流器必须提供低电压、大电流，具有一定形状的外特性，输出的电流或电压值要有较宽的调节范围，波形应连续，且脉动要小。其主电路有：四种 三相桥式半控、 三相桥式全控、 六相可控半波 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路， 主要介绍： 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路第8页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三一、带平衡电抗器双反星形可控整流电路其基本电路见图623，可接成图a、b形式，其工作原理及组成是一样的。它需用六个晶闸管。主变压器是三相的，其结构与六相半波整流电路中的变压器相同，二次有两组绕组，各以相反极性联成星形，故称“双反星形”。实际上，它只不

7、过是通过平衡电抗器LB，并联起来的两组三相半波可控整流电路。构成的VT1 3 5三相半波整流电路称为正极性组，VT2 4 6构成者称为反极性组。平衡电抗器是带有中心抽头的电感，抽头O两侧的线圈匝数相等。接入LB有什么作用，分两种情况进行讨论： 第9页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三1将LB短接以图516a为例，LB短接后就变成了图516b所示的六相半波整流电路。该电路的晶闸管在每周中是依次轮流导电60。有利用率不高的缺点。在这种电路中为什么不能由两晶闸管同时导电呢?让我们看图519a和图519a。 先讨论在自然换相点触发晶闸管，即a=O0的情况。例如在Wt1+时刻，ua阿

8、阿电压最高、VT1导电，P点的电压upua。u-b电压为次高，但M点与N点同电位，VT6的阳极电位为u-b 。因u-bua，故VT6承受反向阳极电压，势不能导通。第10页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三2接入LB如图519b所示，在时刻wt1。 ua最高，VT1导通，电流通过LB的OM流至负载，在OM上产生的感应电动势极性是右正左负。由于O点是LB的中心抽头，故NO段上感应电动势与OM段上的相等且极性一致。如此，uom与ua。极性相反，使VT1的阳极电位降低了uom，而uon与u-b。极性相同，将VT6的阳极电位提高了uon，从而使VT6能与VT1同时导通，这时有：第11

9、页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三从而，LB将ua。与u-b。之差以相反的极性平均分摊到两支路中，使VT1与VT6的阳极电位相等而能同时导通，以起平衡作用。 当ua过了其峰值之后至 wt2之前，反极性组中u-c。高于u-b ，于是VT2导通而VT6关断，则该阶段由VT1与VT2同时导通。过了wt2 是u-c，电压最高， VT2继续导通且该支路电流较大，于是LB的感应电动势极性如图520所示，借它提高了M点和VT1阳极的电位，而降低了N点和VT2阳极的电位，使二者阳极电位趋于相等。因而VT1亦能继续导通。直到过了u-c。的峰值之后，则正极性组中是ub电压最高，VT3导通VT

10、1关断,由VT3和VT2同时导通。六个晶闸管的导电顺序可依此类推 第12页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三即负载电压瞬时值等于与导通管相应的两相电压瞬时值的平均值。因此根据相电压波形可求出Ufz的波形(即uop波形)，如图523c中实线所示，每周有六个波峰。该电路相当于两组三相半波可控整流电路的并联，所以整流电压平均值与三相半波可控整流电路的相等，当负载为电感和电阻时有: U = 1.17 U2 cosa 3、平衡电抗器是维持两组三相半波电路互不干扰各自正常工作所必须的。 若LB的感抗为零(即相当于用导线直接联起来)，则电路变成六相半波整流电路。由上述分析可以看出：1、带

11、平衡电抗器双反星形整流电路，相当于正极性和反极性两组三相半波整流电路的并联。各组输出电压波形如图 521a、b中实线所示，是各相电压的包络线。每个整流元件最大导通角为120，负载电流Ifz同时由两个整流元件和两个变压器绕组供给，提高了利用率。每个整流元件只负担16的Ifz，适用于输出大电流的场合。2、任何瞬时，正、反极性组均有一支电路导通工作，故可将该主电路简化成图523所示。图中UA、UB ，各为某瞬时同时导通的正、反极性支路的变压器相电压瞬时值，晶闸管的正向压降略去不计，第13页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三以上分析可知，带平衡电抗器双反星形整流器在电路中有足够电感

12、(例如接有输出电抗器L而不接续流管时)有以下特点： 1)它相当于两组三相半波整流电路并联。利用率较高 它的各相电流流通时间可延长至120，而六相半波整流电路每相电流流通时间只达60，显然前者的整流变压器和整流元件的利用率较高。带平衡电抗器的双反星形整流电路很适合于象弧焊电源这样要求大电流低电压的场合。 2)有六个晶闸管， 触发电路比三相桥式半控整流电路的要复杂，但比三相桥式全控整流电路的简单。3)整流电压波形为每个周波六个波峰，其脉动程度比三相桥式半控电路的小， 最低谐波为六次，要求输出电感的电感量及体积都较小。4)需用平衡电抗器，且为保证电路能正常工作，其铁心不宜饱和。 为此，应避免该铁心被

13、直流成分所磁化，从而要求其抽头两边线圈的直流安匝相互抵消，即两组整流电路的参数(主要是变压器的匝数和漏感)应对称，这就对变压器等的制造和元件的挑选增添了麻烦。 第14页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三6-3 触发电路触发电路:产生脉冲信号施于晶闸管的控制极与阴极间，以控制晶闸管的导通时刻。 一、对触发电路的要求及触发电路的组成1生成足够功率的触发脉冲 为保证晶闸管能可靠地触发，需有一定电压、电流和宽度的触发脉冲，它由其生成电路产生，有时还要经功率放大后输出。2触发脉冲与晶闸管的阳极电压必需同步 为使晶闸管整流器能输出稳定的电压或电流给负载，并保持各相的平衡供电，要求各相的

14、晶闸管在各周期中有相同的控制角a。也就是说，各晶闸管的触发脉冲应与其阳极电压同频率且有一定的相位关系，即在自然换相点之后的。作用于脉冲生成电路以保证各晶闸管的控制角相同。这种产生和分配同步信号的电路称为同步电路。3触发脉冲应能移相并达到要求的移相范围 为了调节焊接参数和控制电源的外特性形状，需改变晶闸管的控制角，这要靠触发脉冲移相来实现。第15页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三6-4外特性的控制电路晶闸管式弧焊整流器的不同外特性形状，是通过以不同方式控制晶闸管的导通角实现的。而导通角的大小又是由触发电路的输入电压仉值确定的。所以只要以不同方式确定ut，则可获得不同形状的外

15、特性。晶闸管是种半导体元件，具有反应灵敏、易于控制的优点，因此常可利用电流、电压反馈进行闭环控制。第16页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三第五节ZX5系列晶闸管式弧焊整流器 一、概述 ZX5系列晶闸管式弧焊整流器包括ZX5800、630、500、400、250多种规格，其工作原 理基本相同，但不同厂家的产品在控制电路上却存在差别，现举一例，其电气原理图示于图 6-71，主要组成见框图672。这种电源采用了电流负反馈具有下降外特性，动态性能良好，适用于手弧焊。电路中有电网电压补偿环节，为改善引弧性能，设置了“引弧电路”和“推力电路”另外，还备有远控盒，以便在10m距离内调节

16、电流。第17页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三 二、主电路 见图671的右上部分。T1是主变压器：整流电路 ：是带平衡电抗器的双反星形形式。直流输出电路中接有电感Lz： 它具有足够的电感量，不仅可使焊接电流波形的脉动减小，且使整流装置具有RL负载。因而，当相电压变为负值时，晶闸管并不立即关断。这样，焊机从空载到短路所要求的触发脉冲移相范围可减小至0。90。，使触发电路得以简化(用两套触发电路)。 另外，该电感对于抑制电流冲击、改善动特性也有良好作用。 RS为分流器，除了用于电流测量之外，又用作电流负反馈的电流信号采样。 这种采样方式比较简单，无需增添专用元件(例如互感器)

17、。但所取得的信号是毫伏级的，需经放大后才能用于控制。第18页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三三、触发电路 触发脉冲的生成电路见图671的右下角。控制电压U。来自运算放大器N，经电阻R，。从点145输入晶体管V3,t的基极。左右两套触发电路各生成触发脉冲由口一6、cd输出，分别触发脉冲分配电路中的晶闸管VT，和VT。同步电路可见图671中部，每到同步点由v分别令Cm、Cs放电清零。它们的工作原理分析 第19页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三工作原理分析 单结晶体管触发电路，ZX5系列晶闸管弧焊整流器的触发电路 如图623b所示，是接成共阳极的带平衡电抗

18、器双反星形形式。因而可以用两套触发电路分别触发正极性组和反极性组的晶闸管。该触发电路如图635所示。第20页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三第21页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三 1脉冲产生和移相电路 见图635的右面部分，它分成左右对称的两套，控制电压仉经R15从点145输入。当有负的仉输入时，晶体管V。、V。通电，C。、C。充电。于是由C。和单结晶体管VU，、C。和VU。组成的驰张振荡器产生振荡，C。和C。不断充放电，脉冲变压器T。、T。有脉冲分别输出给两套脉冲分配电路中的晶闸管(见图634中的VT)。矾愈负，则c。、Cs充电愈快，产生第一个脉

19、冲就愈早，主电路中相应晶闸管的控制角就愈小；反之，控制角就愈大只要改变ut值即可实现脉冲移相。单结晶体管和晶体管的参数都存在分散性。为避免两组晶闸管导通角不同造成三相不平衡，需精细调整触发电路参数。图中电位器RP4和RP。，是分别用以弥补VU，和VU。之间参数的不一致，并用RP。弥补V。和V。参数的差异，这些电位器使两套电路输出的脉冲对称。 第22页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三第23页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三第七章 脉冲弧焊电源 了解脉冲电源的组成、特点、应用;掌握晶闸管关断的基本原理本章从焊接工艺要求出发，论述脉冲弧焊电源的特点、分类、

20、原理和应用。 第24页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三7-1 脉冲弧焊电源的概述一、脉冲弧焊电源的特点及应用范围(一) 特点: 1. 提供的焊接电流是周期性.脉冲式的.基本电流(维弧电流)和脉冲电流2. 可调节规范参数较多，例如：脉冲频率、幅值、宽度、电流上升速度和下降速度等，还可以变换脉冲电流波形，以便最佳地适应焊接工艺的要求。 第25页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三(二) 应用范围1) 熔化极和不熔化极的气体保护焊接。(熔化极、不熔化极的氩弧焊、混合气体保护焊，等离子弧焊和微束等离子弧焊.也可用于手弧焊。)2) 窄间隙脉冲气体保护焊方法，对几十

21、至150mm以上的厚板焊接，可以通过微束等离子弧焊工艺，实现对超薄金属板(厚度仅为几十微米)的焊接。3) 适用于各种金属材料的焊接，(高合金钢、铝合金或稀有金属)。4) 全位置自动焊，可调工艺参数很多，根据各个位置的成形要求，通过程控、数控和微计算机的自适应控制，选择最佳的规范参数进行焊接，获得优异的成形和接头质量。5) 单面焊双面成形和封底焊等，保证质量又可提高工作效率。 第26页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三总之，应用广泛的。接头具有质量高、成形美观、变形较小、合金元素烧损少和节约电能等等优点。脉冲弧焊电源是一种很有发展前途的新型弧焊电源。目前脉冲弧焊电源主要用于气

22、体保护焊和等离子弧焊。它的控制线路一般比较复杂，维修比较麻烦，在工艺要求较高的场合才宜于应用。但结构简单、使用可靠的单相整流式脉冲弧焊电源，也用在一般场合。第27页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三二、脉冲电流的获得方法四种基本方式来获得脉冲电流：(一)利用电子开关获得脉冲电流如图71所示，在直流弧焊电源的交流侧或直流侧接上大功率晶闸管，分别组成晶闸管交流断续器或直流断续器Q，借助它们作为电子开关获得脉冲电流。第28页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三(二)利用阻抗变换获得脉冲电流1变换交流侧阻抗值如图72a所示，设法使阻抗Z1、Z2、Z3。数值不相等而

23、获得脉冲电流。2变换直流侧电阻值如图72b所示，采用大功率晶体管组来获得脉冲电流。在这里，大功率晶体管组既可工作在放大状态，起着变换电阻值的作用，又可工作在开关状态，起开关作用。第29页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三7-2晶闸管式脉冲弧焊电源晶闸管式脉冲弧焊电源可分为：晶闸管给定值式和晶闸管断续器式脉冲弧焊电源两种类型。二、晶闸管断续器式脉冲弧焊电源组成: 两个部分。直流弧焊电源(弧焊整流器或直流弧焊发电机)晶闸管断续器晶闸管断续器作用，相当于开关。正是依靠这种开关作用，把直流弧焊电源供给的连续直流电流，切断变为周期性间断的脉冲电流。焊接电流比较大，大电流回路中，晶闸管

24、的工作具有“开易关难”的特点，这可比喻为大河急流“放易截难”。闸管关断的基本原理入手，研究晶闸管式脉冲弧焊电源的工作原理和特点。第30页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三(一)晶闸管关断的基本原理晶闸管同时具备下列两个条件，就可由不通(阻断)变为导通。1)晶闸管阳极加上正向电压。2)控制极加上适当的同步正向触发电压。如图所示， 当晶闸管VT导通后，只要正向电流，的大小等于或大于晶闸管的维持电流，即使去掉控制极上的触发电压，晶闸管也仍然维持导通状态。 第31页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三晶闸管关断：两种方法(1)使晶闸管的阳极电流低于维持电流或切断阳

25、极电流设法使阳极电流小于维持电流或为零时，晶闸管就由导通变为关断。但是，这仅适用于低频电路，在高频电路中并不适用。(2)在晶闸管阳极和阴极之间加一反向电压这是使晶闸管强迫关断常用的一种方法，也是晶闸管式脉冲弧焊电源通常所用的方法。第32页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三晶闸管的关断电路: 如下三种： 第33页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三(二)晶闸管断续器式脉冲弧焊电源的分类和特点 晶闸管断续器式脉冲弧焊电源，按晶闸管断续器的结构形式，可分为交流断续器和直流断续器两类。采用交流断续器的脉冲弧焊电源 如图76所示。第34页，共64页，2022年，5月

26、20日，9点26分，星期三交流脉冲断续器优点: 可靠地关断，工作稳定、可靠。缺点: 脉冲波形的脉动很大; (指脉冲时间内脉冲电流的脉动) 施焊工艺效果不够理想， 需用基本电流电源提供维弧电流。 电源的功率得不到充分的利用。 第35页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三2采用直流断续器的脉冲弧焊 图71a所示即为直流断续器接在脉冲电流电源的直流侧，起开关作用。按一定周期触发和关断晶闸管，就可获得近于矩形的脉冲电流波形，其内脉动大小与直流弧焊电源的种类有关。特点： 电流的容量大，频率调节范围宽广，能较精确地控制熔滴过渡。应用: 不熔化极氩弧焊、熔化极氩弧焊、等离子弧焊和微束等离子

27、弧焊以及全位置窄间隙焊。采用直流断续器的脉冲弧焊电源，可分为双电源式和单电源式两种类型。第36页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三双电源直流断续器式脉冲弧焊电源 如图77所示 它由并联工作的两个电源供电。 基本电流: 直流电源供电； 脉冲电流: 直流弧焊电源和晶闸管断续器相串联或并联组 成的电源供电;特点:额定电流较大。小电流时电弧稳定，两个电源可分别调节工艺参数。第37页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三单电源直流断续器式脉冲弧焊电源 如图78所示，组成: 直流弧焊电源、晶闸管直流断续器Q和电阻箱R，。 脉冲电流: 断续器 提供 基本电流: 电阻R，提

28、供第38页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三双电源直流断续器式脉冲弧焊电源，不如单电源式简单，故较少采用。下面着重分析一种在国内用得较多的单电源直流断续器式脉冲弧焊电源的具体电路。第39页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三三、单电源直流断续器式脉冲焊电源的典型电路分析(一)电路的主要组成带直流断续器的一体式脉冲弧焊电源的典型电路如图79。按电路的作用，可把整个电路分为如下五个组成部分： I直流弧焊电源。 直流断续器主电路。 直流断续器触发电路。 同步关断电路。 V基本电流输送和调节电路。 其中，由、电路组成直流断续器。第40页，共64页，2022年，5月

29、20日，9点26分，星期三3)工作原理当VT2触发导通时，C1有了放电回路。C1就给VT1加上一个反向的电压，保证作用在VT1的反压将被强迫关断。当VT1再次触发导通时，C1又重新被充电，重复上述的过程。可见，控制VT1的触发，就控制了脉冲电流的接通； 控制VT2的触发就控制了脉冲电流的休止。从触发VT1到触发VT2的间隔时间就是脉冲时间。从VT2的触发到VT1的再次导通之间的时间就是脉冲电流休止时间。第41页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三第42页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三 (二)电路的工作原理1直流弧焊电源任务:向电弧提供焊接所需要的能量。

30、电源的外特性可以是平特性或下降特性，这要根据工艺方法的需要选定。2. 直流断续器主电路1)任务:调节的脉冲电流2)组成:主晶闸管VTl和主晶闸管关断电路， VT2、L2、L3、VD1、C1等组成。主晶闸管关断电路是这部分电路工作性能好坏的关键，主晶闸管VT1的每次导通(接通脉冲电流)，都为它自己准备好了强迫关断的条件。一旦辅助晶闸管VT2导通，正在导通的VT1就被强迫关断.第43页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三第五节单相整流式脉冲弧焊电源分类: 并联式、可调并联式、阻抗不平衡式等三种。(一)并联式单相整流脉冲弧焊电源简单的脉冲弧焊电源。普通的直流弧焊电源提供I基，用另一

31、台变压器有中心抽头的单相半波或全波整流器与其相并联，提供I脉。如图737所示。如果采用晶闸管整流，还可以调节脉冲宽度，从而调节脉冲的幅度，用以对脉冲电流进行细调。特点：脉冲电源的结构简单，制作容易，基本电流和脉冲电流均可调节，使用可靠，成本低。调节参数不多且会互相影响，所以它只适合于一般要求的脉冲弧焊工艺。一般采用陡降特性的弧焊电源来提供I基用平特性的整流器来提供I脉。第44页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三(二)可调并联式单相整流脉冲弧焊电源它的工作原理与上述并联式单相整流脉冲弧焊电源基本上相同。其电路如图738所示。只是不用带中心抽头的变压器，而改用两台二次电压和容量

32、不同的变压器各作为正负半周的交流电源，而交替工作。二次电压较高者提供I脉；二次电压较低者提供I基。它们分别可调，互不影响。其电流波形如图739所示。两个电源都采用平特性。用于等速送丝熔化极脉冲弧焊时，电弧稳定，使用和调节方便。但是，它在制造上较前者复杂 第45页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三第八章弧焊逆变电源 逆变器： 直流一交流之间的变换称为逆变，实现这种变换的装置称为。逆变式弧焊电源： 为焊接电弧提供电能，并具有弧焊方法所要求性能的逆变器，即为弧焊逆变器或称为。应用： 它从应用于中频加热、稳压电源、电化学加工，发展到被应用于电弧焊接、电阻焊接和电子束焊接等。第46页

33、，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三81 弧焊逆变器概述一、弧焊逆变器的基本组成及原理(一)弧焊逆变器的基本组成及变流体制弧焊逆变器的基本组成：见图81。1、供电系统 作用： 将三相或单相的工频交流电整流和滤波。 第47页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三第48页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三2、电子功率系统：逆变主电路：是由功率开关电子器件(如晶闸管、晶体管、场效应管和IGBT)组成电子开关，将Ud变换成频率为几千至几万Hz以上的中频电压。中频变压器：起降压作用。当弧焊逆变器用作直流电源时，需再用输出整流器整流和电抗器L、电容器c

34、的滤波，把中频交流电变换成直流输出。当用作交流电源时，还要用电子开关再次逆变成交流电。任务：是实现一次侧变频，并把微弱的电控信号转换为大功率信号。 第49页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三3：电子控制系统和给定反馈系统任务： 则用以产生控制信号“Um”，以激励功率开关器件工作，实现对外特性和动特性的控制和安全工作。弧焊逆变器的变流过程是： 工频交流一直流一高、中频交流一降压一交流并再次变成直流，必要时再把直流变成矩形波交流。弧焊逆变器中可采用三种逆变体制： 1) ACDCAC 2) ACDCACDC 3) ACDCACDCAC(矩形波)。第50页，共64页，2022年，5

35、月20日，9点26分，星期三二、弧焊逆变器的特点根据变压器的原理可得出: F 越高 S越小 体积越小 F增加2000HZ, NS下降原来的1/40由于F高带来的突出的特点: 高效节能、省材轻巧、动态响应快、 电气性能和焊接性能优良.第51页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三弧焊逆变器与其他电源比较的特点1省料、质量轻、体积小 传统的弧焊电源用工频传递电能，弧焊逆变器用几千至几万Hz的中频，而制作变压器的用料多少与工作频率成反比；另外，工作频率提高还可减少制作滤波电感的用料。由上所述，可使弧焊逆变器的质量减为传统电源的 15110，体积减至13左右。2高效节能 由于电子功率器

36、件工作于开关状态，变压器等可采用铁损小的磁心材料，效率可达8090。主电路内有电容，提高了功率因数(可达099)，节能效果十分显著。第52页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三 3.电气性能优良 1) 因工作频率高，所需的主回路中滤波电感值小，电磁惯性减小，易于获得良好的动特性。 2) 可控性好，可以控制功率几乎为0，也适合数字化控制。 3) 用作交流电源时可获得较高频率的矩形波，从而提高交流电弧的稳定性。 4）接入电抗器后，动特性等可按不同工艺要求来设计。 4.改善了弧焊工艺性能； 可以设计不同的外特性曲线等。适合不同的方法的焊接。第53页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三三、晶闸管式弧焊逆变器以快速晶闸管(SCR)为逆变主电路的大功率高压开关管，通过其触发角来进行控制的弧焊逆变器，通常称为晶闸管式弧焊逆变器。它是以触发角来控制的，也可称为触发角控制式弧焊逆变器。 第54页，共64页，2022年，5月20日，9点26分，星期三主要组成与基本原理 晶闸管式弧焊逆变器主要组成和基本原理框图， 如图所示。它的电路主要组成和作用如下： 第55页，共64页，2022年，5月20日，9点