第6章 弧焊逆变器新

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1、弧焊逆变器朱军概念变流方式逆变★逆变——与整流相对应，直流电变成交流电。有源逆变:交流侧接电网，为有源逆变无源逆变:交流侧接负载，为无源逆变逆变电源以电力电子器和中频变压器组成的逆变功率转换电路为变流方式的电源，称为逆变电源整流(AC-DC)逆变(DC-AC)(DC-DC)交交变频(AC-AC)弧焊逆变器弧焊逆变器的定义：直流（DC）－交流（AC）之间的变换称为逆变，实现这种变换的装置就称为逆变器，为焊接电弧提供电能，并具有弧焊工艺所要求电气性能的逆变器，被称为弧焊逆变器。概念逆变焊接电源的结构概念弧焊整流电源的结构逆变焊接电源的特点逆变焊接电源一出现，就被称为“明天的电源”特点1.体积小、

2、重量轻、节材逆变电源工作频率为2000~150000Hz逆变开关频率越大，中频变压器的体积越小，重量越轻逆变电源有利于在有限空间或须经常移动场合应用重量：7.5Kg电流：40~200A1.2逆变焊接电源的特点2.高效节能铜损、铁损减小开关控制比模拟控制功率损耗小同样输出功率时，控制功率小、逆变器转换时励磁电流很小逆变焊接电源的特点3.适应性强动态响应很高，能够进行高速控制传统电源，工作频率受电网制约，均为50Hz或100Hz即使晶闸管整流焊机，控制周期也只有3.3ms逆变电源的工作频率可以提高到100Khz,时间为10us资料证明MAG焊电源，飞溅降低50%逆变电源一次引弧成功率达90%以上

3、弧焊逆变器的优点---分析弧焊逆变器的主要特点之一是中频变压器的工作频率高，由此就带来一系列好处。按正弦波分析时有以下关系：所以：①f↑→NS↓，铁心和铜线等材料↓↓，电能损耗↓↓整个焊机重量↓体积↓↓②大功率管组工作在开关状态，也必然使功耗降价。③逆变电路中都有起储能作用的电容器→无功损耗↓，功率因数↑④频率高使输出端的滤波电感↓↓→动特性↑逆变电源的发展概况1.国外现状起步阶段1972年研制美国海运科研开发部门开发出第一台300A晶闸管逆变弧焊电源1975年Powcon公司推出了一台多用途晶闸管逆变弧焊样机发展阶段瑞典ESAB、日本大阪变压器80年代商品化以来，得到迅速发展成熟阶段90年

4、代后期，可靠性和各种性能大大提高，进入成熟推广期逆变电源采用功率开关器件快速晶闸管（FSCR）、电力晶体管（GTR）、场效应管（MOSET）、绝缘栅双极性晶体管(IGBT)逆变电源的发展概况2.国内现状早期：1982年华南理工研制出一台ZX7-50型场效应管手弧焊电源样机1983年成都电焊机研究所推出一台ZX7-250晶闸管逆变弧焊样机清华大学、北京航空航天大学等现在国内知名公司北京时代唐山松下凯尔达深圳瑞凌电器等第6章弧焊逆变器6.1弧焊逆变器的主要组成及其作用6.2弧焊逆变器的基本原理6.3弧焊逆变器的输出电气特性6.4弧焊逆变器主电路基本形式6.6弧焊逆变器的特点、分类和应用6.弧焊逆

5、变器概述弧焊逆变器的特殊性：焊接的供电对象是特殊的电弧负载，特别是熔化极短路过渡的电弧焊，逆变器要承受剧烈变动着的动负载，工作情况十分复杂。电力电子器件（PowerElectronicDevice）——可直接用于主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。主电路（MainPowerCircuit）——电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路。概念:6.1弧焊逆变器的主要组成及其作用主要组成：供电系统；电子功率系统；电子控制系统；给定与反馈电路；焊接电弧等；弧焊逆变器的基本组成方框图：图6-1弧焊逆变器主要组成和基本原理方框图6.1弧焊逆变器的主要组成及其作用逆变器主电路由供电系

6、统，电子功率系统和焊接电弧组成；电子控制系统对电子功率系统(逆变主电路)提供足够大的、按电弧所需变化规律的开关脉冲信号，驱动逆变主电路的工作；反馈与给定系统它由检测电路(M)、给定电路（G）、比较和放大电路（N）等组成。与电子控制系统一起，实现对弧焊逆变器的闭环控制，并使它获得所需的外特性和动特性。6.2弧焊逆变器的基本原理在供电系统中，单相（或三相）50Hz或60Hz的交流网路电压单相220V（或三相380V），经输入整流器（URl）整流和滤波器（LC1）滤波之后，获得逆变主电路所需的平滑直流电压单相整流约310V（或三相整流约为520V）。该直流电压在电子功率系统中经逆变主电路的大功率开

7、关电子器件(晶闸管、晶体管、场效应管或IGBT)组Q的交替开关作用，变成几千至二十万赫兹的中频高压电，再经高(中)频变压器（T）降至适合于焊接的几十伏低电压，并借助于电子控制系统的控制驱动电路和给定与反馈电路(M、G、N等组成)，以及焊接回路的阻抗，获得弧焊工艺所需的外特性和动特性。如果需要采用直流电进行焊接，还需经输出整流器U整流和经电抗器L2、电容器C2的滤波，把高(中)频交流变换成为直流输出。6.2弧焊