无火花高压引弧电路实验报告实验报告

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1、无火花高压引弧电路实验报告一、实验目的：用此引弧方式代替原高频引弧，以减少电磁波辐射对周边设备的干扰。引弧距离在氩气中大于10mm。二、实验器材：泰克(1002B)示波器一台，线性电源一台。意大利提供的大、小引弧器各一个，UY-42主变一个，TIG300S一台。三、实验内容：1、电路原理（见图1、图2）用NE555产生频率20HZ占空比5%的脉冲来驱动IGBT，R3为充电电阻，在NE555输出为低电平期间，600V直流电压通过R3给储能电容充电，在NE555输出高电平时，IGBT导通，储能电容C3通过IGBT的C、E极，加到了引弧线圈的初极一个下正上

2、负的电压，通过引弧线圈升压后的高压参与引弧。在WSME315机器上实验,用线性电源调至12V给驱动电路供电,用380V/220V工频隔离变压器给主电路供电。图1：电路图图2：IGBT的C波形：2、小磁芯引弧线圈的测试（变比为2：16）：先将小引弧器（变比2:16）测试,其引弧器原边波形如图3。分析电路部分工作正常，但起弧效果不理想，钨针与工件距离<1mm才正常起弧，图3：储能电容为0.47UF时的弧器原边波形增加储能电容容量为1UF,小引弧器原边波形与IGBT的C极波形为图4、图5。从图3与图4对比可看出，加大储能电容后放电时间并没有变长，说明此磁芯

3、以饱和，加大电容并不能使放电能量加大，起弧效果无改善。图4：储能电容为1UF时的弧器原边波形图5：储能电容为0.47UF时IGBT的C极波形：3、大磁芯引弧线圈的测试（变比为2：18）：改用大引弧器，变比2:18测试，储能电容容量为0.47UF，引弧器的原边波形如图6。此时放电脉冲宽度由0.8μS增加到了1.2μS，起弧效果显著提高，<4mm正常起弧，未能达到要求的效果，增加储能电容容量为1UF,引弧器原边波形为图7。图6：图7：从图7可看出，增加储能电容容量后其放电能量并没加大，其起弧效果也并未改善。为证实是否磁饱和，用UY42/28：7主变作测试

4、，原边2T，其波形为图8。从图中可看出，放电宽度由1.2μS增加到了3μS，证实引弧器工作中已磁饱和，饱和后的引弧器引弧效果与加大储能电容无关。图8：改变驱动频率为60HZ，减小充电电阻，测试IGBT的发射极与集电极电压正常，IGBT使用中发热严重，起弧效果也未改善，说明增电放电频率并不能改善引弧效果。4、通过改变小引弧器变比来改善引弧效果：在小引弧器增加变比为2:24（见图9），起弧距离<5mm；也未能达到要求的起弧效果。由于小引弧器空间有限，不能再增加变比，所以，小引弧器实验中止。图9：小引弧器（2:24）原边波形5、通过改变大引弧器变比来改善引

5、弧效果：在大引弧器增加变比为2:27（见图10），可以达到要求的起弧效果，在2:27时<13mm正常起弧，效果很好。图10：大引弧器（2:27）原边波形2:27原边波形6、储能电容串接电感实验：在放电电容上中串14.5UH、Q值=38的电感其原边波形为图11，增加此电电后其引弧效果比未加此电感的起弧距离多1至2mm。图11：7、与TIG300S对比引弧性能：将TIG300S与装有新型引弧电路的TIG315PAC/DC对比，打开氩气，在冷工件上放电，TIG300S放电距离为8mm，而装有新型引弧电路的TIG315PAC/DC放电距离为12mm。四、实验

6、结论：1、引弧器的引弧性能与次极电压、单次引弧脉冲宽度有关，与引弧脉冲的频率无关。2、变比选用2：24以上，均可优于我公司现有机器的引弧效果。实验员：刘代知审核：刘超魁2008-01-26