焊接电工 第2版 教学课件 作者王建勋chapter1111-3.ppt

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1、§11-3逆变式弧焊电源§11-3逆变式弧焊电源一、概述直流—交流之间的变换称为逆变，实现这种变换的装置称为逆变器。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，即为逆变式弧焊电源。（一）弧焊逆变器的组成及作用弧焊逆变器的基本组成框图如图11-14所示。它的主要组成及其作用如下：1．主电路主电路由供电系统、电子功率系统和焊接电弧等组成。（1）供电系统把50Hz三相或单相的工频交流电经整流器整流和滤波之后，获得逆变电路所需的稳定的直流电压。（2）电子功率系统由逆变主电路、中频变压器起开关、变换电参§11-3逆变式弧焊电源参数（电压、

2、电流及波形）的作用，并以低电压大电流向焊接电弧提供所需的电气性能和工艺参数。2．电子控制系统对电子功率系统提供足够大的、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。电子控制系统包括驱动电路和电子控制电路两部分。3．给定反馈系统由检测电路P、给定电路G、比较放大电路N等组成。检测电路P主要用于提取电弧电压和电流的反馈信号；给定电路G用于提供给定信号，决定对电弧提供焊接工艺参数的大小；比较放大电路N用于把反馈信号与给定信号进行比较后进行放大，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。（二）弧焊

3、逆变器的基本工作原理§11-3逆变式弧焊电源弧焊逆变器的基本工作原理，如图11-15所示。弧焊逆变器主电路的基本工作原理，可以归纳为：工频交流→直流→高、中频交流→降压→交流并再次变成直流，必要时再把直流变成矩形波交流。因而在弧焊逆变器中可采用三种逆变体制：AC－DC－ACAC－DC－AC－DCAC－DC－AC－DC－AC（矩形波）（三）弧焊逆变器的外特性及焊接工艺参数调节弧焊逆变器的焊接工艺参数的调节方法大致有三种：（1）定脉宽调频率脉冲电压宽度不变，通过改变逆变器的开关频率来调节参数大小。开关频率越高，输出电压就越大。通常晶闸管式弧焊

4、逆变器就是采用这种调节焊接工艺参数方法的。§11-3逆变式弧焊电源（2）定频率调脉宽脉冲电流频率不变，通过改变逆变器开关脉冲的脉宽比来调节焊接工艺参数。脉宽比越大，则工作电流也越大。晶体管式、场效应管式弧焊逆变器都适于采用这种焊接工艺参数调节方法。（3）混合调节调频率和调脉宽相结合的调节方式。（四）弧焊逆变器的特点（1）高效节能效率可达80%～95%，功率因数可提高到0.99，空载损耗极小，比传统弧焊电源节电1/3以上。（2）体积小、重量轻中频变压器的重量仅为传统弧焊电源降压变压器的几十分之一；整机重量仅为传统弧焊电源的1/5～1/10；

5、整机体积也只有传统弧焊电源的1/3左右。（3）具有良好的动特性和弧焊工艺性能它采用电子控制电路，§11-3逆变式弧焊电源可以根据不同的焊接工艺要求设计出合适的外特性，并保证具有良好的动特性，从而可进行各种位置的焊接，获得良好的焊接工艺性能。（4）可用微机或单旋钮控制调节焊接工艺参数。（5）设备费用较低，但对制造技术要求较高。（五）弧焊逆变器的分类弧焊逆变器可从不同的角度进行分类。通常是按大功率开关器件进行分类，分为晶闸管式弧焊逆变器、晶体管式弧焊逆变器、场效应晶体管式弧焊逆变器、IGBT式弧焊逆变器等。二、晶闸管式弧焊逆变器（一）组成与工

6、作原理图11-17所示的晶闸管式弧焊逆变器，主电路由输入整流器UR1、逆变电路和输出整流器UR2等组成。主电路的核心部分是逆变电路，§11-3逆变式弧焊电源它由晶闸管VT1、VT2，中频变压器T，电容C2～C5，电感线圈L1、L2等组成。在图11-18中，当开关SA1（即VT1）闭合，而SA2（即VT2）断开时，电容的放电电流由→SA1→T→，电容的充电电流则由（+）→SA1→T→→→（-），从而在中频变压器T上形成正半波的电流。当SA2闭合，SA1断开时，电容的放电电流由→T→SA2→，电容的充电电流由（+）→→→T→SA2→（-）,从

7、而在变压器T上形成负半波电流。这样SA1、SA2每交替闭合和断开一次，就在变压器T上产生一个周波的交流电，它们每秒钟通断的次数就决定了逆变器的工作频率，这就是所谓的“逆变调频”原理。通过这样的逆变，就将三相整流器UR1整流后的直流电转换成1～2kHz或更高的中频交流电。然后，经变压器T降压，UR2整流，从而得到稳定的直流输出。（二）外特性控制原理和焊接工艺参数调节§11-3逆变式弧焊电源晶闸管式弧焊逆变器的外特性形状，是通过电流、电压负反馈与电子控制电路的配合以改变频率来控制的。逆变器的工作频率降低，获得恒流外特性；如果采用电压负反馈，则

8、可得到恒压外特性；若按一定的比例取电流和电压反馈信号，便可得到一系列一定斜率的下降外特性。晶闸管式弧焊逆变器是采用“定脉宽调频率”的调节方法来调节焊接工艺参数的，即通过改变晶闸管的开关频率（逆