逆变阻焊技术综述.doc

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1、电阻焊机逆变技术——中频直流、变频交流成都顺泰焊接设备有限公司摘要本文扼要介绍逆变中频、变频电阻焊机原理和实现方法，并对中、变频电阻焊与工频电阻焊机的可焊性（WeldLobe）进行比较。解释了电阻焊“四变量”可编程的工程定义及应用实例。一、原理及实现方法1.1中频电阻焊机的研制背景由于航空航天、汽车制造、五金加工行业对电阻焊接提出越来越多的需求，特别是新材料焊接要求日盛，如：铝合金、热成型钢、高强度钢、铜铝焊接、铜铁焊接等，对电阻焊机的要求也越来越高。欧美等发达国家自上世纪90年代后期就开始工业

2、化使用逆变电阻焊机以满足新工艺的需求。目前，流行中频电阻焊组成及工作原理。如图1示,釆用交f直f交，将三相交流电整流成直流（顺变），再将直流经IGBT组成的桥式电路生成新的1000Hz的交流（逆变），输入到中频焊接变压器、中频阻焊变压器与工频阻焊变压器的不同之处是工作频率是1000Hz,所以其体积小且为克服感抗次级要加装整流二极管，将焊接电流转换为直流。1.2中频电阻焊系统组成及工作原理图一OOO5输出焊接电流波形■中频逆变器输岀电压图二。中频阻焊控制器（逆变器）输出电压波形中频焊接变压器输出电

3、流波形O0图三。实际拍摄逆变器输出电压波形焊接变压器输出电流波形注：图三照片是RES公司（美国三大汽车厂认可的第三方测试机构，公司位丁美国底特律）中频阻焊控制器测试拍摄的。中频变压器采用Roman公司TDC6179。13中频控制器的硬件电路131主电路（功率器件、电容板）功率组件SMFM00结构逆蛮主回路图四132控制电路（编程板、主控板、驱动板）编用器主要功能1.参数输入状态监控主控板主要功能：1.各工作单元的电源生成2.焊接过程的动作控制所需乞要素3.模拟量测量处理4.可控硅充电触发控制5.

4、逆变PWM信号生成编程通信接口图5驱动板主要功能：1•系统24VI：作电源2.各路IGBT驱动电源3•各路IGBT驱动控制.过流检测和保护4•充电可控硅触发控制133主要技术指标：•逆变方式：AC/DC/MF/DC•频率：1000Hz时间精度：Ims•可编程64套焊接规范•可编程三段加热一预热、焊接（可自定义递增递减段）、冋火•可编程热量控制一f亘压/恒流/恒功率•可编程压力控制一最多可定义10个压力段•自定义I/O口：与PLC、机器人适配•多种总线模式：方便实现计算机集中控制型号TypeSMF

5、l-400SMFl-800SMFl-1200SMFl-2400输出电压(V)1000HzOutputvoltage500500500500最大输出电流(A)Max.OutputCurrent40080012002400冷却方式CoolingMode水冷Watercooling水冷Watercooling水冷Watercooling水冷Watercooling1.4变频电阻焊机的研制背景普通工频电阻焊机因为单相取电，造成三相用电不平衡；大功率电阻焊机严重恶化电网，且设备的功率因数低。①普通工频电阻

6、焊机中，焊接电流的调节依靠可控硅调压实现。加热电流出现断续，焊接热量不集中，尤其在焊接电流较小情况表现最明显。②中频直流电阻焊机中，因整流二极管的存在,其消耗的电功率相当可观（每10KA的焊接电流至少10KW）,在设备冷却出现问题时极易损坏，因此造成了设备的可靠性降低、且维修成本高。③中频直流电阻焊机中，因加热的电流为直流，存在焊接极性效应，对一些特殊材料不能适用。能够克服上述缺点并充分兼顾工频、中频直流电阻焊优点的便是变频交流电阻焊技术。1.5变频电阻焊系统组成及工作原理如图所示：整个焊接系统

7、由控制器■焊接变压器.次级回路及丁件组成。其中控制器又包含多个部分•驱动、整流部分、电容板.IGBT、以及主控板部分。K1■OOO、、5V1-G!■U2-G斩妙率5KHzIlliVI-G图六输入，经整流、滤波变成平滑的直流电，以IGBT/K1作丿I：关器件产生交替的电压输出，通过调整高频(5KHz)T.作的IGBT/K2的幵通脉冲宽度实现设定的焊接电流输出。图7变频阻焊控制器输出的电压波形焊接变压器输出的电流波形注：图7照片是RES公司2010年2月对SVF1-400变频阻焊控制器测试拍摄的2

8、008年5月实拍同一台交流一体化焊枪输出焊接电流有效值相同时（10KA）采用工频控制器、变频控制器的输出电流波形MPos:-34.80m$普通工旗交流50HZ,次级电流10.0KA.变爪器业比80回ReadyMPor-3-4.80rrwCURSOR交流变倾50HZ•次级电流10.0KA.变爪器期比80津kJU回ReadyMPos:-34.80m5CURSOR类型12-May-0812:35<10Hz12-M^y-0813:03<10Hz变频控制器图8o工频控制器1.6变频控制器的硬件电路1.6.