晶闸管弧焊整流器.ppt

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1、晶闸管弧焊整流器主要内容5.1概述5.2晶闸管式弧焊整流器主电路5.3晶闸管移相触发电路5.4晶闸管式弧焊整流器外特性的控制方法5.5晶闸管式脉冲波及矩形波交流弧焊电源5.1概述晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又被称为可控硅整流器（SiliconControlledRectified---SCR），以前简称可控硅。在电力二极管开始应用后不久，1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管，1957年美国通用电气公司开发出世界上第一只晶闸管，从此揭开了电力电子技术发展和应用的序幕。晶闸管容量大、耐压高、功耗小，具有

2、良好的可控性，很适合制作弧焊电源，它采用小功率信号改变晶闸管的导通角来实现对弧焊电源外特性的控制以及焊接规范的调节。目前在各种弧焊电源中，晶闸管式弧焊整流器的应用最为广泛。关于晶闸管的导通和关断导通条件1.在晶闸管两端加正向电压；2.在控制极和阴极之间加触发信号。关断条件当晶闸管两端加的正向电压等于零或小于零时，晶闸管自然关断。阳极阴极控制极5.1.1晶闸管弧焊整流器的主要组成晶闸管式弧焊整流器基本原理框图一般晶闸管式弧焊整流器的组成，如图5-1所示。主电路由三相主变压器T、晶闸管整流器V和输出直流电感L组成。二极管组

3、VD和限流电阻R构成维弧电路。控制电路由给定电路、检测电路、比较电路和触发电路组成。图5-1晶闸管式弧焊整流器基本原理图5.1.2主要特点控制性能好晶闸管可以用较小功率的触发信号，实现对大功率整流器的输出控制。动特性好，反映速度快它与磁放大器式弧焊整流器相比，内部电感要小得多，系统时间常数只有十几个毫秒（一般磁放大器式的时间常数为150～200毫秒），具有电磁惯性小、响应速度快的特点。其动态特性可以采用电子电抗器加以控制和调节。调节特性好晶闸管式弧焊整流器通过不同的反馈方式，实现对弧焊电源外特性形状的任意控制，焊接电流

4、、电压可在较宽的范围内进行调节，并易于实现网压补偿。节能、省材与磁放大器式硅弧焊整流器相比，可以节省材料、减轻质量、节约能源。5.1.3晶闸管整流波形的脉动问题闸管式弧焊整流器的输出电流和电压是通过调节晶闸管的导通角来实现的，因此它的电流电压波形脉动问题比硅弧焊整流器要大。尤其是当小规范焊接时，导通角较小，整流波形的脉动加剧，甚至会出现波形不连续，引起电弧不稳定。如图5-2，三相半波整流电路控制角60°，电阻负载时整流电流电压波形，图中波形出现不连续。图5-2三相半波纯电阻电路α＝60°时整流电压波形a）整流电压波形b

5、）触发脉冲1、晶闸管式弧焊整流器的波形脉动问题可以采取以下措施：并联高压引弧电源其基本电路见图5-3。其中变压器T、三相半控桥式整流器组VD2、电抗器L、电阻R2构成晶闸管弧焊整流器的基本电源；变压器T、不可控桥式整流器组VD1、电阻R1构成高压引弧电源，与基本电源并联。基本电源与并联引弧电源的外特性如图5-4。图5-4并联高压引弧电路外特性图5-3并联高压引弧电路R2R1并联二极管和限流电阻构成维弧电路如图5-5所示，在可控整流电路中，并联六只二极管组成VD1～6组，其后串联电阻R及晶体管V构成维弧电路。二极管组作为

6、不可控整流之用，电阻R起限流作用，晶体管V起开关作用。在晶闸管导通期间，维弧电路不工作；在晶闸管截止期间，维弧电路提供维弧电流，以维持电弧稳定燃烧。维弧电流约为5-10A。图5-5小电流维弧电路采用直流电抗器尽管导通角很小时晶闸管式弧焊整流器输出波形不连续，但经过L滤波后，负载上的电流电压波形是连续的。选择合适的整流电路不同的整流电路其输出波形的脉动程度不同，如三相半控桥式整流电路波形脉动程度比三相全桥整流电路大。选择合适的整流电路可以减小脉动程度。5.2晶闸管式弧焊整流器主电路晶闸管式弧焊整流器主电路主要有四种三相桥

7、式半控电路三相桥式全控电路带平衡电抗器双反星形电路六相全控整流电路5.2.1三相桥式半控电路电阻性负载其电路如图5-6。图中T为变压器，整流电路由三个晶闸管V1、V3、V5和三个二极管VD2、VD4、VD6组成，Rf为负载，其中三个晶闸管构成共阴极，三个二极管构成共阳极。当晶闸管控制角　　　时波形分析见图5-7所示。分别在自然换向点ωt1、ωt3、ωt5，触发三只晶闸管，使其轮流导通。而二极管则在自然换向点ωt2、ωt4、ωt6处自然换向。图5-7α＝0°三相桥式半控整流电路电阻负载波形a)相电压b)负载电压c)触发电

8、压d)管子导通顺序当　　时，如图5-8所示，ωt1时刻V1管触发导通，电源电压uab通过V1和VD6加于负载Rf两端。在ωt2时，共阳极组整流二极管VD2与VD6自然换向，所以在ωt2之后，VD2导通，电源电压uac通过V1、VD2加于负载，一直到ωt3时刻，V3管导通后使V1承受反压而关断，电路转换为V3与VD2导通。Rf两端电