晶闸管式弧焊整流器课件.ppt

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1、第6章晶闸管式弧焊整流器晶闸管式弧焊整流器是目前实际工程中应用最多的电子控制弧焊电源之一。既有下降外特性的晶闸管式弧焊整流器，也有平缓外特性的晶闸管式弧焊整流器。既可以用于焊条电弧焊、钨极氩弧焊，也可以用于CO2气体保护焊、熔化极氩弧焊等弧焊方法。主要内容：1、晶闸管式弧焊整流器的构成；2、常用的晶闸管可控整流主电路结构及工作原理；3、晶闸管触发电路结构及工作原理；4、实例介绍。6.1概述在20世纪60年代初，随着大功率晶闸管的问世，出现了以晶闸管为整流元件的直流弧焊电源—晶闸管式弧焊整流器。晶闸管弧焊整流器由电子功率

2、系统和电子控制系统组成，如图6-1所示。电子功率系统又称弧焊电源的主电路，它是由主变压器T、晶闸管整流器UR和直流输出电感L组成。AT为晶闸管的触发脉冲驱动电路，C为电子控制电路。控制电路同步晶闸管弧焊整流器输出电压和电流的大小决定于整流器中晶闸管的导通角，晶闸管的导通角越大，电源输出电压和电流越大。晶闸管导通角的大小是由其触发脉冲的相位所决定的，而触发脉冲的相位是由电流给定信号Ugi、电压给定信号Ugu和电流、电压反馈信号Ufi、Ufu通过电子控制电路C得到的控制信号Uk所确定的。Uk决定着晶闸管触发脉冲的相位，也就

3、决定了晶闸管导通角的大小。Uk的变化规律决定了弧焊电源输出电压和电流的变化规律，通过对Uk的控制，可以控制晶闸管式弧焊整流器的输出特性。电压电流电流的相位时间即为导通角，电流相位可能在一个半波内，若有电感作用就有可能超过半波，极限情况应是6.2三相可控整流主电路晶闸管式弧焊电源一般采用三相变压器及晶闸管整流电。常用主电路结构形式：1、三相半控桥式；2、三相全控桥式；3、六相半波可控整流；4、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路等四种。晶闸管式弧焊整流器具有以下特点：（1）动特性好（2）控制性能好（3）省材节能（4）噪声小

4、（5）电路较复杂相对于弧焊变压器和弧焊发电机而言6.2.1三相半控桥式整流电路电路结构三相半控桥电阻性负载触发角=0的波形图相电压波形负载电压波形触发脉冲时序SCR导通顺序注意α=0的相位与单相整流电路的区别：从自然换相点开始三相半控桥电阻性负载触发角=30的波形图相电压波形负载电压波形触发脉冲时序SCR导通顺序相电压波形负载电压波形触发脉冲时序SCR导通顺序三相半控桥电阻性负载触发角=60的波形图三相半控桥电阻性负载时输出电压平均值与导通角的关系:三相半控桥电阻电感性负载要求增加续流二极管D7三相半控桥式整流

5、电路的特点:1、只用三只晶闸管和三个触发脉冲单元，因而线路比较简单、可靠、经济和较易调试；2、整流变压器为普通的三相降压变压器，易于制造。3、其主要缺点是调至低电压或小电流时波形脉动较明显。4、需配备大电感量的输出电抗器。改进方案附加全波整流的维弧电路以及高压引弧电路。6.2.2三相全控桥式整流电路图6-10α＝0°电阻负载三相全控桥式整流电路波形a）相电压b）负载电压c）触发脉冲d）管子导通顺序三相桥与三相半控整流电路有什么区别呢？三相半控触发频率150Hz，此处为300Hz，意味着动特性提高了！！！图6-11三相桥

6、式全控整流电路触发方式a)双窄脉冲出发b）单宽脉冲触发图6-12α＝60°电阻负载三相全控桥式整流波形图6-13α＝90°电阻负载三相全控桥式整流波当0≤α≤π/3时，输出电压ud波形连续，此时有：当α＞π/3时，输出电压发生间断，此时有：图6-14α＝90°电阻电感性负载三相全控桥式整流电压波形在电感足够大使负载电流连续的条件下，ud与α之间关系为：1、三相桥式全控整流电路的输出电压每周有六个波峰，脉动较小，所需配用的输出电感的电感量也较小。2、其缺点是要用六个晶闸管，且触发电路复杂，增加了调试和维修的难度。3、该电

7、路是目前应用较多的电路之一，美国米勒公司生产的焊机以及国内ZX5－400B型晶闸管弧焊整流器都采用了此电路。特点及应用6.2.3六相半波可控整流电路电路结构1.电阻性负载图6-17α＝0°时六相半波可控整流波形a）ud波形b）晶闸管导通顺序触发频率300Hz，意味着动特性与三相全控整流电路基本相同2.电阻电感性负载6.2.4带平衡电抗器双反星形可控整流电路电路结构1．平衡电抗器的工作原理没有平衡电抗器时等效于六相半波整流。每个时刻只有一个管子导通，利用率低。在ωt1+δt1时刻，Ua相电压最高，U-b相次高。此时Up=

8、Ua，没有平衡电抗器时Um=Un,故，VH6阴极电位比阳极电位高，即使触发它也不能导通。ωt1+δt1欲使VH6与VH1同时导通，只有设法将N点电位相对于M点提高Ua-U-b，此时VH6的阳极电位与VH1的阳极电位相等，这样就可以实现VH6与VH1同时导通了。ωt1+δt2为了提高N点的电位，实现两个晶闸管的同时导通，在六相半波可