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1、第2章对弧焊电源的基本要求本章阐述对弧焊电源的基本要求，重点学习弧焊工艺对弧焊电源的空载电压、外特性、调节特性和动特性的要求。2.1对弧焊电源外特性的要求1.电源的外特性在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值与输出的电流稳定值之间的关系2.1.1电源的外特性对于直流电源，和为平均值，对于交流电源则为有效值。第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制2、一般直流电源的外特性图2-1一般直流电源的外特性一般直流电源的外特性方程式为：第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制2.1.2“电源
2、一电弧”系统的稳定性2、当系统一旦受到瞬时的外界干扰，破坏了原来的静态平衡，造成了焊接规范的变化。但当干扰消失之后，系统能够自动地恢复稳定平衡，使得焊接规范重新恢复。一、“电源一电弧”系统的稳定性的含义1、系统在无外界因素干扰时，能在给定电弧电压和电流下，维持长时间的连续电弧放电，保持静态平衡。Uf和If为电弧电压和电弧电流的稳定值。第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制图2-3“电源-电弧”系统工作状态电源外特性电弧静特性第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制◆静态平衡时:第二章对弧焊电源的基
3、本要求弧焊电源及其数字化控制假定在t=0时,由于某种因素的影响,引起电弧电流向减小的方向偏移了,当外界干扰消除后这个电流偏差也要变化.若用表示其偏差瞬时值,则在t>0时,电路中电流I为此时,式(1)就应写成◆动态平衡时(受到干扰且干扰消除后):动态平衡方程式是:第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制◆动态平衡时(受到干扰且干扰消除后):近似处理:虽然弧焊电源和电弧静特性一般是非线性的,但对于离开平衡位置A0不远的范围内的线段可近似认为是直线,并与A0点上特性曲线的切线相重合.由(4)和(5)得:第二章对弧
4、焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制◆动态平衡时(受到干扰且干扰消除后):第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制◆动态平衡时(受到干扰且干扰消除后):只有,电流偏差值在干扰消除后才会随时间的增长而趋近于0.因此,可以根据工作点的稳定系数是否大于0,来判断这个点是否是稳定点.电弧偏差衰减曲线第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制物理过程论证:对于A0点,当某种因素使工作点A0的电弧电流向减小方向偏移了△If时,电源工作点移至B1,此时弧焊电源电压为Uy=Uf+△Uy而电弧工作点移至B2,这时Uy
5、>Uf,供大于求,就使电流增加,因而电弧电流偏移量△If减小,直至恢复到原来的平衡点A0.同理,当某种因素使电弧电流向增加方向偏移时,也能使电弧电流自动恢复.□对于A1点，当某种因素使工作点A1的电弧电流增大时，同样会出现Uy>Uf，供大于求，使电流继续增加，直至工作点移至A0点才达到平衡，即不能回到原来的工作点A1。第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制“电源－电弧”系统的稳定条件也就是说，电弧静特性曲线在工作点上的斜率必须大于弧焊电源外特性曲线在该工作点上的斜率。第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其
6、数字化控制2.1.3.1对弧焊电源外特性工作区段形状的要求手工电弧焊在手工弧焊中，一般是工作于电弧静特性的水平段上。采用下降外特性的弧焊电源，便可以满足系统稳定性的要求。第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制熔化极弧焊熔化极弧焊包括埋弧自动焊、混合气体保护焊(MAG)、惰性气体保护焊等。这些弧焊方法，不仅要根据其电弧静特性的形状，而且还要考虑送丝的方式来选择合适的弧焊电源外特性工作部分的形状。第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制根据送丝方式不同，熔化极弧焊可分为两种：等速送丝控制系统的熔化极弧
7、焊C02／MAG、MIG焊或细丝(直径Ø≤3mm)的直流埋弧自动焊，电弧静特性均是上升的。弧焊电源外特性为下降、平、微升(但上升的陡度需小于电弧静特性上升的陡度)都可以满足“电源一电弧”系统稳定条件。由于“电源-电弧“系统自身调节作用强烈，所以选择平外特性电源更有利。熔化极弧焊此外，用平外特性电源还具有短路电流大、易于引弧、有利于防止焊丝回烧和粘丝等好处。“电源-电弧“系统自身调节：当弧长发生变化时，引起电流和焊丝熔化速度变化，使弧长自动恢复的作用。第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制图2-5电弧静特性
8、为上升形状时电源外特性对电流偏差的影响A0A1A2第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制图2-6等速送丝a）控制系统示意图b）弧焊电源外特性与电弧静特性第二章对弧焊电源的基本要求弧焊电源及其数字化控制变速送丝控制系统的熔化极弧焊通常的埋弧焊(焊丝直径Ø≥3mm)和一部分MIG焊，它们的电弧静特性是平的。为满足Kw>0，只能采用下降外特性的电源。这种
