专业机械知识：逆变式弧焊电源原理讲解.docx

逆变式弧焊电源的基本原理是什么号用逆变电源进行分或三相 了' .率开关电子元件的交左右的中频电压后经用频变压器降至适合于焊接的;直流输出。I中廓变压器逆变式电源的原理方框图如图撅所示。单相 经输入整流器整流和滤波， 20kHz 整流器整流并经电抗器滤波，变为-fVr,2S在图35中所示的框图中，逆变电源的核心是由大功率开关管和中频变压器 组成的逆变电路。现以.和VT4开通、VT和VT关断 进行充电，变压器一次侧电压左正| 断时，直流高压U0经VT3、L、C和VT2对变 电压右正左负。因此，经过开关管VT；、VT 直流高压U0变成加在变压器一次侧的交流高压,，经变压器二 交流电压，经整流输出焊接电压。图36 全桥式逆变电源主电路示意图图36所示白宙?流高压右负;乜的交流网路电压先 一关作用，变成*用输出路说明； 可经vt&、E和Vt对变压器一次侧 当开关管|vt作原理：当开关管VT1和刊开通、VT和VT4关3 ，变压器一次侧4和VT2、Vt的交替开通与关断，就把4 '回一3Z侧耦合出合适的器一次侧进行充在图36中，C是隔直电容，防止VT1至VT4性能的差异以及导通时间的微小 偏差造成变压器的偏磁。VD1至VD4是回馈二极管，将关断时刻变压器产生的过高 的感应电势回馈一次整流电容，R、C至R、C构成VT至VT的缓冲网络。114414与传统的品闸管相控整流电源相比，逆变电源具有诸多优势。由于变压器的 工作频率从50Hz提高到20kHz左右，则绕组匝数与铁心截面积的乘积就可以减 小到原来的1/400，这就使整机重量、体积显著减小；同时，变压器的铜损和铁 损也相应减小，提高了电源效率。逆变电源的最大优势还在于其优越的电源动特性和焊接工艺性能。在CO2短 路过渡焊中，由于电弧长度较短，要求电源具有比较硬的水平外特性，以保证弧 长的自动调节和焊接过程的稳定性。传统的品闸管相控整流电源一般采用电压给 定的开环控制，由于变压器漏抗以及电源内部损耗等原因，电源的外特性是自然 缓降的，其弧长调节性能不如逆变电源。其次，CO2短路过渡焊是燃孤和短路交 替进行的周期性过程，熔滴过渡频率约为60150Hz，短路时间约为35ms。这 些工艺特点要求电源具有较高的动态响应速度，以便对燃孤电压以及短路电流上 升率进行实时控制。而在品闸管相控电源中，品闸管导通角调整一次的时间平均 为3.3ms左右，这一时间长度与熔滴短路时间相当，不可能对短路过程的电流进 行微控制，因此，在品闸管整流焊机主电路输出端串联一适当大小的电感，对短 路电流进行宏观控制。相比之下，逆变电源的开关频率为20kHz，每50s左右 就可以对开关管的导通时间进行一次调整，因此，在短路过程中，可以及时地调 节开关时间，达到控制短路电流波形的目的，得到优越的焊接工艺性能。直流电焊机是由交流电动机和特殊的直流发电机组成的（图3-3 ）。电动机带 动发电机旋转，发出满足焊接要求的直流电，其空载电压约为5080伏，工 作电压为30伏。电流调节范围为45320安培，也分粗调和细调两级。调节手柄（细调电流电流指示盘正极抽臬（粗调电流直流电焊机有两种接法。当工件接正极，焊条接负极时称正接法。若工件接负极， 焊条接正极则称反接法。由于电弧正极区的温度高，负极区的温度低，因此正接 法时，工件的温度高，用于焊接黑色金属；反接法用于焊接有色金属和薄钢板。直流电焊机焊接时，电弧稳定，能适应各种焊条，但结构复杂，价格高。交、直流电焊机的规格是以正常工作时能供给的最大电流来表示的。如BX1-330 表示额定电流为330安培的交流电焊机。交流电焊机交流电焊机是一种特殊的降压变压器（图3-2 ）。它将电源电压（220伏或380伏）降至 空载时的6070伏，工作电压为30伏，它能输出很大的电流，从几十安培到几百安培。根据焊接需 要，能调节电流大小。电流的调节可分粗调和细调两级。粗调是改变输出抽头的接法，调节范围大。细调 是旋转调节手柄，将电流调节到所需要的数值。交流电焊机结构简单，制造和维修方便，价格低，工作噪声小，应用很广。缺点 是焊接电弧不够稳定。