逆变直流电焊机的工作原理

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1、逆变电焊机的基本工作原理逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。 是将工频（50Hz）交流电，先经整流器整流和滤波变成直流，再通过大功率开关电子组件 （晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT）,逆变成几kHzL+kHz的中 频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的21-28V电压，再次整流并经电抗滤波输出相当 平稳的直流焊接电流。其变换顺序可简单地表示为：工频交流（经整流滤波）一直流（经逆变）一中频交流（降压、整流、滤波）一直流。即为：AC-DC-AC-DC因为逆变降压后的交流电，由于其频率高，则感抗大，在焊接回路中有功功率就会大大降

2、低。 所以需再次进行整流。这就是目前所常用的逆变电焊机的机制。逆变电源的特点：弧焊逆变器的基本特点是工作频率高，由此而带来很多优点。因为变压器无论是原绕组还是 副绕组，其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关 系：E=4.44fBSW而绕组的端电压U近似地等于E,艮J：UE=4.44fBSW当U、B确定后，若提高f,则S减小，W减少，因此，变压器的重量和体积就可以大大减 小。就能使整机的重量和体枳显着减小。还有，频率的提高及其他因素而带来了许多优点, 与传统孤焊电源比较，其主要特点如下：1. 体积小、重量轻，节省材料，携带、移动方便。2. 高效节能，效率可达到80

3、%90%,比传统焊机节电1/3以上。3. 动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小。4. 适合于与机器人结合，组成自动焊接生产系统。符亏囹 11.1等效电路WWW.WELDR. COM一、场效应管逆变焊机的特点由于场效应管的突出优点,用场效应管作逆变器的开关器件时，可以把开关频率设计得很高, 以提高转换效率和节省成本（使用高频率变压器以减小焊机的体积，使焊机向小型化，微型 化方便使用。（高频变压器与低频变压器的比较见第三章逆变弧焊电源整机方框图。但无论弧焊机还是切割机，它们的工作电流都很大。使用一个场效应管满足不了焊机对电流 的需求，一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这

4、样既增加了成本，又降低 了电路的稳定性和可靠性。二、IGBT焊机的特点IGBT焊机指的是使用IGBT作为逆变器开关器件的弧焊机。由于IGBT的开关频率较低， 电流大，焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很 大不同，不但体积增大，各类技术参数也改变了。三、IGBT焊机工作原理：半桥逆变电路工作原理如图11.2。和场效应管作逆变开关的焊机一样，焊机电源由市电供给，经整流、滤波后供给逆变器。 逆变：由于IGBT的工作电流大，可采用半桥逆变的形式，以IGBT作为开关，其开通与关闭由驱 动信号控制。 驱动信号的产生：驱动信号仍然采用处理脉宽调制器输出信号的形式。使得两路

5、驱动信号的相位错开（有死 区），以防止两个开关管同时导通而产生过大电流损坏开关管。驱动信号的中点同样下沉一 定幅度，以防干扰使开关管误导通。 保护电路：IGBT焊机也设置了过流、过压、过热保护等，有些机型也有截流，以保证焊机及人身安全, 其工作原理与场效应管焊机相似。逆变与整流是两个相反的概念，整流是把交流电变换为直流电的过程，而逆变则使把直流电 改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要大功率电子开 关器件，采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的逆变焊机成为IGBT逆变焊机。逆变焊机的工作过程如下：将三相或单相工频交流电整流，经滤波后得到一个较平滑的直流 电，由

6、IGBT组成的逆变电路将该直流电变为几十KHz的交流电，经主变压器降压后，再 经整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。逆变电焊机优点：由于逆变工作频率很高，所以主变压器的铁心截面积和线圈匝数大大减少, 因此，逆变焊机可以在很大程度上节省金属材料，减少外形尺寸及重量，大大减少电能损耗, 更重要的是，逆变焊机能够在微秒级的时间内对输出电流进行调整，所以就能实现焊接过程 所要求的理想控制过程，获得满意的焊接效果。日朗逆变直流电焊机主控制板电器原理图:IVsi而盼&次rsagjsS4方如SV歹开美？引il殳气闹蚊控财315250B200wsmm璇 1|瘾馥留逆变触发电路图:faH_R7 _Jli2 60

7、 |E1Rl 460 卜1M3 JDad5Vr01TIDidECCVCi+至大电容至快速整流V4 4-EKI 4萨 fl$WR皿IDKJG460 ET-miea：至大电容脉冲及时序板原理图:ZX7-500S逆变直流弧焊机工作原理口期：2011-12-20作者：杨华ZX7-500S采用ICBT功率模块器件，及先进的电子电路，比传统焊机节电1/3以上，是一种新型的高效 节能机电一体化产品。具有动态响应快，焊接电弧稳定，功率输出能力强，调节精确，效率高，空载损 耗小，保护功能完善，可靠性更高等特点。工作原理06C3=C9二己c5 ic8R3I PCB91一n1 72 I. . I1 1 , J82 -r12Fl3BlC4SEJ，4_1Fe 22V I心015 nn二二 H竺EroI!AC1 Al F 5IPCB3-7器Fl反馈的电流信号进行处理，实现整机闭环控制。本机采用脉宽调制PWM为核心的控制技木，输出 信号使得两路驱动信号的相位错开（设置死区），以防两个开关管同时导通而产生过大电流损坏开关管。 从而获得快速脉冲调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。2013年9月17 ,本人亲见的一台直流逆变电焊机是：220V, 20-30A,输出空载60V,负载30A、 21.2V200A. 28Vo电流连续可调。重量8kg.