弧焊逆变器设计

弧焊逆变器特点

       弧焊逆变电源作为一种典型的电力电子装置,虽然具有体积小、质量轻、控制性能好等优点,但其电路中存在整流和逆变等环节,导致电流波形畸变,产生大量的高次谐波。高次电压和电流谐波之间存在严重相移,导致焊机的功率因数很低。

       2弧焊逆变电源的谐波产生原因

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       (1)逆变电源内部干扰源逆变电源是一个强电和弱电组合的系统。在焊接过程中,焊接电流可达到几百甚至上千安培。因电流会产生较大的电磁场,特别在逆变主电路采用高逆变频率的焊接电源系统中,整流管整流,高频变压器漏磁,控制系统振荡,高频引弧,功率管开关等均会产生较强的谐波干扰。

       其次,钨极氩弧焊机如果采用高频引弧时,由于焊机利用频率达几十万赫兹,电压高达数千伏的高频高压击穿空气间隙形成电弧,因此高频引弧也是一个很强的谐波干扰源。对于计算机控制的智能化弧焊逆变电源来说,由于采用的计算机控制系统运行速度越来越高,因此控制板本身也成了一个谐波干扰源,对控制板的布线也提出了较高的要求。

       (2)逆变电源外部干扰源电网上的污染对电源系统来说是较为严重的干扰,由于加到电网上的负载千变万化,这些负载或多或少对电网产生谐波干扰,如大功率设备的使用使电网电压波形产生畸变,偶然因素造成瞬时停电,高频设备的开启造成电网电压波形具有高频脉冲、尖峰脉冲成分。另外在焊接车间内,由于不同焊接电源在使用时接地线可能相互连接,因此如不采取相应的措施,高频成分的谐波信号很容易窜入控制系统,使电源不能正常工作,甚至损坏。

常用几种电子控制型弧焊电源的主要电路结构是什么

       在供电系统中，单相或三相交流电网电压，经输入整流器整流和滤波器滤波后获得逆变器所需的平滑的直流电压。该直流电压在电子功率开关系统中经逆变器的大功率开关器件（晶闸管、晶体管、场效应管或IGBT）组成的交替开关作用，变成几千至几万赫的中高频电流，再经过中高频变压器降至适合于焊接的几十伏低电压，并借助于电子控制系统的控制电路和给定反馈电路及焊接回路的阻抗，获得焊接工艺所需的外特性和动特性。如果需要采用直流电进行焊接，还需经输出整流器整流和滤波，把中高频交流电变成直流输出。将直流电变为交流电的过程称为逆变，采用逆变技术制造的弧焊电源电源称为逆变弧焊电源，弧焊逆变电源逆变电源从80年代初期至今已走过了20多年的路程。它是一种高效、节能、轻便的新型弧焊电源。

       弧焊逆变电源主要由普通直流弧焊电源和逆变器组成主电路，通过逆变器把直流转变成交流，频率可调，正负半波通电时间比、正负半波电流比值也可以在一定范围内自由调节。

逆变电焊机的产品介绍

       其变换顺序可简单地表示为：工频交流（经整流滤波）→直流（经逆变）→中频交流（降压、整流、滤波）→直流。如果用符号表示，即为：

       AC→DC→AC→DC

       一般都采用上述这种体制。这是因为如果直接用逆变降压后的交流电进行焊接，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低。因此，还需再次进行整流。 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。这是因为变压器，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，即：

       U≈E=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。这样，就能使整机的重量和体积显著减小。不仅如此，还因为频率的提高及其他因素而带来了许多优点，与传统弧焊电源比较，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%~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。

       5.可一机多用，完成多种焊接和切割过程。

       由于逆变电源具有上述一系列的优点，因此，自20世纪70年代后期问世以来发展极快，在美、日等工业发达国家，应用范围已相当广了。

       逆变电源现在所用的开关元件有SCR(晶闸管)、GTR(晶体管)、MOSFET(场效应管)及IGBT(兼有GTR和MOSFET优点的一种电子元件)。IGBT有取代其他几种开关元件之势，IGBT逆变焊机是当今世界焊机技术的重大进步，发展的新潮流。

       焊接机头是将焊接能源设备输出的能量转换成焊接热，并不断送进焊接材料，同时机头自身向前移动，实现焊接。手工电弧焊用的电焊钳，随电焊条的熔化，须不断手动向下送进电焊条，并向前移动形成焊缝。自动焊机有自动送进焊丝机构，并有机头行走机构使机头向前移动。常用的有小车式和悬挂式机头两种。电阻点焊和凸焊的焊接机头是电极及其加压机构，用以对工件施加压力和通电。缝焊另有传动机构，以带动工件移动。对焊时需要有静、动夹具和夹具夹紧机构，以及移动夹具和顶锻机构。 逆变电源总的发展趋向是向着大容量、轻量化、高效率、模块化、智能化发展并以提高可靠性、 性能及拓宽用途为核心，愈来愈广泛应用于各种弧焊方法、电阻焊、切割等工艺中。高效和高功 率密度（小型化）是国际弧焊逆变器追求的主要目标自之一。高频化和降低主要器件的功耗是实 现这一目标的主要技术途径。当前，在日、欧等国和地区，20KHz左右的弧焊逆变器技术已经成 熟，产品的质量较高且产品已系列化。

综述逆变主电路的基本原理，与其他类型的弧焊电源比较它有什么特点

       将直流电变为交流电的过程称为逆变，采用逆变技术制造的弧焊电源电源称为逆变弧焊电源，弧焊逆变电源逆变电源从80年代初期至今已走过了20多年的路程。它是一种高效、节能、轻便的新型弧焊电源。

       弧焊逆变电源主要由普通直流弧焊电源和逆变器组成主电路，通过逆变器把直流转变成交流，频率可调，正负半波通电时间比、正负半波电流比值也可以在一定范围内自由调节。

       弧焊逆变电源的原理

       单相或三相 50HZ 交流电经输入整流器进行第一次整流，成为高压直流电，通过大功率电子开关元件构件的逆变器，变频为几千至几万赫兹的中频高压交流电，再由中频变压器降低电压，成为中频低压交流电，由输出整流器进行第二次整流，经输出电抗器滤波，得到焊接所需的低压直流电输出，向焊接电弧供电。

       利用反馈电路和电子控制电路对大功率电子开关元件进行控制，可实现焊接电流和电压的无级调节，得到所需的电源外特性。

       特点

       逆变弧焊电源由于采用了变频技术，提高了变压器的工作频率，使主变压器体积大大减小，整机体积约为整流焊机的1/6左右，接近一只小手提箱；功率因数达到0.95~0.99，总体效率可达到85％~92％，空载耗电只有 30~50 W ，节能效果明显；全部采用电子控制，可获得各种所需外特性，为焊接工艺提供了最理想的电弧特性，并可一机多用；采用模块化设计，各单元可方便地拆下单独维修，因此整机维护、修理方便。

逆变器自制电弧焊机 电焊机怎么接？

       随便买一个大的环牛220V500W左右的功率，把次级拆了，或者不用，让他空着，再它的里面再绕个10圈（铜线直径6~10mm最好）就可以了，两头直接接好，一头搭地，一头接夹子（焊条2.5的）

逆变电焊机工作原理

       1、逆变电焊机工作原理：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元件（晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT），逆变成几kHz~几十kHz的中频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的几十V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。

       2、其变换顺序可简单地表示为：工频交流（经整流滤波）→直流（经逆变）→中频交流（降压、整流、滤波）→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。

       3、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%~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。5.可一机多用，完成多种焊接和切割过程。

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