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电焊机之IGBT系列焊机工作原理
来源:本站整理
作者:叶子日 10:46
[导读] 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
  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。
  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。
  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,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。就能使整机的重量和体积显著减小。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。
  电焊机之IGBT系列焊机工作原理
  一、 功率开关管的比较
  常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中,晶闸管(可控硅)的开关频率最低约1000次/秒左右,一般不适用于高频工作的开关电路。
  1、效应管的特点:
  场效应管的突出优点在于其极高的开关频率,其每秒钟可开关50万次以上,耐压一般在500V以上,耐温150℃(管芯),而且导通电阻,管子损耗低,是理想的开关器件,尤其适合在高频电路中作开关器件使用。
  但是场效应管的工作电流较小,高的约20A低的一般在9A左右,限制了电路中的最大电流,而且由于场效应管的封装形式,使得其引脚的爬电距离(导电体到另一导电体间的表面距离)较小,在环境高压下容易被击穿,使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。
  2、IGBT的特点:
  IGBT即双极型绝缘效应管,符号及等效电路图见图11.1,其开关频率在20KHZ~30KHZ之间。但它可以通过大电流(100A以上),而且由于外封装引脚间距大,爬电距离大,能抵御环境高压的影响,安全可靠。
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新中国60年逆变焊机技术的发展与应用
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&&随着科学技术的进步,电力电子技术、材料加工技术和计算机技术的发展,极大地推动了焊接电源的发展。焊接电源从电磁控制发展到电力电子控制,从整流电源发展到逆变电源,在短短的20几年间,逆变技术得到了突飞猛进的发展。目前,工业发达国家的焊机制造厂商和中国的许多焊机制造企业几乎全部进入到逆变焊机时代。
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