四种弧焊逆变器频率和混频调节工作频率范围

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-06-08 00:38 标签： 弧焊逆变器基本原理
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软开关弧焊逆变电源研究
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经营许可证编号:京ICP备号-3逆变电焊机的原理及其特点优势
11:53:44来源: 电源网
一、逆变（电）焊机1、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，而逆变则是把直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊称为逆变焊机。逆变过程需要大功率电子开关器件，采用绝缘双极晶体管IGBT作为开关器件的的逆变焊机成为IGBT逆变焊机。2、逆变焊机的工作过程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。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，逆变焊机称重测长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。虽然电路是闭合的，可正是因为电路是闭合的才使得在整个闭合电路和电流处处相等；但各处的电阻可是不一样的，特别是在不固定接触处的电阻最大，这个电阻在物理中叫接触电阻。根据电流的热效应(也叫焦尔定律)，Q=I方Rt可知，电流相等，则电阻越大的部位发热越高，电焊在焊接时焊条的触头也被接的金属体的接触处的接触电阻最大，则在这个部位产生的电热自然也就最多，焊条又是熔点较低的合金，自然的容易熔化了，熔化后的合金焊条芯沾合在被焊物体上后经过冷却，就把焊接对象粘合在一块了。由于逆变焊机是一典型的（输出特性又有很大特点），输出功率大，工作环境变化大，所以要求元器件质量要好，这样才能保证工作的稳定型，寿命长。二、1、逆变电源的特点弧焊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，变压器同层排水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()、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，HDPE管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。2、逆变电源的发展方向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。高频化和降低主要隐蔽式水箱器件的是实 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。电焊机需要交流电才能工作，而交流电一般只有在供电电网上取得，这样使得电焊机的野外作业很不方便，于是就发明了用便携的蓄电池来供电的焊机，但是蓄电池只能提供直流电，这就需要一套逆变电路来使直流电转换成交流电，因此称之为逆变焊机；这样得到的交流电就不再受电网频率的限制，可以变成很高频率的交流电，高频交流电在变压、调压时所需要的线圈和铁芯（即铜材和铁材）电焊机可以大大减少，这样更便于携带使用；人的智慧是无限的，后来又有人把这套逆变电路也应用到电网上，先把低频率交流电整流成直流电，再逆变成高频交流电，这样就发明了既可以用蓄电池，又可以用电网、而且体积重量还非常小巧的逆变焊机，可以根据作业环境随时更换电源。
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Arc welding inverter is studied
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本文介绍LEM电流传感器的结构，工作原理及其在弧焊逆变器研究中的应用。
This paper introduces the structure and working principle of LEM current sensors and their application in the development of inverters for arc welding.
建立了弧焊逆变器的器件级数学模型，对功率变换回路的瞬态过程进行了深入系统的仿真研究。
Based on simulating transient process of power conversion circuit thoroughly and systematically, working condition of magnetic core is analyzed in detail at various arc loads.
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