逆變式弧焊電源的基本原理是什么

1、逆變式弧焊電源的基本原理是什么？利用逆變電源進行CO2焊有何優(yōu)越性？逆變式電源的原理方框圖如圖35所示。單相或三相50Hz的交流網路電壓先經輸入整流器整流和濾波，再通過大功率開關電子元件的交替開關作用，變成20kHz左右的中頻電壓，后經中頻變壓器降至適合于焊接的幾十伏電壓，用輸出整流器整流并經電抗器濾波，變?yōu)橹绷鬏敵觥Ｔ趫D35中所示的框圖中，逆變電源的核心是由大功率開關管和中頻變壓器組成的逆變電路?，F(xiàn)以圖36所示的全橋逆變電路說明其工作原理：當開關管VT1和VT4開通、VT2和VT3關斷時，直流高壓U0經VT1、C、L和VT4對變壓器一次側進行充電，變壓器一次側電壓左正右負；當開關管VT2和V

2、T3開通、VT1和VT4關斷時，直流高壓U0經VT3、L、C和VT2對變壓器一次側進行充電，變壓器一次側電壓右正左負。因此，經過開關管VT1、VT4和VT2、VT3的交替開通與關斷，就把直流高壓U0變成加在變壓器一次側的交流高壓，經變壓器二次側耦合出合適的交流電壓，經整流輸出焊接電壓。在圖36中，C是隔直電容，防止VT1至VT4性能的差異以及導通時間的微小偏差造成變壓器的偏磁。VD1至VD4是回饋二極管，將關斷時刻變壓器產生的過高的感應電勢回饋一次整流電容，R1、C1至R4、C4構成VT1至VT4的緩沖網絡。與傳統(tǒng)的晶閘管相控整流電源相比，逆變電源具有諸多優(yōu)勢。由于變壓器的工作頻率從50Hz提

3、高到20kHz左右，則繞組匝數(shù)與鐵心截面積的乘積就可以減小到原來的1/400，這就使整機重量、體積顯著減??；同時，變壓器的銅損和鐵損也相應減小，提高了電源效率。逆變電源的最大優(yōu)勢還在于其優(yōu)越的電源動特性和焊接工藝性能。在CO2短路過渡焊中，由于電弧長度較短，要求電源具有比較硬的水平外特性，以保證弧長的自動調節(jié)和焊接過程的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的晶閘管相控整流電源一般采用電壓給定的開環(huán)控制，由于變壓器漏抗以及電源內部損耗等原因，電源的外特性是自然緩降的，其弧長調節(jié)性能不如逆變電源。其次，CO2短路過渡焊是燃弧和短路交替進行的周期性過程，熔滴過渡頻率約為60150Hz，短路時間約為35ms。這些工藝特點要求

4、電源具有較高的動態(tài)響應速度，以便對燃弧電壓以及短路電流上升率進行實時控制。而在晶閘管相控電源中，晶閘管導通角調整一次的時間平均為3.3ms左右，這一時間長度與熔滴短路時間相當，不可能對短路過程的電流進行微控制，因此，在晶閘管整流焊機主電路輸出端串聯(lián)一適當大小的電感，對短路電流進行宏觀控制。相比之下，逆變電源的開關頻率為20kHz，每50s左右就可以對開關管的導通時間進行一次調整，因此，在短路過程中，可以及時地調節(jié)開關時間，達到控制短路電流波形的目的，得到優(yōu)越的焊接工藝性能。直流電焊機是由交流電動機和特殊的直流發(fā)電機組成的（圖 3-3 ）。電動機帶動發(fā)電機旋轉，發(fā)出滿足焊接要求的直流電，其空載電

5、壓約為 50 80 伏，工作電壓為 30 伏。電流調節(jié)范圍為 45 320 安培，也分粗調和細調兩級。  直流電焊機有兩種接法。當工件接正極，焊條接負極時稱正接法。若工件接負極，焊條接正極則稱反接法。由于電弧正極區(qū)的溫度高，負極區(qū)的溫度低，因此正接法時，工件的溫度高，用于焊接黑色金屬；反接法用于焊接有色金屬和薄鋼板。直流電焊機焊接時，電弧穩(wěn)定，能適應各種焊條，但結構復雜，價格高。 交、直流電焊機的規(guī)格是以正常工作時能供給的最大電流來表示的。如 BX1-330 表示額定電流為 330 安培的交流電焊機。 交流電焊機 交流電焊機是一種特殊的降壓變壓器（圖 3-2 ）。它將電源電壓（ 220 伏或 380 伏）降至空載時的 60 70 伏，工作電壓為 30 伏，它能輸出很大的電流，從幾十安培到幾百安培。根據(jù)焊接需要，能調節(jié)電流大小。電流的調節(jié)可分粗調和細調兩級。粗調是改變輸出抽頭的接法，調節(jié)