何力現代焊接電源作業

2022-10-09 00:30:03 字數 2035 閱讀 2137

d7~d10:快速逆導二極體(納秒級) 1.其開通必須比q1~q4快,保護igbt 2.回饋電能到c2,c4

tr:中頻降壓變壓器(降壓至113v)

d11~d14:快速恢復二極體(40000hz)

vt1,vt2:快速開關管,控制方波寬度

輸出電抗器:1.濾波作用 2.防竄擾

電流感測器:霍爾感測,儲能,消除死區

高頻引弧器:非接觸引弧

2. 逆變焊機的概念

「逆變」與「整流」是兩個相反的概念。整流是把交流電變換為直流電的過程,而逆變則是把直流電改變為交流電的過程,採用逆變技術的弧焊電源稱為「逆變焊機」。

逆變焊割裝置的工作過程,是將三相或單相 50hz 工頻交流電整流、濾波後得到乙個較平滑的直流電,由 igbt或場效電晶體組成的逆變電路將該直流電變為15~100khz 的交流電,經中頻主變壓器降壓後,再次整流濾波獲得平穩的直流輸出焊接電流(或再次逆變輸出所需頻率的交流電)。逆變焊割裝置的控制電路由給定電路和驅動電路等組成,通過對電壓、電流訊號的回饋進行處理,實現整機迴圈控制,採用脈寬調變pwm 為核心的控制技術,從而獲得快速脈寬調變的恆流特性和優異的焊割工藝效果。

逆變焊機裝置由逆變電源與外接裝置組成。其中逆變電源是逆變焊機的核心,其工作過程為:工頻交流-直流-高頻交流-變壓-直流。

當前,15~100khz 的逆變焊割技術已經成熟,產品的質量較高,已形成系列化產品。未來逆變焊割裝置的總體發展趨勢是向著自動化、高效率、智慧型化、模組化、輕量化發展,並以提高效能、可靠性及拓寬用途為核心,廣泛應用於各種焊接、切割等工藝中。

此igbt逆變式變極性tig焊機主電路圖是由我校方老師參與研發設計的。一種用於焊接人造衛星等高精密儀器的高階焊機電路圖。

3. 電路圖工作原理

ac(380v)─整流(工頻整流器)─逆變(igbt)─變壓(變壓器)─整流(高頻整流)─濾波─電弧

三相工頻交流電首先經過d1~d6組成的全波整流電路得到直流電,再經過c1,c3濾波電容得到波形較為平直的直流電,通過q1~q4組成的igbt全橋逆變電路將上一部得到的直流電逆變為方波交流電,然後經過tr(中頻降壓變壓器)把537v的電壓降低至113v,再經過快速恢復二極體d11~d14組成的單項全橋整流電路將方波交流電變為方波直流電,最好通過vt1與vt2的開關通斷控制濾波得到所需要求波形的電弧。

4. 占空比的控制

占空比是指脈衝訊號的通電時間與通電週期之比。在一串理想的脈衝週期序列中(如方波),正脈衝的持續時間與脈衝總週期的比值。

通過q1與q4,q2與q3在乙個週期中分別導通時間來調節占空比,最終達到控制輸出幅值大小的目的。vt1與vt2交替導通,則輸出交流電弧,通過vt1與vt2的開關速度來控制最終輸出的頻率大小。 如果只是導通vt1,則輸出為直流反接電弧;如果只是導通vt2,則輸出為直流正接電弧。

通過vt1與vt2的導通時間來控制最終輸出的寬度大小。

5. 三處出現直流電分別為:

(1)d1~d6整流後在d3,d6兩端,工頻交流電經過全波整流電路得到的饅頭波直流電。

(2)d11~d14整流後在d13,d14兩端,由tr變壓後經過單項整流得到方波直流電。

(3)vt1,vt2分別單獨導通時,方波交流電頻率不變,但是只有單獨一側有訊號,所以出現直流電。

三個直流電的區別主要表現在波形和電壓兩個方面的不同。

1 波形:第乙個直流電的波形為饅頭波,第二個直流電為平直波形,第三個直流波形為脈衝式的方波。

2電壓:電壓差別比較大,第乙個直流電電壓380v,第二個及第三個直流電電壓在100v以下。

6. 三處出現交流電分別為:

(1)a,b,c處:電網送入的正弦波工頻交流電,頻率50hz。

(2)tr處:經過q1~q4逆變的方波交流在此處變壓,頻率40000hz。

(3)vt1,vt2交替導通時: 出現方波交流電,頻率40000hz。

三個交流電的區別主要表現在波形,幅值和頻率三個方面的不同。

第乙個交流電:第乙個交流電是正弦波,電壓380v,頻率為50hz;

第二個交流電:第二個交流電是方波,電壓為540v,第二個交流電占空比為50%,頻率為40000hz。

第三個交流電:第三個交流電電壓幅值為100v以下,波形是方波,占空比可調,頻率在40000hz。

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