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特種�(shù)字化弧焊電源
閱讀�4146時間�2018-04-10 09:50:28

電弧焊接是焊接方法中最主要的一大類,弧�電源是電弧焊接中的主要部分。電力電子技�(shù)的發(fā)展促使弧焊電源從電磁和機械控制的�(fā)電機��變壓�式、硅整流式等�(fā)展為電子控制�可控�整流�、逆變�(實際上是DC/AC/DC的弧焊電源,沿用焊接行業(yè)逆變式的說法)�,從而為實現(xiàn)更精�、更復雜的電源輸出特性控制和焊接工藝過程控制奠定了基��

簡介

  1981年在德國埃森舉辦的世界焊接與切割博覽會上,首次展出了4個廠家的晶閘管式和晶體管式弧焊逆變�,主要用于焊條電弧焊、低壓引弧式鎢極氫弧焊和C02氣體保護�,電流為350A。繼1982年瑞典ESAB公司推出了晶閘管弧焊逆變器產(chǎn)品之后,美國的incoln,Miller,Powcon公司,芬蘭的Kemppi,瑞士的ELTRON,日本的大坂變壓器公司等國際著名的焊接設備公司都相繼推出了各自的弧焊逆變器產(chǎn)�。到�1989年在博覽會上已有30多個廠家展出弧焊逆變器。除場效應管�、晶體管式弧焊逆變器以較大的比例增長之外,開始出現(xiàn)IGBT式弧焊逆變�,容量SODA,其用途進一步擴展到等離子切割等領域�1993�,在德國埃森國際焊接與切割博覽會�,展出了各種�(guī)格和用途的弧焊逆變�,其應用范圍包括手工電弧�、TIG�、MIG/MAG焊、C02焊等。容量在130-630A之間,逆變頻率�2-20kHz。其�,額定電�130A,負載持�(xù)�35%的場效應管式弧焊逆變�,重量僅�4Kg,逆變頻率�100-130KHz。據(jù)�(diào)查,�1996年日本日立公司IGBT逆變焊機己占其生�(chǎn)的MIG/MAG焊機�70%,占TIG焊機�95%以上,占切割機的100%�
  在我國逆變式弧焊電源的�(fā)展非??欤熬耙彩挚捎^�20世紀70年代末我國著手研制晶閘管式弧焊逆變��80年代初取得初步成��1983�,成都電焊機研究所研制出了臺商品化的ZX7-250可控硅逆變弧焊整流�,通過部級鑒定;1983年一1991�,清華大�、哈爾濱工業(yè)大學、華南理工大學等相繼推出各式開關器件的逆變焊機;1992年,深圳瑞凌成功研制�110kHz,MOSFET的逆變焊機,并推向市場;2000�,各種IGBT逆變焊機紛紛登臺。目�,北京工�(yè)大學、山東大學、華南理工大�、華中科技大學、甘肅工�(yè)大學、上海交通大學、鎮(zhèn)江船�、沈陽工�(yè)大學等科研院所以及北京時代、山東奧太等企業(yè)研發(fā)中心以產(chǎn)學研合作、自主創(chuàng)�、模仿創(chuàng)新、和目標用戶的合作開�(fā)等研�(fā)組織形式大力研發(fā)了各種逆變式弧焊電��
  2000�,我國將IGBT逆變電源列入高科技�(chǎn)品目�,成為焊接設備行�(yè)被列入的�(chǎn)�。近幾年逆變式弧焊電源的�(chǎn)量每年都以較快的速度增長�2003年以來逆變式弧焊電源增漲幅度明顯高于以往�2006年實�(xiàn)增幅150.34%,其普及應用速度超過了同期世界的�(fā)展水��2007年直流弧焊機�(chǎn)量占總產(chǎn)量的比重持續(xù)上升,為總產(chǎn)量的36.74%,其中逆變式直流弧焊機�(chǎn)量較上年增長91.11%�

主電路現(xiàn)狀

  逆變式弧焊電源已成為目前國際上公認的的弧焊電�,也是有�(fā)�?jié)摿Φ囊环N弧焊電源。其�(yōu)點為:焊接性能�、頻率響應快、動特性好,有利于實現(xiàn)焊接自動�;重量�;效率�,可�80%-90%;功率因數(shù)�;體積�;引弧可靠、飛濺少;焊接速度�;功能�,且�(zhuǎn)換方�;有利于實�(xiàn)焊接機械化和自動化,己成為弧焊電源的�(fā)展方��
  逆變式弧焊電源的主電路通常采用�、大功率高頻隔離直流一直流變換拓撲。逆變式弧焊電源的主電路拓撲研究經(jīng)歷了脈寬�(diào)制硬開關電路、頻率調(diào)制諧振電路和脈寬�(diào)制軟開關電路等三個發(fā)展階段�

總結(jié)

  弧焊電源是電力電子技�(shù)的一大應用領�,逆變式弧焊電源是目前國際上公認的的焊接電源,焊接性能�,對控制指令的響應快,動�(tài)特性好,易于實�(xiàn)焊接自動�,重量輕,體積小,效率高,引弧可�,燃弧穩(wěn)�,功能多且易于切�,研究和�(fā)展先進的弧焊電源對國民經(jīng)濟有重大意義。從國內(nèi)外發(fā)展情況看,具有可靠�、高效�、電磁兼容性、先進焊接工藝性的智能型綠色焊接電源已�(jīng)成為未來焊接電源的發(fā)展方�。致力于弧焊電源的幾個關鍵方�:
  1、我國民用逆變式弧焊電源的輸入部分幾乎都是采用三相不控整流�(jié)�(gòu),電流諧波畸變嚴�,功率因�(shù)�。受歐盟指令的限�,我國逆變弧焊電源�(chǎn)品很難進入歐洲市場,為�,加強弧焊電源“綠色化”設計工作,對國�(chǎn)弧焊電源�(chǎn)品占領國�(nèi)外市�,推動電焊機行業(yè)技�(shù)進步具有重要意義。軍用弧焊電源對前端整流系統(tǒng)輸出電壓等級、輸入電流諧波畸變和功率因數(shù)有嚴格要�,稱之為特種弧焊電源。本文將研究特種弧焊電源的整流技�(shù),以期得到弧焊電源這種整流負載的輸入電流諧波畸變小,功率因�(shù)�,達到某種國�(nèi)外標�,進一步指導弧焊電源綠色化進程�
  2、能否建立全波整流抽頭變壓器等效模型,給基于此模型的移相全橋ZVS主電路過渡過程分析更加直觀,可以讓后續(xù)研究人員更快理解目前主導大功率弧焊電源的ZVS主電�,更方便分析各種基于普通主電路而衍生的各種拓撲?移相全橋ZVS主電路中各元件參�(shù)對電路工作模式具體作了什么貢�?幾乎所有文獻都對移相全橋ZVS拓撲中實�(xiàn)ZVS的兩個必要條件進行了描�,但是很少有文獻對它的充要條件進行量化,那么電路各參數(shù)相互有什么制約關�?弧焊工藝對數(shù)字化弧焊電源主電路有哪些特殊要求�
  3、數(shù)字化過程�,零階保持過程引起的移相全橋特性改變對弧焊電源性能的影響,滯后一拍控制引起的移相全橋特性改變對弧焊電源性能的影�。在分析的基礎上期望獲得相應的解釋并作出相應的對�,進一步提高數(shù)字化弧焊電源的性能�

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