电源外特性的基本概念详解

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：相应的Uy=f曲线称为电源的外特性曲线。弧焊电源外特性的实质是电源的静态输出特性，又称为电源的静特性。而且r0越大，电源的外特性下倾程度越大。图2-20 弧焊电源的外特性曲线图2-21 一般直流电源的外特性对于日常经常使用的电灯、电炉、电机等负载，要求其电源的内阻r0越小越好，即外特性尽可能接近于平特性，这样当负载变化时，其端电压变化小，并联运行的其他负载端电压变化也小，因此不会影响各种电器的正常运行。

弧焊电源的外特性是指，在规定范围内，弧焊电源稳态输出电压U_y与输出电流I_y之间的关系。即在电源内部参数一定的条件下，改变负载，稳态输出电压U_y与稳态输出电流I_y值之间的关系。

弧焊电源的外特性一般可以采用U_y=f（I_y）来表示。相应的U_y=f（I_y）曲线称为电源的外特性曲线。图2-20所示就是焊条电弧焊电源中的一条外特性曲线。

对于直流电源，U_y和I_y为输出电压和电流的算术平均值，对于交流电源则为输出电压和电流的有效值。

弧焊电源外特性的实质是电源的静态输出特性，又称为电源的静特性。

不仅弧焊电源具有静特性，任何一种电源都具有静特性。一般电力系统直流电源的外（静）特性可以用下式表示：

U_y=E-I_yr₀ （2-6）

式中 E——直流电源的电动势；

r₀——电源内部等效电阻，可以称为内阻。

当内阻r₀＞0时，随着I_y增加，U_y下降，电源的外特性是一条下倾直线，如图2-21所示。而且r₀越大，电源的外特性下倾程度越大。

当内阻r₀=0时，则U_y=E，即U_y为一恒定值，它不随I_y变化，电源的外特性是一条水平直线，称为平特性或恒压特性。

图2-20 弧焊电源的外特性曲线

图2-21 一般直流电源的外特性

对于日常经常使用的电灯、电炉、电机等负载，要求其电源的内阻r₀越小越好，即外特性尽可能接近于平特性，这样当负载变化时，其端电压变化小，并联运行的其他负载端电压变化也小，因此不会影响各种电器的正常运行。

对于弧焊电源来讲，由于电弧的非线性，各种弧焊工艺方法、工艺过程的特殊性，其外特性形状也具有特殊性。弧焊电源外特性形状不是唯一的，常用弧焊电源的外特性主要有平特性、下降特性以及陡降特性等。

平特性的弧焊电源在电源输出电流变化时，输出电压基本不变或稍有下降，甚至稍有提高。在正常焊接范围内，焊接电流增大时，弧焊电源输出端电压降低小于7V/100A或电压增高小于10V/100A的外特性为平特性。当电源输出端电压接近于恒定不变时，又称其为恒压特性；对于焊接电流变化时，电源输出端电压稍有下降的平特性，又称为平缓特性，其曲线形状如图2-22a所示。

下降外特性的弧焊电源是当焊接电流增加时，电源输出端电压“急剧”下降。在正常焊接范围内，焊接电流增大时，电源输出端电压降低大于7V/100A的外特性为下降特性。根据外特性曲线斜率的不同可分为缓降特性和垂直下降（恒流）特性。

（1）缓降特性当电流和电压变化接近于直线变化规律时，可称为斜特性，其曲线形状如图2-22b所示；当电流和电压变化接近于1/4椭圆变化规律时，可称为缓降外特性，其曲线形状如图2-22c所示。

（2）恒流（陡降）特性当电弧负载变化时，焊接电流基本不变，而只有电源输出端电压发生变化，其曲线形状如图2-22d所示。图2-22e所示的外特性是恒流带外拖特性，即当电弧电压高于拐点A₀对应电压时，弧焊电源的外特性为恒流特性，而当电弧电压低于拐点A₀电压时，弧焊电源的外特性为斜特性；也可以是其他特性，如缓降特性等。

图2-22 常用的弧焊电源的外特性曲线

a）平（缓）特性 b）斜特性 c）缓降特性 d）恒流特性 e）恒流带外拖特性

电源外特性的基本概念详解

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