与普通弧焊电源相比，逆变式弧焊电源最显著的特点是工作频率高，目前常见的IGBT逆变式弧焊电源的逆变频率一般在20kHz左右。与其他弧焊电源相比，逆变式弧焊电源具有许多特点。由此可见，变压器和电抗器体积、重量的大幅度减小，将使逆变式弧焊电源本身的体积和重量大幅度减小。逆变式弧焊电源的外特性、动特性等性能主要由电子控制电路进行调节。......
2023-06-30
逆变式弧焊电源的下降特性
【摘要】：我国逆变式弧焊整流器编号的序号为7，ZX7系列电源是较常见的一个系列，适用于焊条电弧焊、TIG焊等。图6-37、图6-38所示是国内某生产厂家生产的ZX7-160逆变弧焊电源的结构框图和电气原理图。图6-37 ZX7-160逆变弧焊电源的结构框图1.主电路图6-38 ZX7-160逆变弧焊电源电气原理图如图6-38所示，主电路由输入整流滤波电路、半桥式逆变电路、中频变压器和输出整流滤波电路组成。调节RP2可改变外特性曲线的位置，即获得不同的焊接电流，进行外特性调节。
我国逆变式弧焊整流器编号的序号为7，ZX7系列电源是较常见的一个系列，适用于焊条电弧焊、TIG焊等。ZX7系列包括ZX7-160、250、315、400、500、630等多种规格。图6-37、图6-38所示是国内某生产厂家生产的ZX7-160逆变弧焊电源的结构框图和电气原理图。
该电源主要由主电路、反馈控制电路和驱动电路组成，电源具有陡降+外拖的外特性。
图6-37 ZX7-160逆变弧焊电源的结构框图
1.主电路
图6-38 ZX7-160逆变弧焊电源电气原理图
如图6-38所示，主电路由输入整流滤波电路、半桥式逆变电路、中频变压器和输出整流滤波电路组成。主电路输入为三相380V50Hz的工频交流电。在输入电路中，每两相之间都并联压敏电阻和电容，用于抑制电压尖峰，滤除干扰噪声。输入整流电路采用三相桥式整流，采用电容C3滤波。为限制合闸浪涌电流，设置了以继电器K为中心的合闸浪涌电流抑制电路。电容C1、C2和IGBT功率开关管VT1、VT2组成半桥式逆变电路，VT1、VT2交替导通，完成DC-AC的逆变过程，逆变频率为20kHz。逆变器的输出经二极管VD1、VD2组成的全波整流电路及直流输出电感L滤波，再变为直流电，用于焊接。其中VD1、VD2是快恢复二极管。
2.控制电路
控制电路以SG3525PWM控制芯片为核心，通过电流、电压检测电路、反馈控制电路与脉冲触发电路对电源的特性进行控制。
反馈控制电路由运算放大器N4为主的误差放大电路构成。通过分流器FL取得电流反馈信号，经运放N3构成的反相放大器放大后连接到误差放大器N4的反相输入端，与N4同相输入端的电流给定信号进行比较放大。N4输出控制信号至SG3525的2脚，进行PWM控制。
N4同相端的电流给定信号由Ug1、Ug2两部分构成。Ug2是由-15V电源通过电阻、电位器RP2分压得到的；Ug1则是由电位器RP1上获得的，该信号与电弧电压信号有一定关系。电弧引燃后稳定燃烧时，电弧电压大于15V，即A点电位大于15V，VD11反向截止，+15V电源通过RP1、R12和R13分压，经放大器N1同相比例放大，输入到以N2为中心的比例加法器，与由RP2上获得的给定信号Ug2相加。因Ug2负电压信号，故两者实际上是相减的关系，N2输出的信号为正，作为电流给定信号Ug输入到N4同相端。该信号与N4的反相端的电流信号经N4的误差放大，N4输出控制信号至SG3525的2脚，进行PWM控制，保持焊接电流稳定，得到陡降外特性（见图6-39）。调节RP2可改变外特性曲线的位置，即获得不同的焊接电流，进行外特性调节。
当电弧电压小于15V时，A点电位小于15V，VD11导通，RP1处取得的信号Ug1减小，经N1放大输入到N2，与RP2调节的信号Ug2相减后N2输出的信号仍为正，但已增大。电弧电压越低，N2输出的电流给定信号Ug越大。因电流给定信号增大，N4输出控制信号也增大，故使得焊接电流增大，从而得到外拖特性，调节RP1可改变外拖特性曲线斜率（见图6-38）。
N5为电压比较器，当焊接电流超过设定的最大电流时，N5输出高电平至SG3525的10脚，禁止PWM输出，关断主电路中的VT1、VT2，即关闭逆变器。最大电流由RP3调节设定。
图6-39 外特性形状
3.其他电路
SG3525输出的PWM信号输入的IGBT驱动电路，该驱动电路由EXB841构成。
此外，该电源还包括由7815、7915、7820稳压器等组成稳压电路，分别获得±15V和+20V的稳定电压源，为控制电路和驱动电路供电。
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2023-06-30
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