【国内标准文件】IGBT逆变焊机与其他类焊机的区别

全数字化逆变式直流手工电弧焊机控制软件用户说明书

华意隆电气股份有限企业研发中心研制旳全数字化逆变式直流手工电弧焊机控制软件是基于美国意法半导体（ST 企业）旳高性能ARM Cortex-M3 系列中旳STM32F103RC 处理器而开发旳全数字IGBT 逆变式手工电弧焊机旳控制软件，实现了直流手工电弧焊机包括PWM 在内旳全数字化控制。

显示界面采用LCD 图形点阵128X64 液晶显示模块，界面清晰直观。

内置专家参数库及一元化控制模式；焊接参数也可作精确设定，满足高品质焊接需求。

具有手工电弧焊焊接电流参数存储功能，使用简朴以便，保证最佳工艺参数旳控制。

参数设置采用编码器及轻触开关，调整快捷精确，手感好。

软件旳重要功能以及使用阐明：

直流手工电弧焊集成了常规手工电弧焊接旳一般功能，如防起弧粘条、VRD、推力电流、过压、欠压及过流保护等功能，焊机输出静特性采用恒流加外拖特性。

VRD 功能启动时：空载输出旳电压自动切换到12 伏特左右，防止意外触电事件旳发生；防粘条功能启动时：发生短路时焊接电流降至5 安培；加推力启动时：当弧压不不小于15 伏特如下时，焊接电流自动缓缓上升，直到弧压超过15 伏特。本软件是一套以便实用旳专用控制软件，在国内和国际同行业都具有领先旳设计思想。

具有多种可调整旳参数，顾客既可以采用系统默认旳参数简朴以便地设置焊机旳焊接参数值，同样可以根据不同样旳焊接规定自主旳精细地调整焊机旳焊接参数值，以满足不同样顾客旳详细使用习惯和偏好，使焊机发挥出最佳旳焊接效果。

该软件具有非常友好旳顾客操作界面，顾客可以很直观旳理解操作界面，以便地使用焊机旳各项

IGBT模块应用在逆变弧焊机的实证分析

１２００Ｖ，￣ＩＨＲ７０ＭＴ１２０Ｋ、６Ｒｌ７５Ｇ — ｌ２０等。（２）输入滤波器
高温高速的等离子弧，进行各种金属材料的切割。相同部分的电路结构图如下图。
三相输入整流滤波
逆变全桥电路
输出整流
滤波
ｆｆ
驱动电路
Ｉ
电流反馈 ’
电压反馈一
保护电路
一脉宽调制：
●
焊接电流给定
一不同输出特性的电路
㈧整机设计和生产流程
一
将直流电路所得的脉动直流电进行滤波，以提供给逆变电路。采用２只电解电容，要求其耐压和需用脉动电流足够、瞬时冲击电流机承受时间足够、损耗小、漏电流小，￣２２００Ｆ２７００￣Ｆ／４５０Ｖｏ
（ＰＴＩ一辅助设计）．ＰｃＢ￥Ｏ版一焊件、检测
元器件采购、检测ＡｃＡ。辅助设计 ’
、
扁线立绕。而ＬＧＫ系列的电感值较大，考虑安装工艺，磁性材料采用２个ｃ型硅钢片铁心，双玻璃丝包铝扁线筒绕，分置两边。
撅
Ｕ＝４ｆＮＢＳ（３）

逆变焊机关于IGBT炸管原因分析及解决方案

力仕达逆变焊机关于IGBT炸管分析和解决方案之樊

仲川亿创作

力仕达在做逆变焊机之前，参考了大量的焊机技术资料，也结合了国内和国外的焊接技术，尤其是针对现在论坛和网络上的大家普遍关注的IGBT炸管问题进行了深入的分析，并结合本公司10多年的焊接经验和技术，成功的解决了这一问题，现在力仕达生产的逆变焊机，炸管率极低。

现阶段人们普遍关注的IGBT炸管，很大一部分是由于目前大家对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏所造成的。但另一方面大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，也是关乎一台焊机能否取胜市场的重中之重，但是正是由于之前所说的对这方面理解的缺乏，以及检测手段的不完善，导致了国产IGBT逆变焊机的返修率居高不下，不克不及大量推广。

下面我们就具体的以IGBT电流，电压波形的检测及定量分析，具体的电路以半桥逆变手工400A焊机为例进行分析。

1 电压型PWM控制器过流呵护固有问题

目前国内罕见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采取TL494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器放大，控制输出脉冲宽度。IGBT导通后，即使

发生过电流，PWM控制电路也不成能及时关断正在导通的过流脉冲。由于系统存在延迟环节，过流呵护时间将延长。

2 电流型过流呵护

电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，呵护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM立即关断输出脉冲，IGBT获得及时呵护。电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变更响应快，系统稳定性好

igbt逆变焊机与可控硅整流焊机的区别

IGBT逆变焊机与可控硅整流焊机的区别

IGBT逆变焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。

它与可控硅整流焊机的区别如下：

1、可控硅整流焊机是将50HZ的交流电整流成直流电输出，通过改变可控硅的导通角来改变输出大小，输出波形不平滑，所以焊接效果不好，引弧及其他一些控制功能差。

IGBT逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz 交流电经全桥整流变成直流，再经过IGBT逆变，将直流电逆变成20~30kHz的中频矩形波，中频变压器降压，经过二次整流后输出，成为稳定的直流，输出波形好，通过PWM脉宽调制或移相控制IGBT逆变器的导通时间，改变输出的大小。供电弧使用，引弧及焊接电流易于控制。

2、可控硅整流焊机体积大，较为笨重，不便于搬运和移动，而IGBT焊机由于逆变频率高达20~30kHz，所以变压器体积小，重量轻，易于搬运。

3、逆变焊机比可控硅整流焊机省电约30%左右。

4、IGBT逆变焊机控制及主电路较为简单，所以可靠性高，故障点少，易于维修。

5、IGBT控制技术已经非常成熟，是新一代逆变器的主流器件。但由于焊机电源的工作条件恶劣，频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中，因此IGBT逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题，也是用户最关心的问题。

6、对电网电压的波形影响：

电焊机是非线性用电设备。可控硅整流焊机的谐波产生的原因是由于整流本身有一个阀电压，在小于阀电压时，电流为零(如图所示)。为了提供平稳的直流电源输出，在电焊机中加入了储能元件（滤波电容和滤波电感），从而使阀电压提高，加激了谐波的产生量。为了控制焊机的输出电压和电流，在焊机中使用了可控硅，这使得电焊机的谐波污染更严重，而且谐波的次数比较低。

逆变直流电焊机的工作原理之欧阳与创编

逆变电焊机的基本工作原理

逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。是将工频（50Hz）交流电，先经整流器整流和滤波变成直流，再通过大功率开关电子元件（晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT），逆变成几kHz~几十kHz的中频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的21-28V电压，再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。其变换顺序可简单地表示为：工频交流（经整流滤波）→直流（经逆变）→中频交流（降压、整流、滤波）→直流。即为：AC→DC→AC→DC 因为逆变降压后的交流电，由于其频率高，则感抗大，在焊接回路中有功功率就会大大降低。所以需再次进行整流。这就是目前所常用的逆变电焊机的机制。逆变电源的特点：弧焊逆变器的基本特点是工作频率高，由此而带来很多优点。因为变压器无论是原绕组还是副绕组，其电

势E与电流的频率f、磁通密度B、铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关系：

E=4.44fBSW 而绕组的端电压U近似地等于E，即：

U≈E=4.44fBSW 当U、B确定后，若提高f，则S减小，W减少，因此，变压器的重量和体积就可以大大减小。就能使整机的重量和体积显著减小。还有，频率的提高及其他因素而带来了许多优点，与传统弧焊电源比较，其主要特点如下：

1.体积小、重量轻，节省材料，携带、移动方便。

2.高效节能，效率可达到80%~90%，比传统焊机节电1/3以上。

3.动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小。

4.适合于与机器人结合，组成自动焊接生产系统。

(试行)IGBT逆变直流氩弧焊机WS250使用、维护规程

120-180
10-15
2-3
（3）（4）
6.0
2.4-3.2
2.4-3.2
150-200
10-15
3-4
（3）（4）
8.0
3.2-4.0
3.2-4.0
160-220
12-18
4-5
（4）
12.0
3.2-4.0
3.2-4.0
180-240
12-18
6-8
（4）
间隙形式：
6
焊机必须可靠接地，防止高频对人的影响
4.2.17保护气体输出、输入端：
输入端与气瓶相连，输出端与氩弧焊枪相连。
5
5.1设备间的连接
焊接电源的输入电源线连接到现场配电箱的电源开关下端；
焊接电源的接地螺钉可靠接地；
在氩弧焊时，将焊枪上的电缆线通过快速插头插入焊接电源钱面板输出的负极座内；
在氩弧焊时，将接地夹电缆线通过快速插头插入焊接电源前面板输出的正极座内；
指示灯的接触故障
改善接触
保险丝损坏
更换保险丝
输入线连接错误
重新正确连接
电源开关坏
更换
2
合上电源，风机不转
指示灯不亮
风机损坏
更换风机
保险丝损坏
更换保险丝
3
当按下焊枪开关时没有气体输出
检气时就没有气你输出

逆变电焊机的原理及其特点优势

一、逆变（电）焊机

1、逆变电焊机原理

逆变与整流是两个相反的概念，整流是把交流电变换为直流电的过程，而逆变则是把直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要大功率电子开关器件，采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的的逆变焊机成为IGBT逆变焊机。

2、逆变焊机的工作过程

将三相或单相工频交流电整流，经滤波后得到一个较平滑的直流电，由IGBT组成的逆变电路将该直流电变为几十KHZ的交流电，经主变压器降压后，再经整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。

由于逆变工作频率很高，所以主变压器的铁心截面积和线圈匝数大大减少，因此，逆变焊机可以在很大程度上节省金属材料，减少外形尺寸及重量，大大减少电能损耗，更重要的是，逆变焊机称重测长能够在微秒级的时间内对输出电流进行调整，所以就能实现焊接过程所要求的理想控制过程，获得满意的焊接效果。

虽然电路是闭合的，可正是因为电路是闭合的才使得在整个闭合电路和电流处处相等；但各处的电阻可是不一样的，特别是在不固定接触处的电阻最大，这个电阻在物理中叫接触电阻。根据电流的热效应定律(也叫焦尔定律)，Q=I方Rt可知，电流相等，则电阻越大的部位发热越高，电焊在焊接时焊条的触头也被接的金属体的接触处的接触电阻最大，则在这个部位产生的电热自然也就最多，焊条又是熔点较低的合金，自然的容易熔化了，熔化

逆变焊机关于IGBT炸管原因分析及解决方案之欧阳数创编

力仕达逆变焊机关于IGBT炸管

分析和解决方案

力仕达在做逆变焊机之前，参考了大量的焊机技术资料，也结合了国内和国外的焊接技术，尤其是针对现在论坛和网络上的大家普遍关注的IGBT炸管问题进行了深入的分析，并结合本公司10多年的焊接经验和技术，成功的解决了这一问题，现在力仕达生产的逆变焊机，炸管率极低。

现阶段人们普遍关注的IGBT炸管，很大一部分是由于目前大家对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏所造成的。但另一方面大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，也是关乎一台焊机能否取胜市场的重中之重，但是正是由于之前所说的对这方面理解的缺乏，以及检测手段的不完善，导致了国产IGBT逆变焊机的返修率居高不下，不能大量推广。

下面我们就具体的以IGBT电流，电压波形的检测及定量分析，具体的电路以半桥逆变手工400A焊机为例进行分析。

1 电压型PWM控制器过流保护固有问题

目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用TL494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器放大，控制输出脉冲宽度。IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。

2 电流型过流保护

电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好只要IGBT功率余量足够大,电压型PWM电路可靠性基本上没有什么问题，但是相对的成本也提高了很多！但就目前来说，电焊机大多数是电流型的且输出电压并不稳定!保护器误操作的情况也经常发生，所以针对这种情况电流型比较适合当今的中国市场，可以满足绝大部分的需要!

逆变直流电焊机的工作原理-6页精选文档

逆变电焊机的基本工作原理

逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。是将工频（50Hz）交流电，先经整流器整流和滤波变成直流，再通过大功率开关电子元件（晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT），逆变成几kHz~几十kHz的中频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的21-28V电压，再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。其变换顺序可简单地表示为：

工频交流（经整流滤波）→直流（经逆变）→中频交流（降压、整流、滤波）→直流。

即为：AC→D C→A C→D C

因为逆变降压后的交流电，由于其频率高，则感抗大，在焊接回路中有功功率就会大大降低。所以需再次进行整流。这就是目前所常用的逆变电焊机的机制。逆变电源的特点：

弧焊逆变器的基本特点是工作频率高，由此而带来很多优点。因为变压器无论是原绕组还是副绕组，其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关系：

E=4.44fBSW

而绕组的端电压U近似地等于E，即：

U≈E=4.44fBSW

当U、B确定后，若提高f，则S减小，W减少，因此，变压器的重量和体积就可以大大减小。就能使整机的重量和体积显著减小。还有，频率的提高及其他因素而带来了许多优点，与传统弧焊电源比较，其主要特点如下：

1.体积小、重量轻，节省材料，携带、移动方便。

2.高效节能，效率可达到80%~90%，比传统焊机节电1/3以上。

3.动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小。

4.适合于与机器人结合，组成自动焊接生产系统。

逆变焊机关于IGBT炸管原因分析及解决方案

力仕达逆变焊机关于IGBT炸管分析和解决方案之阿

布丰王创作

力仕达在做逆变焊机之前，参考了大量的焊机技术资料，也结合了国内和国外的焊接技术，尤其是针对现在论坛和网络上的大家普遍关注的IGBT炸管问题进行了深入的分析，并结合本公司10多年的焊接经验和技术，成功的解决了这一问题，现在力仕达生产的逆变焊机，炸管率极低。

现阶段人们普遍关注的IGBT炸管，很大一部分是由于目前大家对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏所造成的。但另一方面大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，也是关乎一台焊机能否取胜市场的重中之重，但是正是由于之前所说的对这方面理解的缺乏，以及检测手段的不完善，导致了国产IGBT逆变焊机的返修率居高不下，不克不及大量推广。

下面我们就具体的以IGBT电流，电压波形的检测及定量分析，具体的电路以半桥逆变手工400A焊机为例进行分析。

1 电压型PWM控制器过流呵护固有问题

目前国内罕见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采取TL494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器放大，控制输出脉冲宽度。IGBT导通后，即使发生过电流，PWM控制电路也不成能及时关断正在导通的过流脉

冲。由于系统存在延迟环节，过流呵护时间将延长。

2 电流型过流呵护

电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，呵护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM立即关断输出脉冲，IGBT获得及时呵护。电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变更响应快，系统稳定性好

逆变焊机IGBT驱动及保护电路的比较分析

徐静亚

【摘要】通过对逆变焊机IGBT驱动及保护电路的分析与改造,提高了焊机的性能,大大降低了IGBT模块的损坏几率.

【期刊名称】《沙洲职业工学院学报》

【年(卷),期】2010(013)004

【总页数】4页(P9-12)

【关键词】IGBT驱动电路;保护技术;逆变焊机

【作者】徐静亚

【作者单位】苏州大学,江苏,苏州,215000

【正文语种】中文

【中图分类】TM32

我国电子控制的电弧焊机主要经历了ZX5系列晶闸管整流式弧焊机,ZX7系列快速晶闸管逆变式弧焊机以及ZX7 IGBT逆变式弧焊机三个阶段。[1] 前两种焊机的电路形式比较单一，而IGBT逆变式弧焊机由于其体积小，质量轻，节能省材，控制性能好，动态响应快，易于实现焊接过程的实时控制，在性能上具有很大的潜在优势，已经成为国际上公认的最先进的焊接电源。近年来由于各电焊机厂家自主开发能力的提高，形成了各种各样的主电路和控制电路形式。但在实际生产使用中，某些电路形式的弧焊机也暴露出了许多问题。前些年协作单位购进的一批ZX7 IGBT 逆变式手工弧焊机，由于采用的是无空载电压引弧方式，使得引弧操作非常困难，

且焊缝易产生气孔夹渣等缺陷。电路形式上，由于驱动电路采用的是变压器隔离直接驱动IGBT方式，无法对IGBT实施全面有效保护，使得IGBT经常击穿损坏。

笔者通过对电路进行分析，加以改进，较好地解决了这些问题。

原电路如图1所示。图1中V1～V4及脉冲变压器等组成IGBT驱动电路，驱动由IGBT1～IGBT4和高频变压器等组成的全桥式逆变电路。VD1～VD4与IGBT1～IGBT4反向并联，承受负载产生的反向电流以保护开关管。4个RC缓冲吸收环节是为了避免4个开关管在关断时过高的电压上升速度（du/dt）和减少管子的关断损耗。图1中桥式对边上的2只IGBT如IGBT1、IGBT4或IGBT2、IGBT3是同

电焊机行业现状及发展趋势

电焊机行业现状及发展趋势(3)——电焊机行业“十一五”规划( 报批稿)

3．电焊机发展趋势

随着市场竞争的日益加剧，适者生存，优胜劣汰将成为电焊机行业结构调整的必然趋势。有些电焊机企业在竞争中发展壮大，甚至发展成大集团；有些企业将面临破产，或被兼并、收购，从而退出电焊机行业。但无论是从目前电焊机产量构成比的发展趋势，还是从电焊机的技术发展方向上看，我国电焊机今后将向高效、节能、机电一体化和成套方面发展。

3．1 弧焊设备

弧焊设备是量大面广的焊接设备。弧焊设备从焊机自动化程度上分，有手工焊机、半自动焊机、自动化焊机、机器人焊机、智能化焊机；从电源性质上分，有交流焊机、直流焊机、交直流两用弧焊机；从控制方式上分，有晶闸管焊机、IGBT逆变焊机、数字式焊机、微机（单片）控制弧焊机；从使用方式上分，有焊条电弧焊机、气体保护焊机、埋弧焊机。

a. 目前，在我国弧焊设备正在逐渐赶上和接近国际水平，我国弧焊设备生产品种多，产品齐全。电流从10多安到1250安、从书包大小到大型埋弧焊机、从手工操作到智能化焊接机器人都有生产；IGBT逆变和单片机控制技术在弧焊设备中普遍应用，并制成较为通用的控制器，但晶闸管焊机仍然具有稳定的市场；CO2焊机、MIG焊机更多的采用一脉一滴的精确控制技术，使焊接飞溅更少，焊缝成形更加美观，焊接质量得到提高；数字式焊机的研制受到很多科研院所、大型企业的重视，并得到更多生产厂家的认知和欢迎；专家系统、智能化焊机、焊接质量监控与跟踪系统（如弧长跟踪，焊缝摆动装置，机械、光学、电子式焊缝跟踪等）的研究更加深入，应用越来越普遍；弧焊机器人在自动化生产、困难及有危害性生产环境中扮演着更加重要的角色；在弧焊设备的研制过程中，环保意识逐渐加强，软开关技术、焊接设备的电磁兼容性、无铅化生产、高频防护、防触电装置受到许多研究者、厂商、使用者的重视；绝大部分焊接生产厂家通过了ISO9000质量体系及3C强制性产品认证，加强内部管理、提高产品质量、树立品牌意识、提高市场竞争力已成为广大焊接设备生产厂家的自觉行动。

【标准】IGBT逆变焊机与其他类焊机的区别

IGBT焊机

逆变与整流是两个相反的概念，整流是把交流电变换为直流电的过程，而逆变则使把直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要大功率电子开关器件，采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的的逆变焊机成为IGBT逆变焊机。

逆变焊机的工作过程如下：将三相或单相工频交流电整流，经滤波后得到一个较平滑的直流电，由IGBT组成的逆变电路将该直流电变为几十KHZ的交流电，经主变压器降压后，再经整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。

由于逆变工作频率很高，所以主变压器的铁心截面积和线圈匝数大大减少，因此，逆变焊机可以在很大程度上节省金属材料，减少外形尺寸及重量，大大减少电能损耗，更重要的是，逆变焊机能够在微妙级的时间内对输出电流进行调整，所以就能实现焊接过程所要求的理想控制过程，获得满意的焊接效果。

IGBT逆变焊机与其他类焊机的区别

一、与可控硅整流焊机的区别

1、可控硅整流焊机是将50HZ的交流电整流成直流电输出，通过改变可控硅的导通角来改变输出大小，输出波形不平滑，所以焊接效果不好，引弧及其他一些控制功能差。

IGBT焊机是将交流电整流后，经过IGBT逆变，再经中频变压器降压，经过二次整流后输出，输出波形好，通过脉宽调制控制IGBT逆变器的导通时间改变输出的大小。引弧及推力电流易于控制。

2、可控硅整流焊机体积大，较为笨重，不便于搬运和移动，而IGBT焊机由于逆变频率高达20-30KHZ，所以变压器体积小，重量轻，易于搬运。

3、逆变焊机比整流焊机省电约30%左右。

4、IGBT逆变焊机控制及主电路较为简单。加之北京时代焊机采用软开关的逆变技术，所以可靠性高，故障点少，易于维修。

逆变焊机关于IGBT炸管原因分析及解决方案

力仕达逆变焊机关于IGBT炸管分析和解决

方案

令狐采学

力仕达在做逆变焊机之前，参考了大量的焊机技术资料，也结合了国内和国外的焊接技术，尤其是针对现在论坛和网络上的大家普遍关注的IGBT炸管问题进行了深入的分析，并结合本公司10多年的焊接经验和技术，成功的解决了这一问题，现在力仕达生产的逆变焊机，炸管率极低。

现阶段人们普遍关注的IGBT炸管，很大一部分是由于目前大家对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏所造成的。但另一方面大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，也是关乎一台焊机能否取胜市场的重中之重，但是正是由于之前所说的对这方面理解的缺乏，以及检测手段的不完善，导致了国产IGBT逆变焊机的返修率居高不下，不能大量推广。

下面我们就具体的以IGBT电流，电压波形的检测及定量分析，具体的电路以半桥逆变手工400A焊机为例进行分析。

1 电压型PWM控制器过流保护固有问题

目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用TL494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整

流输出端。当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器放大，控制输出脉冲宽度。IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。

2 电流型过流保护

电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT的电流同步，一旦发生过流，PWM立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好

一种焊接热输入监控型全数字化TIG焊机

丁强;田永强;张兰;张自祥;李力;赵智江

【摘要】针对核电厂焊接施工过程中对焊接热输入监控的需求,研制了一种带焊接热输入监控的全数字化IGBT逆变TIG焊机.焊机采用TMS320F28335数字信号处理器和LPC2388FBD144单片机的DSP+ARM双处理器架构,实现了焊机主电路控制、人机交互和对外通讯数字化.焊接过程中,焊机自动记录焊接电流、电孤电压及焊接时间,结合手动输入焊缝长度数据,在焊机上实现了焊接热输入值的自动诗算和显示;焊接热输入数据可保存在焊机本机或U盘,或通过上位机集控系统实现网络传输、监控和保存.试验表明,该焊机能够准确记录和监控焊接时的热输入数据,符合核电厂建设的焊接质量管控要求,具有广阔的应用前景.

【期刊名称】《电焊机》

【年(卷),期】2019(049)007

【总页数】4页(P47-50)

【关键词】热输入;数字化;TIG

【作者】丁强;田永强;张兰;张自祥;李力;赵智江

【作者单位】北京时代科技股份有限公司,北京100085;北京时代科技股份有限公司,北京100085;北京时代科技股份有限公司,北京100085;北京时代科技股份有限公司,北京100085;北京时代科技股份有限公司,北京100085;北京时代科技股份有限公司,北京100085

【正文语种】中文

【中图分类】TG434

0 前言

焊接是核电厂建设过程中的关键制造工艺，焊接质量直接影响核电厂的安全水平，各国对核岛焊接设备及焊接工艺都有相关的监管法规[1]。研究表明[2]，焊接热输入对焊接接头成形、焊缝组织和接头性能具有重要影响，监控焊接过程中的热输入能够有效预防焊接缺陷，控制和追溯焊接质量。

逆变焊机关于IGBT炸管原因分析及解决方案

力仕达逆变焊机关于IGBT炸管分析和解决方案

力仕达在做逆变焊机之前，参考了大量的焊机技术资料，也结合了国内和国外的焊接技术，尤其是针对现在论坛和网络上的大家普遍关注的IGBT炸管问题进行了深入的分析，并结合本公司10多年的焊接经验和技术，成功的解决了这一问题，现在力仕达生产的逆变焊机，炸管率极低。

现阶段人们普遍关注的IGBT炸管，很大一部分是由于目前大家对开关器件及主电路结构工作原理的理解及检测手段的缺乏所造成的。但另一方面大功率逆变焊机开关器件工作的可靠性是整机设计的重中之重，也是关乎一台焊机能否取胜市场的重中之重，但是正是由于之前所说的对这方面理解的缺乏，以及检测手段的不完善，导致了国产IGBT逆变焊机的返修率居高不下，不能大量推广。

下面我们就具体的以IGBT电流，电压波形的检测及定量分析，具体的电路以半桥逆变手工400A焊机为例进行分析。

1电压型PWM控制器过流保护固有问题

目前国内常见的IGBT逆变弧焊机PWM控制器通常采用TL494、SG3525等电压型集成芯片，电流反馈信号一般取自整流输出端。当输出电流信号由分流器检出电流与给定电流比较后，经比例积分放大器放大，控制输出脉冲宽度。IGBT导通后，即使产生过电流，PWM控制电路也不可能及时关断正在导通的过流脉冲。由于系统存在延迟环节，过流保护时间将延长。

2电流型过流保护

电流型PWM控制电路反馈电流信号由高频变压器初级端通过电流互感器取得。由于电流信号取自变压器初级，反应速度快，保护信号与正在流过IGBT 的电流同步，一旦发生过流，PWM立即关断输出脉冲，IGBT获得及时保护。电流型PWM控制器固有的逐个脉冲检测瞬时电流值的控制方式对输入电压和负载变化响应快，系统稳定性好