弧焊电源及数字化控制复习题
弧焊电源复习题
*2.焊接电弧的静特性：一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压Uf 与电弧电流If 之间的关系。
动特性：在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压与电流瞬时值之间的关系：uf=f （if ）。
电流变化速度愈小，静、动特性曲线就愈接近。
3.交流电弧的特点：电弧周期性地熄灭和引燃，电弧电压和电流波形发生畸变，热惯性作用较为明显。
4.钨极交流氩弧焊接铝时，在负极性的半周时叠加高电压。
*5.哪些因素影响交流电弧的稳定燃烧？采用何种措施稳弧？答：电弧连续燃烧条件方程式为：4212220π+≥f yh f U U U U ，因此影响交流电弧稳定燃烧的因素有：1.空载电压U 02.引燃电压U yh 3.电路参数4.电弧电流 5.电源频率f6.电极的热物理性能和尺寸。
措施：提高弧焊电源频率；提高电源的空载电压；改善电弧电流波形；叠加高压电。
7.交流电弧的功率（有功功率）是指交流电弧在半个周期（π）内的平均功率。
交流电弧的功率因数ƛf 是交流电弧的有功功率Pf 与电弧电压和电弧电流有效值乘积之比值，即：ƛf=Pf/（Uf*If ）*8.在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值 Uy 与输出的电流稳定值Iy 之间的关系 Uy=f(Iy),称为电源的外特性（静特性）。
弧焊电源的动特性是指电弧负载状态发生突然变化时，弧焊电源输出电压与电流的响应过程，可以用弧焊电源的输出电流与电压对时间的关系表示：uf=f （t ），if=f （t ）。
9.弧焊工艺对弧焊电源的要求：保证引弧容易；保证电弧稳定；保证焊接规范稳定；具有足够宽的焊接规范调节范围。
*10.电源——电弧系统的稳定条件：定性分析：电弧静特性曲线在工作点上的斜率 必须大于弧焊电源外特性曲线在该工作点上的斜率 。
11.陡降外特性和平外特性的优点和缺点：1.优点：焊接电流偏差小，焊接参数稳定，电弧弹性好。
缺点：垂直下降特性时引弧困难，熔滴过渡困难；过于平缓时短路电流过大，飞溅大，电弧不稳定，电弧弹性差。
弧焊电源期末备考资料
6. 开关式晶体管脉冲弧焊电源的输出电流大小事靠改变开关脉冲的占空比，即改变三相管饱和导通的时间在整个周期中占的比例来实现的。（对）
7. 在输出回路中加电容器，可是开关式晶体管脉冲弧焊电源输出的电流平稳。（错）
4.当晶体管关断时，不致因电路中的电流突然变零而产生高压电损坏晶体管，所以开关式晶体管弧焊整流器主电路中，还必须加（续流管）
5.以（快速晶闸管）为逆变主电路的大功率高压开关管，通过其（触发角）来控制的弧焊逆变器，称为晶闸管式弧焊逆变器。
6.晶闸管式弧焊逆变器的主电路由（输出整流器UR1）逆变电路和（输出整流器UR2）等组成。主电路的核心部分是逆变电路，它由（晶闸管VT1/VT2），中频变压器T、（电容C2~C5、电感线圈L1、L2）等组成，构成所谓“串联对称半桥式”逆变器。
应用：弧焊逆变器几乎开一取代现有的一切弧焊电源，可用于焊条电弧焊、TIG焊、MAG/CO2/MIG/药芯焊丝焊、等离子弧焊与切割、埋弧焊、机器人焊接等各种焊接方法。同时，可用于焊接各种金属材料及其合金，特别是用于工作空间、高空作业、需较多移动焊机、用电紧缺等场合。
………晶闸管式弧焊逆变器定义
答：以快速晶闸管（SCR）为逆变主电路的大功率高压开关管，通过其触发角来控制的弧焊逆变器，称为晶闸管式弧焊逆变器。
23.熔断器的选择主要是(熔丝)的选择。熔断器的额定电流应大于或等于（熔丝）的额定电流。
24.弧焊电源常用的开关有（胶盖瓷底）开关、（铁壳）开关和（断路器）。
25.（断路器）具有一般开关所没有的功能特点，因而得到了广泛应用。
26.当一台弧焊电源的（空载电压）或（工作电压）不够用时，可以将多台弧焊电源串联起来使用。
弧焊电源复习资料
弧焊电源复习资料一、名词解释1.弧焊电源的控制：是对弧焊电源电气性能的静动太特性与参数进行控制和调节。
2.接触引弧：是弧焊电源接通后，电极（焊条或焊丝）与工件直接短路接触，随后拉开，从而把电弧引燃起来。
3.非接触引弧：指在电极与工件之间存在一定间隙，施以高电压来击穿间隙，使电弧引燃。
常用引弧器才能实现，有高频高压引弧和高压脉冲引弧。
4.焊接电弧的动特性：指一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压与电流瞬时值之间的关系：)(f f i f U =5. 热惯性：随着电流的增加，使电弧的空间温度升高，但是电弧空间温度变化总是滞后与电流增加的现象。
6.交流电弧的功率：是指交流电弧在半个周期内的平均功率，又称为有功功率。
即：t f f f dw i u f P ππ01=7.交流电弧的功率因数：指交流电弧的有效功率与电弧电压和电弧电流有效值乘积之比值。
既：F f ff I u p =λ8.电源的外特性：在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值y U 与输出电流稳定值y I 之间的关系。
)(y y I f U =9.电弧弹性好：若弧焊电源外特性下降陡度大，弧长变化引起电流变化小，则允许弧长有较大程度的拉长却不致使电流小于这个限度而熄弧，既为电弧弹性好。
10.电源调节性能：弧焊电源能满足不同的工作电压，电流需求的调节性能称为电源调节性能，通过电源外特性的调节来实现的。
11.弧焊电源的动特性：是指电弧负载状态发生突然变化时，弧焊电源输出电压和电流额响应过程，用弧焊电源的输出电流和输出电压对时间的关系表示：)(t f U f = )(t f i f =说明弧焊电源对负载瞬变嗯适应能力。
12.弧焊逆变器：为焊接电弧提供电能，并具有弧焊工艺所要求的电气性能的逆变器。
称为弧焊逆变器13.一元化参数调节：根据焊接材料和焊丝直径的不同，将电源电压给定电压信号依据一定的比例变换为送丝电动机的控制电压，使送丝速度随着焊接电源输出电压的增大而增大，从而使电流随之增大。
弧焊电源课后题
第一单元焊接电弧对弧焊电源的要求一、填空题1．电弧是一种的现象。
2．的过程叫气体电离。
3．气体粒子受热的作用而产生的电离称为，温度越高，电离作用越。
4．电离的方程式有、和等。
5．中性粒子在光辐射的作用下产生的电离称为。
6．阴极的金属表面连续地向外发射出电子的现象，称为。
7．电弧的产生和维持的必要条件是。
8．根据吸收能量的不同，阴极电子发射可分为、和等三种形式。
二、判断题1．电弧在含有K、Na等元素的气氛中不容易引弧，在含有Ar、He 等元素的气氛中容易引弧。
（）2．气体电离的必要条件是有点场或热能的作用。
（）3．若两电极间的电压越高，电场的作用越大，则电离作用越弱（）4．高频高压引弧法由于采用较高的电压，所以比较危险。
（）5．接触短路引弧法可以用较低的空载电压产生焊接电流。
（）三、选择题1．在下列电极材料中，电子逸出功最小的两个元素是。
A．K、Na B. Na、W C. K、Cu D. C、Cu2．原子产生电离需要的能量，称为该元素的电离势，电离势很低的元素有。
A．Ar、He B. K、Na C. H2、O2 D. Li、W3．焊接电弧的产生是在焊条或焊丝拉离焊件表面时，由于而产生大量电子，在电极间电场的作用下，使气体发生电离而开始放电。
A．热发射 B. 强电场发射C．热发射和强电场发射 D. 热发射和质电撞击发射四、简答1．什么是气体电离2．什么是焊接电弧？焊接电弧是怎样产生的？、3．电弧的实质是什么？它与一般的燃烧现象有何异同点？4．负离子形成的条件是什么？它为什么不能担负导电任务？5．维持电弧放电需满足什么条件？怎样满足？6．热电离与碰撞电离有本质上的不同吗?为什么？7．热发射与自发射各有什么特点。
分别在什么样的条件下起主要作用？一．填空题1.沿弧柱长度方向，每厘米的电压降称为。
2.阴极有和。
3.阳极压降除与电流大小有关外，还与有关。
4.焊接电弧静特征的段，电弧燃烧时不易稳定，故很少使用。
弧焊电源及数字化控制复习题
1、电源按照控制技术分为哪些每种类型各举一例。
1）交流弧焊电源弧焊变压器矩形波弧焊电源2）直流弧焊电源直流弧焊发电机弧焊整流器3）脉冲弧焊电源与焊接方法结合使用4)逆变式弧焊电源 IGBT式逆变式弧焊电源控制方式：机械式控制、电磁式、电子式、数字式（单片机控制、PLC/PLD控制、ARM 、DSP ）2、脉冲弧焊电源的特点是什么适用于哪些方面的焊接脉冲弧焊电源的特点是电源输出电流是周期性变化的，脉冲频率、脉冲电流等脉冲参数可调。
调节脉冲参数可以调节焊接工件的热输入量、焊丝的熔滴过渡形式等，有利于对热输入比较敏感的材料、薄板和全位置的焊接。
故大部分弧焊电源中都包含脉冲弧焊电源。
、什么是焊接电弧电弧中最基本的物理现象是什么焊接电弧是一种强烈的持久的气体放电现象，是气体放电的一种形式。
气体的电离和电子的发射时电弧中最基本的物理现象。
、什么是焊接电弧的静特性静特性曲线的形状是什么常用电弧焊接方法的电弧特性曲线是什么形状一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压Uf与电弧电流If之间的关系，称为焊接电弧的静态伏安特性，简称伏安特性或静特性，其曲线形状类似于U型，可称之为U形曲线。
包括下降特性、平特性、上升特性三部分曲线形状。
不同的焊接方法，在其正常使用范围内，其电弧静特性曲线只是整个电弧“U”形静特性曲线的某一部分。
常用电弧焊接方法的电弧特性如下：焊条电弧焊、埋弧焊等焊接电弧基本工作在电弧静特性的水平段；TIG焊、微束等离子弧焊、等离子弧焊的焊接电弧也基本工作在电弧静特性的水平段，但当电流很小时，如微束等离子弧焊、微束TIG焊的焊接电弧则工作在电弧静特性的下降段；熔化极气体保护焊（MIG焊或CO2焊等）和水下焊接等焊接电弧基本上工作在电弧静特性的上升段。
、什么是焊接电弧的动特性焊接电弧存在动特性的本质原因是什么一定弧长的电弧，当电弧电流以很快速度连续变化时，电弧电压瞬时值与电流瞬时值之间的关系称为电弧动态伏安特性，简称为电弧动特性。
现代弧焊电源及其控制 复习题
弧焊复习题机械调节型弧焊电源的特点是借助于机械装置实施弧焊电源外特性的调节。
焊接电弧的引燃方式有接触和非接触引弧。
平特性电源的特点是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。
铁磁物质能被磁化的原因是在它内部存在着许多很小的被称为磁畴的天然磁化区。
在室温（25°C）下，每个IGBT开关管最大允许的耗散功率，称为IGBT的最大功耗，用P CM表示，它是由管子的额定结温和热阻决定的。
晶闸管整流电路的型式主要有三相半控桥式、三相全控桥式、六相半波可控和带平衡电抗器的双反星形可控整流电路。
专用晶闸管集成触发器的特点有体积小、温漂小、性能稳定可靠、移相线性度好。
晶体管式、场效应当晶体管式以及IGBT式逆变弧焊电源中的逆变电路基本型式是单端式、半桥式、全桥式、推挽式。
数字化弧焊电源不但采用数字控制技术，而且应用了系统总路线技术、网络技术。
负载电流在并联的电源中按与阻抗成反比的原则分担。
三相桥式全控整流电路的输出电压每周有六个波峰，脉动较小。
绝缘栅双极型晶体管简称：IGBT抽头式弧焊变压器是一种增强漏磁式的弧焊变压器，没有动铁心，也没有可活动的绕组。
弧焊电源——指电弧焊机中，供给焊接电弧电能，并具有适宜电弧焊工艺所需电气特性的设备。
电源自然输出特性——指在无反馈控制的开环条件下，电子功率开关的通断时间比率保持不变，电源输出的特性。
波形控制——指在焊接过程中，根据焊接过程不同阶段、不同情况采用不同的给定量对弧焊电源的输出电流、电压，以及电流或电压的变化率进行实时控制。
PFM控制——即脉冲频率控制方式，也就是“定脉宽调频率”控制方式，在脉冲宽度保持不变的条件下，通过改变脉冲频率来调节逆变器的输出。
数字化弧焊电源的特点：答：（1）柔性化控制和多功能的集成；（2）控制精度高；（3）稳定性好；（4）产品的一致性好；（5）焊机功能升级方便。
1、弧焊变压器的特性：答：1）根据焊接电弧特性以及焊接工艺的要求，有外特性；2）它是交流电弧，为了使电弧易于引燃并能保证交流电弧的稳定燃烧，要求弧焊电源应具有足够高的空载电压，并且在焊接回路中有足够大的感抗；3）为了满足弧焊变压器调节性能，要求焊接回路的感抗值能够调节。
弧焊电源及数字化控制复习资料
1.焊接电弧的结构及压降分布：电弧沿其长度方向分为三个区域：阳极区、阴极区、弧柱区，沿着电弧长度方向的电位分布不均匀，阴极区和阳极区电位分布曲线斜率很大，而弧柱区电位分布曲线则较平缓。
这三个区的电压降分别称为阴极压降Ui，阳极区Uy压降UZ。
它们组成总的电弧电压Uf，即：Uf=Ui+Uy+UZ，由于阳极压降基本不变，而阴极压降在一定条件下也为固定值，弧柱压降则在一定气体介质下与弧柱长度成正比，因此弧长不同，电弧电压不同。
2.“电源-电弧”系统的稳定性包括两方面含义：（1）系统在无外界因素干扰时，能在给定电弧电压和电流下维持长时间的连续电弧放电，保持静态平衡；（2）当系统一旦受到瞬时的外界干扰，破坏了原来的静态平衡，造成了焊接参数的变化，但当干扰消失之后，系统能够自动地恢复稳定平衡，使得焊接规范重新恢复。
3.关于焊条电弧焊采用缓降特性的原因：在焊条电弧焊中，一般是工作于电弧静特性的水平段上，采用下降外特性的焊接电源，便可以满足系统稳定性的要求，在弧长变化时，弧焊电源外特性下降的陡度越大，系统的稳定系数越大，电流偏差越小，这样一方面可使焊接参数稳定，另一方面吧还可增加电弧弹性。
使用垂直下降特性的弧焊电源时，焊接参数最稳定，电弧参数也最好，但其短路电流过小，这将造成引弧困难，电弧推力弱，溶深浅，而且造成熔滴过度困难，当弧焊电源外特性过于平缓时，短路电流又将过大，使飞溅增大，电弧不够稳定，电弧的弹性也较差，因此，焊条电弧焊时采用缓降外特性的弧焊电源，并要求其稳态短路电流与焊接电流之比不小于2。
4.接触引弧的机理：由于电极与工件表面都不是绝对平整的，在短路接触时只是在少数突出点上接触，通过这些接触点的短路电流比平常的焊接电流要大很多，而且接触点的面积又小，因而电流密度大，这就可能产生大量的电阻热，使电极金属表面发热、熔化，甚至产生气化，引起热发射和热电离，随后在拉开电极的瞬间，电极间隙极小，只有10-6左右，使其电场强度达到很大的数值，这样既使室温下都有可能产生明显的自发射，在强电场的作用下，又使已产生的带电质点被加速，相互碰撞，引起撞击电离，随着温度的增加，光电离和热电离也进一步加强，使带电质点的数量猛增，从而能维持电弧的稳定燃烧。
弧焊电源试卷2
弧焊电源
一、名词解释（20分）
1．气体原子的电离 2. 光电离 3. 热发射
4．重离子撞击发射 5. 焊接电源的额定负载持续率
二、问答题（80分）
1．对电源－电弧系统的稳定性的静态条件和动态条件（即受到干扰消失后自动回到平衡点）进行描述及分析。
（15分）
2. 写出弧焊变压器的详细的电压平衡方程式（即其外特性方程式）及其简化式，并据此画
出弧焊变压器的简化矢量图以及外特性曲线。
（10分）
3．动铁心式和动绕组式弧焊变压器如何调节焊接规范和扩大焊接电流调节范围？（10分）4．画出三相桥式全控晶闸管整流电路以及三相交流电压图，并通过这两个图分析采用主辅双脉冲触发的原因。
（10分）
5．画出三种晶闸管关断电路图，并分析其中适合于大功率晶闸管的一种关断电路的关断过程机理。
（15分）
6．分析逆变式弧焊整流器的基本原理，并画图说明逆变式弧焊整流器的基本组成部分。
（10分）
7．什么是逆变器中的PWM调制方法？（10分）。
弧焊电源及数字化控制复习资料
.“电源电弧”系统地稳定性包括两方面含义：（）系统在无外界因素干扰时，能在给定电弧电压和电流下维持长时间地连续电弧放电，保持静态平衡；（）当系统一旦受到瞬时地外界干扰，破坏了原来地静态平衡，造成了焊接参数地变化，但当干扰消失之后，系统能够自动地恢复稳定平衡，使得焊接规范重新恢复..关于焊条电弧焊采用缓降特性地原因：在焊条电弧焊中，一般是工作于电弧静特性地水平段上，采用下降外特性地焊接电源，便可以满足系统稳定性地要求，在弧长变化时，弧焊电源外特性下降地陡度越大，系统地稳定系数越大，电流偏差越小，这样一方面可使焊接参数稳定，另一方面吧还可增加电弧弹性.使用垂直下降特性地弧焊电源时，焊接参数最稳定，电弧参数也最好，但其短路电流过小，这将造成引弧困难，电弧推力弱，溶深浅，而且造成熔滴过度困难，当弧焊电源外特性过于平缓时，短路电流又将过大，使飞溅增大，电弧不够稳定，电弧地弹性也较差，因此，焊条电弧焊时采用缓降外特性地弧焊电源，并要求其稳态短路电流与焊接电流之比不小于.个人收集整理勿做商业用途.接触引弧地机理：由于电极与工件表面都不是绝对平整地，在短路接触时只是在少数突出点上接触，通过这些接触点地短路电流比平常地焊接电流要大很多，而且接触点地面积又小，因而电流密度大，这就可能产生大量地电阻热，使电极金属表面发热、熔化，甚至产生气化，引起热发射和热电离，随后在拉开电极地瞬间，电极间隙极小，只有左右，使其电场强度达到很大地数值，这样既使室温下都有可能产生明显地自发射，在强电场地作用下，又使已产生地带电质点被加速，相互碰撞，引起撞击电离，随着温度地增加，光电离和热电离也进一步加强，使带电质点地数量猛增，从而能维持电弧地稳定燃烧.个人收集整理勿做商业用途.弧焊逆变器地变流过程：工频交流——直流——高中频交流——降压——交流并再次变成直流，必要时再把直流变成矩形波交流个人收集整理勿做商业用途.弧焊逆变器地三种逆变机制：（）————（）——————（）————————（矩形波交流）应用较多地是第二种个人收集整理勿做商业用途.焊条电弧焊电源动特性对焊接过程地影响及对它地要求：答：（）对瞬时短路电流峰值地影响：瞬时短路电流峰值是当焊接回路突然短路时输出电流地峰值.需考虑以下两种情况：.由空载到短路：第一，瞬时短路电流峰值影响开始焊接时地引弧过程：太小，不利于这时地热发射和热电离，使引弧困难；若此值太大，则造成飞溅大甚至引起工件地烧穿，它地要求指标以与稳定短路电流之比来衡量.第二，瞬时短路电流值’；’大则表示短路电流由峰值降下来地过程慢，短路电流冲击能量大，引起地飞溅严重，使工件烧穿地危险性大，它影响引弧性能，它地要求指标以其与稳定短路电流之比来衡量..由负载到短路地电流峰值：它影响熔滴过度地情况，太大，则使熔滴飞溅严重，是焊缝成形变坏，甚至引起焊件烧穿，电弧不稳；过小，造成功率不够，熔滴过度困难，以其与稳定工作电流之比来衡量.个人收集整理勿做商业用途对恢复电压最低值地影响：由稳定短路状态突然拉开时地这个电压最低值就叫恢复电压最低值.如果过小则不利于电子发射和电离，使熔滴过度后地电弧复燃困难，所以弧焊发电机地应加以考核，求出要求，对弧焊整流器电源不必考核.个人收集整理勿做商业用途.弧焊逆变器地原理：在供电系统中，单相或地交流网路电压单相，经输入整流器整流和滤波器滤波之后，获得逆变主电路所需地平滑直流电压单相整流约为.该直流电压在电子功率系统中经逆变主电路地大功率开关电子器件组地交替开关作用，变成几千至二十万赫兹地中频高电压，再经高频电压器降至合适于焊接地几十伏低电压，并借助于电子控制系统地控制驱动电路和给定与反馈电路，以及焊接回路地阻抗来获得焊接工艺所需地外特性和动特性.如果需要采用直流电进行焊接，还需经输出整流器整流和经电抗器，电容器地滤波，把高频交流变换为直流输出.个人收集整理勿做商业用途，电离地种类.撞击电离.热电离.光电离.，电子发射方式.热电离.光电发射.重离子碰撞发射.强电场作用下地自发射.，焊接电弧地引燃方式.接触引燃.非接触引燃.，交流电弧地特点.电弧周期性地熄灭和引燃.电弧电压和电流波形发生畸变.热惯性作用较为明显.，影响交流电弧稳定燃烧地因素.空载电压.引燃电压.电路参数.电弧电流.电源频率.电极地热物理性能和尺寸.个人收集整理勿做商业用途，提高交流电弧稳定燃烧地措施.提高弧焊电源频率.提高电源地空载电压.改善电弧电流地波形.叠加高压电.个人收集整理勿做商业用途，焊接电弧地种类）按电流种类分为直流电弧交流电弧脉冲电弧.）电弧状态自由电弧压缩电弧）电极材料熔化极电弧不熔化极.，等离子弧（压缩电弧）有三种形式转移型等离子电弧非转移型等离子弧混合型等离子弧.，弧焊工艺对弧焊电源地要求保证引弧容易保证电弧稳定保证焊接参数稳定具有较宽地焊接参数调节范围.个人收集整理勿做商业用途，弧焊电源地电气性能考虑对弧焊电源空载电压地要求弧焊电源外特性地要求对弧焊电源调节性能地要求弧焊电源东特性地要求.个人收集整理勿做商业用途，对弧焊电源空载电压地要求保证引弧容易保证电弧地稳定燃烧保证电弧功率稳定要有良好地经济性保证人身安全.个人收集整理勿做商业用途，弧焊电源外特性形状地分类下降特性平特性双阶梯型特性.，弧焊变压器地特点为了稳弧要有一定地空载电压和较大地电感主要用于焊条电弧焊，埋弧焊和钨极氩弧焊应具有下降地外特性为了调节电弧电流，电压外特性应可调节.个人收集整理勿做商业用途，弧焊变压器根据获得下降外特性地方法可分为串联电抗器（分体式，同体式）增强漏磁式（动铁心式，动线圈式，抽头式）.个人收集整理勿做商业用途，按调节地办法不同电抗器可分为调节空气隙式调节线圈式饱和电抗器..同体式：下部为变压器，上部为电抗器，将电抗器置于变压器之上共用中间磁轭.硅弧焊整流器地组成：主变压器、电抗器、整流器、输出电抗器.普通硅弧焊整流器分为：动铁芯式弧焊整流器、动线圈式弧焊整流器、抽头式弧焊整流器.晶闸管弧焊整流器地主要组成：主电路由三相主变压器、晶闸管组和直流输出电感组成；二极管组和限流电阻构成了维弧电路；控制电路由给定电路、检测电路比较电路呵触发电路组成个人收集整理勿做商业用途.晶闸管弧焊整流器地主要特点：控制性能好、动特性好、响应速度快、调节特性好；节能省材．对晶闸管弧焊整流器地波形脉动问题可以采取以下措施：并联高压引狐电源、并联二极管呵限流电阻构成维弧电路、采用直流电抗器、选择合适地整流电路个人收集整理勿做商业用途．晶闸管式弧焊整流器主电路主要有三种：三相桥式半控、三相桥式全控、带平衡电抗器双反星型.弧焊电源地控制方式按控制装置可分为：机械式控制，电磁式控制、电子式控制、数字式控制.弧焊逆变器按逆变器主电路中核心电子功率开关所处地换流状态不同有硬开关型弧焊逆变器、软开关型弧焊逆变器之分个人收集整理勿做商业用途.弧焊逆变器地主要组成部分：供电系统、电子功率系统、电子控制系统、给定与反馈电路、焊接电弧等..弧焊逆变器主电路组成：供电系统、电子功率系统、电子控制系统、反馈与给定系统.弧焊逆变器地分类：（）按不同地大功率开关器件分：晶闸管式、晶体管式、场效应管式、式、其他（）按电流种类不同分：直流式、脉冲式、矩形波交流式（）按输出外特性形状地不同分：恒流特性、恒压特性、缓降特性、多特性个人收集整理勿做商业用途.对胡含电源控制系统地要求：适当高地空载电压、在不同弧焊方法工作过程中参数稳定合适地外特性曲线形状；良好地调节特性、良好地动特性个人收集整理勿做商业用途.弧焊电源数字化控制系统地关键技术：工艺时序控制技术、引弧和收弧控制技术、一元化调节技术、弧焊电源地波形控制技术、弧焊电源地数字化控制技术.个人收集整理勿做商业用途.弧焊电源地选择原则：焊接材料与工件材料、焊接电流地种类、焊接工艺方法、弧焊电源地功率、工作条件呵节能要求、工件地重要程度和经济价值.个人收集整理勿做商业用途.平特性弧焊电源地可调参数：工作电流、工作电压、最大工作电压、最小工作电压、工作电压调节范围个人收集整理勿做商业用途.下降特性弧焊电源地可调参数：工作电流、工作电压、最大焊接电流、最小焊接电流、电流调节范围.个人收集整理勿做商业用途。
弧焊电源及控制重点题
第一章1．在电弧燃烧过程中会伴随着哪些物理过程？在电路中电弧是什么样的负载属性？答：（1）物理过程：气体原子的激发、电离和电子发射、负离子的产生、正离子和电子的复合（2）负载属性：电弧是一段导体，是一种气体的放电现象，其负载属性分为分为静特性与动特性，对于不同的焊接方法，其电弧的属性不同，一般静特性呈U形。
2．电离、阴极电子发射有哪些方式？何谓电离能、电子逸出功，两者对电弧的稳定性有何影响？答：（1）方式：撞击电离、热电离、光电离电子发射方式：热发射、光电发射、重离子撞击发射、强电场作用下的自发射（2）电力能：由原子形成正离子所需的能量称为电离能电子逸出功：电子发射所需的能量称为逸出功影响：电离能或电子逸出功越小，电弧的导电性能就越好，电弧越稳定。
3．焊接电弧的引燃有哪两种方式，分别在什么情况下应用？答：方式：接触引弧、非接触引弧应用：接触引弧：焊条电弧焊、熔化及气体保护焊和埋弧焊非接触引弧：钨极氩弧焊和等离子弧焊4．焊接电弧在物理结构上可分为哪几个区，各区域有何特点？答：（1）三个区：阳极区、阴极区、弧柱区（2）特点：在阴极区和阳极区，电位分布曲线的斜率很大，而在弧柱区则较平缓，并可认为是均匀分布的；可近似的认为阳极区和阴极区压降基本不变，而弧柱区压降在一定气体介质中与弧长成正比。
5．何谓电弧的静特性、动特性，如何解释电弧的静特性曲线？焊接电弧的静特性曲线会受到哪些因素的影响？答：（1）静特性：一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压U f与电弧电流I f之间的关系，称为~~动特性：在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压与电流瞬时值之间的关系 （2）由于焊接电弧是非线性负载，电弧电压与电流之间不是正比例关系，所以当电弧电流从小到大在很大范围内变化时，电弧的静特性曲线呈U 形曲线，又成U 形特性。
（3）影响因素：阴极电子的发射能力、阴极尺寸大小、阴极斑点的电流密度、弧柱长度、弧柱区的气相成分和弧柱的电导率等。
专升本弧焊电源练习题
《弧焊电源》模拟试卷1一、简答题：1．电弧静特性“U”曲线是如何形成的？2．哪些因素影响交流电弧的稳定燃烧？采用何种措施稳弧？3．手弧焊、TIG焊、MAG焊、埋弧焊、脉冲MIG焊各用什么形状的电源外特性？为什么？4．动铁心式和动绕组式弧焊变压器如何调节焊接规范和扩大焊接电流调节范围？5、三相桥式全控整流电路有哪两种触发方式？说明采用这些触发方式的基本理由？二、分析下图中同步电路和单结晶体管触发电路的工作原理。
1）触发电路参考答案：t u c上图左侧是晶闸管触发脉冲产生电路。
VU1和VU2时单结晶体管，单结晶体管的工作原理是当晶闸管的发射结合第一基极之间的电压高于一峰值电压时，单结晶体管导通且发射结和基极之间的电压下降到一谷点电压。
因此触发电路的工作原理是当控制电压Uk 为负时，晶体管V3、V4导通，与单结晶体官并联的电容C4、C5充电，当电容中的电压超过单结晶体管的峰值电压时，电容通过单结晶体管和脉冲变压器T3、T4放电，脉冲变压器中输出触发脉冲，见上图。
可变电阻RP4、RP5、RP6的作用是用于平衡左右两侧触发电路二、 同步电路上面电路的左侧是同步电路，它用于电源的相电压过零时，同步电路产生同步脉冲，使晶体管V1、V2瞬时饱和导通，从而使与单结晶体管并联的电容放电到零，这样可保证触发电路产生的第一个有效脉冲于相电压保持确定的相位。
同步电路由三相变压器T2,电阻R1-3,稳压管VS1-6,电容C1-3，电阻R56,二极管VD1-4，晶体管V1、V2组成。
电路工作原理是三相相电压a, b, c 经稳压管后削波，10、11、12三点相对于13点的电压变为矩形波，见下图。
电容C1-3与电阻R58组成微分电路，这样可得电阻R58上的电压波形如图。
由图可见，在正向和负向，各脉冲之间相位相差1200，正、负向之间相位相差600。
每个脉冲分别使晶体管V1、V2饱和导通，实现触发脉冲和电源相电压同步。
utu 空载波形t u c工作波形。
佳木斯大学 弧焊电源及其数字化控制考试试卷
题号一二三四五六七八九十总分最后得分折算率得分2013年秋季学期《弧焊电源及其数字化控制》课程试卷B （适用年级：11级专业：焊接技术与工程）卷面总分：100分一、名词解释1)什么是逆变2) 焊接电源的动特性3) 热发射4) 电子发射二、选择1) 4) 场效应管逆变式弧焊整流器中，采用PWM调制方式。
（）5) 弧焊逆变器的逆变机制是AC-DC-AC-DC。
（）6) 晶闸管弧焊整流器中，当只采用电流负反馈时，可以获得缓降的外特性。
（）7) 弧焊电源负载持续率FS=40%表示10分钟工作周期，弧焊电源工作6分钟，休息4分钟。
（）8) 在磁放大器是弧焊整流器中，磁放大器的作用是调节电弧静特性。
（）9) 部分内反馈磁放大器式硅弧焊整流器中，当内桥电阻为零时电路全部内反馈式磁放大器是呼喊整流器。
（）10) 焊接电源的静特性呈U形，TIG焊、焊条电弧焊工作于U形特性曲线水平段。
（）11) 带平衡电抗器双反星形晶闸管可控整流电路中，平衡电抗器主要起到滤波和调节电源动特性作用。
（）12) IGBT管逆变式弧焊整流器中，采用PFM调节方式。
（）13) 弧焊逆变器的逆变机制是AC-DC-AC-DC-AC。
（）14) 晶闸管弧焊整流器中，当只采用电压反馈时，可以获得下降外特性。
（）三、判断1) 部分内反馈磁放大器式硅弧焊整流器中，当内桥电阻为无穷大时成为无反馈式磁放大器弧焊整流器。
（）2) 焊接电弧的静特性曲线呈U形，等离子焊工作于U形特性曲线上升段。
（）专业班级线得分装订线3) 两套触发电路主要用于带有平衡电抗器双反星形可控整流电路，且采用共阴极连接的晶闸管整流电路。
（）4) 场效应管逆变式弧焊整流器中，采用PWM调制方式。
（）5) 弧焊逆变器的逆变机制是AC-DC-AC-DC。
（）6) 晶闸管弧焊整流器中，当只采用电流负反馈时，可以获得缓降的外特性。
（）7) 弧焊电源负载持续率FS=40%表示10分钟工作周期，弧焊电源工作6分钟，休息4分钟。
弧焊电源复习填空题
弧焊电源综合复习题一填空题1.对于小电流钨极氩弧焊、微束等离子弧焊通常情况下工作在静特性曲线的（）。
2.对于焊条电弧焊、埋弧焊、非熔化极气体保护焊多数情况下工作在静特性曲线的（）。
3.在一定的弧长下，当电弧电流以很快的速度变化时，电弧电压和电流瞬时值之间的关系，称为电弧的（）。
4.在稳定状态下，弧焊电源的输出电压和输出电流之间的关系，称为弧焊电源的（）。
5. 弧焊变压器分为正常漏磁式和增强漏磁式两大类，那么动圈式弧焊变压器属于（）类型。
6.弧焊变压器分为正常漏磁式和增强漏磁式两大类，那么抽头式弧焊变压器属于（）类型。
7.抽头式弧焊变压器是靠（）方法来获得下降外特性的。
8. 正常漏磁式弧焊变压器获得外特性的方法是（）。
9.直流弧焊发电机获得外特性的方法有两种，即在电枢电路中串联镇定电阻和（）。
10.差复励式弧焊发电机是采用（）来获得下降外特性的。
11.在弧焊整流器中，输出电抗器的作用是（）。
12.磁饱和电抗器的作用是（）。
13.弧焊整流器按主电路和整流器件的不同，可分为硅弧焊整流器、（）、晶体管式弧焊整流器三种。
14.无反馈式磁饱和电抗器具有（）外特性。
15.全部内反馈磁饱和电抗器式弧焊整流器是采用（）来获得所需的外特性。
16.在全部内反馈磁饱和电抗器式弧焊整流器增设了偏移绕组，其作用是（）。
17.晶闸管式弧焊整流器是靠（）来获得所需的外特性。
18. 磁饱和电抗器式弧焊整流器动特性存在的问题有（）。
19.脉冲弧焊电源是为焊接（）的金属材料及全位置焊接而设计的。
20.模拟式晶体管脉冲弧焊电源，晶体管组工作在（）状态，起可变电阻的作用，来控制外特性形状。
21.硅弧焊整流器采用( )做整流元件.22.晶闸管焊整流器采用( )做整流元件.23.分体式弧焊机串联电抗器通过改变( ),调节焊接电流.24.弧焊变压器是一种具有( )外特性的( )变压器.25.分体式弧焊机由一台具有( )的降压变压器及一个( )组成.。
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1、电源按照控制技术分为哪些？每种类型各举一例。
1）交流弧焊电源弧焊变压器矩形波弧焊电源2）直流弧焊电源直流弧焊发电机弧焊整流器3）脉冲弧焊电源与焊接方法结合使用4)逆变式弧焊电源 IGBT式逆变式弧焊电源控制方式：机械式控制、电磁式、电子式、数字式（单片机控制、PLC/PLD控制、ARM 、DSP ）2、脉冲弧焊电源的特点是什么？适用于哪些方面的焊接？脉冲弧焊电源的特点是电源输出电流是周期性变化的，脉冲频率、脉冲电流等脉冲参数可调。
调节脉冲参数可以调节焊接工件的热输入量、焊丝的熔滴过渡形式等，有利于对热输入比较敏感的材料、薄板和全位置的焊接。
故大部分弧焊电源中都包含脉冲弧焊电源。
、什么是焊接电弧？电弧中最基本的物理现象是什么？焊接电弧是一种强烈的持久的气体放电现象，是气体放电的一种形式。
气体的电离和电子的发射时电弧中最基本的物理现象。
、什么是焊接电弧的静特性？静特性曲线的形状是什么？常用电弧焊接方法的电弧特性曲线是什么形状？一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压Uf与电弧电流If之间的关系，称为焊接电弧的静态伏安特性，简称伏安特性或静特性，其曲线形状类似于U型，可称之为U形曲线。
包括下降特性、平特性、上升特性三部分曲线形状。
不同的焊接方法，在其正常使用范围内，其电弧静特性曲线只是整个电弧“U”形静特性曲线的某一部分。
常用电弧焊接方法的电弧特性如下：焊条电弧焊、埋弧焊等焊接电弧基本工作在电弧静特性的水平段；TIG焊、微束等离子弧焊、等离子弧焊的焊接电弧也基本工作在电弧静特性的水平段，但当电流很小时，如微束等离子弧焊、微束TIG焊的焊接电弧则工作在电弧静特性的下降段；熔化极气体保护焊（MIG焊或CO2焊等）和水下焊接等焊接电弧基本上工作在电弧静特性的上升段。
、什么是焊接电弧的动特性？焊接电弧存在动特性的本质原因是什么？一定弧长的电弧，当电弧电流以很快速度连续变化时，电弧电压瞬时值与电流瞬时值之间的关系称为电弧动态伏安特性，简称为电弧动特性。
热惯性：当电流快速增加或减小时，游离作用或消游离作用来不及变化，使得弧柱温度的变化相对滞后。
、与直流电弧相比，交流电弧燃烧的特点是什么？1）交流电弧的电流、空载电压存在极性变化，最常见的交流电弧是工频正弦波交流电弧。
该电弧一般是由50Hz按正弦规律变化的电源供电，每秒钟内电弧电流变换极性50次，100次经过电流的零点。
电流经过零点的瞬间，电弧熄灭，过零点后电弧重新引燃。
能否引燃主要取决于电源电压和再引燃电压之间的关系 2）交流电弧的再引燃过程使交流电弧放电的物理条件和电、热物理过程也随之改变，这对电弧的稳定燃烧和弧焊电源的特性有很大的影响。
3）对于电阻型弧焊电源其焊接电流是不连续的，如要使得焊接电流连续，应串联一个足够大的电感、影响交流电弧稳定燃烧的因素有哪些？提高稳定性的措施？1）空载电压U0: U0愈高，在同等大小的引弧电压下，熄弧时间愈短，电弧愈稳定；2）引燃电压Uyh：Uyh愈高，电弧愈不稳定，引弧困难；3）电路参数：增大电感L，减小电阻R可使电弧趋向稳定燃烧；4）电弧电流：电流愈大，产热愈多，而且电流变化率dif/ dt愈大，热惯性作用明显，电弧愈稳定；5）电源频率f: f提高，熄弧时间缩短，热惯性增强，也可提高电弧的稳定性；6）电极的热物理性能和尺寸：它们影响电极所达到的温度，从而影响电弧的引燃电压。
PS：提高交流电弧稳定性的措施包括：1）提高弧焊电源频率；2）提高电源的空载电压；3）改善电弧电流波形；4）叠加高压电。
、请画出直流矩形脉冲电弧电流的波形，并列出脉冲电弧的基本参数。
、弧焊工艺对弧焊电源有哪些要求？1）保证引弧容易 2）保证电弧稳定 3）保证焊接参数稳定 4）具有足够宽的焊接参数调节范围 5）具备对环境的适应性Ps:弧焊电源的电气性能要求 (焊接电源空载电压、外特性、调节性能、动特性)、什么是弧焊电源的外特性？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Uy与输出电流Iy之间的关系。
换言之，在电源内部参数一定的条件下，改变负载，稳态输出电压Uy与稳态输出电Iy值之间的关系，一般采用Uy＝f（Iy）来表示。
、电源-电弧系统的稳定条件是什么?（1）无干扰时，能在给定负载电压和焊接电流下，保证电弧的稳定燃烧，系统保持静态平衡状态。
（2）当系统受到瞬时干扰，破坏了系统原有的静态平衡，负载电压和焊接电流发生变化；当干扰消失后，系统能够自动恢复到原来的平衡状态或者达到新的平衡状态。
稳定条件公式：“即：电弧静特性曲线在工作点上的斜率必须大于电源外特性曲线在该工作点上的斜率 )钨极氩弧焊（TIG）等离子弧焊分别选择什么形状的电源外特性？为什么？都选择恒流外特性。
1）两者的电弧静特性工作部分呈平的或略上升的形状，从“电源—电弧”系统稳定的角度（Kw>0）考虑，应选用下降外特性的电源。
2）从焊接规范稳定的角度考虑，两者稳定焊接参数主要指稳定焊接电流。
所以采用恒流外特性，电流静态偏差最小，电源外特性如下图。
对弧焊电源空载电压有哪些要求？1）保证引弧容易空载电压愈高愈好2）保证电弧的稳定燃烧U0≥（~）U f3）保证电弧功率稳定 >U0/U f>4）要有良好的经济性5）保证人身安全什么是弧焊电源稳态短路电流？稳态短路电流过大和过小对焊接过程有和影响？在弧焊电源外特性上，当U f=0时对应的电流为稳态短路电流I wd。
当电弧引燃和金属熔滴过度到熔池时，经常发生短路，过大会使焊条过热，药皮易脱落，使熔滴过渡中因有大的积蓄能量儿增加金属飞溅。
过小会因电磁压缩推动力不足而使引弧和焊条熔滴过渡产生困难。
什么是弧焊电源的调节特性？如何调节焊接参数？焊接电源能满足不同工作电压、电流的需求的可调节性能称为电源调节性能。
调节焊接参数，即在给定电弧电压时来调节电弧电流，火在给定电弧电流时调节电弧电压，都可以通过调节弧焊电源的空载电压U0和等效阻抗z来实现。
弧焊电源的负载持续率和额定电流的含义是什么？额定负载持续率是指给定的负载持续时间与全周期时间的百分比。
额定电流I e就是指在规定的环境条件下，按额定负载持续率FS规定的负载状态工作，即在符合标准规定的温升限度下所允许的输出电流值。
在弧焊电源的电流调节范围内，按不同的负载持续率FS工作时，所允许使用的焊接电流I f 为（额定负载持续率和额定电流分别为FSe、Ie）什么是弧焊电源的动特性？熔化极电弧焊的哪种熔滴过渡形式对弧焊电源的动特性有严格要求？弧焊电源适应焊接电弧这样的动态负载所输出电流、电压相对时间变化的特性,称为弧焊电源的动特性。
短路过渡（它的电弧有较大变化的动负载，使弧焊电源常在空载、负载、短路三态之间转换，故需要对弧焊电源的动特性提出要求。
）3．1弧焊变压器的外特性是什么形状？如何获得？如何调节焊接电流？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Uy与输出电流Iy之间的关系。
换言之,在电源内部参数一定的条件下,改变负载,稳态输出电压Uy与稳态输出电Iy值之间的关系,一般采用Uy=f(Iy)来表示。
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①只取电压负反馈时,弧焊电源的输出特性为恒压外特性;②只取电流负反馈时,输出为恒压外特性;③电流截止负反馈时,初始为平特性,当电流大于阈值时为恒流或陡降外特性; 复合负反馈中:④同时采用电压电流负反馈得到下降外特性;⑤不同时刻采用不同反馈可以得到陡降带外拖外特性;恒压恒流截止负反馈时得到初始恒压后来电流大于某值时恒流的外特性。
改变X L或者X K可调节焊接电流I f 公式：3．2串联电抗器式弧焊变压器的外特性如何获得？增强漏磁式弧焊变压器有哪些？各自的外特性如何获得？动铁心式弧焊变压器的梯形动铁心移进、移出时。
外特性曲线如何变化？动线圈式弧焊变压器的动绕组与固定绕组之间的间距增大、减小时，去外特性曲线如何变化？试述晶闸管弧焊整流器的基本组成和工作原理。
三相主变压器T、晶闸管组V和输出直流电感L组成；二极管组VD还限流电阻R构成维弧电路；控制电路由给定电路G、检测电路M、比较电路和触发电路组成。
大功率晶闸管组V受控于触发电路。
触发电路的移相可以改变晶闸管导通角的大学，晶闸管导通角打，则焊接电流（电压）大；反之亦然。
晶闸管式弧焊整流器外特性控制是借助于电流、电压反馈信号，当需要获得下降外特性时，触发脉冲的相位由给定电压和电流反馈信号经比较器后得到的控制信号确定；当需要获得平外特性时，触发脉冲的相位由给定电压和电压反馈信号确定；当需要获得任意外特性时，触发脉冲的相位由电压、电流反馈信号的比例确定，改变这个比例，就可以获得任意外特性。
框图：晶闸管弧焊整流器的主电路主要由哪些组成？试作图说明，指出哪一种主电路更适合作弧焊电源，为什么？半控电路、三相桥式全控电路和带平衡电抗器双反星形电路。
带平衡电抗器双反星形整流电路更适合。
当于两组三相半波整流器并联。
它的各相电流流通时间课延长至120°，儿六相半波整流电路每相电路流通时间只有60°,显然前者的整流变压器和我整流元件的利用率较高。
该电路中同时有两个晶闸管并联导电，每管分担1/6的负载电流。
而三相桥式整流电路相当于两个三相半波整流电路中的串联，同时又两个整流元件串联导电，每个晶闸管分担1/3的负载电流，后者所用晶闸管的额定电流也就要求较大。
同时后者要考虑两倍的管压降，因而效率较低。
所以。
试画图分析三相桥式半控整流电路在控制角为0°、30°和60°时，电阻负载上的电压、电流波形图，并注明晶闸管触发脉冲的相位。
试画图分析三相桥式全控整流电路在控制角为0°、30°和60°时，电阻负载上的电压、电流波形图，并注明晶闸管触发脉冲的相位。
试画图分析带平衡电抗器双反星形整流电路在控制角为0°、30°和60°时，电阻负载上的电压、电流波形图在三相桥式半空整流、三相桥式全控整流电路和平衡电抗器双反行刑整流电路中，每个晶闸管分布承担多少的负载电流？答案1/3I d、1/3I d、1/6I d什么是晶闸管弧焊整流器触发电路？触发电路的作用是什么？晶闸管门极控制电路称为触发电路。
它是用来产生移相触发脉冲的。
晶闸管弧焊整流器对触发电路的要求是什么？为什么？1）触发脉冲应有足够功率 2）触发脉冲相位必须与加在晶闸管上的阳极电压同步。
晶闸管弧焊整流器的触发电路由哪些环节组成？一般由同步电路、脉冲形成电路、脉冲移相和放大电路等组成。
晶闸管弧焊整流器的触发脉冲的传输方式有哪些？1）电磁耦合 2）光电耦合 3）直接传输光电耦合的优点：a、驱动晶体管不时候感性负载产生的反电压，工况得到改善b、以输出任意波形脉冲信号c、光电耦合器件与脉冲变压器比，成本低、体积小，易于在电路板上安装焊接。