ZX7焊机原理与维修

ZX7系列逆变式直流弧焊机原理、功能及使用方法

5．1 逆变器及逆变式弧焊电源

将直流电转换成交流电的装置称为逆变器。

逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。这种电源一般是将三相工频

(50Hz)交流网路电压，先经输入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)的交替开关作用，将整流后的直流逆

变成几kHz～几十kHz的中频交流电压，并经变压器降至适合于焊接的几十伏电压，然后

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)一直流(经逆变)一中频交流(降压、整流、滤波)一直流。如果用符号表示，即为：AC—DC—AC—DC。

为什么要采用上述这种方式呢?这是因为如果直接用逆变降压后的交流电进行焊接，由于其

频率高，则感抗大，导致焊接回路中有功功率大大降低。因此，还需再次进行整流。

图5-1为几种具有代表性电子类直流弧焊设备方框图。

表5-1为几种典型直流弧焊设备的性能比较。

5．2 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。这是因为变压器，无论是一次

绕组还是二次绕组，其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁心截面积S及绕组的匝数N 有如下关系：

E=4.44fBSN

而绕组的端电压U近似等于E，即

U≈E=4.44fBSN

当U、B确定后，若提高f，则S减小，N减少，因此，变压器的质量和体积就可以大大减

少。这样，就能使整机的质量和体积显著减小。不仅如此，还因为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。

体积小、质量轻，节省材料，移动、携带方便。

高效节能，效率可达80％-90％，比传统焊机节电1／3以上。

动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小。

焊接参数自动调节控制方便，很适合作为自动焊接电源。

可一机多用。

5．3 ZX7系列晶闸管逆变弧焊整流器工作原理

5．3．1 主电路原理

由电路原理图5—2、图5—3、图5—4、图5—5可见，三相交流电经自动保护开关QK1后至整流桥VC1整流为脉动直流(R001吸收浪涌电压，限制充电电流)，再经C004～C007仰滤波成为平滑的直流电压，经逆变振荡器(由C008～C011，TV007，TV008，Tc2，L3、L4组成)逆变为中频高压，由主变压器Tc2降压整流后通过滤波(VD009、VD010，L1，L2，C017～C020

变为适合于焊接的低压大电流。其中PCB1为过压保护板，PCB3为阻容保护板，PCB2为主控板，L3和L4起限制晶闸管导通时电流上升率即限制di／dt的作用。控制电路通过控制主电路逆变器中VT3、VT4的开通频率来控制逆变振荡频率，经二次侧整流输出可调的焊

接电流。

5．3．2 外特性控制

借助电子电路和电弧电压、电流反馈信号的配合，并通过自动运算调节电路去控制大功率电

子元件VT007、VT008的开通频率，使焊机的输出特性可进行任意的控制，以满足各种弧

焊工艺方法的需要。ZX7系列焊机为恒流带外拖特性，并具有限制最大电流和最高空载电

压的功能。动特性采用对给定信号与反馈电流信号的差值进行PI调节运算后，转换为调频脉冲，对输出电流的变化自动调节。

5．3．3 控制电路(主控板PCB2)工作原理