弧焊电源课件第五章晶闸管弧焊整流器
电弧焊电源PPT课件

手工电弧焊 是滴状过渡加偶发的短路过渡,对电源动态性能 也具有一定的要求,既要求电源时间常数要足够小,现在的电 子类弧焊电源都能满足手工电弧焊的动特性要求
细丝CO2气体保护焊 是典型的短路过渡过程 ,电流、电压变 化曲线如上图(c),对于影响电流变化速度的输出滤波电感 值有严格要求,即对电源动特性有严格要求,现在许多电子类 气体保护焊机电源中采用了电子电抗器,其时间常数可调,更 加合理的满足了不同焊接规范对动特性的细致要求
⑤保证人身安全(空载电压不能太高)
一般规定空载电压不超过100 V,在特殊用途中,若超过100 V时必 须备有自动防触电装置。直流第电7页源/共空23页载电压下限较交流约低10V
2、对弧焊电源调节性能的要求
电源调节性能:在焊接过程中,由于焊件的材质、厚度和坡口形 式不同,必须选取不同的焊接工艺参数。因此,与电源有关的焊 接参数—电弧电压和电弧电流必须具备调节的性能,以使得电源 —电弧系统能够稳定工作。即弧焊电源能够满足不同工作电压和 电流要求而具有的可调性能称为弧焊电3源的调节性能 4
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二、对弧焊电源的基本要求
弧焊工艺对电源的要求:需具备对弧焊工艺的适应性,即满足 弧焊工艺对弧焊电源的下述要求:
(1)保证容易引弧 (2)保证电弧稳定燃烧 (3)保证焊接规范稳定 (4)具有足够宽的焊接规范调节范围
对弧焊电源电气性能的要求:为满足上述工艺要求,弧焊电源的 电气性能应考虑以下四个方面 :
②变速送丝控制系统的熔化极弧焊:通常的埋弧自动焊(焊丝直径 大于3mm)和一部分MIG焊,它们的电弧静特性是平的。为满足 Kw>0,只能采用下降外特性电源。而且,这类焊接方法焊丝中电 流密度较小,自身调节作用不强,不足以在弧长变化时维持焊接规 范稳定,所以也就不宜采用等速送丝控制系统,而应采用变速送丝
弧焊电源课件第五章晶闸管弧焊整流器

晶闸管整流器的主要特点
1 . 动特性好,响应速度快 动特性好, 2 . 控制性能好 电流电压控制范围大 控制性能好—电流电压控制范围大 3 . 调节特性好 不同外特性 调节特性好---不同外特性 4 . 节能、省材 节能、 5. 噪声小; 噪声小; 6. 电路较复杂
第五章 晶闸管弧焊整流器
6
三、整流波形脉动问题
第五章 晶闸管弧焊整流器
a ug
6 5 1 6 2 1
a=60°
3 2 4 3 5 4 6 5 1 6
ωt
VT1 VT3 VT5
ωt
a b
u fz a b a c b c b a c a cb ab ac
电路特点: a
ug
1、每周有6个波峰,脉动较小,配用的输出电感量也较小; 每周有6个波峰,脉动较小,配用的输出电感量也较小;
d )管 子 导 通 顺 序
4
6
2
4
6
12
第五章 晶闸管弧焊整流器
三相半控桥电阻性负载 触发角α=30的波形图
相电 压波 形
负载 电压 波形 触发 脉冲 时序 SCR 导通 顺序
控制角 α = 60º
a) 相 电 压
u2 o
ua
ω t1
ub
ω t3
uc
ua
三个晶闸管导通情况 t ωt3时,VT3阳极电ω 图 6-8 ωt2时,Uc最低,对 ωt1 至ωt3中点处 位Ub最高,且控制 ωt1 时,三个共 之后,出现6导通, 应的二极管VD a=60° Uz 极加触发脉冲, fz uf 阴极晶闸管中VT1阳 ac 三 b a Ub>Ua,但仍然 cb i fz 导通后Uc钳位到VD2、 VT3导通;VT3导通 相 极电位Ua最高,VT1 是VT1导通,是 后阳极电位钳位到 VD4阳极使VD2、 半 因为此时尽管Ub 控 导通,其电位钳位到 VT4截止。依次类推 b)电 流 电 压 VD1阴极使它截止。 o 电 最大,但VT3触 电阻性负载三相桥式半控整流电路的电流波形在一个周期中只有 t 每个管子导通角为ω a VT3、VT5的阴极,使 每个管子导通角为 阻 α>60 后便会发生波形不连续了 >60º >60 后便会发生波形不连续了。 三个波峰,脉动大,甚至出现不连续,因此不能满足弧焊要求。 三个波峰,脉动大,甚至出现不连续,因此不能满足弧焊要求。 ug u g1 u g3 u发端没加触发脉 g5 u g1 u 120°,导通顺序g 3 负 VT5的阴极电位比阳 120°。管子导通顺 载 c)触 发 电 压 为1、3、5循环 冲,故仍截止。 序为6、2、4、6循环。 波 极电位高而截止。 ω t
晶闸管弧焊整流器共63页

61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 —பைடு நூலகம்刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是愿意 去做,并愿意去冒险的人。“稳妥”之船,从未能从岸边走远。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
晶闸管弧焊整流器4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢!
晶闸管式弧焊整流器

晶闸管式弧焊整流器重点问题:1 可控整流电路优缺点及应用2 电路结构3不同负载(阻性/感性)、不同触发角的整流输出波形绘制;4不同负载下的移相范围;5 触发脉冲位置,晶闸管导通顺序及时间6输出电压的平均值Ud;7自然换相点的位置。
预备知识1、晶闸管的触发、触发角和导通角的概念。
触发(延迟)角:从自然换相点开始到晶闸管被触发时刻的电相位角度。
导通角:晶闸管的实际导通的电角度2、三相交流电的线电压、相电压及相位关系。
1)三个相电压分别相差120度电相位角;2)在任意时刻,线电压的值等于相应的两个相电压的差;3)线电压超前相电压30度电相位角。
3、三相整流电路的自然换相点与过零点。
换向点:两个相/线电压的交点(过零30度;相电压过零30度相当于线电压过零60度)过零点:相电压等于零的点4、晶闸管的共阳极、共阴极接法。
即阴,阳极共位点三相半控桥式整流电路1.1电阻性负载电路结构:1.2 电阻性负载:触发角为0度:(1)换向点:相电压过零30度,即线电压过零60度(2)整流输出波形为线电压包络线;(3)SCR导通时间为120度;(4)每周期内有六个波峰;(5)整流输出电压为2.34U2;(6)管子导通顺序:P98 图5-3触发角为30度:(1)每周期内有6个脉动,且脉动不均匀;(2)SCR导通时间为120度;(3)整流输出电压与触发角度关系为:Ud=1.17U2(1+cosα)触发角为60度:(1)SCR触发点与二极管的自然换相点相重合;(2)SCR导通时间为120度;(3)每周期内有3个脉动,脉动较大;(4)整流输出波形临界连续(5)整流输出电压与触发角度关系为:Ud=1.17U2(1+cosα)触发角为90度:(大于60度即类似)(1)SCR触发点为换向点之后90度(2)SCR导通时间为90度;(3)每周期内有3个脉动,脉动较大;(4)整流输出波形不连续;(5)整流输出电压与触发角度关系为:Ud=1.17U2(1+cosα)1.3 触发脉冲移向范围:180度根据Ud=1.17U2(1+cosα),当触发角为零时,晶闸管处于全导通状态;随α增大,Ud减小;当α为180度是,Ud为0。
弧焊电源及其数字化控制第5章 晶闸管弧焊整流器

图5-2 三相半波纯电阻电路
α=60°时整流电压波形
a) 整流电压波形 b) 触发脉冲
5
晶闸管式弧焊整流器的波形脉动问题的解决措施:
1. 并联高压引弧电源 其基本电路如图5-3所示,其中变压器T、三相半控桥式整 流器组VD2、电抗器L、电阻R2构成晶闸管弧焊整流器的基本电源;变压器T、不可 控桥式整流器组VD1、电阻R1构成高压引弧电源,与基本电源并联。基本电源与并 联引弧电源的外特性如图5-4所示。
图5-5 小电流维弧电路
8
3. 采用直流电抗器 尽管导通角很小时晶闸管式弧焊整流器输出波形不连续, 但经过适的整流电路 不同的整流电路其输出波形的脉动程度不同,如三 相半控桥式整流电路波形脉动程度比三相全桥整流电路大。选择合适的整流电路可 以减小脉动程度。
3. 调节特性好 晶闸管式弧焊整流器通过不同的反馈方式,实现对弧焊电源 外特性形状的任意控制,焊接电流、电压可在较宽的范围内进行调节,并易于实 现网压补偿。
4.节能、省材 与弧焊发电机和磁放大器式硅弧焊整流器相比,可以节省材 料、减轻质量、节约能源。
4
5.1.3 晶闸管整流波形的脉动问题
晶闸管式弧焊整流器的输出电流和电压是通过调节晶闸管的导通角来实现的,因 此它的电流电压波形脉动问题比硅弧焊整流器要大。尤其是当小规范焊接时,导通 角较小,整流波形的脉动加剧,甚至会出现波形不连续,引起电弧不稳定。如图5-2 所示,三相半波整流电路控制角60°,电阻负载时整流电流电压波形,图中波形出 现不连续。
ωt3、ωt5,触发三只晶闸管,使其轮流导通。而二极管则在自然换向点ωt2、ωt4 、ωt6处自然换向。
图5-7 α=0°三相桥式半控整流电路电阻负载波形
a) 相电压 b) 负载电压 c)触发电压 d) 管子导通顺序
《弧焊电源教案》课件

《弧焊电源教案》课件一、教学目标1. 了解弧焊电源的基本概念、分类和性能。
2. 掌握弧焊电源的工作原理和主要参数。
3. 学会弧焊电源的选择和使用方法。
4. 能够分析弧焊电源的故障并进行维修。
二、教学内容1. 弧焊电源的基本概念1.1 定义1.2 作用1.3 弧焊电源与焊接的关系2. 弧焊电源的分类2.1 直流弧焊电源2.1.1 直流弧焊电源的原理2.1.2 直流弧焊电源的优缺点2.2 交流弧焊电源2.2.1 交流弧焊电源的原理2.2.2 交流弧焊电源的优缺点2.3 弧焊发电机2.3.1 弧焊发电机的原理2.3.2 弧焊发电机的优缺点3. 弧焊电源的性能3.1 输出电流和电压3.2 输出功率3.3 调节性能3.4 稳定性能3.5 保护性能三、教学方法1. 讲授法:讲解弧焊电源的基本概念、分类和性能。
2. 演示法:展示弧焊电源的工作原理和操作方法。
3. 案例分析法:分析实际案例,讲解弧焊电源的选择和使用。
4. 讨论法:分组讨论弧焊电源的故障分析和维修方法。
四、教学资源1. 课件:弧焊电源的基本概念、分类、性能等。
2. 实物:弧焊电源设备、配件等。
3. 教材:弧焊电源相关章节。
4. 网络资源:弧焊电源的相关资料和视频。
五、教学评价1. 课堂问答:检查学生对弧焊电源基本概念的理解。
2. 实操考核:学生操作弧焊电源设备,检查操作熟练度和故障排除能力。
3. 课后作业:布置相关习题,巩固所学知识。
4. 小组讨论:评估学生在讨论中的表现,包括分析问题和解决问题的能力。
六、教学重点与难点1. 教学重点:弧焊电源的基本概念及其在焊接工艺中的重要性。
弧焊电源的分类和各自的工作原理。
弧焊电源的主要性能指标及其对焊接质量的影响。
弧焊电源的选择和使用方法。
2. 教学难点:弧焊电源内部电路的复杂性和工作原理的理解。
不同类型弧焊电源的性能比较和故障分析。
弧焊电源保护措施的实施和故障排除技巧。
七、教学安排1. 课时:共计20课时(包括理论讲解、实操演示和练习)。
中职教师培训弧焊电源讲义ppt课件

系,称为焊接电弧的静态伏安特性,简称伏安特性或静特性。可用下 式表示:
Uf f(If ) 焊接电弧静特性曲线形状分析-------U形曲线
金属电阻的伏安特性曲线
电弧各区域压降与电流的关系
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手工电弧焊、埋弧焊等焊接电弧基本工作在电弧静特性的水平段。
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外特性曲线的三部分: 工作区段:反映了外特性曲线的具体形状 空载点:决定了电源的空载电压 短路区段:反映了曲线形状和短路电流值
1.弧焊电源外特性工作区段形状的选择
(1)焊条电弧焊 工艺特点: 弧长容易波动(焊工手抖动) 电弧处在水平段
U
U0
3
1 2
A0 A2
l1
Iwd1 A1
A3
0
I
b)
U
完整版ppt课件
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1. 弧焊电源的基础知识
三相四线制
工业电网与焊接电源的要求
380V/220V/50Hz
空载电压:20~80V
焊接特点:低电压、大电流
输出电流:30~1500A
通过降压变压是弧焊电源必须的。
降压变压器是基本部件,也是最简单的弧焊电源
弧焊电源中的变压器有两种基本形式 :
工频变压器:普通电源 中频变压器:逆变电源
A1
等速送丝方式熔化极电弧焊较好 的电源外特性
If
If2 If1
0
I2
Iwd
I
I1
3-7 等速送丝熔化极气体保护焊接系统示意图
平或缓降外完特整版性ppt课件
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2)变速送丝控制系统的熔化极电弧焊
主要方法:埋弧焊(焊丝直径φ > 3 mm)和
《焊接电源》课程讲义 第5章 电子控制型弧焊电源基础

在电子控制型弧焊电源中,既有模拟型晶体管弧焊电源,也有开关型晶体管弧 焊电源;而且还有晶体管式逆变弧焊电源。 1.晶体管的结构
晶体管的外形有三种基本形式:金属壳封装、塑料封装和模块,如图5-5所示。 晶体管也有三个电极:集电极E、发射极C和基极B。它的符号见图5-5d。 晶体管的内部有一个由半导体材料做成的管芯。它是三层(NPN)三端(C、E、 B)器件。晶体管分为 NPN型和 PNP型两类,又有单管 GTR、达林顿式 GTR (复合管)和GTR模块几种形式。
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College of Materials Science and Engineering, HUST
3.IGBT的基本特性 (1)静特性的关系 IGBT的静态输出伏安特性、转移特性和静态开关特性如 图5-14所示。
1)输出伏安特性 指输出电流IC、集射极电压UCE和栅极电压UGE之间的关系,如图514a所示。分为四个区:截止区Ⅰ(阻断区)、线性放大区Ⅱ(放大能力 IC =gmUGE )、 饱和区Ⅲ(饱和压降UCES一般为2~4V)和击穿区Ⅳ(过电压击穿)。 2)转移特性 即输出电流IC、集射极电压UCE的关系特性曲线,如图5-14b所示。门极 开启电压UCE (th),一般为3~6V。 3)静态开关特性,如图5-14c所示,两个工作状态,截止和导通状态。
外特性调节方法
具有各种外特性形状,其获得所需外特性形状的 方法与机械调节型弧焊电源不同,它不是依靠电 源的机械结构,而是依靠电源中电子电路的控制 来实现的。
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College of Materials Science and Engineering, HUST
现代弧焊电源及控制培训讲义(PPT 97页)

1)恒压特性与 恒压特性 拉长易断弧;熔 滴受参数波动影 响大
3)恒流特性与 恒流特性 熔滴过渡均匀; 电弧弹性好;自 调节作用差,易 粘丝(短路) , 弧长波动大
U
l1
l0
B1
B0
A1
A0
0 a)
U
A0 A1 0
c)
I
B0 l0 B1 l1
I
U
B1 l1
l0
B0
A1
A0
2)恒流特性 与恒压特性
熔滴过渡均匀; 小电流易断弧; 弧长波动大
陡降外特性
(3)不熔化极电弧焊
特点: 电弧静特性工作部分呈平的或略上升的形状;弧长稳定 方法: 钨极氩弧焊(GTAW),等离子弧焊(PAW)以及不熔化极脉冲 弧焊 要求:电流稳定
弧—源稳定下降外特性
不熔化极电弧焊较好的电源外特性
参数稳定恒流特性
以恒流为主,加 上短路内拐
(4)熔化极脉冲电弧焊
电源一电弧”系统稳定要求下降、平、微升特性均
可
电弧自调节要求平或微升外特性
参数稳定要求平或缓降外特性
电弧的自身调节作用:当焊接弧长发生
变化时,引起焊接电流和焊丝熔化速度的变 化,从而可以使弧长自动恢复的作用
弧焊 电源
U
1
Uf Uf1 Uf2
送丝电机 及等速控 制装置
工件
2
A0
A2
3 4 l1 l2
r 调节 0的-----如弧焊变压器,多数机械调节式弧焊电源
调节E的-----如弧焊逆变器,部分弧焊整流器,电子
控制式弧焊电源
r 调节 0的方法
Uy
直 线 型
0
R0=0 R0>0
焊接方法与设备常用弧焊电源讲解ppt教案

焊接方法与设备常用弧焊电源讲解ppt教案目录•焊接方法与设备概述•常用弧焊电源类型及特点•弧焊电源工作原理与性能参数•弧焊电源操作技巧与维护保养•弧焊电源在实际应用中案例分析•弧焊电源发展趋势及前景展望01焊接方法与设备概述焊接方法分类及应用熔化焊利用热源将待焊两工件加热至熔化状态,形成熔池,冷却后形成焊缝,将两工件连接在一起。
包括气焊、电弧焊、电子束焊等。
压力焊在焊接过程中,对焊件施加压力(加热或不加热),以完成焊接的方法。
包括电阻焊、摩擦焊、冷压焊等。
钎焊采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。
焊接设备组成及作用提供焊接所需的电能,如弧焊机、电阻焊机等。
将焊丝送至焊接部位,保证焊接过程的连续进行。
包括焊枪、喷嘴等部件,用于传导焊接能量、保护熔池和焊缝。
控制焊接设备的启动、停止、参数调整等功能。
焊接电源送丝机构焊接机头控制系统弧焊电源能够提供稳定的电流和电压,保证电弧的稳定燃烧,从而获得高质量的焊缝。
提供稳定的电弧弧焊电源具有多种调节功能,如电流、电压、焊接速度等,可以根据不同的焊接需求进行调整,以获得最佳的焊接效果。
调节焊接参数弧焊电源具有较高的自动化程度,可以配合机器人或自动化设备实现自动化焊接,提高生产效率。
提高生产效率弧焊电源采用先进的节能技术,可以降低能耗和成本,提高企业的经济效益。
降低能耗和成本弧焊电源在焊接中重要性02常用弧焊电源类型及特点电流特性交流弧焊电源的电流呈周期性变化,正负半周交替出现,电流大小和方向随时间变化。
原理及构造交流弧焊电源采用交流电作为焊接能源,通过降压、整流等电路处理,输出适合焊接的交流电流。
其构造主要包括变压器、整流器、滤波器等部分。
适用范围适用于低碳钢、低合金钢等材料的焊接,尤其适用于薄板焊接和高速焊接。
原理及构造01直流弧焊电源采用直流电作为焊接能源,通过降压、整流等电路处理,输出平稳的直流电流。
晶闸管式弧焊整流器

改进方案
附加全波 整流的维 弧电路以 及高压引 弧电路。
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第6章 晶闸管式弧焊整流器
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6.2.2 三相全控桥式整流电路
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第6章 晶闸管式弧焊整流器
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图6-10 α=0°电阻负 载三相全控桥式整流电 路波形 a)相电压 b)负载电 压 c)触发脉冲 d)管 子导通顺序三相桥
ωt1+δt1
ωt1+δt2
法将N点电位相对于M点提高UaU-b,此时VH6的阳极电位与VH1 的阳极电位相等,这样就可以实 现VH6与VH1同时导通了。
2004/10/10 第6章 晶闸管式弧焊整流器 23
为了提高N点的电位,实现两个晶闸管的同时导通,在六相半波可控整流电路 中引入了平衡电抗器LB。将LB接到M点与N点之间,如图6-22b所示。
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1.平衡电抗器的工作原理 没有平衡电抗器时等效于六相半 波整流。每个时刻只有一个管子 导通,利用率低。 在ωt1+ δt1时刻, Ua相电压最高,U-b相次高。 此时Up=Ua, 没有平衡电抗器时Um=Un, 故,VH6阴极电位比阳极电位高, 即使触发它也不能导通。 欲使VH6与VH1同时导通,只有设
U2 L p 2.24 I d min
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第6章 晶闸管式弧焊整流器
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α=30°时整流电压波形
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α=60°时整流电压波形
第6章 晶闸管式弧焊整流器 29
α=90°时整流电压波形
2004/10/10 第6章 晶闸管式弧焊整流器 30
与其它可控整流电路相比,该电路具有以下特点: l)它相当于两组三相可控半波整流电路并联。它的各相电流流通时间可延长至120° 2)有六个晶闸管,触发电路比三相半控桥式整流电路的要复杂,比三相全控桥式整 流电路的简单。 3)整流电压波形为每个周波六个波峰,其脉动程度比三相半控桥式电路的小,最 低谐波为六次,要求输出电感的电感量及体积都较小。 4)需用平衡电抗器,为保证电路能正常工作,其铁心不能饱和。为此,应避免该 铁心被直流成份所磁化,从而要求其抽头两边线圈的直流安匝相互抵消,即两组整 流电路的参数(主要是变压器的匝数和漏感)应对称,这就对变压器等的制造和元 件的挑选提出更高的要求。
弧焊电源重点..

第一章焊接电弧及其电特性(填空)焊接电弧的特性:电压最低,电流最大,温度最高,发光最强三种电离:撞击电离,热电离,光电离四种电子发射:热发射,光电发射,重粒子撞击发射,强电场作用下的自发射1.弧焊电源可分为哪几类?按什么分类?答:(1)弧焊电源及其控制技术的分类:交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源、逆变式弧焊电源(2)弧焊电源的控制技术分类:机械式控制、电磁式控制、数字式控制、电子式控制。
2弧焊电源的压降如何分布?答:电弧沿其长度方向分为三个区:阳极区、阴极区、弧柱区,这三个区的电压降分别称为阳极压降Uy、阴极压降Ui、弧柱压降Uz。
它们组成了总的电弧电压Uf,且Uf=Uy+Ui+Uz。
阳极压降基本不变,而阴极压降在一定条件下基本上也是固定的数值,弧柱压降则在一定气体介质下与弧柱长度成正比。
则,弧长不同,电弧电压也不同。
3。
弧焊电源的静特性、动特性是指什么?答:电弧静特性:电极材料、气体介质、弧长一定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。
Uf=f(If)电弧动特性: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为:Uf=f(if)4。
焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊得电弧静特性是怎样的?答:焊条电弧焊:多半工作在静特性的水平段。
埋弧焊:多半工作在静特性的水平段。
CO2气体保护焊:基本上工作在上升段。
(虚线的是二氧化碳的,实线的是Ar弧焊的)5。
交流电弧有什么特点?为保护交流电弧连续燃烧电路参数应当怎样配合?答:特点:a 。
电弧周期性的熄灭引燃b 。
电弧电压和电流波形发生畸变c 。
热惯性作用较为明显(2)a 。
交流电弧连续引燃的条件之一: 即当ωt=π时,使电弧电流if 正好过零点,if=0,从而得到: b 。
连续引燃条件之二:即在ωt=0时,弧焊电源电压Uy 应大于电弧引燃电压Uyh ,即: 综上分析:为保证交流电弧连续燃烧必须保证电路中各项参数:电源空载电压U0、电弧电压Uf 及引燃电压Uyh 之间必须保持一定的关系.即:6。
弧焊电源及其数字化控制第5章 晶闸管弧焊整流器

5.1.1 晶闸管弧焊整流器的主要组成
晶闸管式弧焊整流器基本原理框图 一般晶闸管式弧焊整流器的组 成,如图5-1所示。主电路由三相主变压器T、晶闸管整流器V和输出 直流电感L组成。二极管组VD和限流电阻R构成维弧电路。控制电路 由给定电路、检测电路、比较电路和触发电路组成。
图5-1 晶闸管式弧焊整流器基本原理图
5.1.2 主要特点
控制性能好 晶闸管可以用较小功率的触发信号,实现 对大功率整流器的输出控制。
动特性好,反映速度快 它与弧焊发电机和磁放大器式弧焊整 流器相比,内部电感要小得多,系统时间常数可达十几个毫秒 (一般磁放大器式的时间常数为150~200ms),具有电磁惯性小、 响应速度快的特点。其动态特性可以采用电子电抗器加以控制和 调节。
当晶闸管控制角 0 时 波形分析如图5-7所示。分别 在自然换向点ωt1、ωt3、ωt5,触发三只晶闸管,使其轮 流导通。而二极管则在自然换向点ωt2、ωt4、ωt6处自然 换向。
图5-7 α=0°三 相桥式半控整流 电路电阻负载波
形 a) 相电压 b) 负载电压 c)触发电压 d) 管子导通顺序
5.1 概述
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又被称为可控硅整流器 (Silicon Controlled Rectified——SCR),以前简称可控硅。在电 力二极管开始应用后不久,1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管, 1957年美国通用电气公司开发出世界上第一只晶闸管,从此揭开 了电力电子技术发展和应用的序幕。由于晶闸管容量大、耐压高、 功耗小,具有良好的可控性,很适合制作弧焊电源,因此在20世 纪60年代初期,便出现了以晶闸管为整流元件的弧焊电源——晶 闸管式弧焊整流器。它采用小功率信号改变晶闸管的导通角来实 现对弧焊电源外特性的控制以及焊接参数的调节。目前在各种弧 焊电源中,晶闸管式弧焊整流器的应用最为广泛。但是由于它存 在功率因数低、耗电耗材多、冲击电流大等问题,有愈来愈多被 后起之秀的弧焊逆变器所代替的趋向。
弧焊电源ppt课件

24
例如1 z X 7 - 200
例如2:B X 6 - 300
额定焊接电流250A 逆变式系列 下降外特性 弧焊逆变器
额定焊接电流300A 抽头式系列
下降外特性
完整最新版课件 弧焊变压器
25
序 X1
号 代表 大类
字母 名称
X2
代表 小类 字母 名称
1 A 弧焊发 X
下降
电机
P
平
D
多
2Z
弧焊整 X
下降
流器
P
平
D
多
X3
代表 附注特征 字母
省略 D Q C T H 省略 M L
电动机驱动 单纯弧焊发电机 汽油机驱动 柴油机驱动 拖拉机驱动 汽车驱动
一般电源 脉冲电源 高空载电压
E
交直流两用电源
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X4
数字 序号
省略 1
2
省略
1 2 3 4 5 6 7
系列产品
直流 交流发电机整 流
交流
磁放大器或饱 和电抗器式
焊间隙大的对接焊缝时,加垫板
加引弧板和引出弧
短弧焊接
调整焊条角度
改变接地线位置
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1
尽量采用小电流
六、焊接时的极性及其应用
(一)、焊接时的极性 定义: 直流电弧焊或直流电弧切割时,焊件与电源输出 端正、负极的接法。 种类: 有正接和反接
焊件接电源的正极,电极接电源负极的接线法,称正接也叫正极性; 焊件接电源的负极,电极接电源正极的接线法,称反接也叫反极性;
一般要求稳态短路电流:完I整W最d新=版(课件1.25-2.0)Ih
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四、对弧焊电源调节特性的要求
弧焊电源PPT课件

•
2)当瞬时U外y界(干I )扰破坏U静f
(I )
L
dI dt
态平衡.应能自动第2达页/共到93新页 的平衡:
• 如果在t=0时某种原因影响系统I弧↓(电弧空间游离程度 改变).
• 引起电流变化ΔI, 随后外界干扰电流变化ΔI也变化,Δi 偏差瞬时值, 在t>0时电流瞬时值应为: i=I+Δi
•
∴ 方程由(1)可写为:
∴在Kw,0时都存在自身调节作用,但由于ΔI不同, 应尽量采用平的或缓降的电源特性, 保证自身调节作 用足够的强烈。 平的电源,易于引弧,利于防止焊丝回烧和粘丝,飞 溅也大。
第8页/共93页
• 二种:变速送丝控制系统(电弧电压反馈调节) • 利用电弧电压偏移来调节送丝速度,使电弧
电压得到恢复。如图所示: • L变化,如果引起的电压偏移 越大(ΔU↑),V送
• 实际中,U外曲线有若干种. 可供不同的焊接方法及工 作 条 件 具 体 分 析 和 选 用 。第6页/共93页
(一)电弧焊对U外曲线形状的要求
• 1、手工电弧焊 U静是水平的,下降特性电源可以满足系统稳定的要
求。
什么外特性曲线更合适呢,如图: 由于存在“电弧弹性”一L变化使I偏移, I越小,电弧弹性越好。 Ll-L2,由于U外形状不同工作点不同,
也↑以使电弧稳定。
• 3、等速送丝气体保护焊(C02)
• U静是上升的MIG可用于的外特性;U。不变有利 于稳弧,对于细丝C02焊一般采用短路过渡.过渡 频率低:当U。↑ 频率下降,稳定性↓,但当U。选 择适当时,频率会增高, 可获得良好成型。
第15页/共93页
二、可调参数
• (一)下降外特性电源的可调参数
与U源 U弧的差值及回路电感有关.差↑,回路L↓,V恢
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第五章 晶闸管弧焊整流器
4
晶闸管式弧焊整流器的主要组成
下降外特性:触发脉冲的相位由给定电压和电流反馈信号确定。 下降外特性:触发脉冲的相位由给定电压和电流反馈信号确定。 平外特性:触发脉冲相位则由给定电压和电压反馈信号确定。 平外特性:触发脉冲相位则由给定电压和电压反馈信号确定。 任意外特性:调节电压、 任意外特性:调节电压、电流反馈信号的比例
VT5 ifz
T
a b c ufz Rfz
VD2、4、6:三个共阳极二 、 、 : 极管, 极管,其管子导通规律是阴极 电位最低的管子导通。 电位最低的管子导通。
VD2
VD4
VD6
α= 0º α= 60º
11
图6-6 电阻性负载的三相桥式半控整流电路
第五章 晶闸管弧焊整流器
控制角 α = 0º
a) 相 电 压
第五章 晶闸管弧焊整流器
ωt
21
电阻电感性负载
ufz ab ac bc ba ca cb ab ac
o
ωt
a 三相桥式全控整流电路的负载电压平均值: a=90°
Ud = 2.34 U2 cosα 移相范围 移相范围90º
第五章 晶闸管弧焊整流器
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三、六相半波整流电路
铁心有三个心柱, 铁心有三个心柱,每个 T 心柱上各有一个一次绕 组和两个二次绕组( 组和两个二次绕组(如 a和-a),两个二次绕 ),两个二次绕 和 ), 组的非同名端相连。 组的非同名端相连。 只要控制级有触发信号, 只要控制级有触发信号, 六个共阴极晶闸管的导 通规律是阳极电位最高 的管子导通。 的管子导通。只需单管 导通即可构成回路。 导通即可构成回路。六 个管子轮流导通。 个管子轮流导通。
第五章 晶闸管弧焊整流器
a ug
6 5 1 6 2 1
a=60°
3 2 4 3 5 4 6 5 1 6
ωt
VT1 VT3 VT5
ωt
a b
u fz a b a c b c b a c a cb ab ac
电路特点: a
ug
1、每周有6个波峰,脉动较小,配用的输出电感量也较小; 每周有6个波峰,脉动较小,配用的输出电感量也较小;
势继续为VT 势继续为 1提供正向电压使其 不能及时关断。 不能及时关断。VT1继续导通多
Rfz ifz
VD7构成回路续流,既使 构成回路续流, 长时间取决于L中存储的能量的 长时间取决于 中存储的能量的
VD2 VD4 VD6 i大小,甚至延长到 电阻电感性负载的三相桥式半控整流电路 不中止, 图6-9 大小,甚至延长到VT3被触发为 fz不中止,又使晶闸管按 时关断。 止。 时关断。
时,负载电流减少产生自感电势, VT1 负载电流减少产生自感电势, 2 、 电阻电感性负
a
L足够大时,负载电压 Uf z 为零 足够大时, 足够大时
VT3
VT5
常关断。 常关断ωt4时,虽然 ac=0,但二 虽然U 通。至 。 , T
ufz b c
VD7 VT7
L
电压间断时, 电压间断时,由L、Rfz和 、
第五章 晶闸管弧焊整流器
15
三相桥式半控整流电路特点: 优点: 制造简单、可靠、经济和较易调试 缺点: 调至低压或小电流时波形脉动较明显,需 配置大电感量的输出电抗器。
第五章 晶闸管弧焊整流器
16
二、三相桥式全控整流电路
VT1 VT3 VT5
T
a b
ufz
L ifz
c
Rfz
电阻性负载
VT4 VT6 VT2 图6-12 电阻电感性负载 三相桥式全控整流电路
第五章 晶闸管弧焊整流器
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第二节 晶闸管式弧焊整流器主电路
一、 三相桥式半控整流电路 二、 三相桥式全控整流电路 三、 六相半波整流电路 四、 带平衡电抗器双反星形可控整流电路
第五章 晶闸管弧焊整流器
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一、三相桥式半控整流电路 1. 电阻性负载 2. 电阻电感性负载
第五章 晶闸管弧焊整流器
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VT1、3、5:三个共阴极晶闸管, VT1 VT3 、 、 :三个共阴极晶闸管, 1、 电阻性负载 其管子导通规律是阳极电位最高且 控制极加有有效脉冲的管子导通; 控制极加有有效脉冲的管子导通;
晶闸管弧焊整流器输出电 压和电流的大小决定于整 流器中晶闸管的导通角, 晶闸管的导通角越大,电 源输出电压和电流越大。 小规范焊接时, 小规范焊接时,导通角 小,整流波形的脉动加 波形不连续, 剧,波形不连续,引起电 弧不稳定。 弧不稳定。
三相半波电阻性负载控制角α= 三相半波电阻性负载控制角 = 60º时整流电压波形 时整流电压波形
A P G N N P P N K
3
一个晶闸管等效为两个三极管。 一个晶闸管等效为两个三极管。
第五章 晶闸管弧焊整流器
晶闸管导通条件: 晶闸管导通条件: 晶闸管关断方法: 晶闸管关断方法:
1)晶闸管阳极加上正向电压 ; )晶闸管阳极加上正向电压U; 阳极加上正向电压 2)控制极加上适当的同步正向触发电压Ug 。 )控制极加上适当的同步正向触发电压 1)使晶闸管的阳极电流低于维持电流 ) 加上适当的同步正向触发电压 晶闸管导通后, 晶闸管导通后,只要正向电流 I 的大小等于或大 或切断阳极电流(适合于低频电路)。 或切断阳极电流(适合于低频电路)。 于晶闸管的维持电流, 于晶闸管的维持电流,即使去掉控制极上的触发 2)在晶闸管阳极和阴极之间加一反向 ) 晶闸管也仍然维持导通状态。 电压 Ug 常用的方法)。 ,晶闸管也仍然维持导通状态。 电压(常用的方法)。
第五章 晶闸管弧焊整流器
1
第一节 概述 第二节 主电路 第三节 触发电路 第四节 外特性控制电路 第五节 晶闸管式脉冲及矩形波交流弧焊电源 第六节 晶闸管式弧焊整流器典型产品介绍
第五章 晶闸管弧焊整流器
2
第一节 概述
二极管:一个PN结 三极管:PNP,NPN 晶闸管:两个PN结 阳极A 阴极K 控制极G P N P N
fz 1 载 6
管的导通角失控,不能正 , 管的导通角失控、VD 继续导 i 不中止。在VT 不中止。
极管中由VD 自然换相为VD 避免失控的方法: 极管中由 6自然换相为 2导 避免失控的方法: 通,于是L、Rfz、VD2和续流 于是 、 在负载两端接上续流 在负载两端接上 VT1之 间构成回路, 间构成回路 上的自感电动 二极管VD7,这样当整流 二极管 ,由L上的自感电动
第五章 晶闸管弧焊整流器
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电阻性负载
控制角 α a) 相 电 压 图 6-13 = 0 º
u2 o ω t1
a
ω t2
b
ω t4
c
ω t6
a
ω t2 ω t3 ω t1
a=0° 三 相 ab ac bc ba ca cb ab ac u fz 桥 i fz 式 全 各晶闸管分别导通120° 各晶闸管分别导通 ° 控 b)负 载 电 流 、 电 压 o 整 流 1 2 3 4 5 6 1 2 3 ug 电 路 c)触 发 电 压 波 形 5 1 1 3 3 5 5 1 1 6 6 2 2 4 4 6 6 2 d)晶 闸 管 导 通 顺 序
VT6 VT2
a=90°
ωt
c
6 1 2 3 4 5 6 2、整流输出电压、电流在控制角为60o时,临界连续; 整流输出电压、电流在控制角为60 1 临界连续;
3、6只晶闸管,电路复杂,调试和维护困难。 VT4 只晶闸管,电路复杂,调试和维护困难。
5 6 1 2 3 4 5 6
4、整流电路的移相范围为120 整流电路的移相范围为120º 120 各晶闸管导通时间不足120° 输出波形不再连续。 电阻性负载三相桥式全控电路a=90°时的负载电压波形 各晶闸管导通时间不足 ° 电阻性负载三相桥式全控电路 ,输出波形不再连续。 °
d )管 子 导 通 顺 序
4
6
2
4
6
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第五章 晶闸管弧焊整流器
三相半控桥电阻性负载 触发角α=30的波形图
相电 压波 形
负载 电压 波形 触发 脉冲 时序 SCR 导通 顺序
控制角 α = 60º
a) 相 电 压
u2 o
ua
ω t1
ub
ω t3
uc
ua
三个晶闸管导通情况 t ωt3时,VT3阳极电ω 图 6-8 ωt2时,Uc最低,对 ωt1 至ωt3中点处 位Ub最高,且控制 ωt1 时,三个共 之后,出现6导通, 应的二极管VD a=60° Uz 极加触发脉冲, fz uf 阴极晶闸管中VT1阳 ac 三 b a Ub>Ua,但仍然 cb i fz 导通后Uc钳位到VD2、 VT3导通;VT3导通 相 极电位Ua最高,VT1 是VT1导通,是 后阳极电位钳位到 VD4阳极使VD2、 半 因为此时尽管Ub 控 导通,其电位钳位到 VT4截止。依次类推 b)电 流 电 压 VD1阴极使它截止。 o 电 最大,但VT3触 电阻性负载三相桥式半控整流电路的电流波形在一个周期中只有 t 每个管子导通角为ω a VT3、VT5的阴极,使 每个管子导通角为 阻 α>60 后便会发生波形不连续了 >60º >60 后便会发生波形不连续了。 三个波峰,脉动大,甚至出现不连续,因此不能满足弧焊要求。 三个波峰,脉动大,甚至出现不连续,因此不能满足弧焊要求。 ug u g1 u g3 u发端没加触发脉 g5 u g1 u 120°,导通顺序g 3 负 VT5的阴极电位比阳 120°。管子导通顺 载 c)触 发 电 压 为1、3、5循环 冲,故仍截止。 序为6、2、4、6循环。 波 极电位高而截止。 ω t
ω t5 三个二极管导通情况
负载电压为: 负载电压为:Ufz = 1.17 U2 ( 1 + cosα ) 形 5 3 1