逆变机与传统变压器电焊机性能比较

降低单位能耗刻不容缓
我国制造业的很多专家早就 看到了节能降耗的重要性，造船 行业早在1986年就成立了高效焊 接技术指导组，在焊接的高效、 节能方面做了许多有益的工作， 是我国在整个行业内推广高效节 能焊接技术、设备的典范，造船 行业的主要焊接方法由手工电弧 焊占75%发展到了今天的CO2气保 半自动CO2气保 焊超过60％，彻底淘汰了高耗能 护焊机, 的旋转焊机，逐步淘汰传统边缘 60.00% 器式为我国高效节能焊接设备的 推广应用提供了强有力的支持和 帮助，造船行业在焊接节能上为 国内焊接界树立了一个好榜样。
电气技术参数比较
高创ZX7-400D-6 逆变多头焊机 传统变压器二极管整流 ZXE6X400焊机
焊接性能比较
逆变手工焊机 由于使用高频通过 脉宽调制技术（PWM) 逆变整流可提供更强更 集中更为平稳的电弧， 在进行短路熔滴过渡时， 焊条与工件发生短路后， 其反应更加迅速。具有 良好的动特性，电弧稳 定，溶池容易控制。 传统变压器式电焊机 由于采用工频50Hz直接 通过变压器变压整流，频率较 低，无电流电压反馈电路，易 受外界干扰，难于提供平稳 的电弧，输出特性不可控， 溶池难于容易控制。推力电流 不可调。
控制方式 额定输入电压。 相数 输入电源频率 额定输入容量 额定输出电流
额定输出电压
额定负载持续率
V
%
78-80
60
逆变焊机节能的主要原因
部件名称 初级导线长度 主变压器 次级导线长度 平衡电抗器 绕组导线长度 滤波电抗器 绕组导线长度 导线总长度 15米 9米 10米 139米 0.7米 0米 1.8米 4.6米 21倍 －－ 5.5倍 30倍 变压器焊机 104米 逆变焊机 2.1米 变压器焊机/逆变焊机 49倍
注：本表格数据来自相应部件绕组大概数据精确度有限
逆变焊机节能的主要原因

焊机与逆变焊机的主变压器、电抗器作比较就可以看出， 可控硅焊机所使用的导线总长度远大于逆变焊机。 电阻=电阻率×导体长度/横截面积 由上式可见，在导线材料、导线横截面积确定以后，导线 的电阻与长度是成正比的，所以可控硅焊机内部的损耗远 大于逆变焊机。这就是逆变焊机比工频变压器整流或可控 硅整流焊机省电的主要原因。

高创ZX7-400焊机传导干扰发射测试波形
高创逆变焊机的优越性：
1、体积小、重量轻： 由于逆变焊机的工作频率高，大大减小了变压器的体积、重量， 减少了铜材和钢材的用量，其重量只有传统焊机的1/4—1/10。 2、高效节能： 由于逆变焊机的工作频率高，使变压器、电抗器匝数减少，绕组 导线长度变短，铜损减少。逆变焊机的效率和功率因数均较高，比 传统焊机节能10—40%。 3、控制性能好、负载适应性强： 由于逆变焊机的工作频率提高，使焊机的响应速度大大提高，可 以对焊接电弧进行精细的控制，改善焊接的工艺性能，降低飞溅、 改善焊缝成形、进行熔滴过渡控制。
直流式弧焊机, 13.50% 交流弧焊机, 15.00% 埋弧焊机, 7.50% 其他焊机, 4.00%
节能分析
不同类型焊机效率的比较
效率 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
变压器焊机 可控硅焊机
逆变焊机
节能分析 不同类型焊机（400A）耗电的比较
千元/电费年 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
高创电焊机发展动向技术特点（软开关）


软开关逆变技术：
采用节能、省材、减少电网污 染的软开关技术是逆变焊机发 展的新动向，它可以在减少资 源浪费的同时减少对电网的污 染。 由于谐振软开关逆变电路与传 统的硬开关逆变电路比较具有 明显的优点，因此，近十年来， 国内外都加大了软开关逆变技 术的研究和推广应用。


维护保养操作比较
高创逆变焊机 大功率元件 经过精心布置， 散热风道与电子 元件完全隔离， 使维护保养特别 容易，维修非常 方便。
传统变压器式电焊机 变压器铁芯无法 与散热风道隔离，整 机内部布满灰尘，绝 缘电阻难以控制在合 格范围之内。且调节 电节电流的电抗器经 常受雨水和灰尘影响 无法调节，维护保养 麻烦。
GTR 逆变
硒整流焊机 1950年代初
SCR 逆变
旋转焊机 1905年
前言

目前大多数 焊接设备的用户正在使用的 是传统变压器式电焊机，随着电力电子 技术的发展现在焊接设备的用户逐渐淘 汰传统变压器式电焊机新购逆变式电焊 机。为什么要改用逆变式电焊机呢下面 我对这两种机型综合性能进行比较一下 以便说明这个问题。
电焊机发展动向（向数字化发展）


数字化焊机
焊机主电路的逆变化是焊机数字化的 主要内容之一。 现在国内已有很多的焊机制造厂家掌 握了逆变焊机生产技术，不仅传统的 PWM（脉冲宽度调制）硬开关技术 已被广泛地应用到各种焊机，而且软 开关逆变技术也已经进入了实用阶段， 为数字化焊机的研发打下了坚实的基 础。 高创公司从2004年开始研究、开发数 字化垂直焊机，目前已经研发成功的 产品有各种数字化控制角焊小车、使 用了DSP技术GS-201垂直气电焊焊机 等高效自动化焊机。
1.传统变压器电焊机工作原理
传统变压器电焊机就 是一个特殊的变压器.所 不同的是变压器接负载时 电压适合焊接工艺的外特 性, 主在是通过调解磁通 和串联电感的电感量来实 现的 。 电焊机的工作电压的调节 依靠二次线圈抽头变换电 压，同时还有用铁芯来调 节的，可调铁芯的进入多 少，就分流磁路，进入越 多，焊接电压越低电流越 小。


传统变压器二管整流焊机：
年耗电量=（198kW×4.8小时+0.1kW×3.2小时）×245天 =950.72×245天=232926.4（度，千瓦/小时）

传统变压器二管整流焊机年用电费：0.79元×232926.4度
=184011.836元 使用逆变高创ZX7-400焊机每年可节电104528.8度，节约电费 55614.236元，使用两年半左右就可以收回购买焊机所花的钱。
变压器焊机
可控硅焊机
逆变焊机
ZX7-400I-6与ZXE-400-6焊机耗电量对比

年耗电量计算公式： 年耗电量＝（额定输入功率×4.8小时＋空载输入功 率×3.2小时）×245天 注： 1．计算所使用的电气数据均来自产品样本； 2．电费按某地区2006年工业用电电价计算（0.79元/ 度）； 3．时间按每年245个工作日，每天工作8小时（负载 持续率60％，负载4.8小时，空载3.2小时）计算；
高创逆变多头焊机外形图
节能减排请用高创逆变焊机
逆变电焊机与传统变压器电焊机应用性能比较
珠海市高创力机电设备公司
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目录
1。前言 2。焊接设备简介
3。节能分析
4。高创逆变焊机节能降耗的潜力与措施 5。高创产品简介
直流弧焊电源的发展过程
逆变焊机 1978年 IGBT逆变
晶闸管整流焊机 1960年代
MOSFET逆变
硅整流焊机 1950年代末

高创ZX7-400与焊机耗电量对比
焊机型号 日耗电量 年耗电量 高创ZX7-400I-6 525.12度 128654.4度 ZXE-400-6 950.72度 232926.4度
节电量
减少标准煤消耗 减少排放 节电率 年电费 年节省的电费
2。1公斤煤约排放10标立方米烟气。
104272度
42125.888吨 421258.88标立方米烟 气 ≈40％ 101636.976元 82374.88元
－－
－－ －－ －－ 184011.856元 －－
1。以0.404千克标准煤／度电计算（用于计算最终消费）；
高创ZX7-400与焊机电气数据对比较
型号 控制方式 额定输入电压。相 数 输入电源频率 额定输入容量 额定输出电流 额定输出电压 额定负载持续率 ZX7-400I-6 － － Hz kVA A V % IGBT逆变 AC380V 3相 50/60 18.2X6 400 39 60 型号 ZXE-6X400 变压器 降压 － Hz kVA A 二极管整流 AC380V 3相 50/60 198 400

注重电磁兼容性的高创电焊机

电磁兼容是指设备或系统在电磁环境中能正常工作，且不对该环境中的任何事物 构成不能承受的电磁骚扰的能力。也就是说焊接设备要有一定的抗电磁干扰的能 力，而且焊机自身产生的电磁干扰也应抑制在一定水平下。

电磁兼容（EMC）这个问题国内电焊机生产厂商过去也不太重视，随着晶闸管 整流焊机、逆变焊机的出现，同时也产生了大量电磁干扰问题，如高频噪声、谐 波、切断设备时产生的瞬时噪声、接通负载时的冲击电流等。这不仅影响了焊接 设备自身的可靠性，同时也对电网造成了污染。 由于电网污染危害严重，引起了人们对EMC的重视，我国已经开始根据国际电 磁兼容性标准IEC60974—10着手制定相应的国家标准，建立EMC测试试验室， 并普查我国电焊机的电磁兼容的实际水平和改善电焊机的绿色化问题。
高创ZX7-400-6与焊机耗电量对比


ZX-700逆变焊机：
年耗电量=（18.2kWX6×4.8小时+0.05 kW×3.2小时）×245天 =525.12×245天=128654.4（度，千瓦/小时） 逆变ZX7-400I-6焊机年用电费：0.79元× 128654.4度=101636.976元
安全性能比较
高创逆变焊机 内部自带空载 电压降低电路， 空载时输出电 压为24V以下 的安全电压在 工作环境较差 的仓室及较易 发生空载电压 触电的场所。
传统变压器式电 焊机 空载电压较高 有70V-80V远高于 安全电压容易发 生空载电压电， 加装空载电压降 低装置困难且成 本较高，难以保 证工作安全可靠。

高创电焊机显著特点
低电磁干扰：在谐振软开关电路中，开关器 件在零电压或零电流条件下切换，理论上开关损 耗为零，与硬开关电路相比，在都采用IGBT做 开关器件的条件下，谐振软开关电路噪音低、电 磁干扰(EMI)小、输出波形的谐波成分少，可有 效减少对电网的污染和其它设备的干扰； 2. 节约电能：软开关逆变焊机可在高效率条件 下工作，效率比硬开关电路高5～10％，可节约 大量电能，减少了能源的浪费和对环境的污染； 3. 高可靠性：由于软开关电路的开关元件所承受 的开关应力小，逆变器可靠性有明显提高，开关 器件、焊机寿命亦可加长，减少了资源的浪费。 1.
2.逆变电焊机工作原理
高创采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给 以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频（20KC） 处理后，由中频变压器降压，再经整流输出供焊接所需的 电源，通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信 号的反馈进行处理，实现整机闭环控制，采用脉宽调制 PWM为核心的控制技术，从而获得快速脉宽调制的恒流特 性和优异的焊接工艺效果。


2007年11月22日在济南召开的电焊机标委会五届三次会议确定， 2008年 制定出电磁兼容性国家标准，这将是关于电焊机的又一个强制性国家标准。
注重电磁兼容性的高创电焊机
EMI（电磁干扰）的测试项目很多，但由于电焊机本身的工作环境都很 差，在设计时都有一定措施给予防护，如谐波电流发射、静电放电抗扰 度试验、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验等测试项目一般都能通过，比较 难以通过的测试项目是传导骚扰发射测试。 高创公司生产的焊机都是逆变焊机， C3 C1 C2 在生产实践中充分考虑到了电网污染 InA R3 OutA 所带来的恶果，为提高焊机可靠性、 L1 R1 改善焊机工作环境和减少焊机对电网 InB OutB R2 的污染，我们在焊机三相交流电源入 OutC 口处安装了无源EMI滤波器（右图）， InC 通过实测证明，我们的措施是有效、 C4 C5 C6 C7 C8 C9 可行的，焊机已经符合即将发布的有 关电焊机电磁兼容的国家标准的要求。