新型高频引弧器的设计_何建军
高频引弧在逆变氩弧焊机中的作用
高频引弧在逆变氩弧焊机中的作用在弧焊电源中有两种起弧方式：一种是接触起弧，一种是非接触起弧。
前者的起弧电流比后者大得多，起弧时对焊机的干扰较小。
但在某些场合，只能要求用非接触起弧。
如坦克上的反射透镜，火箭发动机等的焊接，由于工件很薄，通常厚度为0.1～0.5 mm，若让钨极与工件接触，会引起薄工件的烧伤，钨极烧损以及焊缝夹钨等缺陷。
非接触起弧又分为高频高压起弧和高压脉冲起弧两种方式，传统的引弧装置为高频高压引弧，利用工频变压器将电网电压升压来获得高压，起弧时干扰特别大，经常损坏逆变功率器件或控制板上的CMOS电路，使系统工作极不稳定。
在高频引弧电路的设计中，既要考虑使焊机容易起弧，又要尽量减少对焊机的干扰，这样整个系统才能稳定地工作。
为此，本文提出一种新型引弧电路，可以很方便地控制高频强度，减少对焊机的干扰，同时又能使焊机很轻松地起弧，大大提高了焊机工作的可靠性。
1 高频引弧器对逆变直流氩弧焊机产生干扰的原理分析高频高压引弧电路和本文提出的一种高压脉冲引弧电路的原理图分别为图1和图2所示。
逆变直流氩弧焊机是高频开关焊接电源，从开关电源原理可知：在开关变压器的初、次级是一周期方波，例如，以快速可控硅为逆变功率器件，采用PFM调制，开关频率可达4-5Hz，以MOS 场效应管或IGBT为逆变功率器件，采用PWM调制，开关频可达20-50kHz，根据周期信号的傅立叶级数理论，此方波包含了频率分量nW，这就决定了它含有大量高频谐波，如果不对这些谐波加以抑制，它们就会以传导的方式进入电网或以辐射的形式发射出去，形成干扰。
另外，由于开关管的感性负载，相当于电感与开关管串联，在开关管快速开关时，电感上产生很高的尖峰电压，这种尖峰电压不仅对开关管起破坏作用，也可形成大量谐波，同样会形成传导干扰和辐射干扰。
由于开关电源初、次级及匝间存在大量分布电容，系统中器件与机壳之间，以及导线间也存在寄生电容，此电容在开关状态突然充放电，也是一种干扰源。
基于UC3842的开关式高频振荡引弧器设计
扰 ， 经 ＶＤ整 流 、 再 电阻 Ｒ． 限流 、 波 、 阻 Ｒ Ｃ滤 电 ｚ
降压后 加到 Ｕ ３ ４ Ｃ ８ ２的供 电端 （ 脚）为 Ｕ ３ ４ ⑦ ， Ｃ ８ ２提
供起 动 电压 ， 电路起 动后变压器 Ｔ 的二次绕 组 Ｎ 的 ｌ ３ 整流 滤 波 电压 一 方 面 为 Ｕ ３ ４ Ｃ ８ ２提 供 正 常 工 作 电 压 ， 另一 方 面 经 Ｒ 、 Ｒ分 压 加 到误 差 放 大器 的 反相
冲过后 ， 存储 在变压 器一次绕 组 Ｎ 中电感 的能量 耦 合 到二 次侧 ， 贮 在 电容 Ｃ 存 中 ， Ｃ 使 两 端 的 电压
升高 ， Ｔ不断 触发 ， 不 断存 贮能 量 ， Ｖ Ｃ 当 达 到击 穿火花 放 电电压 后 ， 火花 放 电器 Ｆ Ｄ击穿 短 路， 高频 回路 Ｃ ｌ 发 生谐 振 ， ｌ 、 这样 利 用 ＭＯ Ｆ Ｆ ＳＥ
输 入 端 ② 脚 ， Ｕ ３４ 为 Ｃ ８ ２提 供 负 反 馈 电压 ， 规 律 其
是此脚 电压 越高 驱 动脉 冲 的 占空 比越 小 ， 以此 稳 定
输出电压 。 ④脚和⑧ 脚外接 的 、 Ｃ 决定 了振荡频率 ，
其振 荡频 率 的最 大值 可 达 ２ ０ｋ 。 Ｃ 用于改 善 ５ Ｈｚ１ 、 ｔ 增 益 和频率 特性 。 脚输 出 的方波 信号 经 Ｒ 、 分 ⑥ Ｒ。
处 于间歇工作状 态 ； ④脚 为定时端 ， 内部振荡 器 的工 作频 率 由外 接 的阻容时 间常数决 定 ． （ ； 户１ ／ ・ ⑧ ８Ｒ 脚 为 公 共地 端 ； 脚 为推 挽 输 出端 ， ⑥ 内部 为 图腾柱 式结构 ， 上升 、 下降 时间仅 为 ５ ｉ 驱 动能力 为± ０ｔ， ｎ １ Ａ； ⑦ 脚 是 直 流 电源供 电端 ， 有 欠 电压 、 电压 锁定 具 过
新型高频引弧器的设计
新型高频引弧器的设计
何建军;刘明宇;綦秀玲;李铜
【期刊名称】《电焊机》
【年(卷),期】2004(034)005
【摘要】介绍了一种新型高频引弧器的工作原理和参数设计.采用14英寸黑白电视机行输出变压器构成单端正激变换升压电路,取代传统高频振荡引弧器的高漏抗工频升压变压器,具有体积小、质量小、价格便宜的特点.试验表明:工作稳定可靠,引弧能力极强.
【总页数】3页(P56-58)
【作者】何建军;刘明宇;綦秀玲;李铜
【作者单位】重庆大学,机械工程学院材料加工工程系,重庆,400044;重庆大学,机械工程学院材料加工工程系,重庆,400044;重庆大学,机械工程学院材料加工工程系,重庆,400044;重庆大学,机械工程学院材料加工工程系,重庆,400044
【正文语种】中文
【中图分类】TG434.2
【相关文献】
1.新型高频引弧装置的设计 [J], 常云龙;汪殿龙;齐广明
2.新型晶体管逆变式高频引弧器的研制 [J], 王笑川;刘新涛
3.DSP控制的TIG电源的高频引弧器设计及引弧控制 [J], 王雪莲;陈克选;李春旭;张鹏
4.一种新型高频引弧器的设计 [J], 高琪;逯允龙
5.自适应控制电流型脉宽调制高频引弧器设计 [J], 周守强;郑亚;鞠玉涛;周超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种基于高频引弧器的氩弧焊工业机器人的制作方法
一种基于高频引弧器的氩弧焊工业机器人的制作方法本发明涉及焊接自动化装置技术领域，尤其是一种基于高频引弧器的氩弧焊工业机器人。
背景技术：周知，氩弧焊是一种被广泛应用于铝、镁及其合金焊接的工艺技术，这种焊接工艺是在焊接时利用交流负极性半波的阴极破碎(雾化)作用来清除铝、镁及其合金表面的氧化膜的方式实现的；随着制造业对焊接质量、焊接成本、工作环境等要求的逐渐提高，利用氩弧焊工业机器人来替代手工焊接作业已经成为焊接制造业的发展趋势。
目前，为实现机器人的氩弧焊的引弧过程，通常的做法是利用升压变压器、火花放电器、高频耦合器等电路来实现。
当接通控制电源后，升压变压器可产生高压，并使火花放电器击穿其空气隙放电。
升压变压器是一个高漏抗变压器，通常二次电压约3000V。
当火花放电器放电时，高频耦合器的一次侧电感和电容构成振荡，可产生振荡频率150-260kHz、振荡持时间较短的高频电压，并经高频耦合器的二次侧加至钨极和工件之间。
由于电压较高，可击穿钨极和工件之间的气隙，形成火花放电。
利用焊接电源提供后续电流，使电弧空间的火花放电快速扩展为电弧放电，从而完成引弧过程。
然而，这种高频引弧方式存在以下缺点：1、高频引弧器的火花放电器容易烧蚀；2、火花放电器的问隙需调整；3、火花放电器放电时会对逆变器控制电路产生干扰，对开关管和整流管的干扰也较大，难以与焊接逆变器做到良好的兼容；4、整个高频引弧器体积大，质量重；5、容易造成电网的干扰。
另外，现有的氩弧焊机器人还普遍存在结构构造相对复杂、作业范围小、灵活性差、焊接效率低。
技术实现要素：针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于高频引弧器的氩弧焊工业机器人。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于高频引弧器的氩弧焊工业机器人，它包括机械手臂、装设于机械手臂的末端的焊枪以及装设于焊枪上的引弧器；所述引弧器包括外保护壳、装设于外保护壳内的集成驱动板以及装设于外保护壳上并与集成驱动板电连接的电弧放电引出端脚，所述集成驱动板上设置有一用于将220V交流电进行倍数升压后并输出的倍压电路和用于将倍压电路输出的电压转换为脉冲电流并通过电弧放电引出端脚输出的引弧触发电路；所述倍压电路具有分别与220V交流电相连的电源输出C端和电源输入D端；所述倍压电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极串联第一电阻后作为倍压电路的电源输入C端来使用、阴极通过并联设置的第二电阻和第三电阻连接引弧触发电路，所述第二二极管的阴极连接于第一电阻与第一二极管之间、阳极接地，所述第一二极管的阴极还通过顺序串联的第四电阻和第五电阻接地并同时通过顺序串联的第一电容和第二电容接地，所述倍压电路的电源输入D端连接于第五电阻与第四电阻之间并同时连接于第一电容与第二电容之间；所述引弧触发电路具有信号控制A端和信号控制B端，所述引弧触发电路包括第三二极管、第四二极管、第一或非门、第二或非门、第三或非门、第四或非门、第五或非门、第六或非门、第一单向晶闸管、第二单向晶闸管、第一三极管、第二三极管、光耦隔离器和高频升压变压器；所述第二或非门的输入A端作为引弧触发电路的信号控制A端、输入B端连接于第四或非门的输入A端并同时通过第六电阻与第三或非门的输入A端和输入B端相连、输出Y端通过第七电阻连接第一三极管的基极，所述第三或非门的输入A端和输入B端同时通过第四二极管连接于第一或非门的输出Y端、输出Y端通过第三电容连接第六或非门的输入A端和输入B端；所述第一或非门的输入A端串接第八电阻后作为引弧触发电路的信号控制B端，所述第三二极管的阴极连接于第一或非门与第八电阻之间、阳极接地，所述第三二极管还并联有第四电容，所述第五或非门的输入A端和输入B端同时与第二或非门的输入A端相连、输出Y端连接于第四或非门的输入B端，所述第四或非门的输出Y端通过第九电阻连接第二三极管的基极，所述第一三极管的发射极通过第十电阻连接于第一单向晶闸管的控制极，所述第一单向晶闸管的阳极连接于高频升压变压器的初级侧的一端，所述第六或非门的输出Y端连接于光耦隔离器的其中一个输入端，所述第二三极管的发射极通过第十一电阻连接第二单向晶闸管的控制极，所述第二单向晶闸管的阳极连接于高频升压变压器的初级侧的另一端，所述光耦隔离器的输出端的集电极通过一功率开关管与倍压电路的输出端相连、输出端的发射极连接于高频升压变压器的初级侧的中部，所述电弧放电引出端脚连接于高频升压变压器的次级侧。
高频引弧切割电源的研究
ｐｒ ｅ ｔＮ ．９Ｃ ７ ；ｈ ａｘ Ｐｏｉｃ ０９ Ｉｄ ｓ Ｒ ｓａｃ ｎ ｅｅｏｍｅｔＳｈ ｍ （ ｏ２０ Ｋ ９ ０ ） ａｔ ｎ（ ｏ０Ｊ ０ ） Ｓ ａｎｉ ｒｖｎｅ２ ０ ｎ ｕｔ ｅｅｒｈ ａｄ Ｄ ｖｌｐ ｎ ｃ ｅ ｅ Ｎ 。０ ９ ０ — ５ ｍ ￣
１ 引 言 等 离 子 切 割 是 一种 新 型 的 热 切 割 技 术 。与 传
负载 上 的 整 流 电压 为线 电压 ， 当任 意 两 相 的 线 电压 瞬 时值 最 大 时 ， 两 相 的 二 极 管 导 通 ． 流 这 整 电流 从 相 电 压 瞬 时 值 最 高 的 端 点 流 出 至 负 载 ， 再 回到 相 电压 瞬 时值 最 低 的 一 相 。负 载 电压 １ （） １ ￡＝ ， Ｄ ＝ 觚（） 输 出直 流 电压 平 均 值 为 ： ｕ ，
果 ． 实该 设计达 到 了预期 目的 。 证
关 键 词 ： 变 器 ；等 离 子 切 割 ；高 频 引 弧 逆 中图 分 类 号 ：Ｍ ６ Ｔ ４４ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ １０ ２ １ ）０ ０ １ － ２ １ ０ — ０ Ｘ（０ ０ １－ １ １０
Ｈｉｈ－ｒ ｑ ｅ ｃ ｃ Ｃｕ ｔｎ ｗｅ ｕ ｐ ｙ ｏ ｓ ａ ｃ ｇ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ Ａｒ ｔ ｇ Ｐｏ ｒ Ｓ ｐ ｌ ｆＲｅ ｅ ｒ ｈ ｉ
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第４ ４卷 第 １ ０期
一种便携式交流方波多功能氩弧焊机的设计
电路 属 于低压 控 制 电路 ， 用 光 电耦 合 器 Ｉ １来 进 故 Ｃ 行 隔离 ， 以提 高 焊机 的抗 干扰 性能 ， 其可 靠工 作 。 使
图 ３ 过 电 压 保 护 和 上 电 缓 冲 控 制 电 路
１ ． 焊 机 交 流 和 直 流 输 出控 制 电路 的设 计 ５
所设 计 的交 流 或 直 流输 出控 制 电路 如 图 ４所 示 。 中， 、 图 Ｄ分 别接 于一 次逆 变 的输 出两 端 ， 四组 开关 管 中 Ｖ 。Ｖ 为一 组 ， Ｆ 和 Ｖ ７ 一组 。 Ｆ、 Ｆ ｏ Ｖ４ Ｆ为 采用 多管并联 方式来 扩大开关管 的容量 。 Ｌ Ｖ Ｃ 为光 Ｖ Ｃ、Ｌ ２
为低 电平 ， ５的 ５脚 由低变 为 高 电平 ， 而 使 Ｖ Ｉ Ｃ 从
管组 导通 。 同理 ， Ｒ 输入 端为高 电平 时 ， 将通过 后 也 级 的 电路 变 换 ， Ｖ 。 Ｖ ・开 关管 组 同时 导通 。 使 Ｆ 和 Ｆｏ 当 功能 开关 选 择 直流 ＭＭＡ焊 时 ， 主控 制板 的输 出 将 只会 使 Ｒ 的输 入 端 为 高 电平 ， ｚ Ｒ 的输 入 端 为 低
图 １ 焊机 输 入 和 Ｅ ＭＩ滤 波 电路
众所周知， 电磁 抗干 扰是 逆 变 电源 设计 中需 关 注的主要 问题之 一 。 干扰 有来 自外 部 的 ， 有来 自内 也
激 逆变 主 电路 的原 理很 多 资料 已介 绍 过 ， 此 不再 在
赘述 。 １０ 在 ６ 型的单 端正激 电路 中， Ａ机 两个 极 管 选 用 了大 功率 超快 恢 复 的二极 管 ， 组成 单端 正激 而 电路 的两组 高频 开关 则各 由六 只场 效应管 构成 。 在 焊 机 电路 和结构 不 变 的情 况下 ， 过改 变场 效 应管 通
氩弧焊高频引弧原理
氩弧焊高频引弧原理1、高频引弧是非接能引畖方法一种，可以减少引弧使用的销极的夸损，有利于氙弧焊的持续进行。
即:采用高压击穿的引弧方式，先在电极针(钨针)与工件间加以高频高压。
引时，使钨极未端与被焊表面之间保持一定的小间隙，然后，接通高频振荡器脉，中引电路，使间院击穿放电而引燃电沁。
2、非高频引泌也是非接能引弧方法，具体做法是:在引开始时，利用辅助热源先对钨极进行加热，提高钨极的热电子发射能力，这样，钨极在较低的空载电压下能引弧成功。
3、高压脉冲中引弧在钨极与工件之间加一高压脉冲，使两极间气体介质电离而引弧。
4、接触引接触引弧对钨极的套损非常大，而在钨极损之后，对焊接质量影响大。
需要频繁更换钨极，影响焊接速度。
具体做法是:工件与钨极直接接触，使其接触短路，以达到接能引刚的目的。
5、免伤钨极引弧方法其引方法在原理上属于一种间接接触引弧方法，即:在工件与钨极之间用焊丝连接接触，作为引弧导体，使工件与钨极之间间接接触短路，以达到接能引的目的。
其原理与接触式引弧方式相同，区别在于不是钨极直接与工件接触，而是由焊丝取代钨极与工件接触，这样既达到了短路引弧的目的，又避免了钨极直接与工件接触要损钨极，是氙狐焊较为理想的引方法。
钨极氩弧焊的引弧方法1、接触短路引弧法不能直接在焊件上将钨极与焊件直接接触进行短路引弧，因为钨极端部的钨会污染熔池，形成夹钨。
通常可利用引弧板或在焊口附近设置铜皮、碳块，在这些引弧板上用接触短路法引泌，然后将电弧移至焊接部位。
这种引弧法的缺点是引弧时钨极损耗大，销极端部形状容易被破坏，所发仅当焊机没有高频引装置时才使用。
2、高频高压引弧法利用装在焊机控制箱内的高频振荡器所产生的高频高压击穿钨极与焊件之间的间隙(2~5mm)而引燃电弧。
3、高压脉中引弧法在钨极和焊件之间加一高压脉,中，使两极间气体介质电高而引弧。
新型高频引弧装置的设计
Ｔ
图 ｌ 传统 的高麴引弧电路
Ｆｉ ｌ Ｔｒ ｄｉｏｎ ｌｈ ｆｅ ｅ ｃ ｔｉ ｉ ｇａｃｃｉｃ ａｔ ｇ ａ ｔ ａ ｉ ｒ ｑｕ ｎ ｙｓ ｋ ｎ ｒ ｒ ｕ ｉ ｉ ｒ
（ｉ 压 继 电器 控 制 ｎ电
收 稿 日期 ２ ０ 一 ５一ｌ ０ 【 ０ ２
（ ） 流继 电器 控制 ｂ电
中 图分 类号 ：Ｔ ３ Ｇ４ ９９
引 弧 是焊 接 过 程 中不可 缺 少 的 一个 环节 ， 尤
脉 冲 ．可 以采 用 焊 接 电 流或 电压作 为 一 种 切 换
其 是 在 自动 焊 接 中一 次 引 弧 成 功 率 将 是 一 个 非
常重要 的技术指 标 ． 随着焊接 方法 的不 同其 引 弧 方式 也不 同 ， 主要 有划 擦 引弧 裂 引弧 、 爆 慢送 丝 引弧 、 回抽 引弧 、 频 引 弧 及 小 电 流弧 等 ， 高 高
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第２ ４卷 第 １ 期
２ ０ ０ ２年 ２ 月
沈
阳
工
业
大
学
学
报
Ｖｏ ． ４ ｏ． １ ２ Ｎ １
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｈ ｎ ａ ｇＵｎｖ ｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏ ｏ ｒａ ｅ ｙ ｎ ｉｅｓ ｙｏ ｅ ｎ ｌ ｏＳ ｔ Ｔ
作 者 简 介 ：常 北 ｌ９ ３一、 蜘 ，ｈ西新 绛 ＾ ， 教 授 ， 士 １６ ． ｌ 副 博
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第１ 期
常云龙 等 ： 新型 高频 引弧 装置的 由 ＲＣ 控 制 ，一 般 在 ２～３ ｓ
左 右
到几 百毫秒 ， 高压变压器 Ｔ 工作于工频下 ， 体积 和 重量 都 很 大 ， 效 率 低 ， 以这 种 引 弧 电路 常 且 所
等离子喷涂设备高频高压引弧装置的制造方法
等离子喷涂设备高频高压引弧装置的制造方法English:The manufacturing method of the high-frequency high-voltage arc ignition device for plasma spraying equipment includes the following steps. Firstly, select appropriate high-frequency high-voltage components and design the circuit diagram. Secondly, assemble the components according to the circuit diagram and properly connect the wires. Thirdly, carry out a series of tests to ensure the stability and performance of the ignition device, including high-voltage withstand capacity, frequency response, and arc ignition sensitivity. Fourthly, conduct a comprehensive inspection and quality control to ensure the safety and reliability of the ignition device. Finally, package the finished ignition device for shipment.中文翻译:等离子喷涂设备高频高压引弧装置的制造方法包括以下步骤。
首先，选择合适的高频高压元件并设计电路图。
其次，根据电路图组装元件，并正确连接电线。
氩弧焊高频引弧器[实用新型专利]
![氩弧焊高频引弧器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/acef192c2cc58bd63086bd6a.png)
专利名称：氩弧焊高频引弧器专利类型：实用新型专利
发明人：朱平,刘渊,朱世军
申请号：CN201020197039.4申请日：20100520
公开号：CN201815773U
公开日：
20110504
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：氩弧焊高频引弧器涉及一种实现氩弧焊引弧的氩弧焊高频引弧器。
其引弧器独立的和氩弧焊焊枪连接，引弧器内设有引弧电路，引弧电路的输出端一头接地、另一头接焊枪实现回路。
本实用新型的优点是：1)安装方便，用扎带将引弧器捆绑到焊枪上即可，一端接到焊枪上，另一端接地，使引弧器从焊机控制箱内独立出来，克服了传统引弧器因焊枪接线长度限制而不能长距离焊接施工的缺陷；2)本装置质量轻，采用普通5号电池质量在100克左右，即能实现引弧器的工作，所耗能源少，不影响操作；3)本装置解决了施工现场长距离氩弧焊接的难题，不受距离限制；4)适用广泛，适用于所有氩弧焊机及普通直流焊机，能让普通直流焊机实现高频引弧。
申请人：江苏伟业安装集团有限公司,朱平
地址：225012 江苏省扬州市邗江中路326号建工大厦6楼
国籍：CN
代理机构：北京连和连知识产权代理有限公司
代理人：李海燕
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综合指标最好 " 如果一次绕组的匝数减为 + 匝 ! 或二大降低 " 但 如果将二次 绕 组 的 匝 数 增 为 $ 匝 !引 弧 能 力 会 进一步加强 " 但由于二次绕组要通过焊接电流 ! 导 线 截 面 积 很 大 !因 此 对 于 铁 氧 体 磁 心 窗 口 面 积 的 选择以及绕 制 工 艺 都 会 带 来 困 难 " 如 采 用 + 个 磁 心 合 并 绕 制 !即磁心截面积增大为 2 .% 时 !引弧能
所示 !
1& 的最小抽头匝数约为 &>( 匝 " 故不能作为一
次侧 " 因此只能选择另一组绕组匝数较少的抽头作 为一次侧 "以获得尽量高的升压比 ! 在此条件下 " 通 过改变输入电压 != 可以发现 "在火花放电器的放电
1&%高频升压变压器 "采用 &8 英寸黑白电视机行输出变压器 # /56 % 封装于行输出变压器中的高压硅堆 #B% 火花放电器 # 3;% 振荡电容 #1(% 高频耦合变压器 #2% 受控多谐振荡器 !
+
"
结论
该设计采用 72 英寸黑白电视机行输出变压器
构成的单端正激变换器取代传统的高漏抗工频升 压变压器 % 由于行输出变压器为制成品 !其生产工艺 可以使其具有高工作可靠性 ! 并且所构成的高频引 弧器具有体积小’质量小’工作可靠’价格便宜的特点% 提供的结构参数 ! 不仅可以有效满足整流式自 激中频弧焊发电机对高频引弧器引弧能力的高要 求 ! 而且具有通用性 % 提供的高频引弧器已批量应用于整流式自激 中频弧焊发电机构成的氩弧焊机的生产中 %
第
)# 卷 第 - 期 *$$# 年 - 月
电焊机
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新型高频引弧器的设计
何建军 !刘明宇 !綦秀玲 !李 铜
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,-. 管 /0$升压变压器 1& 与受控多谐振荡器 2
组成单端正激变换器 " 并由升压比高的行输出变压 器 1& 的二次侧输出高压 "为火花放电回路提供所需 的充电高压和能量 ! 由于行输出变压器是制成品 " 没有绕制磁恢复 绕组!因此该设计中采用电容 3$电阻 4 及二极管 /5 构成的电容 % 电阻 % 二极管箝位电路来确保 1& 不 出现单向磁饱和现象 " 这样 " 既可以防止磁饱和造 成过大激磁电流而损坏 /0 的现象 " 又可以保证 1& 应有的耦合系数 " 有效输出足够的能量 ! 由于 1& 二次绕组的匝数较多 " 本身具有一定的 内阻"因此当火花放电器放电并将 1& 二次侧短路时" 也不会造成 1& 一次侧出现过大电流的现象 "无需采取 串 接 限 流 电 阻 或 将 1& 设 计 成 高 漏 抗 变 压 器 等 措 施 " 因此设计简单 !
成单端正激变换升压电路 ! 取代传统高频振荡引弧器的高漏抗工频升压变压器 ! 具有体积小 $ 质量 小 $价格便宜的特点 # 试验表明 "工作稳定可靠 !引弧能力极强 #
关键词 "变压器! 高频引弧器 % 参数设计 %分析 中图分类号 "’(#)#"* 文献标识码"+ 文章编号"&$$&,*)$)!*$$#%$-,$$-.,$)
新型高频振荡引弧器电路电路原理图如图 &
逆变频率为 (! ;<6 ! 而行输出变压器为制成品 " 其 一 $ 二次绕组匝数已确定 " 并且由于一次侧为多抽 头结构 " 因此需要对输入电压 !=$ 占空比及一次侧 抽头位置进行选择 ! 该设计是通过实验进行选择 " 以较低的输入电 压 != 作为一个基本条件 !
Q= 7J24< A7KM7K KG34JDAGOCG!J24<@C C4NCN DAGP3GN KG34JDAGO E2GE72K 2J DAGOCN"’FC G2J24< IA@K3<C KG34JDAGOCG AD KG3N2K2A43@ F2<F DGCH7C4E= JK3GKCG 2J GCM@3ECN L= 4CP F2<F DGCH7C4E= JK3GKCG"RA 2KJ IA@7OC!PC2<FK 34N EAJK 3GC <GC3K@= GCN7ECN "’FC KCJK JFAPJ KF3K KFC 4CP F2<F DGCH7C4E= JK3GKCG PAGS JK3L@= 34N GC@23L@= 34N F3J <AAN JK3GK24< 3GE E3M3L2@2K=" TC= PAGNJ" KG34JDAGOCG ! /U 3GE JK3GKCG%M3G3OCKCGJ NCJ2<4%343@=J2J
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和的铁板 ! 引弧间隙为 7" %%! 并在冷态下引弧 !试 验表明引弧成功率达 7""; ( 在 +"" & 条件下 ! 引弧 间 隙 可 高 达 2" %% % 因 此 上 述 参 数 的 搭 配 是 合 理 的 ! 引弧能力完全满足整流式自激中频弧焊发电机 这种动特性很差的焊接电源对高频引弧器引弧能 力的高要求 % 由于输入电流 !! 调定为 "#$ & ! 因此 :3 可不再 使用散热器散热 !在此条件下连续工作 7" %!<!其温 升不超过 +" =!因此可以进一步减小其尺寸% 目前该 新型高频引弧器已批量应用于相应的氩弧焊机的 生产中 %
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电焊机
第 /2 卷
经过反复试验 !最终选定 !! 为 "#$ %& 对应的占空比 为最佳占空比 " 在此占空比下 !一方面可以保证获得 足够高的火花放电强度 !另一方面可以使 ’() 管的 温升限制在合理数值上 " 高频耦合变压器 *+! 一方面作为火花放电回路 的振荡电感 ,-! 另一方面是将高频高压有效耦合至 钨极与工件之间 ! 用于引弧 ! 因此其结构参数的选 择也是一项重要的工作 " 试验表明 !可选择 # ($ 型铁 氧体磁环 ! 也可选用# ! $ 型铁氧体磁心作为铁心 ! 其截面积可以选为 + .% % 当变压比选择为 /!0 时!其
!" 输出功率不足 ! 文献%&’介绍的小型高频引弧
器 " 在晶闸管与中频变压器构成的自激中频振荡电 路中 " 没有设置中频变压器的磁恢复回路 " 因此晶 闸管导通时 " 尽管流过晶闸管的电流很大 " 但由于 中频变压器磁心处于直流磁化状态 " 因此耦合系数 很低 "难以向火花放电回路提供足够高的能量 " 导致 等效内阻过大 " 高频振荡电容充电速度慢 " 单位时 间内火花放电组数少 " 引弧能力差 # 文献 %() 所介绍 的多极倍压整流升压模式"同样存在 着 输 出 阻 抗 大 " 引弧能力不够高的问题 ! 实验表明 " 动特性一定的弧焊电源对高频引弧 器的引弧能力*主要表现为引弧电压及引弧功率 + 的 要求会有一个较为明显的分水岭 ! 当引弧能力低于 分水岭时 "引弧间隙及引弧成功率会很低 #当引弧能 力超过分水岭时 "引弧间隙及引弧能力会迅速增加 ! 针对整流式自激中频弧焊发电机构成的氩弧 焊机引弧困难的问题 " 在此提出了一种新型高频引 弧器 " 其目的是进一步提高引弧能力 " 根本解决上 述 ( 种引弧器用于该类焊机引弧时存在的问题 " 并 取得了满意的结果 !
引言
高频振荡引弧器广泛应用于 ’9( 焊或等离子 弧焊接与切割中 !以实现非接触式引弧# 传统的高频 振荡引弧器采用高漏抗工频升压变压器模式 ! 该变 压器容量大约在 [$\&$$ X 左右 ! 不仅体积大 $ 质量 大 $ 效率和功率因数低 ! 并且由于生产工艺等问题 ! 故障率极高 # 我们先后购买过若干厂家的高频振荡 器装机试用 !但工频升压变压器很容易被击穿 !从而 影响了整机的可靠性 # 文献 ]&^ $]*^ 分别介绍了一种’ 小型高频引弧器 的研究( 和一种 ’ 超小型中频脉冲引弧器的研究 (# 其 基本设计思想均是改进工频升压这种传统技术 ! 其 ’ 小型高频振荡引弧器的研究 ( 采用晶闸管作为 中 开关元件 ! 构成自激式中频振荡器 ! 并由体积较小 的中频升压变压器升压 % ’ 超小型中频脉冲引弧器 的研究 ( 则是采用多级倍压整流升压 ! 因取消了铁 磁元件!体积和质量大大减轻 # 但这 * 种引弧器用于 整流式自激中频弧焊发电机构成的氩弧焊机进行 引弧时 ! 存在着引弧能力差 $ 引弧成功率低的问题 #