ZX5弧焊整流器的原理与维修解析

ZX5弧焊整流器的原理与维修解析

发表时间：2017-07-20T17:19:26.543Z 来源：《基层建设》2017年第9期作者：李军

[导读] 摘要：弧焊整流器是将工频交流电源变为适合于焊接的可输出低电压大电流的直流电源。本文笔者根据自己的研究成果，分析了ZX5弧焊整流器的原理及维修的相关问题。

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摘要：弧焊整流器是将工频交流电源变为适合于焊接的可输出低电压大电流的直流电源。本文笔者根据自己的研究成果，分析了ZX5弧焊整流器的原理及维修的相关问题。

关键词：ZX5弧焊整流器；原理与维修

一、弧焊整流器的主回路原理

1、主回路原理方框图

2、原理说明

三相380V交流电源经主变压器T1降压后为三相42V交流电，再经三相半控全波整流桥（V1～V3、SCR1～SCR3）整流，变为脉动直流电，又经续流二极管V4和电抗器L1滤波后成为平滑的直流电，为焊接提供电能。

在整流管（V1～V3）和可控硅（SCR1～SCR3）两端分别接有阻容保护电路，该电路可吸收由于功率管关电时在其两端产生的感应电压和外来的尖峰电压，避免功率管被高压击穿。

电阻R10在空载时为半控桥提供导通回路，并使可控硅有保持导通的维持电流（流过可控硅的电流小于维持电流时，可控硅将关断），从而产生必要的空载电压。

分流器实际上就是一个阻值很小的电阻，当有电流流过时，在其两端产生毫伏级的电压降，这个毫伏级的电压用来作为电流的反馈信号输入到控制电路当中，同时又作为电流表的输入电压来显示当前产生的电流。

当远控╲近控开关置于近控时，按启动（绿色）按钮AN1→中间继电器J1动作，J1－1、J1－2、J1－3闭合，此时与之相连的电源缓冲电阻RA、RB、RC导通，为主变压器供电；另一组J1－4闭合→中间继电器J2动作，J2－1闭合自锁，J2－3闭合焊接指示灯亮，J2－2闭合→交流接触器JC动作，主变压器T1通电，弧焊整流器输出空载电压，即可进行焊接。

温度继电器为J3、J4、J5，，分别安装在可控硅的三个散热器阳极（A）上端，用于监测散热器的温度。当任一散热器的温度超过其设定值时，该温度继电器的触点就闭合，继电器J6闭合，此时J6-2闭合，面板上的故障指示灯（黄色）亮，同时J6-1断开，中间继电器J1掉电，J1－4断开，J2掉电，J2-2断开，JC断电，主变压器断电，主机停止工作。

电位器RP1是电流调节电位器，在启动之前，RP1上端通过JC-4接地，可控硅没有触发信号；启动过后，电位器上端产生13.4V的电压，在RP1中点就有了电流给定信号。

变压器T2为控制变压器，其中有为控制板AP1提供的双18V交流电压，为埋弧焊机控制箱提供的130V和24V交流电压，同时为主机指示灯提供的24V交流电压。

当处于近控时，按AN2可停止焊接。

三、控制电路的原理

电源控制板是弧焊整流器的控制系统，它根据电流给定值Vｇ和反馈值Vｉ来控制整流器主可控硅的导通角的大小，从而决定输出电流的大小。

1、电路分析

（1）电源电路

该电路由整流桥、三端稳压管7815和7919及滤波电容组成，它将双18V交流电变成稳定的±15V直流电，为控制电路提供直流电源。

⑵同步电路

同步电路由二极管V101～V107、V127～129、光耦N3～N5、R16～R18、R24～R26、C18～C20组成，其目的是在A、B、C三点产生与三相电源同步的三个锯齿波信号。

⑶反馈电路

电流反馈电流反馈电路是由N9及其外围元件组成，取自分流器的电流信号经同相比例运算放大器放大后，与给定信号相减的差值送入比例积分器，取电流负反馈的目的是使焊机获得下降的外特性。放大器输出电压的计算为：V0＝（1+R36/R27）Vｉ，Vｉ是分流器两端的电压。RP12是调零电位器，焊机在无电流输出的情况下，应将N9的输出端调零。

电压反馈电压负反馈由X1.32引入，取电压负反馈的目的是焊机获得较平的外特性。

三控制系统电路方框图

控制电路由启动/停止控制电路、弧压采样电路、比较电路、送丝换向电路、手动进丝及退丝电路、送丝触发及驱动电路、行走触发及驱动电路、整流及励磁电路等组成。

控制系统采用等速行走和变速送丝方式，焊接过程中，小车根据电位器设定速度匀速行走。而送丝则为弧压反馈控制，使弧长在焊接过程中基本保持稳定。当因为某种原因引起弧长变长时，电弧电压升高，弧压反馈信号增大，经比较电路控制电机送丝速度加快，迫使弧长回到设定长度。反之，当弧长缩短时，电弧电压降低，弧压反馈信号减弱，经比较电路控制电机送丝速度减慢，迫使弧长拉长到设定

长度的位置。

四控制箱的调试规范

按使用说明书要求，,连接送丝装置，焊接电源，按制系统(送丝装置装配合φ4焊丝)各部分接通额定输入电压，在试验过程中保持不变。

A. 合上主机电源开关，电源指示灯亮(ZD1), 焊接电源置远控位置。

1、控制箱外观检查：各器件安装是否正确，控制箱外观、面板及器件是否有破损的。各标示是否正确。

2、将控制箱电源开关关上，连接好相关电路（整流器电源输出“＋”接导电嘴、输出“—”接工件等），松开焊丝，脱开离合器。

3、合上电源开关（若有异常立即关电检查），检查送丝电机励磁电压应有110V左右。

B.手动，自动行走开关置手动位置，电压表选择焊接速度显示；

C.正向行走，反向行走开关(K5)置正向行走，检查行走方向，置反向位置时，行走方向相反；

D.调节焊接速度旋钮(RP5)，行走电机电枢电压是否在0～超过100V之间变化；

E.启动进丝按钮AN3，送丝装置是否进丝，启动退丝按钮AN4，送丝装置是否退丝；

F.快速送丝，慢速送丝分别置快速送丝，慢速送丝位置，检查送丝速度有无明显变化；选用49mm送丝轮时，送丝机电枢电压为10V左右。

选用40mm送丝轮时，送丝机电枢电压为20V左右。

G.将电流调节电位器置０，电压表置弧压显示，行走开关置自动行走。启动焊接开关(AN1)，焊接指示灯亮，小车电机转动，调节电流电位器给定，空载电压应能正常调节。调节弧压电位器，送丝速度不应变化，检查慢送丝引弧送丝速度；

选用49mm送丝轮时，送丝机电枢电压为8~14V。

选用40mm送丝轮时，送丝机电枢电压为17~23V。

1、用短接线将2号线和57号线短接。

2、弧压反馈深度检查：

选用49mm送丝轮时，弧压40V———送丝机电枢电压60V，此时降低弧压到30V时，满足送丝电机电枢电压为20~45V之间即可。

选用40mm送丝轮时，弧压40V———送丝机电枢电压80V，此时降低弧压到30V时，满足送丝电机电枢电压为40~65V之间即可。

3、断开2号线和57号线之间的短接线。

4、按停止按钮AN2，使焊机停止。

参考文献：

[1]磁放大器式硅弧焊整流器控制特性分析[J]. 吴树祥,徐雅荣. 河北机电学院学报. 1997(04)

[2]硅弧焊整流器闭环控制的研究[J]. 王伟,洪江波,朱六妹. 焊接技术. 1995(03)

[3]ZDK系列可控硅弧焊整流器设计中的几个主要问题[J]. 高润之. 黑龙江工学院学报. 1977(00)

[4]ZX5系列可控硅弧焊整流器[J]. 机电新产品导报. 1994(Z1)