脉冲弧焊焊接电源
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3、直流断续器触发电路 包括周期时间与周期脉冲的控制。
VU1射极由RC进行周期控制。在周期开始时, 触发电路发出ug1、3,发出脉冲电流,并启动 脉冲计时。 VU2进行脉冲时间计时,计时到发出脉冲ug2, 关断VT1,接入限流电阻R1,同时VT3关断,导致 VU2电源关断,在维持时间它不再计时。
计时时间的计算:VU1、2射极电容是按
3、关断电路
(a)图: VT2通,C充电,左负右正。 VT1通时,uc使VT2关断,
C反向充电,此充电时间
常数应保证VT2可靠关断。 对称触发VT2也会使VT1
关断。
(b)图:
VT2通,C充电,上正下 负。 主管VT1通时,uc使VT2 关断;C经电感线圈L和VD 放电。 C放电结束后,C上的电 能转换为L上的电磁能, L放电,使C反向充电, 下正上负。当VT2再次 导通时,使VT1关断, 重复上述过程。
一、给定值调节式
特点:输出的脉冲电流波形为方波或带前沿尖峰的方波;脉冲 电流和基本电流都由同一电源供给;无级调节、操作方便;频 率调节范围小;一机多用;控制线路比较复杂,不易维修。 应用:在ZX5-400上配上KW控制器可进行TIG脉冲焊。由于晶闸 管波头时间3.3ms,即脉冲频率300HZ,调制频率不可以太高, 仅可在一定范围内实现脉冲电流值,基值电流值、脉宽占空比
体管周期性的导通与关断。
(四)利用大功率整流硅管整流得到单相脉冲电源。 采用(一)、(四)方法电流完全间断,一般需配用辅助电源形 成脉冲、基本双电源。 三、脉冲弧焊电源的分类 1、按获得脉冲电流的器件分:单相整流式、磁放大器式、晶闸管 式、晶体管式。
2、按获得脉冲电流的方法分:交流断续器式(单相整流式、单相半 控整流式、交流开关式),直流断续器式(RC冲放电式,辅助电源 充电式……),阻抗变换式。
3、按电源单位分:单电源式,双电源式。 4、按脉冲电流频率分:低频,高频。
四、脉冲电流波形和可调的基本参数
1、波形:正弦半波、矩形波、三角形波
2、可调基本参数:脉冲电流(峰值电流)幅值、基值电流(背景电流、维 弧电流)幅值,脉冲时间、基值时间、上升(前沿)时间、下降(后沿)时 间。
第二节 晶闸管式脉冲弧焊电源
(c)图: 基本与(b)图通,但主电流流过L 时,其感应电压的自耦合作用
时L上部感应电压给C充电能量
更高,VT1关断更有力,适合于 大容量的VT。
(二)晶闸管断续器式脉冲弧焊电源的分类
1、交流断续器:在电源的交流环节控制通断及大小,但是电源不一定输 出交流。
脉冲内包含的半波数目取决于晶闸管触发信号的频率,脉冲幅值的 调节通过改变触发相位来实现。
特点:1)断续器关断可靠;2)脉冲内脉动大;3)需基本电流电源;
4)晶闸管触发相位受焊接电源功率因数的限制。
2、直流断续器:接在脉冲电流电源的直流侧,起开关作用。 (1)双电源式直流断续器脉冲弧焊电源
(2)单电源直流断续器式脉冲弧焊电源
特点:电流的通断容量可达数百安培,频率调节范围广,脉冲波形近 似呈矩形,对焊接有利,脉冲内脉动大小与直流弧焊电源种类有关。 但是主晶闸管流过的电流大,其可靠关断是关键。
(一)、利用电子开关 主要用现代电力电子技术中的功率开关器件:晶闸管、大功率 三极管、场效应管及IGBT等。
a)在直流侧设开关装置,b)在交流侧设开关装置
(二)、利用阻抗的Biblioteka Baidu换
a)变换交流侧阻抗值,
b) 变换直流侧阻抗值
(三)改变调节ug及电流截止反馈 1、改变ug; 2、电流截止反馈:周期性地改变电流截止反馈信号,使直流回路中的晶
RC指数充电, Ue=UT(1-e-t/τ)=ηUT τ=RC 解得:t=RCln(1/(1- η)
t
uc UT
ηUT
得周期时间和脉冲时间
t
Lc:限制脉冲上升速度; VD2:电流下降时将Lc中的能量释放到电弧中去。
(三)电路主要特点 1)单电源实现脉冲焊接,使用阻抗法调节脉冲电流时一定会影响
基值电流。且R1上有功耗; 2)If增加,C1上电压增加,有利于大电流时晶闸管的关断; 3)C1放电电荷通过电弧区,形成有利于电弧稳定的尖脉冲。
第七章 脉冲弧焊电源
主要内容:从焊接工艺要求出发,论述脉冲弧焊电源的特点、
分类、原理和应用。着重分析晶闸管式脉冲弧焊电源的工作原 理和特点。 第一节 脉冲弧焊电源的概述 一、脉冲弧焊电源的特点及应用范围
特点:焊接电流是周期性脉冲式的,包括基本电流(维弧电流) 和脉冲电流,可调规范参数多,包括:脉冲频率、幅值、宽度、 电流上升速度和下降速度。
/脉冲频率的调解,频率范围可在0.2~10HZ调解。
二、晶闸管断续器式
(一)晶闸管的导通与关断 1、导通条件
1)晶闸管阳极加上正向电压U; 2)控制极上加上适当的同步正向触发电压ug
2、关断条件
1)使阳极电流低于维持电流或切断阳极电流; 2)在晶闸管阳极和阴极之间加一反向电压
关断的物理过程
影响关断时间的因素 1)正向电流 2)正向重加du/dt的影响 3)反向电压
i
i t t
直流脉冲电流波形
交流脉冲电流波形
应用:利用脉冲形成的不同热量输入率使深熔与凝固交互进行,以低 的平均电流实现射流过渡,进行薄板焊接、全位置焊接和热敏感材料 的焊接。 应用范围: 1)熔化极及不熔化极气体保护焊:MIG、MAG、微束等离子弧焊等; 2)窄间隙厚板焊、超薄板焊; 3)普通板材焊、热敏感性材料焊; 4)全位置焊,保证均一的焊接成形和质量; 5)单面焊双面成形和封底焊。 二、脉冲获得方法
三、单电源直流断续器脉冲弧焊控制器的电路分析
(一)、电路主要组成
(二)工作原理 1、直流弧焊电源 2、断续器主电路:R1—调制阻抗;
主管VT1导通时,L1上感生电压
e1,L1、L2自耦合感应,e2=Ke1,C1 充电,方向左负右正,为VT1、3关断
作准备。该关断方式与关断电路的
图(c)相似。
VT2辅管导通,C1使主管VT1截 止,L3限制C1放电电流。C1同 时通过C2、VD3的耦合也使VT3 关断。