晶闸管式弧焊整流器.ppt

2004/10/10 第6章 晶闸管式弧焊整流器 第6章 晶闸管式弧焊整流器 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。 以上几种晶闸管整流电路的比较见课本表6-1。 晶闸管整流焊机命名法 Z X (或D或P) 5－××× 额定电流 晶闸管 X-下降特性 D-多种特性 P-平特性 整流焊机 * 晶闸管式弧焊整流器是目前实际工程中应用最多的电子控制弧焊电源之一。既有下降外特性的晶闸管式弧焊整流器，也有平缓外特性的晶闸管式弧焊整流器。既可以用于焊条电弧焊、钨极氩弧焊，也可以用于CO2气体保护焊、熔化极氩弧焊等弧焊方法。 主要内容： 1、晶闸管式弧焊整流器的构成； 2、常用的晶闸管可控整流主电路结构及工作原理； 3、晶闸管触发电路结构及工作原理； 4、实例介绍。 6.1 概述 在20世纪60年代初，随着大功率晶闸管的问世，出现了以晶闸管为整流元件的直流弧焊电源—晶闸管式弧焊整流器。 晶闸管弧焊整流器由电子功率系统和电子控制系统组成，如图6-1所示。电子功率系统又称弧焊电源的主电路，它是由主变压器T、晶闸管整流器UR和直流输出电感L组成。AT为晶闸管的触发脉冲驱动电路，C为电子控制电路。 控制电路 同步 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。晶闸管导通角的大小是由其触发脉冲的相位所决定的，而触发脉冲的相位是由电流给定信号Ugi、电压给定信号Ugu和电流、电压反馈信号 Ufi、Ufu通过电子控制电路C得到的控制信号Uk所确定的。Uk决定着晶闸管触发脉冲的相位，也就决定了晶闸管导通角的大小。Uk的变化规律决定了弧焊电源输出电压和电流的变化规律，通过对Uk的控制，可以控制晶闸管式弧焊整流器的输出特性。 电压 电流 电流的相位时间即为导通角，电流相位可能在一个半波内，若有电感作用就有可能超过半波，极限情况应是 6.2 三相可控整流主电路 晶闸管式弧焊电源一般采用三相变压器及晶闸管整流电。 常用主电路结构形式： 1、三相半控桥式； 2、三相全控桥式； 3、六相半波可控整流； 4、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路等四种。 晶闸管式弧焊整流器具有以下特点： （1）动特性好 （2）控制性能好 （3）省材节能 （4）噪声小 （5）电路较复杂 相对于弧焊变压器和弧焊发电机而言 6.2.1 三相半控桥式整流电路 电路结构 三相半控桥 电阻性负载 触发角?=0 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 注意α=0的相位与单相整流电路的区别：从自然换相点开始 三相半控桥 电阻性负载 触发角?=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 相电 压波 形 负载 电压 波形 触发 脉冲 时序 SCR 导通 顺序 三相半控桥 电阻性负载 触发角?=60 的波形图 三相半控桥电阻性负载时输出电压平均值与导通角?的关系: 三相半控桥电阻电感性负载 要求增加续流二极管D7 三相半控桥式整流电路的特点: 1、只用三只晶闸管和三个触发脉冲单元，因而线路比较简单、可靠、经济和较易调试； 2、整流变压器为普通的三相降压变压器，易于制造。 3、其主要缺点是调至低电压或小电流时波形脉动较明显。 4、需配备大电感量的输出电抗器。 改进方案 附加全波整流的维弧电路以及高压引弧电路。 6.2.2 三相全控桥式整流电路 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 与三相半控整流电路有什么区别呢？ 三相半控触发频率150Hz，此处为300Hz，意味着动特性提高了！！！ 图6-11 三相桥式全控整流电路触发方式 a) 双窄脉冲出发 b）单宽脉冲触发 图6-12 α＝60°电阻负载三相全控桥式整流波形 图6-13 α＝90°电阻负载三相全控桥式整流波 当0≤α≤π/3时，输出电压ud波形连续，此时有： 当α＞π/3时，输出电压发生间断，此时有： 图6-1