《弧焊电源电磁兼容性测试及传导骚扰研究》.pdf

摘 要 摘 要 随着数字化技术和高速开关器件在焊接电源中的广泛应用，弧焊电源的电磁 兼容性问题也越来越严重.作为大功率电源变换设备，弧焊电源在工作时会产生 很强的电磁骚扰，严重地影响电网质量。此外，弧焊电源多工作在电磁环境比较 恶劣的工业环境下，需要承受各种电磁干扰。因此，国际上已经出台了相应的电 焊机电磁兼容标准IEC60974-10:2004并被许多发达国家采用，而我国在这方面 尚是一片空白。随着我国进入WTO，国内电焊机企业不仅面临着国外电焊机的 巨大冲击，而且在出口时也受到了国外技术壁垒的阻碍，所以针对焊接电源进行 电磁兼容性研究并尽快出台相应的电焊机电磁兼容国家标准就显得尤为迫切需 要了。 本文第二章建立了焊接电源电磁兼容测试平台，测试平台可对焊接电源的电 磁骚扰发射和电磁抗扰度进行试验，包括谐波电流发射、传导骚扰发射、静电放 电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度和电压暂降抗扰度等五项试验，另有两项进 行了部分样品的委托测试。 在第三章中，对国内市场上常见的各种电焊机进行了电磁兼容抽样测试，测 试的电焊机在输出电流容量上，从160A到1000A;在焊接电源类型上，包括了 手工电弧焊，钨极氢弧焊，熔化极气体保护焊和埋弧焊;在主要器件上，涵盖了 小功率的MOSFET逆变电源，中大功率的IGBT逆变电源和中大功率的晶闸管移 相整流电源，此外对相同规格的国产和进口焊接电源进行了对比试验.通过对国 内外典型焊接电源的测试结果进行对比分析，了解到国产焊接电源的电磁兼容水 平，在某些方面仍与国外焊接电源有很大的差距，提出了在国际标准IEC 60974-10:2004的基础上制订适合我国国情的焊接电源电磁兼容国家标准，为我 国焊接电源电磁兼容国家标准的制订了作了大量的调研工作和前期准备工作。 在上一章抽样试验的基础上，第四章对所获得的数据进行统计、分析，确定 了逆变焊机对电网和电磁环境的千扰等级，并通过对逆变焊接电源电磁骚扰的产 生机理和传播途径进行研究，提出了实用有效的电磁干扰抑制措施并设计出一种 适用于弧焊电源的电源EMI滤波器，为今后进行绿色焊接电源的设计提供理论指 导和技术支持。 在第五章，使用电力电子仿真软件SABER及Pspice对某典型弧焊逆变电源进 行了传导骚扰发射的仿真，使用了元器件的高频模型对主电路进行建模，并通过 MATLAB建立了频谱仪的数学模型，对SABER中的仿真结果进行统计和运算， 仿真结果与实测结果比较吻合，可以为焊接电源的电磁兼容设计起到很好的指导 作用，有助于降低弧焊电源的传导骚扰发射。 北京工业大学T学硕十论文 关键词逆变焊机 ;电磁骚扰 ;电磁抗扰度 ;传导干扰 Abstract Abstract Withthewidely usingofdigitalcomponentsandhighspeed power semiconductordevices,theelectro-magneticcompatibiliyt (EMC)ofwelding machineismoreandmoreseveriyt.Asahighpowerpowersource,electro-magnetic Interferences(EMI)generatebyweldingmachinescandergadethegridqualiyt. Furthermore,weldingmachinesalwaysworkintypicalindustrialcircumstanceand immunetomanytypesofinterferences.Therefore,theinternationalstandardsofEMC requirementofweldingmachineIEC60974-102:004hasbeenpublishedby InternationalElectricalCommittee(IEC)andusingbymostofcountriesespecially developedcountriessuchUSAandECbutexceptChina.Nowo