逆变电源的说明书.docVIP

迈瑞高科电气有限公司 逆变焊机概述 焊接概述 焊接是一种不可拆卸的连接方法，是金属热加工方法之一。焊接与铸造、锻压、热处理、金属切削等加工方法一样，是机器制造、石油化工、矿山、冶金、航空、航天、造船、电子、核能等工业部门中的一种基本生产手段。没有现代焊接技术的发展，就没有现代的工业和科学技术的发展。 逆变电焊机 整流和逆变是两个相反的概念，整流是将交流电变为直流电的过程，而逆变则是将直流电变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要大功率电子开关器件，采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的的逆变焊机称为IGBT逆变焊机。 迈瑞逆变焊机整机方框图 WSE-200E是我司的典型产品之一，其原理方框图如下： 图1.1 WSE-200E 方框图 逆变焊机（IGBT系列）工作原理 逆变焊机功率开关管的比较 常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中，晶闸管（可控硅）的开关频率最低约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。 1、效应管的特点： 场效应管的突出优点在于其极高的开关频率，其每秒钟可开关50万次以上，耐压一般在500V以上，耐温150℃（管芯），而且导通电阻，管子损耗低，是理想的开关器件，尤其适合在高频电路中作开关器件使用。 但是场效应管的工作电流较小，高的约20A低的一般在9A左右，限制了电路中的最大电流，而且由于场效应管的封装形式，使得其引脚的爬电距离（导电体到另一导电体间的表面距离）较小，在环境高压下容易被击穿，使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。 2、IGBT的特点： IGBT即双极型绝缘效应管，符号及等效电路图见图12.1，其开关频率在20KHZ~30KHZ之间。但它可以通过大电流（100A以上），而且由于外封装引脚间距大，爬电距离大，能抵御环境高压的影响，安全可靠。 场效应管逆变焊机的特点 由于场效应管的突出优点，用场效应管作逆变器的开关器件时，可以把开关频率设计得很高，以提高转换效率和节省成本（使用高频率变压器以减小焊机的体积，使焊机向小型化，微型化方便使用。（高频变压器与低频变压器的比较见第三章《逆变弧焊电源整机方框图》。 但无论弧焊机还是切割机，它们的工作电流都很大。使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求，一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这样既增加了成本，又降低了电路的稳定性和可靠性。 逆变焊机（IGBT系列）的特点 IGBT焊机指的是使用IGBT作为逆变器开关器件的弧焊机。由于IGBT的开关频率较低，电流大，焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同，不但体积增大，各类技术参数也改变了。 逆变焊机（IGBT系列）工作原理 半桥逆变电路工作原理如图： 工作原理： ①tl时间：开关K1导通，K2截止，电流方向如图中①，电源给主变T供电，并给电容C2充电。 ②t2时间：开关K1、K2都截止，负截无电流通过（死区）。 ③t3时间：开关K1截止，K2导通，电容C2向负载放电。 ④t4时间：开关K1、K2均截止，又形成死区。如此反复在负载上就得到了如图12.3的电流，实现了逆变的目的。 IGBT焊机的工作原理 电源供给： 和场效应管作逆变开关的焊机一样，焊机电源由市电供给，经整流、滤波后供给逆变器 逆变： 由于IGBT的工作电流大，可采用半桥逆变的形式，以IGBT作为开关，其开通与关闭由驱动信号控制。 驱动信号的产生： 驱动信号仍然采用处理脉宽调制器输出信号的形式。使得两路驱动信号的相位错开（有死区），以防止两个开关管同时导通而产生过大电流损坏开关管。驱动信号的中点同样下沉一定幅度，以防干扰使开关管误导通。 保护电路： IGBT焊机也设置了过流、过压、过热保护等，有些机型也有截流，以保证焊机及人身安全，其工作原理与场效应管焊机相似。 逆变焊机各部分电路的主要功能与技术要求 起动与过压保护电路：避免因开机给滤波电容充电产生的浪涌电流而损坏电源开关及电路，整流桥避免因误接380V及电网波动带来的高压损坏机器；要求能安全起动，在输入电压过高时起动保护，不损坏工作电路。 一次整流、滤波电路：把输入的50Hz 工频交流电转换成直流电。 过流保护电路：时刻对主回路中的电流进行采样，一旦电流超过允许值，便通过控制模块停止逆变电路工作。 逆变电路：完成直流的逆变并输出稳定的高频电流。 变压电路：进行电压电流变换。 二次整流：把高频交流转换成直流输出。 控制模块：控制电路的开通与断开，并提供驱动电路、驱动模块电流。要求输出稳定、控制灵敏。 驱动模块：提供逆变所需的开关信号。 辅助电源：给控制电路、驱动电路提供稳定的低压直流电源。 10电流给定、反馈电