单元硅弧焊整.ppt

第三单元 硅弧焊整流器 学习目标：（1）熟悉硅弧焊整流器的组成和分类；（2）了解各类无电抗器式硅弧焊整流器的基本电路及特点；（3）理解各类有电抗器式硅弧焊整流器的基本工作原理；（4）掌握常用硅弧焊整流器的工艺参数调节及典型产品；（5）学会对常用硅弧焊整流器的使用维护和一般故障排除 综合知识模块一 硅弧焊整流器的组成及分类 硅弧焊整流器的组成 硅弧焊整流器是将50Hz的工频单相或三相电网电压，利用降压变压器将高电压降为焊接时所需的低电压，经整流器整流和输出电抗器滤波，从而获得直流电，对焊接电弧提供电能。为了获得脉动小、较平稳的直流电，以及使电网三相负载均衡，通常采用三相整流电路。硅弧焊整流器的电路一般由主变压器、电抗器、整流器、输出电抗器等几部分组成。图3-1为硅弧焊整流器组成的框图。 硅弧焊整流器组成框图 （1）主变压器 其作用是把三相380V的交流电变换成几十伏的三相交流电。 （2）电抗器 可以是交流电抗器或磁饱和电抗器（磁放大器）。当主变压器为增强漏磁式或要求得到平外特性时，则可不用电抗器。其作用是使硅弧焊整流器获得形状合适、并且可以调节的外特性，以满足焊接工艺的要求。 （3）整流器 其作用是把三相交流电变换成直流电。通常采用三相桥式整流电路。 （4）输出电抗器 它是接在直流焊接回路中的一个带铁心并有气隙的电感线圈，其作用主要是改善硅弧焊整流器的动特性和滤波。 此外，硅弧焊整流器中都装有风扇和指示仪表。风扇用以加强对上述各部分、特别是硅二极管的散热，仪表用以指示输出电流或电压值。 硅弧焊整流器的分类 硅弧焊整流器可按有无电抗器分为两类：无电抗器的硅弧焊整流器和有电抗器的硅弧焊整流器。 1．无电抗器的硅弧焊整流器 按主变压器的结构不同又可分为： （1）主变压器为正常漏磁的 这类电源的外特性是近于水平的，主要用于CO2气体保护焊及其它熔化极气体保护焊。按调节空载电压的方法不同又分为抽头式、辅助变压器式和调压式。 （2）主变压器为增强漏磁的 这类电源由于主变压器增强了漏磁，因而无需外加电抗器即可获得下降外特性并调节焊接工艺参数。按增强漏磁的方法不同可分为动圈式、动铁式和抽头式。 2．有电抗器的硅弧焊整流器 这类硅弧焊整流器所用的电抗器都是磁饱和电抗器式的。根据其结构特点不同又可分为： （1）无反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器。 （2）有反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器 根据磁饱和电抗器的反馈形式，可分为外反馈磁饱和电抗器式、全部内反馈磁饱和电抗器式和部分内反馈磁饱和电抗器式硅弧焊整流器等。 从硅弧焊整流器的组成分析中可知，无电抗器的硅弧焊整流器是在弧焊变压器原理的基础上发展起来的，属于比较简单的硅弧焊整流器。 综合知识模块二 无电抗器的硅弧焊整流器 动圈式硅弧焊整流器 1．结构 动圈式弧焊整流器 由增强漏磁的三相动线圈式弧焊变压器T、三相桥式硅整流元件组UR和输出电抗器L组成，其基本电路如 图3-2所示。 （1）三相动圈式弧焊变压器 一、二次绕组多采用Y/D接法。这是由于此变压器为一种降压变压器，一次绕组接成星形后，一次相电压只是线电压的 倍，每相绕组匝数可以减少，绝缘要求可以降低。二次绕组接成三角形，则相电流只有线电流的 倍，这样可以减小导线的截面积，采用较细导线；既容易绕制，又省铜，并可减小体积。其铁心绕组结构特点分述如下： 1）铁心 三相动圈式变压器的铁心有对称Y形和三角形两种。铁心柱布置在等边三角形三个顶点上，铁心柱的截面为矩形，这种立体结构优于一般平面形铁心（日字形）。因其三相磁路平衡，可使三相电流平衡，从而使整流电流比较平稳。 2）绕组 其一次绕组可以移动，二次绕组固定不动。摇动手柄则一次绕组线圈可沿铁心柱上下移动，从而调节焊接电流。 （2）硅整流元件组 由大功率硅二极管VD1～6 组成三相桥式整流电路，其工作原理见图3-2。图中，VD1、3、5组成一组，其阴极联在一起；VD2、4、6组成另一组，其阳极联在一起。每一组中三管轮流导通。前一组中阳极电位最高者导通，后一组中阴极电位最低者导通，同一时间有两个二极管导通。如图3-3中，在0～t1期间，uab为负值，即b点电位高于a点电位，于是二极管VD3和VD2导通。由于VD3导通，m则点电位近似等于b点电位，VD1和VD5被反向截止。 而VD2导通，又使得n点电位近似等于a点的电位，故VD4和VD6也截止。在这段时间内的电流通路为： b→VD3→L→焊接电弧→VD2→a。 同理可以分析在t1～t2期