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第四单元 晶闸管式弧焊整流器 学习目标：（1）熟悉晶闸管式弧焊整流器的组成、主要特点和应用范围；（2）掌握晶闸管式弧焊整流器主电路的形式及工作原理、触发电路的形式及工作原理、外特性控制电路及其工作原理；（3）了解ZDK-500型和ZX5-400型晶闸管式弧焊整流器的主电路及工作原理；（4）掌握ZDK-500型和ZX5-400型晶闸管式弧焊整流器的外特性及调节特性；（5）能对晶闸管式弧焊整流器的简单故障进行排除。 综合知识模块一 晶闸管式弧焊整流器概述 随着大功率晶闸管在20世纪60年代的问世、弧焊电源相应地出现了晶闸管式弧焊整流器。由于其本身具有良好的可控性，因而对电源外特性形状的控制、焊接工艺参数的调节都可以通过改变晶闸管的导通角来实现，而不需要用磁饱和电抗器，它的性能更优于磁饱和电抗器式弧焊电源。国产晶闸管式弧焊整流器主要有ZDK系列和ZX5系列。 晶闸管式弧焊整流器的组成 晶闸管式弧焊整流器的组成如图4-1所示。 晶闸管式弧焊 整流器的主要特点 （1）动特性好 （2）控制性能好 （3）节能 （4）省料 （5）电路复杂 （6）存在整流波形脉动问题 晶闸管式弧焊 整流器的应用范围 （1）平特性晶闸管弧焊整流器 适用于熔化极气体保护焊、埋弧焊以及对控制性能要求较高的数控焊，还可作为弧焊机器人的电源。 （2）下降特性晶闸管弧焊整流器 适用于焊条电弧焊、钨极氩弧焊和等离子弧焊。 综合知识模块二 晶闸管式弧焊整流器的主电路 三相半波可控整流电路 1．纯电阻性负载 其电路见图4-2。变压器一次绕组为三角形联结，二次绕组为星形联结 ，它的零点o就是整流电压的负极。晶闸管VT1、VT2、VT3接成共阴极组，晶闸管导通的条件除了阳极电位高于阴极电位外，同时还必须在门极上存在触发脉冲。Rh为负载 通过控制角 、 情况下的分析，得知： （1）当 时，整流电路的工作情况和负载上电压、电流波形与不可控整流电路相同，称为全导通状态。此时，整流电压最大。随着控制角的增大，整流电压相应减小。所以这种整流电路若用于电弧焊中，从空载至短路时要求的触发电压移相范围为 。 （2）当 时，负载电流连续，各相晶闸管每周期导电 ，即导通角 。 （3）负载电流在一个周期只有三个波峰，脉动较大，且当 时， 不连续，各晶闸管导电时间小于 ， 。 因此，得出结论：这种整流电路在实际电弧焊中是不适用的。 2．电阻电感性负载 其电路如图4-3所示 图中L为输出电抗器。令L的电感量足够大，当负载电流减小时，在电感上就产生感应电动势eL，它是阻止电流减小的。所以eL的极性如图4-3中所示。 以a相为例，当a相电压瞬时值降到零甚至变为负值时，回路中加在负载Rh上的电压为(ua+eL) 仍可以为正，因此a相晶闸管继续导通。直至b相晶闸管触发导通为止。即当 时，仍然能使各相的晶闸管导通 ，而不是 ，从而使整流电流是连续的。虽然此时整流电压的脉动很大，而且电压出现负值，但整流电流的脉动减小，如图4-3所示的波形。当然这一结论的适用条件是输出电抗器L必须足够大，电流波形中的阴影部分是靠感应电动势eL维持导通的。 在电流连续情况下，可以导出负载电压平均值与控制角的关系如下： （4-1） 由式（4-1）可以看出，当 时 最大， 。当 时， 。所以电阻电感性负载三相半波可控整流电路用于电弧焊中，从空载至短路，要求触发电压移相范围为 。 三相半波可控整流电路中只用三只晶闸管和三个触发单元，因此线路简单、可靠、经济、易于调试，其整流变压器为普通三相降压变压器，易于制造。但是，在输出为低电压或小电流情况下，波形脉动比较明显。所以，目前很少用这种整流电路作为晶闸管式弧焊整流