脉冲弧焊焊接电源..ppt

* 第七章 脉冲弧焊电源 第一节 脉冲弧焊电源的概述 主要内容：从焊接工艺要求出发，论述脉冲弧焊电源的特点、分类、原理和应用。着重分析晶闸管式脉冲弧焊电源的工作原理和特点。 一、脉冲弧焊电源的特点及应用范围 特点：焊接电流是周期性脉冲式的，包括基本电流（维弧电流）和脉冲电流，可调规范参数多，包括：脉冲频率、幅值、宽度、电流上升速度和下降速度。 应用范围： 1）熔化极及不熔化极气体保护焊：MIG、MAG、微束等离子弧焊等； 2）窄间隙厚板焊、超薄板焊； 3）普通板材焊、热敏感性材料焊； 4）全位置焊，保证均一的焊接成形和质量； 5）单面焊双面成形和封底焊。 二、脉冲获得方法 应用：利用脉冲形成的不同热量输入率使深熔与凝固交互进行，以低的平均电流实现射流过渡，进行薄板焊接、全位置焊接和热敏感材料的焊接。 直流脉冲电流波形 i t t i 交流脉冲电流波形 (一）、利用电子开关 主要用现代电力电子技术中的功率开关器件：晶闸管、大功率三极管、场效应管及IGBT等。 a)在直流侧设开关装置，b)在交流侧设开关装置 （二）、利用阻抗的变换 a)变换交流侧阻抗值， b) 变换直流侧阻抗值 （三）改变调节ug及电流截止反馈 1、改变ug； 2、电流截止反馈：周期性地改变电流截止反馈信号,使直流回路中的晶体管周期性的导通与关断。 （四）利用大功率整流硅管整流得到单相脉冲电源。 采用（一）、（四）方法电流完全间断，一般需配用辅助电源形成脉冲、基本双电源。 三、脉冲弧焊电源的分类 1、按获得脉冲电流的器件分：单相整流式、磁放大器式、晶闸管式、晶体管式。 2、按获得脉冲电流的方法分：交流断续器式（单相整流式、单相半控整流式、交流开关式），直流断续器式（RC冲放电式，辅助电源充电式……)，阻抗变换式。 3、按电源单位分：单电源式，双电源式。 4、按脉冲电流频率分：低频，高频。 1、波形：正弦半波、矩形波、三角形波 四、脉冲电流波形和可调的基本参数 2、可调基本参数：脉冲电流（峰值电流）幅值、基值电流（背景电流、维弧电流）幅值，脉冲时间、基值时间、上升（前沿）时间、下降（后沿）时间。 第二节 晶闸管式脉冲弧焊电源 一、给定值调节式 应用:在ZX5-400上配上KW控制器可进行TIG脉冲焊。由于晶闸管波头时间3.3ms，即脉冲频率300HZ，调制频率不可以太高，仅可在一定范围内实现脉冲电流值，基值电流值、脉宽占空比/脉冲频率的调解，频率范围可在0.2~10HZ调解。 特点：输出的脉冲电流波形为方波或带前沿尖峰的方波；脉冲电流和基本电流都由同一电源供给；无级调节、操作方便；频率调节范围小；一机多用；控制线路比较复杂，不易维修。 二、晶闸管断续器式 （一）晶闸管的导通与关断 1、导通条件 2、关断条件 1）晶闸管阳极加上正向电压U； 2）控制极上加上适当的同步正向触发电压ug 1）使阳极电流低于维持电流或切断阳极电流； 2）在晶闸管阳极和阴极之间加一反向电压 关断的物理过程 影响关断时间的因素 1）正向电流 2）正向重加du/dt的影响 3）反向电压 3、关断电路 VT2通，C充电，左负右正。 (a)图： VT1通时，uc使VT2关断， C反向充电，此充电时间常数应保证VT2可靠关断。对称触发VT2也会使VT1关断。 (b)图： VT2通，C充电，上正下负。 主管VT1通时，uc使VT2关断;C经电感线圈L和VD放电。 C放电结束后,C上的电能转换为L上的电磁能，L放电，使C反向充电，下正上负。当VT2再次导通时，使VT1关断，重复上述过程。 (c)图： （二）晶闸管断续器式脉冲弧焊电源的分类 1、交流断续器：在电源的交流环节控制通断及大小，但是电源不一定输出交流。 基本与(b)图通，但主电流流过L时，其感应电压的自耦合作用时L上部感应电压给C充电能量更高，VT1关断更有力，适合于大容量的VT。 特点：1）断续器关断可靠；2）脉冲内脉动大；3）需基本电流电源；4）晶闸管触发相位受焊接电源功率因数的限制。 脉冲内包含的半波数目取决于晶闸管触发信号的频率，脉冲幅值的调节通过改变触发相位来实现。 2、直流断续器：接在脉冲电流电源的直流侧，起开关作用。 （2）单电源直流断续器式脉冲弧焊电源 （1）双电源式直流断续器脉冲弧焊电源 特点：电流的通断容量可达数百安培，频率调节范围广，脉冲波形近似呈矩形，对焊接有利，脉冲内脉动大小与直流弧焊电源种类有关。但是主晶闸管流过的电流大，其可靠关断是关键。 三、单电源直流断续器脉冲弧焊控制器的电路分析 （一）、电路主要组成 （二）工作原理 1、直流弧焊电源 2、断续器主电路：R1—调制阻抗； 主管VT1导通时，L1上感生电压e1，L1、L2自耦合感应，e2=Ke1,C1充电,方向左