焊接电工 第2版 教学课件 ppt 作者王建勋chapter11 11-4.ppt

§11-4 矩形波交流弧焊电源,§11-4 矩形波交流弧焊电源,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,一、概述 矩形波交流电流与正弦波交流比较，主要特点是电流过零点时上升与下降的速率高；其次是通过电子控制电路使正、负半波通电时间比和幅值比均可以自由调节 （1）电弧稳定，电弧过零点时重新引燃容易，不必加装稳弧器 （2）抗干扰能力强 （3）通过调节正负半波通电时间比，在保证阴极破碎作用的条件下增大正极性电流，可获得最佳的熔深，提高焊接生产率和延长钨极的使用寿命 （4）调节工件上的线能量，更有效地利用电弧热和电弧力的作用来满足某些弧焊工艺的特殊要求 （5）可以不必采取消除直流分量的措施 （6）应用于碱性焊条电弧焊时，可使电弧稳定、飞溅小§11-4 矩形波交流弧焊电源,,,,,,,,,,,,,,二、逆变式矩形波交流弧焊电源 逆变式矩形波交流弧焊电源基本原理方框图，如图11-21所示它由普通直流弧焊电源与晶闸管式弧焊逆变器等组成主电路，通过晶闸管式逆变器把直流电转变成频率、正负半波通电时间比和电流比在一定范围内可调节的矩形波交流电 （一）矩形波交流电流的获得原理 工频正弦波交流电经变压器降压和晶闸管整流器整流，成为几十伏的直流电，再经过晶闸管逆变器的开关和转换作用，就成为矩形波交流电。

（二）外特性控制和焊接工艺参数调节 这种类型的矩形波交弧焊电源，实质上是由通用直流弧焊电源和矩形波交流发生器（即晶闸管式逆变器）所组成的其外特性形状的控制和矩形波交流电的幅值的调节，是通过直流弧焊电源来实现的§11-4 矩形波交流弧焊电源,直流弧焊电源可以采用磁饱和电抗器式硅弧焊整流器，也可采用晶闸管式弧焊整流器从控制性能来看，最好采用晶闸管式弧焊整流器，如图11-21所示电源外特性的形状是由晶闸管式弧焊整流器的闭环反馈电路和电子控制电路（检测电路P、给定电路G、放大器N和脉冲发生器）来控制的通过改变晶闸管的导通角调节直流电压的幅值，即可调节由逆变器输出的矩形波交流电幅值的大小正负半波通电时间比和频率，则是通过改变逆变器中晶闸管触发脉冲的相位角来实现 三、晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源 晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源的基本原理方框图如图11-22所示它由变压器、晶闸管桥及直流电抗器组成主电路，通过晶闸管桥的开关和直流电抗器的储能作用，把正弦波交流电转变成矩形波交流电§11-4 矩形波交流弧焊电源,（一）矩形波交流电流的获得原理 主电路如图11-23所示，波形图如图11-24所示在正半波 时刻触发脉冲使晶闸管VT1、VT3触发导通、则电弧电流 的通路为：→VT1→L→VT3→电弧→ 。

电流的大小由下面的电压平衡方程式决定 在 期间，因为 ，所以 ，即电流 增大由于 的电感量很大，即限制了电流的上升速度，使电流从 点缓慢上升到点 ，此时电感 处于储能过程中 在 时刻，因为 ，所以 ，电流 达到 点对应的最大值 在 期间，因为 ， ，因此 减小此时,,,,,§11-4 矩形波交流弧焊电源,向电弧释放磁场能量，维持VT1和VT3的继续导通，电流 由 时刻的 点开使缓慢下降至 时刻的 点此时触发脉冲使VT2、VT4导通，而VT1、VT3因承受反向电压而关断， 立刻经零点改变方向为负值，开始进入负半波负半波电流通路为： →电弧→VT2→ →VT4→ 在 期间，重复上述过程，形成负半波电流 若L的电感量是足够大，则电流为平稳直流，但电流 流过电弧的方向是改变的因此， 为如图11-24b所示的正负半波幅值相等的矩形波交流电流 （二）外特性控制和焊接工艺参数调节 1．外特性控制 这类弧焊电源具有接近恒流的外特性，形成这种外特性的主要原因是电流负反馈作用。

通过电流负反馈作用使输出电压随着晶闸管组,,,§11-4 矩形波交流弧焊电源,VT导通角显著减小而迅速下降，从而获得恒流外特性要得到恒流加外拖或缓降外特性，则要同时取适当比例的电压负反馈，使晶闸管组的导通角缓慢地减小 2．焊接工艺参数调节 改变给定电路G的给定电压值，便可得到一族外特性曲线，以满足焊接工艺参数调节的要求如果同时将正负半波的触发脉冲提前，则晶闸管组的导通角增大，就可使负载电流增加；反之，可使负载电流减小 若改变两组晶闸管导通角的比值，则可实现正负半波电流比的调节 矩形波交流弧焊电源主要用于铝及铝合金的交流钨极氢弧焊，也可用于碱性焊条电弧焊、埋弧焊、等离子弧焊等焊接方法继 续,返 回,§11-4 矩形波交流弧焊电源,,图11-21 逆变式矩形波交流弧焊电源基本原理方框图,§11-4 矩形波交流弧焊电源,图11-22 晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源基本原理方框图,,§11-4 矩形波交流弧焊电源,,图11-23 主电路原理图,§11-4 矩形波交流弧焊电源,,图11-24 矩形波电流波形 a）波形 b）波形 c）实际波形,。