新型软开关埋弧焊逆变器的外特性分析!-电焊机.pdfVIP

华 南 理 工 大 学 学报 （自然 科 学 版 ） 第31 卷第5 期 Journal of South China University of Technology Vol. 31 No. 5 2003 年 5 月 （Natural Science Edition ） May 2003 文章编号：1000-565X（2003 ）05-0039-04 新型软开关埋弧焊逆变器的外特性分析! 李远波 黄石生 王振民 李 阳 陆沛涛 （华南理工大学 机械工程学院，广东广州510640 ） 摘 要：对新型软开关埋弧焊逆变器的外特性进行了设计，并应用电力电子技术和自动 控制原理的理论成果，研究了软开关埋弧焊逆变器的结构、参数与其外特性曲线之间的基 本规律. 文中最后给出了实验结果. 关键词：逆变器；埋弧焊；外特性 中图分类号：TG 434 文献标识码：A 埋弧焊过程中有空载—短路—燃弧这几个工作 MMA 焊（手工焊条电弧焊）以及在SMAW 焊（手工 过程. 细丝埋弧焊的电弧一般为平特性，如根据埋弧 电弧焊）电源外特性特点的基础上，采用电流双闭环 焊的电弧特性，为满足电源- 电弧系统稳定性的要 控制以及限制最小脉宽的方法，设计了一种恒流带外 求，粗丝埋弧焊电源一般采用下降特性. 在实际的埋 拖的埋弧焊电源外特性，见图1. 图中1 点表示空载电 弧焊电源外特性设计中，还必须综合考虑电弧的弹 压值，2 点是输出电感电流连续与非连续的转折点，3 性、送丝方式、熔滴渣壁过渡以及焊接规范的稳定性 点对应焊接最大规范，4 点对应外拖前焊接最大电 要求. 流. 此外，新型逆变式电源输出焊接回路的时间常数 新型软开关埋弧焊逆变器采用平均电流- 峰值 很小，外拖瞬间短路电流有利于增大熔滴过渡的推 电流双环控制与PWM 移相控制相结合的方式，充 力，而且也有利于开关管IGBT 工作在适当宽的开通 分利用埋弧焊逆变器的寄生元件参数实现开关器件 状态，减小因开通过窄而出现的不稳定情况. 的零电压开关［1，2 ］，极大地改善了开关管及逆变电 路的工作状态，具有开关损耗及电磁干扰小、效率高 的优点，适用于高频、大功率的场合. 研究平均电流 - 峰值电流双环控制的新型软开关埋弧焊逆变器的 结构、参数与其外特性曲线之间的基本规律，具有重 要的理论和实际意义. 1 新型埋弧焊逆变器外特性曲线的设计 图1 设计的电源外特性 采用恒流特性的埋弧焊电源，电弧弹性好，焊接 Fig. 1 The proposed !# static characteristic 规范最稳定，但是由于短路电流小，电弧推力不够理 想，导致熔滴的过渡困难；另一方面，如果采用缓降外 2 外特性曲线的理论分析 特性，虽然短路电流大，但是电弧稳定性相对较差、电 弧弹性差. 本研究吸收两种外特性的优点，借鉴 2 . 1 外特性曲线的研究方法 到目前为止，焊接领域对弧焊逆变器的外特性 收稿日期：2002-12-31 曲线仅仅限于简单的实验测试，而没有深入探讨逆 基金项目：国家自然科学基金资助项目