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广州庆达汽车零部件有限公司 工频（交流）悬挂式点焊机 中频逆变直流悬挂式点焊机 选 型 对 比 作成：庞博文 日期：2012.11.13 一、中频直流焊接技术简介： 作为电阻焊接的一个技术突破，逆变中频直流焊接将高效、节能与一身，是一个发展前景 十分广阔的节能产品。 目前常规采用的焊接功率转换方式包括单相交流、单相次级整流、三相次级整流、低频直流冲击波等 几种形式，而逆变中频直流的采用是在这方面的技术突破，能节约 20%-70%的电能。按照目前使用的 设备数量，如果采用逆变中频直流焊接，将节约大量的能耗。 那么，什么是逆变中频直流？逆变中频直流焊接是如何节能的呢？ 让我们先来对比一下交流焊接和中频直流焊接的电流波形： 上图是一般单相交流焊接的电流波形示意图。焊接过程中电流处于交变过程，而焊接电流 的变化是通过调节可控硅的移相角来控制的。当采样测出的电流值与目标值有偏差时，就在下 一半周开始调节。在发生电网电压波动和/或发生焊接回路阻抗变化后，补偿到设定值的时间可 达到 3 周。 3 下图是中频直流焊接的工作原理和电流波形： 上述波形是逆变中频直流的一个转换过程。工作频率从原来的 50Hz 上升到 1000Hz，提高 了 20 倍，每秒钟可对电流进行 2000 次修正，对比交流电阻焊时每工频半周才能修正一次，即 每秒钟仅 100 次。因而中频直流与交流控制器相比，达到目标电流的时间能缩减直到 90%。 同时交流焊接用可控硅开关, 电流关断时间取决于交流电压过零点, 所以控制电流是预测 性的. 中频直流 用 IGBT 开关, 接通和关断时间均受控制, 所以控制电流是决定性的. 这使中频 直流的控制精度大大提高。 另外，由于直流焊免除了存在于交流焊过程中的周波间冷却周期，焊接同样工件能减少焊 接电流和电流通过时间,使焊接工件的合格焊点区面积向低电流区显著增大。 再有，直流焊焊 点强度一致性好, 偏差远比交流焊要小。 这些都进一步为节能作出了贡献. 再从下图的对比中可清楚看出在同样的均方根电流值下，中频直流的峰值电流比交流显著 减小, 使电网负担大大减轻。 4 以上从工作原理上论证了节能的可能性。实际上，我们在应用中也证明了这个论点。 二、工频交流电阻焊控制系统: 工频交流电阻焊控制系统，采用反向并联可控硅与焊接变压器的初级进行串联后接入 电网， 利用交流电阻焊控制器，调节可控硅的导通角，进行调节变压器的焊接电流。 5 三、 中频逆变直流电阻焊控制系统： 中频逆变直流电阻焊控制，三相交流电经整流电路成为直流电，再经由功率开关器件 组成的逆变电路逆变成为中频方波接入焊接变压器的初级，经焊接变压器降压整流成为脉 动很小的直流电供给电极对工件进行焊接。逆变器通过反馈回来次级焊接电流进行调整功 率器件的开关，从而达到焊接过程恒流。 中频控制系统原理图 四、 中频电阻焊与交流电阻焊的比较图 6 五、中频焊接的优势 1. 二次焊接回路中流过的电流是直流的。因此由于深入焊接工件中不同的浸深而产生的二次 回路中的感抗对焊接电流的影响大大减小。 2. 三相平衡负载，减少对供电系统功率要求，功率因素接近1，无电感分量，无须调整功率因 素。 3. 消除对供电电源的污染，是绿色的焊接，不必单独提供电源 可以和机器人焊接工装控制系 统在一起使用。 4. 减少电源消耗，节能降耗，还减少电缆的需要和花费及大量的维护成本。 5. 焊接变压器的质量大大减轻，轻便快捷，只有交流变压器的质量和体积的1/3，适用于机器 人焊接系统。 6. 提高热量输入效率，焊接变压器输出的是直流电压，没有电感的烦扰，纯粹的直流没有过 零的缺点，热量的效率大大提高 7. 智能型数字全闭环控制，焊接控制电流更精确，调整精度和监视精度比AC系统高20倍。可 以对逆变器和变压器进行保护。 8. 增加焊接工艺的稳定性，直流焊接的工艺性友好，焊接参数的可适应范围宽，次级电流可 以真正保持恒流，比交流要有更广泛使用的前景。 9. 数字化控制更加提高电流控制和测量精度，焊接时间精度为毫秒，可以对焊接的时间任意 控制。 10. 可以焊接铝和镀锌金属等材料，焊接结果良好。 11. 尤其适合于三层板焊接、非常薄的材料的焊接以及精密焊接的要求。 12. 精密逆变直流电阻焊，逆变频率更高，电流控制更精确，特别适用于铜、铝镍、钼、钨、 锰、金、银及其他有色金属和贵重金属的精密连接，广泛的应用在电池厂，电光源厂，汽 车，医疗器械，光电通讯厂，微型马达厂以及