PDF《第21卷第6期》

第21卷第6期2008年12月 机械研究与应用 MECHANICAL RESEARCH&

APPLICATION Vol

21 No

6 2008.

12 IGBT逆变C02焊机主电路设计 庞健强1,赵得国1,徐宏彤2 (1.兰州商通工业锅炉制造有限公司,甘肃兰州730Q50;

2.兰州城市学院,甘肃兰州730Cr70) 摘要:通过对l台400A全桥式IcBT逆变焊接电源主电路的设计,详细介绍了逆变焊接电源主电路的设计及主要 元件的计算方法. 关键词:IGBT;

c02逆变电源;

主电路 中图分类号:1'

G434.1 文献标识码:A 文章编号:1007―4414(2008)05―0091一05 Main circllit design of the IGBT iIlverter Co,welder'

Pang Jian―qian91.Zhao De―gu01-Xu Hong―ton92 (1.k肥bu鼽Ⅱng枷培6D勋'

,№乃咖m矗增co..￡砬,k舷bⅡ国mu 730050,吼i胍;

2.如磁bu c毋∞Z妇e.肠幽u能w 730070,吼im) Abstmct:IrI tllis anide,by desigrIing the main ciI.cllit 0f a 400A flm―bridge IGBT invener welding power source,tlle d船i印of main circuit in the inverter welding souIce as weU as the calculation methods 0f the main elements autbors detailedly aI.e in. nDduced. Key wor凼:IGBT;

c02 inverter power supply;

main circ血C0:焊接是利用CO:作为保护气体的一种电弧 焊接方法.CO:焊可进行全位置焊接,因其抗锈能力 强、不易出现气孔、综合力学性能好、焊后不需清渣. 已在造船、机车和汽车制造、石油化工、工程机械、电 站锅炉等工业领域广泛应用.但是,cO:焊也存在两 个突出缺陷:金属飞溅大以及焊缝成形差,影响其近 一步的推广和应用.减少、消除飞溅是CO:焊接研究 的一个热点和难点.通过对飞溅成因的分析,解决上 述问题的途径可分为两个方面:①通过焊接材料来改 进电弧形态和熔滴过渡形式,如在CO:气体中加人 一定比例的氩气;

②采用活化焊丝、药芯焊丝等,这些 方法虽然可以取得显著效果,但失去了CO:焊经济、 简便的特点,况且此时由于电弧的电场强度较小,如 果再使用短路过渡形式,将会造成工件熔合不足、堆 高过大、焊缝过窄等缺陷,不适于主要的过渡形式,短 路过渡,有较大的局限性¨'

. 与此相反,由焊接设备和电源方面人手,利用逆 变式焊接电源的优势,结合现代电力电子技术和计算 机技术的不断发展,对电弧及熔滴过渡加以控制,力 求保留短路过渡及cO:气体低成本的优点,通过电控 和机械力的控制来减小飞溅,改善焊接质量是许多人 努力追求的目标. 笔者通过对l台IGBT全桥逆变CO:焊接电源主 电路的设计,全面介绍了逆变焊接电源的主电路的设 计、计算及元件选择应注意的问题. l工作原理口叫1 图1为目前常用逆变式弧焊电源的的结构方框 图.具有两个功能:①把高电压小电流转换成焊接所 需的低电压大电流;

②使焊接回路和电网电路隔开 来,其变流顺序是AC―DC―AC―DC,逆变式弧焊电 源变压器的运行频率为几十千赫兹,从而带来两大显 著优点:①变压器的质量和尺寸大幅度减小;

②控制 系统的响应速度提高几百甚至几千倍. 卜输入整流滤波―,卜吨变器―・卜-输出整路滤波――.| 图1逆变焊接电源的基本组成 逆变焊接电源的结构可分为两部分,从电网将电 能传递给负载的电路称为主电路,其余部分称为控制 电路.主电路包括输入整流滤波、逆变器和输出整流 滤波,主电路的核心是逆变器,逆变器主要由功率电 子开关和中频变压器组成. 近年发展的新一代电力电子器件IGBT(绝缘栅 双极晶体管),是MOSFET管和GTR管集成在一块芯 片上的复合器件,结合了2种管子的优点,具有容量 收稿日期:2008―09―08 作者简介:庞健强(19r71一),男,上海人,工程师,主要从事焊接电源的设计、工艺方面的工作. ・9l・ ‰阿HH㈠H ㈠一攀万方数据 Vol 2l No