軟開關(guān)逆變埋弧焊電源的研究.pdf

1、作為最早獲得應用的機械化焊接方法，埋弧自動焊具有焊接電流大、熔深大、焊接范圍廣、生產(chǎn)效率高、焊縫質(zhì)量優(yōu)、勞動條件好、自動化程度高等優(yōu)點，適用于焊接中厚板結(jié)構(gòu)的長焊縫，可焊接的鋼種包括碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼及復合鋼材等，也可用于鎳基合金、銅合金焊接及耐磨耐蝕合金堆焊。因此埋弧焊在造船、鍋爐與壓力容器、橋梁、重型機械、石油機器、海洋結(jié)構(gòu)、武器等制造部門得到了大力推廣和應用。但目前弧焊變壓器、磁放大器式弧焊整流器的應用仍占60％-7

2、0％。近年來，隨著逆變技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟以及大容量功率開關(guān)管IGBT的出現(xiàn)，研制和生產(chǎn)大容量的逆變式埋弧焊機己成為發(fā)展的趨勢。 本文首先介紹了埋弧自動焊的原理、特點、發(fā)展歷史、目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。接著對弧焊逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀、趨向作了簡要介紹，針對目前弧焊逆變器存在的主功率管開關(guān)應力大、整機損耗大、可靠性低以及對電網(wǎng)造成的污染等缺點，提出了用軟開關(guān)技術(shù)來解決這些問題，對本文采用的方案——有限雙極性控制的零電壓零電流全橋變換器(

3、ZVZCS PWM)的工作原理、微觀變換過程進行了系統(tǒng)的理論分析。 本文在該電路拓撲的基礎(chǔ)上，設(shè)計了該變換器的主電路及其控制系統(tǒng)，主電路采用有限雙極性控制ZVZCS全橋拓撲，包括主變壓器設(shè)計、輸出濾波器設(shè)計、飽和電感設(shè)計等；控制系統(tǒng)采用了電流閉環(huán)PI調(diào)節(jié)系統(tǒng)，設(shè)計了控制芯片UC3846外圍電路、主功率器件IGBT的驅(qū)動電路及各種保護電路。在各種電路的設(shè)計中充分考慮了可靠性，在實現(xiàn)所需功能的同時盡量使電路簡潔。在此基礎(chǔ)上，研制出了