大功率IGBT逆變手弧焊機(jī)系統(tǒng)分析與設(shè)計.pdf

1、本設(shè)計采用理論設(shè)計和實驗驗證相結(jié)合的方式，對大功率逆變弧焊電源及其在手弧焊機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入分析和研究，提出相應(yīng)的設(shè)計方案，并通過實驗加以驗證。 首先，對弧焊逆變電源的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了系統(tǒng)地分析。該電源系統(tǒng)分主電路和控制電路兩部分，主電路包括輸入整流、功率變換和輸出整流三個主要環(huán)節(jié)。帶有電容濾波的輸入整流環(huán)節(jié)實現(xiàn)了三相交流電向直流電的轉(zhuǎn)化，輸出的直流電壓作為功率變換電路的電源，由逆變電路將直流電壓變換為單相交流方波電壓，使

2、電源頻率從50HZ提高到了20KHZ。正是由于頻率的提高，使焊接電源的可靠性和穩(wěn)定性都有了很大程度的改善。然后通過中頻變壓器將電壓幅值降低到適合焊接要求的數(shù)值，最后通過全波整流環(huán)節(jié)，將交流電壓整流為直流電壓，通過電抗器濾波，最終輸出變量加在電弧負(fù)載上。 對于控制電路，首先概括地分析了控制系統(tǒng)的工作原理，然后通過對比電壓型PWM控制方式和電流型PWM控制方式，可以看出電流型PWM控制方式的優(yōu)點(diǎn)，并以此作為控制元件的選擇依據(jù)。本設(shè)計

3、選擇電流型PWM集成控制器UC3846，它是控制電路乃至整個電源系統(tǒng)的重點(diǎn)，詳細(xì)分析了電流型PWM集成控制器UC3846的工作原理。 其次，針對傳統(tǒng)弧焊電源在工作可靠性方面存在的不足，分主電路、控制電路和保護(hù)電路三部分分別進(jìn)行設(shè)計。對于主電路的設(shè)計，分析了三種大功率開關(guān)元件的特性，并選定本設(shè)計的功率器件；然后確定了功率變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用硬開關(guān)方式全橋逆變電路。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了主要元器件的設(shè)計，這是主電路設(shè)計的重點(diǎn)。

4、 對于控制電路的設(shè)計，以電流型PWM集成控制器UC3846為控制電路的核心，對其外圍電路進(jìn)行了詳細(xì)地設(shè)計，包括PI調(diào)節(jié)電路、振蕩電路、電流檢測電路等六部分；最后，分析了系統(tǒng)出現(xiàn)過壓、過流及過載等問題的原因，針對具體的原因，在具體的部位采取相應(yīng)的保護(hù)措施，對整個電源系統(tǒng)進(jìn)行了有效保護(hù)。 為進(jìn)一步提高逆變電源的工藝性能，對弧焊逆變電源的功率因數(shù)進(jìn)行了校正，并在電源的輸入端設(shè)置了LCD功率因數(shù)校正電路。另外，對大功率逆變弧焊電源的電磁