逆变焊机的主电路数字化电路结构分析

　　对于逆变焊机主电路来讲,实际上就是数字化的电路,所以说逆变焊机本身就已完成主电路的数字化.因此对于所谓的数字化焊机来讲,一般也就是针对控制电路部分来讲的。

    首先先分析一下逆变焊机控制系统的的主要组成部分,焊机控制部分主要分为人机接口部分和电源控制部分.人机接口部分的数字化的优势是没有疑义的,实现起来也没有很大的难度,只要是数字化焊机一般都要有数字化的人机接口界面,因此在此不作过多讨论.电源控制部分是其核心和关键所在,根据功能不同又可分为数字控制系统及其外围电路、采样及调理电路、状态判断电路、PI调节电路、PWM调制电路、保护电路、驱动电路等。基于单片机或DSP的数字控制系统及其外围电路本身就是数字电路,它是数字化焊机控制系统的核心,数字化焊机的性能好坏在很大程度上取决于该部分(包括硬件和软件两部分)。

　　目前来讲，采样及调理电路部分仍只能采用模拟电路来实现,这部分还无法实现数字化。 状态判断电路对于某些焊机是非常重要的,由于它对实时性要求较高,用比较器实现比较理想,如对实时性要求不要,也可以把该信号通过A/D转换引入到DSP中去用软件来判断。

　　传统PI调节电路一般采用运算放大器和阻容网络来构建,在数字化焊机中一般采用数字化PI,把该部分用软件来代替硬件.这是数字化焊机的特点之一。以往PWM调制电路一般采用TL494或SG3525等芯片构成,而在数字化焊机中一般采用数字化的PWM调制,这部分实现起来有两种方案:一是采用CPLD建立数字化的PWM调制电路,二是直接采用DSP内部集成的PWM调制电路.这也是数字化焊机的主要特点之一。

　　保护部分主要分为电流、电压和温度三部分,这部分的实现主要根据具体实现方式来确定,一般采用模拟电路来实现,因为它对实时性要求较高,否则起不到保护作用。IGBT的驱动部分比较成熟,不论对于传统焊机还是数字化焊机,这部分没有很大的差别。

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IGBT电焊机工作原理

　　逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。是将工频(50Hz)交流电，先经整流器整流和滤波变成直流，再通过大功率开关电子元件(晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT)，逆变成几kHz~几十kHz的中频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的几十V电压，再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。

其变换顺序可简单地表示为：

工频交流(经整流滤波)→直流(经逆变)→中频交流(降压、整流、滤波)→直流。即为：AC→DC→AC→DC

因为逆变降压后的交流电，由于其频率高，则感抗大，在焊接回路中有功功率就会大大降低。所以需再次进行整流。这就是目前所常用的逆变电焊机的机制。

逆变电源的特点：弧焊逆变器的基本特点是工作频率高，由此而带来很多优点。因为变压器无论是原绕组还是副绕组，其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关系：E=4.44fBSW

而绕组的端电压U近似地等于E，即：

U≈E=4.44fBSW

当U、B确定后，若提高f，则S减小，W减少，因此，变压器的重量和体积就可以大大减小。就能使整机的重量和体积显著减小。还有频率的提高及其他因素而带来了许多优点，与传统弧焊电源比较，其主要特点如下：

1.体积小、重量轻，节省材料，携带、移动方便。

2.高效节能，效率可达到80%~90%，比传统焊机节电1/3以上。

3.动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小。

4.适合于与机器人结合，组成自动焊接生产系统。

5.可一机多用，完成多种焊接和切割过程。

电焊机之IGBT系列焊机工作原理

一、 功率开关管的比较

常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中，晶闸管(可控硅)的开关频率约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。

1、效应管的特点：

场效应管的突出优点在于其极高的开关频率，其每秒钟可开关50万次以上，耐压一般在500V以上，耐温150℃(管芯)，而且导通电阻，管子损耗低，是理想的开关器件，尤其适合在高频电路中作开关器件使用。

但是场效应管的工作电流较小，高的约20A低的一般在9A左右，限制了电路中的电流，而且由于场效应管的封装形式，使得其引脚的爬电距离(导电体到另一导电体间的表面距离)较小，在环境高压下容易被击穿，使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。

2、IGBT的特点：

IGBT即双极型绝缘效应管，符号及等效电路图见图11.1，其开关频率在20KHZ~30KHZ之间。但它可以通过大电流(100A以上)，而且由于外封装引脚间距大，爬电距离大，能抵御环境高压的影响，安全可靠。更多特赫发电电焊机相关技术了解；请拨打

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