軟開關(guān)逆變埋弧焊電源的研究.pdf

1、作為最早獲得應(yīng)用的機(jī)械化焊接方法，埋弧自動(dòng)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?jī)?yōu)、勞動(dòng)條件好、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，適用于焊接中厚板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)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(fù)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(jī)械、石油機(jī)器、海洋結(jié)構(gòu)、武器等制造部門得到了大力推廣和應(yīng)用。但目前弧焊變壓器、磁放大器式弧焊整流器的應(yīng)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(jī)己成為發(fā)展的趨勢(shì)。 本文首先介紹了埋弧自動(dòng)焊的原理、特點(diǎn)、發(fā)展歷史、目前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。接著對(duì)弧焊逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀、趨向作了簡(jiǎn)要介紹，針對(duì)目前弧焊逆變器存在的主功率管開關(guān)應(yīng)力大、整機(jī)損耗大、可靠性低以及對(duì)電網(wǎng)造成的污染等缺點(diǎn)，提出了用軟開關(guān)技術(shù)來解決這些問題，對(duì)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(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析。 本文在該電路拓?fù)涞幕A(chǔ)上，設(shè)計(jì)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?fù)洌ㄖ髯儔浩髟O(shè)計(jì)、輸出濾波器設(shè)計(jì)、飽和電感設(shè)計(jì)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(jì)了控制芯片UC3846外圍電路、主功率器件IGBT的驅(qū)動(dòng)電路及各種保護(hù)電路。在各種電路的設(shè)計(jì)中充分考慮了可靠性，在實(shí)現(xiàn)所需功能的同時(shí)盡量使電路簡(jiǎn)潔。在此基礎(chǔ)上，研制出了