大功率IGBT逆變手弧焊機系統(tǒng)分析與設計.pdf

1、本設計采用理論設計和實驗驗證相結合的方式，對大功率逆變弧焊電源及其在手弧焊機中的應用進行了深入分析和研究，提出相應的設計方案，并通過實驗加以驗證。 首先，對弧焊逆變電源的結構及工作原理進行了系統(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，并以此作為控制元件的選擇依據(jù)。本設計

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，詳細分析了電流型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、控制電路和保護電路三部分分別進行設計。對于主電路的設計，分析了三種大功率開關元件的特性，并選定本設計的功率器件；然后確定了功率變換器的拓撲結構，采用硬開關方式全橋逆變電路。在此基礎上，進行了主要元器件的設計，這是主電路設計的重點。

4、 對于控制電路的設計，以電流型PWM集成控制器UC3846為控制電路的核心，對其外圍電路進行了詳細地設計，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的保護措施，對整個電源系統(tǒng)進行了有效保護。 為進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)進行了校正，并在電源的輸入端設置了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