30kHz IGBT逆变焊机主电路设计

焊机逆变频率的提高可改善焊机控制精度及动特性。但频率提高后会产生开关损耗增加、IGBT开关应力加大、电磁干扰变强等问题。研制的30 k Hz逆变MIG焊机采用全桥ZVZCS主电路,对频率提高后主电路逆变器谐振参数、IGBT选择、高频变压器、输出电抗器等进行了系统分析和设计计算。最后还给出了为提高焊机可靠性而设计的驱动与保护电路。     

逆变焊机的多重保护设计

逆变焊机是当今焊机发展的潮流,而逆变焊机的质量和可靠性是制约其发展的一个重要因素。本文分别给缓冲冲保护电路、过压保护电路、欠压保护电路、过流保护电路和过热保护电路,简述了提高逆变焊机质量和可靠性的方法。     

逆变焊机的现状及可靠性

本文综述了逆变焊机在国内的应用现状，前景，逆变焊机的技术现状及其可靠性；简述了逆变焊机的工作原理，基本主电路结构、剖析了国外主要品牌（３００档）逆变焊机的关键部分－主电路的结构，同时就其整机特点作了介绍。     

新型的多用途逆变弧焊机

芬兰凯普公司最近又成功地推出技术先进新型的PS2800多用途逆变弧焊机。芬兰凯普公司是世界上最先制造逆变电源的厂家之一,在此之前,已生产有PS5000型和PS3500型多用途逆变弧焊机投放市场。PS2800焊机采用了最新晶体管逆变技术,焊接特性优异,用单一旋钮调节焊接参数,重量轻,节能高效,可进行手工焊、氩弧焊和熔化极气保焊等焊接。焊机既可作为手工操作焊接,也可与专用机械装置或机器人焊接系统配套进行自动化     

弧焊逆变电源的现状和发展趋势

对焊接电源的发展现状进行了综合分析 ,提出逆变焊机是焊接电源发展的必然趋势 ,并指出逆变焊机的可靠性、电磁兼容性、先进的焊接工艺和智能型焊接电源等将是重要的研究方向。     

提高IGBT逆变焊机性能的研究

在对IGBT逆变焊机主电路、驱动保护电路深入分析的基础上，提出了提高焊机可靠性的途径，并据此研制了400A移相全桥零压开关逆变焊机。     

从检测焊机质量趋势看逆变焊机发展

１逆变焊机简况 逆变焊机是将工频交流电进行变频而获得焊接能力的１种装置，其最大的特点是用逆变器和隔离变压器替代普通的工频变压器，具有重量轻、体积小、高效节能、动态特性好、频率响应快、适应各种焊接工艺和静特性的要求等特点，便于实现焊接自动化和各种功能的集成，因此自它诞生以来就一直受到国内外焊接界人士的普遍关注和重视，认为是电焊机发展的主要方向之一。 工业发达国家在７０年代就已研制成功逆变焊机，许多主要焊机制造厂商相继都完成了全系列逆变弧焊机的商品化，１９８２年我国由成都电焊机研究所研制出第一台商品化…     

串联预稳压并联全桥逆变电路仿真

以逆变焊机为研究对象,为提高逆变焊接电源系统动态特性和控制精度,提出一种串联Boost预稳压输入,全桥逆变并联输出的逆变焊接电源主电路结构。分析了电路系统的功率传输原理和工作模态,进行了基于Matlab/Simulink的电路系统仿真设计,能更加直观地分析了电路的动态特性,并与传统的全桥逆变电路的仿真结果进行了对比。     

由生产实践看逆变式弧焊机的可靠性

在我国逆变式焊机经过广大焊接工作者多年来的理论探索及实践 ,已逐渐成熟起来。但是可靠性的提高及动特性潜能的利用仍旧是逆变式焊机研究及应用领域两个永久的主题。本文主要讨论可靠性提高的问题。     

逆变式整流弧焊机与晶闸管整流弧焊机的比较

对逆变式整流弧焊机和晶闸管整流弧焊机从弧焊机的结构组成、电源特性、基本原理、工作电路、使用性能等方面进行了分析和比较，阐述推广高效节能的逆变式整流弧焊机的必要性。     

一种便携式交流方波多功能氩弧焊机的设计

介绍了一种便携式逆变交流方波氩弧焊机的设计方案。这种焊机既能用于AC/DC氩弧焊(TIG),又可用于直流焊条电弧焊(MMA),是一种多功能焊机。着重阐述了焊机的主要电路及其工作原理,包括输入和EMI滤波电路、一次逆变主电路、PWM脉宽调制电路和驱动电路、过电压保护和上电缓冲电路、交直流输出控制电路以及高频控制电路。介绍了焊机抗电磁干扰的一些方法。试验结果表明:这些电路和方法能够降低焊机成本,提高工作可靠性。     

变极性TIG焊接电源的研制

变极性TIG焊接电源是一种用于铝合金焊接的新型焊接设备，其焊接电流频率、正负半波电流时间和幅值都可以分别独立调节。主电路结构采用2级逆变，前级为全桥逆变式结构，后级为半桥逆变式结构。该电源可实现变极性方波交流、直流、脉冲电流等多处输出。在DCEN向DCEP过渡时采用叠加电流脉冲进行稳弧，小电流时焊接电弧也十分稳定。调节正负半波的幅值、频率及占空比能满足铝及铝合金的焊接工艺要求。     

逆变式弧焊机--造船焊接的必然选择

介绍了我国逆变式弧焊机的可靠性以及造船厂应用逆变式焊机的现状,随着我国逆变式弧焊机质量的明显提高、造船能力的急剧扩大,逆变式弧焊机尤其是ＩＧＢＴ逆变式ＣＯ２焊机在造船厂将得到广泛应用。这必将大大提高造船厂焊接设备的现代化水平,同时国逆变式弧焊机的发展注入新的活力。     

CO2气体保护焊的新型全数字化波形控制技术

对于逆变弧焊电源,采用基于 DSP 的全数字控制策略.针对短路过渡 CO2 气体保护焊特点,提出了准恒压全数字化新型波形控制策略,不再根据输出电压区分短路和燃弧过程,使得短路和燃弧过程过渡自然,适应于所有的焊接工艺,提高了系统的适应性.同时在短路初期采用瞬态电流抑制技术减少了飞溅,建立了包含实时燃弧能量补充机制的全数字化电压电流瞬时反馈的全数字三闭环控制模型.结果表明,所提出的全数字化软开关控制策略灵活、可靠;所采用的数字波形控制技术适应性好、灵活、焊接过程稳定、焊缝成形优良.

Abstract：

According to the characteristics of short circuit transfer of CO2 gas metal arc welding, a novel full digital waveform control scheme called quasi-constant voltage control is presented for inverter type arc welding power based on DSP. Short circuit and arc ignition process are not judged according to the output voltage and transfer process between them is smooth. The strategy is also applied to all welding conditions. Initial current at the instant of short-circuit is suppressed to reduce spatter generation. A triple closed loop control model including real time energy compensation for the arc state based on instantaneous voltage and current feedback control is estabhshed. Flexibility and reliability of the proposed fully digitalized softswitching control strategy is validated by experimental results of 400 A welding machine. The experimental results show that proposed digital waveform control scheme is applicable for different wire feeding speed conditions, and the welding process is stable and the welding bead appearance is good.     

便携式逆变弧焊电源的研究

提出了一种新型便携式逆变孤焊电源的主电路设计方案,并试制出250A／10kW样机1台。试验结果证明：该方案能有效提高效率和可靠性．减小体积．减轻质量,节约成本。     

全数字机器人VPPA焊接电源

为提高铝合金机器人VPPA(变极性等离子弧)焊接过程的稳定性,研制了一台600 A级基于ARM(advanced RISC machines)的全数字机器人VPPA焊接电源.主电路采用双逆变拓扑结构,初级逆变电路采用全桥拓扑,次级逆变电路采用双半桥并联拓扑;以基于Cortex-M4内核的STM32F405RGT6 ARM微处理器为主控芯片,植入FreeRTOS嵌入式实时操作系统,设计了机器人VPPA焊接过程数字化控制系统;采用自适应模糊免疫PID控制算法实现电流闭环控制,获得了稳定的电流输出波形;设计了基于ARM的数字面板,实现了人机交互的数字化.结果表明,研制的机器人VPPA焊接电源动态调节性能优良,焊接过程稳定可靠,焊缝成形良好.     

软开关弧焊逆变电源动特性分析

随着高性能薄板合金的广泛应用,基于实时能量控制波形弧焊技术的发展,对弧焊电源动特性提出了更高的要求．通过对移相全桥弧焊逆变电源的分析,可知移相全桥主电路本质上可等效为Buck模型,利用电路理论推导出小信号模型等效电路的电流传递函数,结合弧焊电源具体特点并进行简化,运用自动控制原理知识分析了弧焊逆变电源的动特性影响因素,并对基于峰值电流反馈的斜坡补偿方法进行具体设计分析,得出了基于峰值电流反馈弧焊逆变电源的动特性与输出回路电抗大小无关的结论．结果表明,仿真和实际电路试验结果均表明分析过程的正确性．     

输出铁磁电感对逆变CO2焊机工艺性能的影响

研究了逆变式ＣＯ２弧焊电源中输出铁磁电感的作用,从理论上分析了用电子电抗器取代传统铁磁电抗器的方式,并对减小铁磁电感至最小值的约束条件进行了理论分析和试验研究。结果铁磁电感在逆变式ＣＯ２焊机中的作用不同于基在传统晶闸管整流焊机中的作用。焊机理想的动特性可以通过选择合适的电子电抗器获得,电感对短路峰值电流和燃弧能量影响不大。但是,铁磁电感对抑制瞬时短路产生飞溅有重要意义。采用短路初期分频方式可以换     

Realization of non HF air plasma cutting power source based on a complexisolated inverter

０　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｉｒｐｌａｓｍａｃｕｔｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｒａｐｉｄｌｙｐｏｐｕｌａｒｉｚｅｄｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙｆｏｒｉｔｓｌｏｔｓｏｆａｄｖａｎｔａｇｅｓａｓｇｏｏｄｃｕｔｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙ,ｅｃｏｎｏｍｙ,ａｎｄｅａｓｙｏｐｅｒａｔｉｎｇｏｖｅｒｏｔｈｅｒｃｕｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ,ｔｈｅｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｍｏｓｔｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｃｏｍｍｏｎａｉｒｐｌａｓｍａｃｕｔｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｉｓｎｏｔｈｉｎｇｂｕｔａｒｅ…     

电流模式零电压零电流开关TIG焊机的研制

研制了电流模式零电压零电流开关TIG焊机，其超前臂实现了零电压开关，滞后臂实现了零电流开关。采用峰值电流模式双闭环控制，其内环控制每个开关周期IGBT集电极的峰值电流，实现自动纠正偏磁，并大大提高了系统响应速度；外环控制焊机输出的平均电流。计算机仿真和实验结果表明，该焊机能在全负载范围内实现软开关。