焊接设备——熔焊设备

在对典型全桥软开关功率变换电路进行研究与分类的基础上,提出并设计分析了采用辅助谐振网络的全负载范围零压零流软开关全桥功率变换电路拓扑。通过采用死区时间自适应调节的移相控制方法,使移相控制的死区时间与受电路能量影响的谐振过程协调配合,实现了超前臂功率器件全负载范围的零压开通和效果良好的近似零压软关断。     

焊接设备——熔焊设备

在对典型全桥软开关功率变换电路进行研究与分类的基础上,提出并设计分析了采用辅助谐振网络的全负载范围零压零流软开关全桥功率变换电路拓扑。通过采用死区时间自适应调节的移相控制方法,使移相控制的死区时间与受电路能量影响的谐振过程协调配合,实现了超前臂功率器件全负载范围的零压开通和效果良好的近似零压软关断。     

零电压、零电流倍流整流电阻焊逆变电源

设计了一种新型的零电压、零电流倍流整流电阻焊逆变电源,采用移相控制实现零电压、零电流开关全桥变换,其中超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断.变压器二次侧采用一种单线圈双电感双管全波整流电路,整流二极管实现零电流自然关断,逆变器所有的功率器件都工作在软开关状态,降低了功率器件的应力和开关损耗,提高了弧焊逆变器的...     

零电压、零电流倍流整流电阴焊逆变电源

设计了一种新型的零电压、零电流倍流整流电阻焊逆变电源,采用移相控制实现零电压、零电流开关全桥变换,其中超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断。变压器二次侧采用一种单线圈双电感双管全波整流电路,整流二极管实现零电流自然关断,逆变器所有的功率器件都工作在软开关状态,降低了功率器件的应力和开关损耗,提高了弧焊逆变器的电磁兼容性能力,突出了逆变电源节能、体积小、质量轻、响应速度快的优点,特别适合大功率场合。     

一种零电压零电流倍流整流弧焊逆变器

采用移相控制和倍流整流技术,实现零电压零电流开关全桥变换和整流二极管软开关弧焊逆变器.其中超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断,副边整流二极管,实现零电流自然关断,整个弧焊逆变器所有的功率器件都工作在软开关状态.降低了功率器件的应力与开关损耗,降低了干扰,提高了弧焊逆变器的电磁兼容性能力,特别适合大功率场合;并且可以进一步提高开关频率,加快系统动态响应能力.文中还简单讨论了软开关范围和参数的关系.在此基础上,制作2 kW弧焊逆变器,结果表明,该弧焊逆变器的良好性能.     

移相控制全桥零压零流软开关功率变换器谐振过程分析和参数设计方法

移相控制全桥软开关功率变换器广泛应用于各种电弧焊接与切割电源。针对焊接电弧的宽负载工作范围,为实现全负载范围的滞后臂功率器件软开关,对变压器一次侧串联饱和电感和隔直电容的移相控制全桥软开关功率变换器的谐振工作过程进行了深入的理论分析,提出实现滞后臂功率器件软开关的饱和电感设计准则,并对不同脉冲宽度和负载电流下的滞后臂功率器件软开关状态进行了仿真研究,验证了理论分析的正确性。在理论分析和仿真研究的基础上,给出了饱和电感总磁通和隔直电容大小的参数设计和选取方法。     

一种峰值电流控制的全桥软开关弧焊逆变器

提出一种峰值电流控制的移相全桥软开关弧焊逆变器,该逆变器的变压器初级串联隔直电容,滞后桥臂串联饱和电抗器,利用输出电感和变压器漏感储能实现超前桥臂零电压开通,隔直电容和漏感的谐振使得滞后桥臂零电流关断,饱和电抗器阻止电流的反向振荡,次级电路采用倍流整流方式,整流二极管实现自然换流.变压器次级无需中心抽头,只承担输出电流...     

零电压零电流PWM弧焊逆变电源工作过程分析及仿真

全桥零电压零电流脉宽调制变换器在全桥零电压脉宽调制变换器的基础上增加一个可饱和电感和阻断电容,使一次电流在箝位续流时段很快衰减到零并保持,滞后臂的功率器件实现了零电流关断,超前臂的功率器件实现了零电压开通.一方面使得具有关断拖尾电流特性的IGBT应用到了全桥软开关变换器中,另一方面解决了关断损耗,减小了占空比损失.详细分析了全桥零电压零电流脉宽调制变换器的工作原理,在此基础上,通过在MATLAB7.0中建立可变电感的模型代替可饱和电感,对主电路进行了建模和仿真.模型运行后得出与理论分析相吻合的结果,证明了模型的准确性.同时,获得一套满足超前臂零电压开通,滞后臂零电流关断的主电路仿真参数.     

双零软开关弧焊逆变电源

全桥零压零流脉宽调制变换器在全桥零电压脉宽调制变换器中增加一隔直电容，使原边电流在箝位续流时段很快的衰减到零并保持，固定臂的功率器悠扬是零电流开关，移相臂的功率器件是零电压开关。这关，这样，一方面使具有关断拖尾电流特性的IGBT可以很容易的用到全桥软开头变换器中，另一方面大大减少了变换器的附加环路能量，同时具有小的占空比损失，低的副边寄生振荡和宽的软开关切换的负负载范围等优点。最后，采用上述研究成果研制了一台10kW级采用FB-ZVZCS-PWM变换器的软开关弧焊逆变电源样机，温升试验表明，研制的软开关焊机的温升比同类型的硬开关焊机的温升低近20℃，大大减少了焊机的开关损耗，同时，由于焊机的功率元件是零开关，大大减少了器件的电压，电流应力，使弧焊逆变电源的可靠性得以大幅度提高。     

双零软开关逆变主电路的参数计算仿真与试验

全桥零电压零电流脉宽调制变换器在全桥零电压脉宽调制变换器的基础之上增加了一个饱和电感和阻断电容,使一次电流在箝位续流时段很快衰减到零并保持,滞后臂的功率开关器件实现了零电流关断,超前臂的功率开关器件实现了零电压开通,但是双零软开关逆变电源的性能受电路中各种元件参数的影响.本文在分析主电路工作过程的基础上,着重分析了影响软开关逆变电源的各种参数因素,推导出了实现双零软开关的边界条件,提出了关键元件参数的计算公式,并通过在MATLAB7.0中建模仿真及搭建实际电路试验进行了验证.试验结果与仿真结果均表明主电路实现了ZVSZCS,并与理论分析相吻合,验证了双零软开关边界条件和参数计算公式的正确性.     

Reducing the minimum output power of soft-switching inverter arc welding power supplies

The full-bridge zero-voltage and zero-current switching inverter, which can adjust the output power by keeping the duty-cycle of lagging arm constant, changing the duty-cycle of leading arm, is a common circuit topology of soft-switching inverter arc welding power supplies. However, the output power still remains a certain value when the duty-cycle of leading arm decreases to zero. The working-mode of soft-switching inverter and the waveforms of major parameters with the condition of duty-cycle of leading arm being zero are studied in this paper. U-I characteristic experiments prove that the minimum output power of soft-switching circuit, which depends on the charged voltage of capacitors in parallel with leading arm, can be decreased by reducing the duty-cycle of lagging arm. By switching working-modes between half-bridge and full-bridge, the output power can swing from zero to the power rating.     

基于软开关技术的高频链并联逆变器的设计

软开关技术和并联控制技术是当今逆变器技术发展的重要方向.针对逆变器软开关技术、无连线并联技术展开相应研究,设计了基于DSP的高频链逆变电源.所设计的高频链逆变电源采用全桥全波式拓扑结构,主电路由全桥逆变部分、高频变压器、周波变换器以及输入、输出滤波部分构成,实现了逆变器的零电压零电流软开关.系统采用改进的PQ算法实现了...     

软开关逆变器谐振过程解耦分析与参数设计

通过对移相控制全桥软开关功率变换器的超前臂并联谐振网络和变压器原边串联谐振网络解耦,从实现超前臂功率器件全负载范围零压软开关的角度,对超前臂谐振网络的工作过程进行了深入分析. 通过理论计算和电路仿真,研究了电源输出电流、谐振电感和电容对超前臂功率器件开关死区时间和损耗的影响规律. 考虑谐振电感的自身损耗,给出了谐振电感和电容参数的设计方法. 在此基础上,通过试验获得了超前臂功率器件的死区时间随输出电流变化的数据以及空载状态下的电压电流波形. 试验数据和波形与理论、仿真分析结果吻合良好.     

一种改进的移相全桥软开关弧焊逆变器

提出一种改进的移相全桥零电压零电流(ZVZCS)弧焊逆变器,其变压器原边串接隔直电容,滞后桥臂串联饱和电抗器.利用输出电感和变压器漏感储能实现超前桥臂零电压开通,隔直电容和漏感的谐振使得滞后桥臂零电流关断,串联的饱和电抗器阻止电流的反向振荡.由于饱和电抗器单向饱和,克服常规ZVZCS变换器饱和电抗器损耗过大的缺点,特别适合在大功率场合.文中还简单讨论了其工作原理和软开关范围.最后制作3kW弧焊逆变器,试验结果验证所提出逆变器的性能.     

软开关弧焊逆变电源外特性的理论分析

通过分析移相全桥软开关弧焊电源工作特性,提出了基于峰值电流反馈控制软开关弧焊电源拓扑结构,运用电路分析方法把全桥弧焊电源等效为Buck模型,在不同负载条件下,Buck模型分别工作于电感电流连续方式和电感电流断续方式,运用电路知识对移相全桥零电压脉宽调制器稳态运行单周期波形图参数进行了理论计算,对模型的外特性工作点边界进行详细分析,通过分析计算证明了弧焊电源外特性形成机理,并给出一种所需外特性的实现电路.结果表明,软开关弧焊电源外特性边界曲线直接决定了焊接工艺参数的调节范围,通过不同的控制策略可以实现弧焊电源的所需外特性.     

软开关谐振过程稳定性分析与PWM控制波形优化

在移相控制全桥功率变换器的软开关谐振过程解耦分析基础上,针对电源启动和焊接电弧负载频繁剧烈的动态变化过程,提出了一种"1-2-1"的余弦模式PWM控制波形.根据数字信号处理(DSP)的数字化脉冲宽度调制(PWM)生成原理,设计实现了基于"1-2-1"余弦模式的移相PWM控制波形,并进行了控制效果的试验验证.结果表明,采用此模式对全桥功率变换器进行移相PWM控制,不仅可以满足电源输出特性对PWM控制有效占空比的要求,而且可以保证超前臂并联谐振网络和变压器原边串联谐振网络的软开关谐振过程的动态稳定性,保持功率器件在电源启动和负载动态变化过程中的软开关状态.     

基于DSP的大口径直缝焊管用粗丝大功率GMAW电源的研究

针对大口径直缝焊管粗丝GMAW工艺要求,提出了由两套软开关逆变主电路并联输出大功率的解决方案,在主电路拓扑上选用移相全桥ZVZCS PWM软开关电路拓扑.针对焊丝直径φ3.2mm,保护气体为ψ(Ar)70%+ψ(CO2)30%条件下的电弧特性,采用了恒电流外特性加变速送丝的方案.为改进电源动、静特性,提出兼顾平均电流控...