第五章晶閘管弧焊整流器

1、第五章 晶閘管弧焊整流器1第五章 晶閘管弧焊整流器2第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 主電路主電路第三節(jié)第三節(jié) 觸發(fā)電路觸發(fā)電路第四節(jié)第四節(jié) 外特性控制電路外特性控制電路第五節(jié)第五節(jié) 晶閘管式脈沖及矩形波交流弧焊電源晶閘管式脈沖及矩形波交流弧焊電源第六節(jié)第六節(jié) 晶閘管式弧焊整流器典型產(chǎn)品介紹晶閘管式弧焊整流器典型產(chǎn)品介紹第五章 晶閘管弧焊整流器3第一節(jié)第一節(jié) 概述概述二極管：一個PN結(jié)三極管：PNP，NPN晶閘管：兩個PN結(jié) 陽極A 陰極K 控制極G P N P N A G N N P P KPN一個晶閘管等效為兩個三極管。一個晶閘管等效為兩個三極管。第五章 晶閘管弧焊整流器4 晶閘管導(dǎo)通條

2、件：晶閘管導(dǎo)通條件： 1）晶閘管）晶閘管陽極加上正向電壓陽極加上正向電壓U； 2）控制極控制極加上適當(dāng)?shù)募由线m當(dāng)?shù)耐秸蛴|發(fā)電壓同步正向觸發(fā)電壓Ug 。 晶閘管導(dǎo)通后，只要正向電流晶閘管導(dǎo)通后，只要正向電流 I 的大小等于或大的大小等于或大于晶閘管的維持電流，即使去掉控制極上的觸發(fā)于晶閘管的維持電流，即使去掉控制極上的觸發(fā)電壓電壓 Ug ，晶閘管也仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。晶閘管也仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。 晶閘管關(guān)斷方法：晶閘管關(guān)斷方法： 1）使晶閘管的陽極電流低于維持電流）使晶閘管的陽極電流低于維持電流或切斷陽極電流（適合于低頻電路）?；蚯袛嚓枠O電流（適合于低頻電路）。 2）在晶閘管陽極和陰極之間加一反

3、向在晶閘管陽極和陰極之間加一反向電壓電壓（常用的方法）。（常用的方法）。第五章 晶閘管弧焊整流器5圖圖5-1 晶閘管式弧焊整流器基本原理圖晶閘管式弧焊整流器基本原理圖晶閘管弧焊整流器輸出電壓和電流的大小決定于整流器中晶閘管的導(dǎo)通角，晶閘管的導(dǎo)通角越大，電源輸出電壓和電流越大。晶閘管導(dǎo)通角的大小是由其觸發(fā)脈沖的相位所決定的。下降外特性：下降外特性：觸發(fā)脈沖的相位由給定電壓和電流反饋信號確定。觸發(fā)脈沖的相位由給定電壓和電流反饋信號確定。平外特性：平外特性：觸發(fā)脈沖相位則由給定電壓和電壓反饋信號確定。觸發(fā)脈沖相位則由給定電壓和電壓反饋信號確定。任意外特性任意外特性：調(diào)節(jié)電壓、電流反饋信號的比例：調(diào)節(jié)

4、電壓、電流反饋信號的比例而觸發(fā)脈沖的相位是由電流給定信號Ugi、電壓給定信號Ugu和電流、電壓反饋信號 Ufi、Ufu通過電子控制電路C得到的控制信號Uk所確定的。Uk決定著晶閘管觸發(fā)脈沖的相位，也就決定了晶閘管導(dǎo)通角的大小。Uk的變化規(guī)律決定了弧焊電源輸出電壓和電流的變化規(guī)律，通過對Uk的控制，可以控制晶閘管式弧焊整流器的輸出特性。晶閘管式弧焊整流器的主要組成晶閘管式弧焊整流器的主要組成第五章 晶閘管弧焊整流器6 晶閘管整流器的主要特點晶閘管整流器的主要特點 1 . 動特性好，響應(yīng)速度快動特性好，響應(yīng)速度快 2 . 控制性能好控制性能好電流電壓控制范圍大電流電壓控制范圍大 3 . 調(diào)節(jié)特性好

5、調(diào)節(jié)特性好-不同外特性不同外特性 4 . 節(jié)能、省材節(jié)能、省材 5. 噪聲??；噪聲??； 6. 電路較復(fù)雜電路較復(fù)雜 第五章 晶閘管弧焊整流器7三、整流波形脈動問題三、整流波形脈動問題三相半波電阻性負(fù)載控制角三相半波電阻性負(fù)載控制角60時整流電壓波形時整流電壓波形 晶閘管弧焊整流器輸出電壓和電流的大小決定于整流器中晶閘管的導(dǎo)通角，晶閘管的導(dǎo)通角越大，電源輸出電壓和電流越大。 小規(guī)范焊接時，導(dǎo)通角小規(guī)范焊接時，導(dǎo)通角小，整流波形的脈動加小，整流波形的脈動加劇，波形不連續(xù)，引起電劇，波形不連續(xù)，引起電弧不穩(wěn)定?；〔环€(wěn)定。第五章 晶閘管弧焊整流器83 3并聯(lián)高壓引弧電源；并聯(lián)高壓引弧電源；4.4.在每

6、個晶閘管上并聯(lián)維孤電路；在每個晶閘管上并聯(lián)維孤電路； 防止措施：防止措施： 1.采用直流電抗器采用直流電抗器-濾波濾波 2.選擇合適的整流電路選擇合適的整流電路第五章 晶閘管弧焊整流器9第二節(jié) 晶閘管式弧焊整流器主電路一、一、 三相橋式半控整流電路三相橋式半控整流電路二、二、 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路三、三、 六相半波整流電路六相半波整流電路四、四、 帶平衡電抗器雙反星形可控整流電路帶平衡電抗器雙反星形可控整流電路第五章 晶閘管弧焊整流器10一、三相橋式半控整流電路 電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載 電阻電感性負(fù)載電阻電感性負(fù)載 第五章 晶閘管弧焊整流器111 1、 電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載

7、TVT1VT3VT5VD2VD4VD6abcRfzifzufz圖6-6 電阻性負(fù)載的三相橋式半控整流電路= 0= 60 VT1、3、5：三個共陰極晶閘管，三個共陰極晶閘管，其管子導(dǎo)通規(guī)律是陽極電位最高且其管子導(dǎo)通規(guī)律是陽極電位最高且控制極加有有效脈沖的管子導(dǎo)通；控制極加有有效脈沖的管子導(dǎo)通； VD2、4、6：三個共陽極二三個共陽極二極管，其管子導(dǎo)通規(guī)律是陰極極管，其管子導(dǎo)通規(guī)律是陰極電位最低的管子導(dǎo)通。電位最低的管子導(dǎo)通。第五章 晶閘管弧焊整流器12abacbcbacacbabaca) 相電壓u2uauaubucott1t2t3t4t5t6t1t2t3tb)電流電壓oufzifzc)觸發(fā)電壓t

8、ug1ug3ug5ug1ug3ugd)管子導(dǎo)通順序圖6-7 a=0 三 相 半 控 電 阻 負(fù) 載 波 形 1351344626三個二極管導(dǎo)通情況三個二極管導(dǎo)通情況三個晶閘管導(dǎo)通情況三個晶閘管導(dǎo)通情況負(fù)載電壓為三相電壓信號上包絡(luò)線與下包絡(luò)線之差。負(fù)載電壓為三相電壓信號上包絡(luò)線與下包絡(luò)線之差。控制角控制角 = 0相電壓波形負(fù)載電壓波形觸發(fā)脈沖時序SCR導(dǎo)通順序三相半控橋電阻性負(fù)載觸發(fā)角=30的波形圖第五章 晶閘管弧焊整流器14acbacba) 相 電 壓u2uauaubuco t t1 t3 t5 tb)電 流 電 壓oufzifzc)觸 發(fā) 電 壓 tug1ug3ug5ug1ug3ugd)管

9、子 導(dǎo) 通 順 序圖 6-8a=60 三 相 半 控 電 阻 負(fù) 載 波 形 1351446265a6060 后便會發(fā)生波形不連續(xù)了后便會發(fā)生波形不連續(xù)了。Ufz 控制角控制角 = 60三個晶閘管導(dǎo)通情況三個晶閘管導(dǎo)通情況 t1 時，三個共陰極晶閘管中VT1陽極電位Ua最高，VT1導(dǎo)通，其電位鉗位到VT3、VT5的陰極，使VT5的陰極電位比陽極電位高而截止。t1 至t3中點處之后，出現(xiàn)UbUa，但仍然是VT1導(dǎo)通，是因為此時盡管Ub最大，但VT3觸發(fā)端沒加觸發(fā)脈沖，故仍截止。t3時，VT3陽極電位Ub最高，且控制極加觸發(fā)脈沖，VT3導(dǎo)通；VT3導(dǎo)通后陽極電位鉗位到VT1陰極使它截止。每個管子導(dǎo)

10、通角為120，導(dǎo)通順序為1、3、5循環(huán)三個二極管導(dǎo)通情況三個二極管導(dǎo)通情況t2時，Uc最低，對應(yīng)的二極管VD6導(dǎo)通，導(dǎo)通后Uc鉗位到VD2、VD4陽極使VD2、VD4截止。依次類推每個管子導(dǎo)通角為120。管子導(dǎo)通順序為6、2、4、6循環(huán)。負(fù)載電壓為：負(fù)載電壓為：Ufz = 1.17 U2 ( 1 + cos ) U2是相電壓的有效值。移相范圍為是相電壓的有效值。移相范圍為180電阻性負(fù)載三相橋式半控整流電路的電流波形在一個周期中只有電阻性負(fù)載三相橋式半控整流電路的電流波形在一個周期中只有三個波峰，脈動大，甚至出現(xiàn)不連續(xù)，因此不能滿足弧焊要求。三個波峰，脈動大，甚至出現(xiàn)不連續(xù)，因此不能滿足弧焊要

11、求。第五章 晶閘管弧焊整流器15TVT1VT3VT5VD2VD4VD6abcRfzifzufz圖6-9 電阻電感性負(fù)載的三相橋式半控整流電路LVT7VD7 2 、 電阻電感性負(fù)載L足夠大時，負(fù)載電壓足夠大時，負(fù)載電壓 Uf z 為零為零時，負(fù)載電流減少產(chǎn)生自感電勢時，負(fù)載電流減少產(chǎn)生自感電勢，i f z不中止。在不中止。在VT1、VD6繼續(xù)導(dǎo)繼續(xù)導(dǎo)通。至通。至 t4時，雖然時，雖然Uac=0，但二但二極管中由極管中由VD6自然換相為自然換相為VD2導(dǎo)導(dǎo)通，于是通，于是L、Rfz、VD2和和VT1之之間構(gòu)成回路，由間構(gòu)成回路，由L上的自感電動上的自感電動勢繼續(xù)為勢繼續(xù)為VT1提供正向電壓使其提供

12、正向電壓使其不能及時關(guān)斷。不能及時關(guān)斷。VT1繼續(xù)導(dǎo)通多繼續(xù)導(dǎo)通多長時間取決于長時間取決于L中存儲的能量的中存儲的能量的大小，甚至延長到大小，甚至延長到VT3被觸發(fā)為被觸發(fā)為止。止。與純電阻負(fù)載相比，晶閘與純電阻負(fù)載相比，晶閘管的導(dǎo)通角失控，不能正管的導(dǎo)通角失控，不能正常關(guān)斷。常關(guān)斷。避免失控的方法：避免失控的方法： 在負(fù)載兩端接上在負(fù)載兩端接上續(xù)流續(xù)流二極管二極管VD7，這樣當(dāng)整流這樣當(dāng)整流電壓間斷時，由電壓間斷時，由L、Rfz和和VD7構(gòu)成回路續(xù)流，既使構(gòu)成回路續(xù)流，既使ifz不中止，又使晶閘管按不中止，又使晶閘管按時關(guān)斷。時關(guān)斷。第五章 晶閘管弧焊整流器16三相橋式半控整流電路特點： 優(yōu)

13、點： 制造簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)和較易調(diào)試缺點： 調(diào)至低壓或小電流時波形脈動較明顯，需配置大電感量的輸出電抗器。第五章 晶閘管弧焊整流器17二、三相橋式全控整流電路TVT1VT3VT5VT4VT6VT2abcRfzifzufz圖6-12 三相橋式全控整流電路L 電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載 電阻電感性負(fù)載電阻電感性負(fù)載第五章 晶閘管弧焊整流器18abacbcbacacbabaca) 相電壓u2aabcott1t2t3t4t5t6t1t2t3tb)負(fù)載電流、電壓oufzifzc)觸發(fā)電壓t1ugd)晶閘管導(dǎo)通順序圖6-13 a=0 三 相 橋 式 全 控 整 流 電 路 波 形 135144626234561

14、23355116262電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載控制角 = 0 各晶閘管分別導(dǎo)通各晶閘管分別導(dǎo)通120第五章 晶閘管弧焊整流器19控制角控制角 =0時的觸發(fā)脈沖信號時的觸發(fā)脈沖信號a)雙窄脈沖觸發(fā)ugottb)單寬脈沖觸發(fā)otug圖6-14 三 相 橋 式 全 控 整 流 電 路 觸 發(fā) 方 式ugtug6123456562134560o1356246第五章 晶閘管弧焊整流器20ufz taab ac bc ba cacb ab aca=60ug t6516213243546516baaufzbcacababcbcaaca=90ug t t6562311235445661圖 6-15 電 阻 性負(fù)

15、載 三 相 橋 式 全控 電 路 不 同 a角時 負(fù) 載 電 壓 波 形a) a=60 時b) a=90 時電阻性負(fù)載三相橋式全控電路a=60時負(fù)載電壓波形時負(fù)載電壓波形TVT1VT3VT5VT4VT6VT2abcRfzifzufz圖6-12 三相橋式全控整流電路L各晶閘管依然分別導(dǎo)通各晶閘管依然分別導(dǎo)通120，但輸出功率降低。，但輸出功率降低。 第五章 晶閘管弧焊整流器21ufz taab ac bc ba cacb ab aca=60ug t6516213243546516baaufzbcacababcbcaaca=90ug t t6562311235445661圖 6-15 電 阻 性負(fù)

16、 載 三 相 橋 式 全控 電 路 不 同 a角時 負(fù) 載 電 壓 波 形a) a=60 時b) a=90 時電阻性負(fù)載三相橋式全控電路電阻性負(fù)載三相橋式全控電路a=90時時的負(fù)載電壓波形的負(fù)載電壓波形TVT1VT3VT5VT4VT6VT2abcRfzifzufz圖6-12 三相橋式全控整流電路L各晶閘管導(dǎo)通時間不足各晶閘管導(dǎo)通時間不足120，輸出波形不再連續(xù)。，輸出波形不再連續(xù)。 電路特點電路特點：1 1、每周有、每周有6 6個波峰，脈動較小，配用的輸出電感量也較小；個波峰，脈動較小，配用的輸出電感量也較?。? 2、整流輸出電壓、電流在控制角為、整流輸出電壓、電流在控制角為6060o o時，

17、臨界連續(xù)；時，臨界連續(xù)；3 3、6 6只晶閘管，電路復(fù)雜，調(diào)試和維護(hù)困難。只晶閘管，電路復(fù)雜，調(diào)試和維護(hù)困難。4 4、整流電路的移相范圍為、整流電路的移相范圍為120120第五章 晶閘管弧焊整流器22 電阻電感性負(fù)載電阻電感性負(fù)載baaufzbcacababcbcaaca=90to圖6-16 a=90電阻電感性負(fù)載三相橋式全控整流電壓波形三相橋式全控整流電路的負(fù)載電壓平均值： Ud = 2.34 U2 cos 移相范圍移相范圍90第五章 晶閘管弧焊整流器23三、六相半波整流電路TVT3bRfz圖6-18 六相半波整流電路aVT1cVT5-c-b-aVT2VT6VT4o+-bufz-ca-b-b

18、c-aat0-ct1t2t3t4t5t6t1t2a）ufz波形0612345612b）晶閘管導(dǎo)電順序圖6-20 a=0時六相半波可控整流波形鐵心有三個心柱，每個鐵心有三個心柱，每個心柱上各有一個一次繞心柱上各有一個一次繞組和兩個二次繞組（如組和兩個二次繞組（如a和和-a），兩個二次繞），兩個二次繞組的非同名端相連。組的非同名端相連。只要控制級有觸發(fā)信號，只要控制級有觸發(fā)信號，六個共陰極晶閘管的導(dǎo)六個共陰極晶閘管的導(dǎo)通規(guī)律是陽極電位最高通規(guī)律是陽極電位最高的管子導(dǎo)通。只需單管的管子導(dǎo)通。只需單管導(dǎo)通即可構(gòu)成回路。六導(dǎo)通即可構(gòu)成回路。六個管子輪流導(dǎo)通。個管子輪流導(dǎo)通。第五章 晶閘管弧焊整流器24

19、電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載 =0 相電壓相電壓60時為自然換相點。時為自然換相點。六個管子輪流導(dǎo)通各六個管子輪流導(dǎo)通各60 。bufz-ca-b-bc-aat0-ct1t2t3t4t5t6t1t2a）ufz波形612345612b）晶閘管導(dǎo)電順序圖6-20 a=0時六相半波可控整流波形第五章 晶閘管弧焊整流器25bufz-ca-b-bc-aato-ca）ufz波形b）ug波形圖6-21 a=60時三相半波可控整流波形ugota561234561 =60時時 六相半波可控整流波形六相半波可控整流波形6060 后后,便會發(fā)便會發(fā)生波形不連續(xù)了生波形不連續(xù)了。 =120時，時，輸出電壓輸出電壓 Ufz=0

20、TVT3bRfz圖6-18 六相半波整流電路aVT1cVT5-c-b-aVT2VT6VT4o+-第五章 晶閘管弧焊整流器26 （ 2）電阻電感性負(fù)載）電阻電感性負(fù)載baufz-ca-b-bc-aaa=90to圖6-22 a=90六相半波可控整流電路ufz波形-c六相半波整流電路的負(fù)載電壓平均值：六相半波整流電路的負(fù)載電壓平均值： Ud =1.35U2cos =0 時，時， Ufz =1.35U2 ； =90時，時， Ufz = 0第五章 晶閘管弧焊整流器27四、帶平衡電抗器雙反星形可控整流電路1、 組成2、平衡電抗器LB的作用3、管子導(dǎo)通的波形圖4、不同控制角情況下波形圖5、晶閘管弧焊整流器主

21、電路的比較第五章 晶閘管弧焊整流器28Rfza)ZDK-500型焊機(jī)主電路VT1、3、5oabc-a-c-bVT2、4、6PLMNLBb)ZX5-400型焊機(jī)主電路VT1、3、5MoLBVT2、4、6PRfzNLabc-a-c-b圖6-23 帶平衡電抗器雙反星形電路圖VT1、3、5VT4、6、2VT1、3、5組成三相半波整流電路，稱為正極性組；組成三相半波整流電路，稱為正極性組； VT2、4、6組成三相半波整流電路，稱為反極性組。組成三相半波整流電路，稱為反極性組。平衡電抗器平衡電抗器第五章 晶閘管弧焊整流器29（ 1）將將LB短接短接 成六相半波整流電路。 = 0 ，t1+時Ua最高，U-b

22、次高，VT1導(dǎo)通后因 Ua U-b， 故VT6承受反向電壓而截止。平衡電抗器平衡電抗器LB的作用的作用bufz-ca-b-bc-aat0-ct1t2t3t4t5t6t1t2a）ufz波形0612345612b）晶閘管導(dǎo)電順序圖6-20 a=0時六相半波可控整流波形第五章 晶閘管弧焊整流器30 （2）接入）接入LB t1+時時Ua最高，最高，VT1導(dǎo)通，電導(dǎo)通，電流通過流通過LB的的OM流至負(fù)載，在流至負(fù)載，在OM上產(chǎn)生的電勢極性是右正左上產(chǎn)生的電勢極性是右正左負(fù)。在負(fù)。在ON上也是右正左負(fù)。上也是右正左負(fù)。UOM與與Ua極性相反，使極性相反，使VT1的陽的陽極電位降低了極電位降低了UOM；而而

23、UON與與U-b極性相同，使極性相同，使VT6的陽極電位提的陽極電位提高了高了UON。從而使從而使VTI、VT6陽極陽極電位相同而同時導(dǎo)通。電位相同而同時導(dǎo)通。 UON=UOM=（Ua-U-b）/22BAfzuuu第五章 晶閘管弧焊整流器31bufz-ca-b-bc-aat0-ct1t2t3t4t5t6t1t2a）ufz波形0612345612b）晶閘管導(dǎo)電順序圖6-20 a=0時六相半波可控整流波形Rfza)ZDK-500型 焊 機(jī) 主 電 路VT1、 3、 5oabc-a-c-bVT2、 4、 6PLMNLBb)ZX5-400型 焊 機(jī) 主 電 路VT1、 3、 5MoLBVT2、 4、

24、6PRfzNLabc-a-c-b圖 6-23 帶 平 衡 電 抗 器 雙 反 星 形 電 路 圖VT1、3、5VT4、6、2圖6-26 t2-時刻LB上感應(yīng)電動勢極性oVT1aMPVT2-cNLB-+-+u-c-ua+ t2+時時 當(dāng)當(dāng)Ua過了峰值之后至過了峰值之后至wt2之前，反極性組中之前，反極性組中u-c高于高于u-b，于是于是VT2導(dǎo)通而導(dǎo)通而VT6關(guān)斷，則該階段由關(guān)斷，則該階段由VT1、VT2同時導(dǎo)通。過了同時導(dǎo)通。過了wt2之后之后u-c電壓最高，電壓最高，VT2繼續(xù)導(dǎo)通且該支路電繼續(xù)導(dǎo)通且該支路電流較大，于是流較大，于是LB的感應(yīng)的電動勢極性的感應(yīng)的電動勢極性如右所示。如右所示。

25、借此提高了借此提高了M點與點與VT1陽極電陽極電位，而降低了位，而降低了N點與點與VT2陽極陽極電位，使二者陽極電位趨于相電位，使二者陽極電位趨于相等。因而等。因而VT1繼續(xù)導(dǎo)通。直到繼續(xù)導(dǎo)通。直到過了過了U-c的峰值之后，則正極性的峰值之后，則正極性組中組中Ub電壓最高，于是電壓最高，于是VT3導(dǎo)導(dǎo)通，通，VT1關(guān)斷，由關(guān)斷，由VT3與與VT2同同時導(dǎo)通。時導(dǎo)通。第五章 晶閘管弧焊整流器32MP tcabcaa) t1 t3 t5 t1 t3正 極 性 組 的 整 流電 壓 波 形 t2b)uNP-b t6 t4 t2-a-c-b反 極 性 組 的 整 流電 壓 波 形 t-cc)ufz t

26、負(fù) 載 電 壓 波 形-ba-cb-ac-bad)uMN平 衡 電 抗 器 兩 端電 壓 波 形56162123434565612132e)整 流 元 件 導(dǎo) 通 次序圖 6-27 帶 平 衡 電 抗 器 雙 反 星 形 整 流 器 波 形 圖(a=0 時 ） 特特 點：點：1）每個整流元件）每個整流元件最大導(dǎo)通角為最大導(dǎo)通角為120度，負(fù)載電流度，負(fù)載電流Ifz同同時由兩個整流元件時由兩個整流元件和兩個變壓器組提和兩個變壓器組提供，提高了利用率，供，提高了利用率，也提高了電源功率。也提高了電源功率。2）負(fù)載電壓瞬時值等于與導(dǎo)通管相應(yīng)的兩相電壓瞬時值的平均值。3）平衡電抗器是維持兩組三相半波電

27、路互不干擾各自正常工作所必需的。平衡電抗器兩端電壓近似于三角波，頻率為電網(wǎng)電壓的三倍。第五章 晶閘管弧焊整流器334、不同控制角情況下波形圖uM P tabcaa )正 極 性 組 電 壓 波 形b )uN P- a- c- b反 極 性 組 電 壓 波 形 t- cc )uf z t負(fù) 載 電 壓 波 形a = 3 0 a圖 6 - 2 9 帶 平 衡 電 抗 器 雙 反 星 形 整 流 電 路a = 3 0 時 整 流 電 壓 波 形 = 30 第五章 晶閘管弧焊整流器34uta=60a-ba -c b -a c -ba -cMPNPfz圖6-30 帶平衡電抗器雙反星形整流電路a=60時整

28、流電壓波形 = 60 第五章 晶閘管弧焊整流器35uMPtabcduNP-a-c-bt-ca-b = 90 此時他們的平均值此時他們的平均值均為零，因此控制均為零，因此控制角的調(diào)節(jié)范圍為角的調(diào)節(jié)范圍為0-90帶平衡電抗器雙反帶平衡電抗器雙反星形整流電路的負(fù)星形整流電路的負(fù)載電壓平均值：載電壓平均值： Ud =1.17U2cos 第五章 晶閘管弧焊整流器36 帶平衡電抗器雙反星形整流器的特點帶平衡電抗器雙反星形整流器的特點 （1）它相當(dāng)于兩組三相半波整流電路并聯(lián)，各相電流流通時）它相當(dāng)于兩組三相半波整流電路并聯(lián)，各相電流流通時間可達(dá)間可達(dá)120，因此變壓器和整流元件的利用率高。每個晶閘，因此變壓

29、器和整流元件的利用率高。每個晶閘管只分擔(dān)六分之一負(fù)載電流。管只分擔(dān)六分之一負(fù)載電流。 （2）觸發(fā)電路比三相橋式半控整流電路的復(fù)雜，比三相橋式）觸發(fā)電路比三相橋式半控整流電路的復(fù)雜，比三相橋式全控整流電路的簡單。全控整流電路的簡單。 （3）整流電壓波形為每個周波六個波峰，其脈動程度較小，）整流電壓波形為每個周波六個波峰，其脈動程度較小，因此輸出電抗器體積較小。因此輸出電抗器體積較小。 （4）應(yīng)避免鐵心被直流成分所磁化，需用平衡電抗器，要求）應(yīng)避免鐵心被直流成分所磁化，需用平衡電抗器，要求兩組整流電路的參數(shù)（變壓器匝數(shù)和漏感）應(yīng)基本對稱。兩組整流電路的參數(shù)（變壓器匝數(shù)和漏感）應(yīng)基本對稱。 第五章

30、晶閘管弧焊整流器37晶閘管弧焊整流器主電路比較晶閘管弧焊整流器主電路比較30第五章 晶閘管弧焊整流器38第三節(jié) 觸發(fā)電路一、對觸發(fā)電路的要求二、需要的觸發(fā)電路套數(shù)三、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路四、晶體管觸發(fā)電路 第五章 晶閘管弧焊整流器39 一、對觸發(fā)電路的要求 1. 生成足夠功率的觸發(fā)脈沖。生成足夠功率的觸發(fā)脈沖。 2. 觸發(fā)脈沖與晶閘管的陽極電壓必須同步。觸發(fā)脈沖與晶閘管的陽極電壓必須同步。 3. 觸發(fā)脈沖應(yīng)能移相并達(dá)到要求的移相范圍。觸發(fā)脈沖應(yīng)能移相并達(dá)到要求的移相范圍。 4.觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定寬度觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定寬度 5.多路觸發(fā)脈沖之間應(yīng)有電氣隔離多路觸發(fā)脈沖之間應(yīng)有電氣隔離 三相橋式全控、帶

31、平衡電抗器雙反星形與六相半波可控整流三相橋式全控、帶平衡電抗器雙反星形與六相半波可控整流電路要求觸發(fā)脈沖移相范圍為電路要求觸發(fā)脈沖移相范圍為090度；三相橋式半控整流電度；三相橋式半控整流電路觸發(fā)脈沖移相范圍為路觸發(fā)脈沖移相范圍為0180度。度。第五章 晶閘管弧焊整流器40 二、需要的觸發(fā)電路套數(shù)二、需要的觸發(fā)電路套數(shù) 1. 六套六套 移相范圍為移相范圍為090度度 主電路適用的形式：三相橋式全控、六相半波主電路適用的形式：三相橋式全控、六相半波可控整流電路?？煽卣麟娐?。 適用于適用于ZDK-500型、型、GS400SS型弧焊整流器。型弧焊整流器。 缺點：觸發(fā)套數(shù)過多，難以保證三相電路平衡，

32、缺點：觸發(fā)套數(shù)過多，難以保證三相電路平衡，增加電路故障的可能性。增加電路故障的可能性。第五章 晶閘管弧焊整流器412. 三套三套u(yù)2tabca-a-b-c-bug1t180ug2t180120ug3t120180b)波形圖bacVT1L-a-b-cRfzVT2VT6VT4VT3VT5ug3ug2ug1ug3ug2ug1a)電路圖圖6-32 三套觸發(fā)電路的觸發(fā)脈沖分配第五章 晶閘管弧焊整流器42u2tabcug1t120b)LBabcRfzVT5VT3VT1120LRVTVD5VD3VD1oa)c)圖6-34 一套觸發(fā)電路觸發(fā)一組三相半波可控整流電路時脈沖的分配 a）電路圖 b）相電壓波形 c）

33、觸發(fā)脈沖波形ug13. 兩套兩套一套觸發(fā)正極性組一套觸發(fā)正極性組a、b、c所對應(yīng)的晶閘管所對應(yīng)的晶閘管VT1、3、5；另一另一套觸發(fā)負(fù)極性組套觸發(fā)負(fù)極性組-a、-b、-c所對應(yīng)的晶閘管所對應(yīng)的晶閘管VT2、4、6。當(dāng)?shù)谝粋€觸發(fā)脈沖當(dāng)?shù)谝粋€觸發(fā)脈沖Ug1出現(xiàn)時，出現(xiàn)時，Ua最負(fù)，使最負(fù)，使VT1導(dǎo)通，其正向電壓很導(dǎo)通，其正向電壓很小，且電阻小，且電阻R上的壓降忽略不計，因而上的壓降忽略不計，因而o點的電位近似為點的電位近似為Ua。VT5、VT3承受反向壓降而截止。因而承受反向壓降而截止。因而VT陽極不與陽極不與VT3、5的陰極相通。的陰極相通。VT承受相隔承受相隔120度的一系列脈沖觸發(fā)。在度的

34、一系列脈沖觸發(fā)。在wt1+時時VT觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖1使使VT導(dǎo)通，從而使導(dǎo)通，從而使VT1控制極承受其陽極電壓控制極承受其陽極電壓ua的一部分，也導(dǎo)通。的一部分，也導(dǎo)通。VT1一旦導(dǎo)通，其正向壓降只有一旦導(dǎo)通，其正向壓降只有1V左右，不足以維持左右，不足以維持VT繼續(xù)導(dǎo)通，繼續(xù)導(dǎo)通，而使其關(guān)斷，為觸發(fā)另一晶閘管做準(zhǔn)備。而使其關(guān)斷，為觸發(fā)另一晶閘管做準(zhǔn)備。wt2+時，脈沖時，脈沖2觸發(fā)觸發(fā)VT，ub最負(fù)，最負(fù)，VT3導(dǎo)通。最后導(dǎo)通。最后VT5導(dǎo)通導(dǎo)通Q第五章 晶閘管弧焊整流器43 三、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路三、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 1. 1. 單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管 一個一個PN結(jié)，兩個基極。結(jié)，兩個基

35、極。 B2 RB2 E RB1 B1B2B1E單結(jié)晶體管導(dǎo)通原理單結(jié)晶體管導(dǎo)通原理第五章 晶閘管弧焊整流器44 VA=rb1/(rb1 rb2)vbb=Vbb分壓比 由管子內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的常數(shù)，一般為0.3-0.85。第五章 晶閘管弧焊整流器45T2R13C13VS1610111213VD14V174R58V2RP4RP6V3V4RP5VS7C4T474cdVU1VU2145T3C5UkR15ab-15V圖6-35 ZX5系列晶閘管弧焊整流器的觸發(fā)電路2. 2. ZX5ZX5系列晶閘管弧焊整流器的觸發(fā)電路系列晶閘管弧焊整流器的觸發(fā)電路 脈沖產(chǎn)生與移相電路同步信號產(chǎn)生電路第五章 晶閘管弧焊整流器4

36、6 脈沖產(chǎn)生與移相原理脈沖產(chǎn)生與移相原理 當(dāng)當(dāng)Uk輸入負(fù)值時，晶體輸入負(fù)值時，晶體管管V3、V4導(dǎo)通，導(dǎo)通，C4、C5充充電，到達(dá)電，到達(dá)VU1、VU2的峰值的峰值電壓時，電壓時， VU1、VU2導(dǎo)通。導(dǎo)通。由于由于C4 和和VU1、C5和和VU2組成馳騁振蕩電路，組成馳騁振蕩電路，C4、C5不斷的進(jìn)行充放點，在不斷的進(jìn)行充放點，在脈沖變壓器脈沖變壓器T4、T3兩端產(chǎn)兩端產(chǎn)生兩套觸發(fā)脈沖。生兩套觸發(fā)脈沖。 移相原理：移相原理：Uk越負(fù)，則越負(fù)，則C4、C5充電越快，產(chǎn)生充電越快，產(chǎn)生第一個脈沖越早，主電第一個脈沖越早，主電路中相應(yīng)的晶閘管的控路中相應(yīng)的晶閘管的控制角就越?。环粗刂浦平蔷驮叫?；

37、反之控制角越大。因而控制角越大。因而控制Uk的的大小就控制了脈沖的移大小就控制了脈沖的移相。相。T2R13C13VS1610111213VD14V174R58V2RP4RP6V3V4RP5VS7C4T474cdVU1VU2145T3C5UkR15ab-15V圖6-35 ZX5系列晶閘管弧焊整流器的觸發(fā)電路Uk值確定控制角的大小值確定控制角的大小第五章 晶閘管弧焊整流器47T2R1 3C1 3VS1 610111213VD1 4V174R58V2RP4RP6V3V4RP5VS7C4T474cdVU1VU2145T3C5UkR15ab-15V圖 6-35 ZX5系 列 晶 閘 管 弧 焊 整 流

38、器 的 觸 發(fā) 電 路 同步電路的工作原理同步電路的工作原理 要求產(chǎn)生兩套觸發(fā)脈沖，同套之間相鄰脈沖相位相差要求產(chǎn)生兩套觸發(fā)脈沖，同套之間相鄰脈沖相位相差120度，兩套之間相度，兩套之間相鄰脈沖之間相位相差鄰脈沖之間相位相差60度。通過度。通過C4、C5兩端各并聯(lián)一個晶體管兩端各并聯(lián)一個晶體管V1、V2，控控制制C4、C5的充放電實現(xiàn)的充放電實現(xiàn) 。在各自的同步點上，由同步信號使。在各自的同步點上，由同步信號使V1、V2瞬間瞬間飽和導(dǎo)通，則飽和導(dǎo)通，則C4、C5 瞬即放完電，起清零作用，以便在同步點后按瞬即放完電，起清零作用，以便在同步點后按Uk 確定確定的速度從零開始充電。這樣產(chǎn)生第一個有效

39、脈沖。的速度從零開始充電。這樣產(chǎn)生第一個有效脈沖。1）T2三相次極電壓信號三相次極電壓信號Ua、Ub、Uc經(jīng)經(jīng)R1-3分壓，分壓，VS1-6正、反方正、反方向雙向穩(wěn)壓，在向雙向穩(wěn)壓，在10、11、12對點對點13之間各得正、反方向矩形波之間各得正、反方向矩形波如下圖所示。如下圖所示。2）各矩形波經(jīng)過各矩形波經(jīng)過C1-3、R58構(gòu)成的微分電路，在正矩形波的上升構(gòu)成的微分電路，在正矩形波的上升沿、負(fù)矩形波的下降沿分別產(chǎn)生尖的脈沖與負(fù)脈沖信號。沿、負(fù)矩形波的下降沿分別產(chǎn)生尖的脈沖與負(fù)脈沖信號。3）每個）每個正脈沖（或負(fù)脈沖）之間相差正脈沖（或負(fù)脈沖）之間相差120度。度。4）在在R58上產(chǎn)生正、負(fù)脈

40、沖相間，相位相差上產(chǎn)生正、負(fù)脈沖相間，相位相差60度的脈沖信號。度的脈沖信號。5）正脈沖經(jīng)正脈沖經(jīng)VD1、VD4連接到連接到V1的基極；負(fù)脈沖經(jīng)的基極；負(fù)脈沖經(jīng)VD3、VD2連連接到接到V2的基極，控制的基極，控制V1、V2的導(dǎo)通，從而滿足同步要求。的導(dǎo)通，從而滿足同步要求。u2 tabcaa )bu1 0- 13 tb )u1 1- 13c ) tu1 2- 13d ) tuR5 8e ) tabbccaaaccbbcab圖 6- 36 同 步 電 路 波 形 圖a )相 電 壓 波 形 圖b )、 c） 、 d） 各 項脈 沖 波 形e )R5 8脈 沖 波 形第五章 晶閘管弧焊整流器48

41、u2tabcaa)bu10-13tb)u11-13c)tu12-13d)tuR58e)tabbccaaaccbbcab圖6-36 同 步 電 路 波 形 圖a)相電壓波形圖b)、c）、d）各項脈沖波形e)R58脈沖波形第五章 晶閘管弧焊整流器49四、晶體管觸發(fā)電路矩形波觸發(fā)電路脈沖形成環(huán)節(jié)脈沖放大當(dāng)uk=0V4截止 V5、V6分別經(jīng)R11、R10供給足夠的基極電流使之飽和導(dǎo)通，因此點電位為-13.7 V(二極管正向壓降以0.7 V，晶體管飽和壓降以0.3 V計算)，V7、V8處于截止?fàn)顟B(tài)， 無觸發(fā)脈沖輸出。此時，電容C3經(jīng)R11C3V5發(fā)射結(jié)V6VD4充電至接近30 V，極性為左正右負(fù)。當(dāng)uk

42、=0.7vV4導(dǎo)通 A點電位為1.1V,C3不可突變 為-30VV5 截止 點電位為2.1V V7、V8導(dǎo)通， 有觸發(fā)脈沖輸出。此時，電容C3經(jīng)R14C3 VD3 V4放電和反向充電。脈沖前沿由V4導(dǎo)通時刻確定，V5或V6截止持續(xù)時間為脈沖寬度，脈沖寬度與反向充電回路時間常數(shù)R11C3有關(guān)。1.脈沖形成及放大環(huán)節(jié)第五章 晶閘管弧焊整流器502.鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié) 電路中采用恒流源（V1、V9、R3、R4）對電容C2充電來形成鋸齒波電壓。 當(dāng)V2截止時，恒流源電流I1C對C2恒流充電，電容兩端電壓為tCItiCuCCC66611d1調(diào)節(jié)電位器R3即可調(diào)節(jié)鋸齒波斜率 V2截止時，對C2充電

43、；V2飽和導(dǎo)通時，由于R4阻值小，電容C2經(jīng)R4、V2管迅速放電，因此，只要V2管周期性關(guān)斷導(dǎo)通，電容C2兩端就能得到線性很好的鋸齒波電壓。V4管基極電位可看成鋸齒波電壓ue3（）、控制電壓Uc（正值）、偏移電壓Ub（負(fù)值）三者單獨作用的疊加。當(dāng)V4基極b4斷開，只考慮鋸齒波電壓ue3時，其等效電路如圖4-13(a)所示。直接作用到b4點的電壓為調(diào)節(jié)鋸齒波斜率恒流源第五章 晶閘管弧焊整流器513398798355.0)/(/eeeuuRRRRRuc97897c15. 0)(UURRRRRUcbb879873 . 0)/(/UURRRRRUb443444434)(1bebbcebebebbecb

44、eebRuUUuRRURURuI第五章 晶閘管弧焊整流器52同步環(huán)節(jié)由變壓器和同步開關(guān)V2組成。當(dāng)二次電壓負(fù)半周的下降段時，VD1導(dǎo)通C1充電V2截止在二次電壓負(fù)半波上升段時，+15V經(jīng)R1給C1反向充電VD1截止V2導(dǎo)通Q點電位從同步電壓負(fù)半周上升段開始時刻到達(dá)1.4V的時間越長，V2的截止時間就越長，鋸齒波就越寬充電時間有R1C1決定。第五章 晶閘管弧焊整流器53雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)V5、V6構(gòu)成一個“或”門。只要V5、V6有一個截止，V7、V8就可以導(dǎo)通，輸出脈沖。第一個脈沖：由Uk對應(yīng)的控制角所產(chǎn)生。第二個脈沖相隔60后產(chǎn)生。所以得到窄脈沖R17 VD4防止雙脈沖信號相互干擾。第五章 晶閘

45、管弧焊整流器54觸發(fā)電路X、 Y端的連接 TVT1VT3VT5VT4VT6VT2abcRfzifzufz圖 6-12 三 相 橋 式 全 控 整 流 電 路L 對于三相全控橋式整流主電路， 電源a、 b、 c為正相序時，則元件觸發(fā)的次序為VT1VT2VT3VT4VT5VT6，彼此相隔60。為了得到內(nèi)雙脈沖，6塊觸發(fā)板的X、Y端可按圖4-15所示方式連接，使后相的X端與前相的Y端相連。這樣，當(dāng)2CF觸發(fā)電路工作，對VT2管發(fā)出第一個脈沖Ug2的同時，由X端到1CF的Y端送出負(fù)跳變，使1CF對VT1補(bǔ)發(fā)一個滯后60的附加脈沖。依此類推，每一塊觸發(fā)塊都能輸出相隔60的兩只窄脈沖，保證三相橋式電路正常

46、工作。 第五章 晶閘管弧焊整流器55數(shù)字式觸發(fā)電路Tfdtn0計數(shù)器電壓-頻率轉(zhuǎn)換器功率放大同步信號發(fā)生器ukupusf電壓-頻率轉(zhuǎn)換器：V/F將控制電壓轉(zhuǎn)化為頻率計數(shù)器：輸出n達(dá)到m時，輸出觸發(fā)脈沖同步信號：對計數(shù)器清零作用改變f，則計數(shù)器輸出n從0到m所用的時間T發(fā)生改變，則控制角發(fā)生改變；而改變f是通過uk實現(xiàn)的，所以uk改變可以改控制角。第五章 晶閘管弧焊整流器56C、F1、R1構(gòu)成積分器，V放電開關(guān)，F(xiàn)2、R3、R4 構(gòu)成施密特比較器。uk為0，F(xiàn)1輸出0，F(xiàn)2輸出低電平，V截止ukuH， F2輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，V導(dǎo)通，C放電，充電時間比放電時間長。第五章 晶閘管弧焊整流器57

47、集成觸發(fā)電路脈沖移相脈沖形成脈沖分選及功率放大同步電路：Us經(jīng)R20加到V1、V2基極。Us的正半周，V1導(dǎo)通，電流+15VR3VD1V1地us負(fù)半周，V2、V3導(dǎo)通，+15VR3VD2V3R5R21 -15V因此，正負(fù)半波 A/B低電位 V4截止只有|us|+0.7V，V6導(dǎo)通，設(shè)uc5、Ub為定值，改變Uc，則改變V6導(dǎo)通時刻，從而調(diào)節(jié)脈沖相位。脈沖形成：V7導(dǎo)通，C2由+15V經(jīng)R7 VD5 V7 充電；當(dāng)V6由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時，C2使V7截止，經(jīng)+15VR25V6地反向充電第五章 晶閘管弧焊整流器58觸發(fā)脈沖的傳遞方式一.電磁耦合-采用脈沖變壓器脈沖變壓器作用：1.阻抗匹配2.觸發(fā)多個晶

48、閘管可輸出多路隔離的觸發(fā)脈沖3.實現(xiàn)主電路與控制電路之間的電氣隔離二.光電耦合優(yōu)點：1. 驅(qū)動晶體管不承受感性負(fù)載產(chǎn)生的反電壓，工況得到改善2.可以輸出任意波形脈沖信號3.光電耦合器件與脈沖變壓器比，成本低，體積小，易于在電路板上安裝焊接三、直接傳輸?shù)谖逭?晶閘管弧焊整流器59第四節(jié) 外特性控制電路一、閉環(huán)控制基本原理一、閉環(huán)控制基本原理二、閉環(huán)控制電路舉例二、閉環(huán)控制電路舉例第五章 晶閘管弧焊整流器60晶閘管式弧焊整流器開環(huán)控制框圖控制電壓控制電壓Uk系統(tǒng)傳遞函數(shù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)電源的等效內(nèi)阻電源的等效內(nèi)阻Rf為負(fù)載電阻為負(fù)載電阻f =0k -f0外特性控制方程：外特性控制方程：第五章 晶閘管弧

49、焊整流器61晶閘管式弧焊整流器的閉環(huán)特性晶閘管式弧焊整流器的閉環(huán)特性 f =0k -f0外特性控制方程：外特性控制方程：Uk = Uk u + Uk i = Am（Ug u - m Uf ）+ An（Ugi - n If ）陡降特性弧焊電源外特性曲線陡降特性弧焊電源外特性曲線電流、電壓負(fù)反饋外特性電流、電壓負(fù)反饋外特性常用外特性常用外特性弧壓負(fù)反饋弧壓負(fù)反饋電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋fm00n0m0gin0gum0fIAmA1RAnAAmA1UAAUAAU第五章 晶閘管弧焊整流器62 不同外特性控制原理：不同外特性控制原理： （1）恒流外特性：）恒流外特性：只采用電流負(fù)反饋只采用電流負(fù)反饋 Am（

50、Ug u m Uf ）= 0 I f = U g i （2）恒壓外特性：恒壓外特性：只采用電壓負(fù)反饋只采用電壓負(fù)反饋 An（Ug i n If）= 0 Uf = Ug u （3）混合反饋：混合反饋： 1）采用電流與電壓聯(lián)合反饋采用電流與電壓聯(lián)合反饋 Am( U g u m Uf ) + An( Ug i - n I f ) = 01n1m 2）按電壓大小采用反饋按電壓大小采用反饋 當(dāng)電壓大于一定值時只采用電流負(fù)反饋，當(dāng)電壓大于一定值時只采用電流負(fù)反饋， 當(dāng)電壓小于一定值時采用電壓與電流聯(lián)合反饋形式。當(dāng)電壓小于一定值時采用電壓與電流聯(lián)合反饋形式。mAnAIUmnfffm00n0m0gin0gum

51、0fIAmA1RAnAAmA1UAAUAAU第五章 晶閘管弧焊整流器63 oUI52314圖6-63 閉環(huán)控制所獲得的外特性只用電壓負(fù)反饋只用電壓負(fù)反饋只用電流負(fù)反饋只用電流負(fù)反饋用電流截止負(fù)反饋用電流截止負(fù)反饋同時采用電流、同時采用電流、電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋上端采用電流負(fù)反饋，上端采用電流負(fù)反饋， 下端同時采用電流負(fù)下端同時采用電流負(fù) 反饋與電壓負(fù)反饋。反饋與電壓負(fù)反饋。采用閉環(huán)控制后所獲得的外特性第五章 晶閘管弧焊整流器64外特性控制電路外特性控制電路a) 分流器采樣與放大電路分流器采樣與放大電路b) 誤差放大器電路誤差放大器電路Uk= - R2 / R1 ( Ugi +Ufi )電流采樣

52、反饋控制電路（陡降外特性）電流采樣反饋控制電路（陡降外特性）Uk = - k（ Ugi n If ）采用兩級放大：一級為采樣放大；一級為誤差放大，每級放大倍數(shù)均為20左右第五章 晶閘管弧焊整流器65電壓反饋控制電路（電壓反饋控制電路（平特性控制電路）采用一級放大就可滿足要求第五章 晶閘管弧焊整流器66電流負(fù)反饋帶截止電流負(fù)反饋帶截止 145點與接地之間接有穩(wěn)壓點與接地之間接有穩(wěn)壓管管VS7，使電流負(fù)反饋帶截止。使電流負(fù)反饋帶截止。If很小時，很小時，|Uk |很大，若很大，若|Uk |大大于于VS7的穩(wěn)壓值，的穩(wěn)壓值，145點與接地點與接地間的電壓將維持為間的電壓將維持為VS7的穩(wěn)壓的穩(wěn)壓值，

53、即電流負(fù)反饋作用被截止。值，即電流負(fù)反饋作用被截止。只有在只有在If達(dá)到某個臨界電流值達(dá)到某個臨界電流值之后，使之后，使|Uk |小于小于VS7的穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓值時，時，145點與接地的電壓才與點與接地的電壓才與nIf有關(guān)，才有電流負(fù)反饋作用。有關(guān)，才有電流負(fù)反饋作用。 T2R13C13VS1610111213VD14V174R58V2RP4RP6V3V4RP5VS7C4T474cdVU1VU2145T3C5UkR15ab-15V圖6-35 ZX5系列晶閘管弧焊整流器的觸發(fā)電路電流截止負(fù)反饋電流截止負(fù)反饋Uk = Am（Ug u - m Uf ）+ An（Ugi - n If ）第五章 晶閘管弧

54、焊整流器67第五節(jié) 晶閘管式脈沖及矩形波交流弧焊電源一、晶閘管式脈沖弧焊電源一、晶閘管式脈沖弧焊電源二、晶閘管式矩形波交流弧焊電源二、晶閘管式矩形波交流弧焊電源以晶閘管作為開關(guān)產(chǎn)生脈沖波形的弧焊電源。以晶閘管作為開關(guān)產(chǎn)生脈沖波形的弧焊電源。第五章 晶閘管弧焊整流器68一、晶閘管式脈沖弧焊電源一、晶閘管式脈沖弧焊電源 晶閘管給定值式脈沖弧焊電源晶閘管給定值式脈沖弧焊電源 晶閘管斷續(xù)器式脈沖弧焊電源晶閘管斷續(xù)器式脈沖弧焊電源第五章 晶閘管弧焊整流器69K1(Ugu-mUf)-K2(Ugi-nIf)UkUMIf、UfK1(Ugu-mUf)Ugu-mUfUgumUfUf-放大 K3觸發(fā)電路整流器放大

55、K1電壓采樣放大 K2電流采樣K2(Ugi-nIf)Ugi-nIfUginIfIf圖6-62 晶閘管弧焊整流器閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖 其控制電路與晶閘管式弧焊整流器基本相同。不同之處在其控制電路與晶閘管式弧焊整流器基本相同。不同之處在于控制電路中比較環(huán)節(jié)的于控制電路中比較環(huán)節(jié)的給定值為脈沖電壓，而不是直流電給定值為脈沖電壓，而不是直流電壓。壓。晶閘管給定值式脈沖弧焊電源的特點：1.輸出脈沖電流波形為方波或帶前沿尖峰的方波2.脈沖電流和基本電流由同一電源提供，是一體式脈沖弧焊電源3.脈沖頻率、脈沖電流和基本電流幅值、脈寬比可無級調(diào)節(jié)，操作方便4.脈沖頻率調(diào)節(jié)范圍較小，0.2-10Hz，適用于GTAW

56、5.易于實現(xiàn)一機(jī)多用，直流、脈沖6.控制線路比較復(fù)雜，不易維修第五章 晶閘管弧焊整流器70晶閘管斷續(xù)器式脈沖弧焊電源晶閘管斷續(xù)器式脈沖弧焊電源按晶閘管斷續(xù)器的結(jié)構(gòu)形式可分為兩類：按晶閘管斷續(xù)器的結(jié)構(gòu)形式可分為兩類：雙電源式雙電源式單電源式單電源式交流斷續(xù)器交流斷續(xù)器直流斷續(xù)器直流斷續(xù)器第五章 晶閘管弧焊整流器71 串連式串連式并連式并連式 由并聯(lián)工作的兩個由并聯(lián)工作的兩個電源供電?；倦娏麟娫垂╇姟；倦娏饔深~定電流較小的直由額定電流較小的直流電源供電；脈沖電流電源供電；脈沖電流由直流弧焊電源流由直流弧焊電源(弧焊整流器或直流弧焊整流器或直流弧焊發(fā)電機(jī)弧焊發(fā)電機(jī))和晶閘和晶閘管斷續(xù)器串聯(lián)或并聯(lián)

57、管斷續(xù)器串聯(lián)或并聯(lián)組成的電源裝置供電，組成的電源裝置供電，其額定電流較大。其額定電流較大。第五章 晶閘管弧焊整流器72采用單電源直流斷續(xù)器的晶閘管式脈沖弧焊電源采用單電源直流斷續(xù)器的晶閘管式脈沖弧焊電源晶閘管直流斷續(xù)器晶閘管直流斷續(xù)器輸出電流波形輸出電流波形直直流流弧弧焊焊電電源源Q斷開，電源通過R1對電弧提供基本電流；Q閉合，電源對電弧提供脈沖電流控制Q的延遲斷開時間t1，就可以調(diào)節(jié)脈寬比第五章 晶閘管弧焊整流器73晶閘管式矩形波交流弧焊電源矩形波交流弧焊電源又稱方波交流弧焊電源。矩形波交流弧焊電源又稱方波交流弧焊電源。常用于鋁合金交流鎢極氬弧焊。常用于鋁合金交流鎢極氬弧焊。晶閘管橋的開關(guān)直

58、流電抗器的儲能正弦波交流電流矩形波交流電流逆變器式逆變器式晶閘管電抗器式晶閘管電抗器式數(shù)字開關(guān)式數(shù)字開關(guān)式 與單相橋式全控整流電路相比較，不是把電弧放在直流與單相橋式全控整流電路相比較，不是把電弧放在直流一側(cè)與一側(cè)與DK相串聯(lián)，而是將其放在交流一側(cè)與變壓器二次繞相串聯(lián)，而是將其放在交流一側(cè)與變壓器二次繞組相串聯(lián)。組相串聯(lián)。DK是帶有間隙的電抗器，由于其電感量很大，是帶有間隙的電抗器，由于其電感量很大，具有儲能及續(xù)流作用，從而保證了小電流的連續(xù)性。具有儲能及續(xù)流作用，從而保證了小電流的連續(xù)性。特點：1.電弧穩(wěn)定，引弧容易，不必加引弧器2.通過調(diào)節(jié)正、負(fù)半波通電時間比，在保證陰極霧化條件下增大正極

59、性電流，獲得最佳熔深、提高生產(chǎn)率和鎢極使用壽命3.可不采用消除直流分量的裝置4.可用于堿性焊條手工電弧焊，電弧穩(wěn)定、飛濺小第五章 晶閘管弧焊整流器74第六節(jié)第六節(jié) 晶閘管式弧焊整流器典型產(chǎn)品介紹晶閘管式弧焊整流器典型產(chǎn)品介紹ZX5系列晶閘管式弧焊整流器系列晶閘管式弧焊整流器 由主電路、觸發(fā)電路與控制電路組成。由主電路、觸發(fā)電路與控制電路組成。 主電路為帶平衡電抗器雙反星形形式。主電路為帶平衡電抗器雙反星形形式。 觸發(fā)電路為單結(jié)晶體管觸發(fā)電路。觸發(fā)電路為單結(jié)晶體管觸發(fā)電路。第五章 晶閘管弧焊整流器75圖圖5-66 ZX5-400型晶閘管式弧焊整流器電氣原理圖型晶閘管式弧焊整流器電氣原理圖交流接觸

60、器，用于接通與斷開主電路交流接觸器，用于接通與斷開主電路主變壓器的一次為星形連接主變壓器的一次為星形連接二次為帶平衡電抗器的雙反星形連接二次為帶平衡電抗器的雙反星形連接六只晶閘管均采用共陽極接法，有利于散熱與觸發(fā)六只晶閘管均采用共陽極接法，有利于散熱與觸發(fā)電風(fēng)扇電風(fēng)扇第五章 晶閘管弧焊整流器76圖圖5-67 控制電路簡化圖控制電路簡化圖晶閘管移項觸發(fā)電路晶閘管移項觸發(fā)電路UK送至圖送至圖5-30中產(chǎn)生中產(chǎn)生觸發(fā)脈沖分別觸發(fā)圖觸發(fā)脈沖分別觸發(fā)圖5-66中中V7與與V8 外特性控制電路外特性控制電路從從RS上獲得電流反饋控上獲得電流反饋控制信號，經(jīng)制信號，經(jīng) N3放大后與放大后與Ug相加、放大、輸