弧焊電源實驗指導書(馬傳平)

1、實驗一 弧焊變壓器的結構觀察和外特性測試一、實驗目的1、觀察BX1-500型和BK-300型弧焊變壓器的結構，了解其結構特點和調節(jié)方式，增加對弧焊變壓器的感性認識，培養(yǎng)識別各類弧焊變壓器的能力。2、測定BK-300型弧焊變壓器的外特性和調節(jié)特性，學會測定一般弧焊電源特性的方法。二、試驗內容1、觀察不同型號弧焊變壓器的結構。2、利用萬用表和電流互感器測定交流弧焊電源的外特性和調節(jié)特性。三、實驗設備、儀器及材料1、BX1-500型弧焊變壓器一臺；2、BK-300型弧焊變壓器一臺；3、BP-500型電阻箱一臺；4、數字萬用表一個；5、數字夾鉗式萬用表一個6、強力接觸器（或焊鉗、鋼板）一只四、實驗原理

2、 1、交流弧焊機的結構特點BX1型系動鐵心式弧焊變壓器，是一種增強漏磁式弧焊變壓器，依靠增強本身漏磁獲得下降外特性，其初次級繞組分繞在變壓器主鐵心上，在初次級繞組間設有可動鐵心，用它構成磁分路，以減小漏磁磁路磁阻，從而使漏磁顯著增強。BX3型系動線圈式弧焊變壓器，也屬于增強漏磁式弧焊變壓器，其結構具有鐵心高而窄，初次級繞組分纏在兩側的鐵心柱上。其中初級繞組因屬于高壓線圈而截面小被固定在下方，次級繞組因電流大、截面大、線圈匝數少而繞在上方具有可移動性。一般通過搖動手柄使其沿中心鐵心柱上下移動來改變兩線圈間的距離，從而改變兩線圈間的漏磁來調節(jié)電流大小。為了擴大焊機的電流輸出，可以通過對初次級線圈進

3、行并聯或者串聯來進行電流的粗調節(jié)。2、弧焊電源外特性的概念及物理意義在電源內部參數一定時，電源輸出的電壓與電流之間的關系，稱之為弧焊電源的外特性。在電弧焊接過程中，電源起供電作用，電弧是供電對象，兩者構成一個整體，而電弧的穩(wěn)定燃燒需要對電源具有一定的要求，這主要是兩個方面，即：（1）系統在無外界因素干擾下，能在給定電弧電壓和電流下，維持長時間的連續(xù)電弧放電，保持靜態(tài)平衡。（2）當系統一旦受到瞬間的外界干擾，破壞了原來的靜態(tài)平衡，造成了焊接規(guī)范的變化。但當干擾消失之后，系統能夠自動地達到新的平衡，使得焊接規(guī)范重新恢復。在電弧靜特性曲線的不同區(qū)段需要選擇適當形狀的電源外特性與之相配合，才能滿足系統

4、的穩(wěn)定性又能保證焊接規(guī)范穩(wěn)定。此外，電源外特性還關系到電焊機的引弧性能、焊接熔滴過渡過程和安全使用性能等。3、弧焊變壓器的調節(jié)特性4、實驗線路及裝置A五、實驗步驟1、觀察弧焊變壓器結構a、觀察各種弧焊變壓器的外部特征，并記錄其名牌數據；b、拆開機殼，仔細觀察弧焊變壓器內部結構；c、分析弧焊變壓器各部分的作用及線圈的纏繞，熟記其內外結構特點。2、BK-300型交流弧焊變壓器外特性的測定a、按實驗線路接線；b、焊機空載試驗將電阻箱所有閘刀開關斷開，使焊機空載，然后接通電源，測量次級線圈在不同位置的空載電壓U0，并記錄在表1中（測量四次）表1 次級線圈在不同位置時的空載電壓U0測量位置電壓大檔大檔小

5、檔小檔12max12min12max12min電壓67.6v64.2v42.8v41.9vc、將電機調在大檔最小位置時，然后從空載開始，逐個合上電阻箱閘刀開關，記錄每次電流及電壓值在表2中，同時測量短路電流值并記錄在表2中。表2 大檔最小位置不同負載下的電壓和電流次序電壓空載123456短路電流057.7A103A132A143A149A152A158A電壓64.0V47.4V42.7V27.3V17.9V12.6V9.2V0Vd、利用同樣的方法，將焊機調在小檔最小位置，按c中步驟分別測試并記錄在表3。表3 小檔最小位置不同負載下的電壓和電流次序電壓空載123456短路電流037.1A62A7

6、9A85A89A91A95A電壓41.8V28V26.7V17.0V11.2V7.8V5.7V0V3、測定弧焊變壓器的調節(jié)特性a、將BK-300輸出端接在小檔（或大檔），搖動手柄，由上到下移動次級線圈，每次搖動手柄一定圈數，記錄下相應的空載電壓U0和短路電流Iwd于表4中。表4 空載電壓U0和短路電流Iwd次級線圈位置初次級線圈間的距離大檔小檔U0（V）Iwd（A）U0（V）Iwd（A）hmax63.816341.897hmax-563.917141.8103hmax-1064.218041.9110hmax-1564.519141.9117hmax-2064.720442.0125hmax-

7、2564.821942.1134hmax-3064.923642.2145hmax-3565.525542.2157hmax-4065.727842.4172hmax-4565.930542.4190hmax-5066.333642.5211hmax-5566.537442.6237注意：在測取短路電流Iwd的讀數時，動作要快，以免長時間電流過大，使弧焊變壓器過熱而損壞線圈絕緣。六、實驗報告要求1、繪制弧焊變壓器的外特性曲線和弧焊變壓器的調節(jié)特性，并進行分析。大小檔最小位置外特性呈下降趨勢，變壓器調節(jié)特性呈上升趨勢，見附圖2、比較BX1-500和BK-300在結構上的區(qū)別，其各自特點是什么？B

8、X1-500是動鐵芯式，通過改變兩鐵芯式，通過改變兩鐵芯氣隙，達到均勻調節(jié)電流目的，提高靈敏度和調節(jié)范圍，降低鐵芯過熱及損耗。BK-300是動線圈式，改變與靜線圈間距離實現。3、為什么弧焊電源能夠頻繁短路而不會燒壞？是什么元件在起作用？因為電抗器限制短路電流。電抗器其起作用。Iwd=U/Xk, Iwd為短路電流。4、BX1500，BX3300，BX21000，BX6200各是哪一種弧焊變壓器，它們各靠改變什么來調節(jié)焊接電流的？BX1-500為動鐵芯式弧焊變壓器，靠改變鐵芯位置調節(jié)焊接電流BX3-300為動線圈式弧焊變壓器，靠改變初次級線圈距離調節(jié)焊接電流BX2-1000為同體式弧焊變壓器，靠改

9、變電抗器鐵芯空氣間隙調節(jié)弧焊電流BX6-200為抽頭式弧焊變壓器，靠改變匝數比調節(jié)弧焊電流實驗二 晶閘管整流器實驗一、實驗目的了解晶閘管焊整流器的內部結構；進一步理解帶平衡電抗器、雙反星形整流電路的工作原理；加深對觸發(fā)電路的同步、脈沖發(fā)生及觸發(fā)晶閘管原理的認識；驗證該類整流電源陡降外特性獲得方法和調節(jié)原理。二、實驗內容1、觀察晶閘管弧焊整流器的內容結構與主要組成部分；2、用雙蹤示波器觀察觸發(fā)脈沖和主回路電壓的波形及相位關系；3、觀察觸發(fā)電路的各主要節(jié)點上的電壓波形；4、觀察觸發(fā)脈沖隨電源輸出電流變化產生的反饋移相過程。三、實驗儀器、設備及材料1、ZX5250B弧焊整流器1臺2、雙蹤示波器1臺3

10、、數字萬用表1個四、實驗原理參見ZX5-400 弧焊整流器電氣原理圖。五、實驗步驟1、打開電焊機殼，仔細觀察其內部各部分的組成和結構。2、用雙蹤示波器觀察不同電路波形：a、測定和觀察V45和R4節(jié)點之間的波形；b、測定和觀察V30和R39節(jié)點之間的波形；c、測定和觀察V33和R39節(jié)點之間的波形；d、測定和觀察V11和R12節(jié)點之間的波形。六、實驗報告要求1、按實驗報告格式寫實驗報告。2、完整的回答思考題。七、實驗注意事項示波器在觀察電路波形前應先校正，觀察波形時應調至穩(wěn)定狀態(tài)。八、思考題1、根據主電路電壓波形簡述此種整流電路的工作原理。采用雙反星可控整流電路，輸入電源電壓經三相變壓器變壓后，

11、通過晶閘管整流，再經濾波電感濾波后輸出，利用改變晶閘管導通角來控制輸出電流大小，從直流輸出分流器上取出電流負反饋信號，與給定信號比較，隨輸出電流增加負反饋增加，晶閘管導通角減小，輸出直流電壓下降，從而獲得下降外特性。 推力電流是當輸出電壓小于15v時，使輸出電流增加特別是短路時，形成外拖特性。2、用測得的觸發(fā)電路各節(jié)點電壓波形，分析觸發(fā)電路的同步和脈沖發(fā)生的原理。脈沖產生電路：當負的Uk輸入時，兩電容充電，于是張弛振蕩器不斷產生振蕩，脈沖變壓器分別輸出脈沖，加至小晶閘管上，觸發(fā)主電路晶閘管。同步電路：要求同組觸發(fā)脈沖相位差為120°，不同組相差60°，將正脈沖經VD1,VD2連到V2發(fā)射結使V1，V2產生