弧焊電源答疑

本文格式為Word版，下載可任意編輯——弧焊電源答疑題目內(nèi)容：

1.晶閘管弧焊電源的組成和特點是什么？

2.晶閘管式弧焊整流器主電路形式、工作原理及其特點是什么？3.移相觸發(fā)脈沖信號傳輸方式有哪幾種？4.晶閘管式脈沖弧焊電源的主要特點有哪些？

主觀題答案分數(shù)：(20分)

1.答：一般晶閘管式弧焊整流器的組成包括：主電路由三相主變壓器、晶閘管組和輸出直流電感組成；維弧電路由二極管組和限流電阻構(gòu)成；控制電路由給定電路、檢測電路、比較電路和觸發(fā)電路組成。主要特點：1）控制性能好可以用較小功率的觸發(fā)信號，實現(xiàn)對大功率整流器的輸出控制。2）動特性好，響應(yīng)速度快內(nèi)部電感小得多，系統(tǒng)時間常數(shù)只有十幾個毫秒，電磁慣性小，其動特性可以采用電子電抗器加以控制和調(diào)理。3）調(diào)理性能好可通過不同的反饋方式實現(xiàn)對弧焊電源外特性形狀的任意控制，焊接電流、電壓可在較寬的范圍內(nèi)進行調(diào)理，并易于實現(xiàn)網(wǎng)壓補償。4）節(jié)能、省材。

2.答：晶閘管式弧焊整流器主電路主要有三種：三相橋式半控電路、三相橋式全控電路以及帶平衡電抗器雙反星形電路。三相橋式半控電路只用三個晶閘管和三個觸發(fā)單元，因而線路比較簡單、可靠、經(jīng)濟

和較易調(diào)試，其整流變壓器為普通三相降壓變壓器，易于制造。主要缺點是調(diào)至低壓或小電流時波形脈動較明顯，為滿足對直流弧焊電源規(guī)定的脈動系數(shù)的要求，需配備大電感量的輸出電路。三相橋式全控整流電路的輸出電壓每周有六個波峰，脈動較小，所需備用的輸出電感量也較小，缺點是要用六只晶閘管，六套觸發(fā)電路，電路繁雜，增加了調(diào)試和維修的難度。帶平衡電抗器雙反星形可控整流電路相當于兩組三相半波整流電路并聯(lián)，同時有兩個晶閘管并聯(lián)導(dǎo)電，每管分擔(dān)1/6的負載電流；有六個晶閘管，觸發(fā)電路比三相橋式半控整流電路的要繁雜；整流電壓波形為每個波形六個波峰。

3.答：1）電磁耦合采用脈沖變壓器來傳輸脈沖信號。脈沖變壓器的目的是在觸發(fā)脈沖電壓一定的狀況下，觸發(fā)電路由晶閘管門級導(dǎo)通電阻決定；在觸發(fā)多個晶閘管時，可輸出多路隔離的觸發(fā)脈沖，并可改變脈沖的正負極性，實現(xiàn)主電路和控制電路之間的電氣隔離。2）光電耦合由發(fā)光元件和光敏元件組成在一體的器件，采用光電耦合傳遞信號。有以下優(yōu)點：驅(qū)動晶體管不承受感性負載產(chǎn)生的反電壓，工況得到改善；以輸出任意波形脈沖信號；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。3）直接傳輸將移相觸發(fā)電路的脈沖信號經(jīng)功率放大后，直接輸出到主電路的晶閘管，結(jié)構(gòu)簡單但是控制電路和主電路之間沒有隔離，已產(chǎn)生干擾。4.答：1）輸出的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都是由同一電源供給，即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、脈寬比等均可無極調(diào)理，操作便利；4）脈沖頻率調(diào)理范圍較小，比較適用于鎢極氬弧脈沖焊接；5）易于實現(xiàn)一機多用，即可以作為直流弧焊電源，又可作為脈沖弧焊電源；6）控制線路比較繁雜，不易維修。

題目內(nèi)容：

什么叫弧焊逆變器？按功率開關(guān)器件不同可分為哪幾種？各有什么結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)缺點？

弧焊逆變器可采用哪些電抗器來控制動特性？各自優(yōu)缺點是什么？弧焊逆變器對外特性控制、調(diào)理特性及輸出脈沖的控制方式有哪些？矩形波交流弧焊電源特點及主要應(yīng)用有哪些？

主觀題答案分數(shù)：(20分)

答：直流與交流之間的變換稱為逆變，實現(xiàn)這種變換的裝置就為逆變器。為焊接電弧提供電能，并具有弧焊工藝所要求的電氣性能的逆變

器就為弧焊逆變器。按功率開關(guān)器件不同可分為晶閘管式弧焊逆變器、晶體管式弧焊逆變器、場效應(yīng)管式弧焊逆變器、IGBT式弧焊逆變器等。晶閘管式弧焊逆變器是以觸發(fā)角來控制的。工作可靠性高，逆變工作頻率低，驅(qū)動效率低，控制電路比較簡單，但是控制性能不理想，功率因數(shù)小，脈沖電流大，效率低。晶體管式弧焊逆變器屬于電流控制式弧焊逆變器.逆變器的工作頻率較高，工作頻率達16kHz以上，因而既無噪聲的影響又有利于進一步減輕逆變器的質(zhì)量和較小體積；采用“定頻率調(diào)脈寬〞的方式來調(diào)理規(guī)范和控制外特性，可以無極調(diào)理焊接參數(shù)；操作性能比較好。場效應(yīng)管式弧焊逆變器屬于電壓控制型，只需要控制驅(qū)動電壓和極微小的瞬間電流就能實現(xiàn)功率場效應(yīng)管的開關(guān)控制。特點有控制功率微小，可靠工作范圍寬，開關(guān)時間極短以及多管并聯(lián)工作相對較易實現(xiàn)。IGBT式弧焊逆變器也屬于電壓控制型。特點有無二次擊穿問題，驅(qū)動功率微小，單管或模塊容量比較大，飽和壓降比較低，有利于減少管子功率消耗。

答：弧焊逆變器中常采用兩種方式改善和控制它的動特性：1）在焊接回路中串入電抗器這種電抗器是由間隙鐵芯和繞組組成，必要時在繞組中可加抽頭以便粗調(diào)電感量。2）設(shè)計電子電抗器弧焊逆變器可以用電子電路來替代鐵芯的電抗器。這樣逆變器可以借助它的電子功率系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)，不僅可以控制它的穩(wěn)定參數(shù)，還可以通過電子電路的積分、微分運算來控制動態(tài)參數(shù)。

答：尋常，弧焊逆變器采用三種調(diào)理控制方式來實現(xiàn)對外特性控制、

調(diào)理特性和形成輸出脈沖波形。1）定脈寬調(diào)頻率脈沖電壓寬度不變，通過改變逆變器的開關(guān)頻率來形成外特性曲線形狀、調(diào)理特性和輸出脈沖波形。2）定頻率調(diào)脈寬脈沖電壓頻率不變改變逆變器開關(guān)脈沖的脈寬比。3）混合調(diào)理。

答：矩形波交流弧焊電源主要特點是電流過零點時上升或下降率高；通過電子控制電路，使正、負半波通電時間比和電流比值均可以自動調(diào)理，在應(yīng)用于鋁及其合金的鎢極氬弧焊時電弧穩(wěn)定，電流過零點時重新引弧簡單，不必加引弧器。矩形波交流弧焊電源還可以應(yīng)用于堿性焊條弧焊，可使電弧穩(wěn)定、飛減小。

題目內(nèi)容：

簡述硅弧焊整流器的組成、各自的結(jié)構(gòu)特點及其用途。硅弧焊整流器的分類有哪些？

簡述抽頭式硅弧焊整流器的工作原理、特點及用途。硅弧焊整流器中磁放大器的作用是什么？

主觀題答案分數(shù)：(20分)

1.答：硅弧焊整流器的組成包括主變壓器、電抗器、整流器以及輸出電抗器。主變壓器作用是降壓，把三相380V電壓降至所要求的空載電壓。電抗器可以是交流電抗器或磁放大器，當主變壓器為加強漏磁式或當要求得到平外特性時，則可不用電抗器，它是以控制外特性形狀并調(diào)理焊接規(guī)范的。整流器作用是把三相交流電整流成直流，常采用三相橋式電流。輸出電抗器接在直流焊接電路中的直流電感，其作用是改善和控制動特性以及濾波。

2.答：硅弧焊整流器主要分為有電抗器的硅弧焊整流器和無電抗器的硅弧焊整流器。有電抗器的硅弧焊整流器所采用的電抗器都是磁放大器式的，包括無反饋磁放大器式硅弧焊整流器、外反饋磁放大器式硅弧焊整流器、全部內(nèi)反饋磁放大器式硅弧焊整流器以及部分內(nèi)反饋磁放大器式硅弧焊整流器。無電抗器的硅弧焊整流器主要包括：1）主變壓器為正常漏磁的，外特性近于水平的，主要用于CO2氣體保護焊及其它熔化極氣體保護焊，又分為抽頭式、輔助變壓器式和調(diào)壓器式。2）主變壓器為加強漏磁的，可分為動線圈式、動鐵芯式以及抽頭式。

3.答：抽頭式硅弧焊整流器的主變壓器有所不同，是正常漏磁的一般三相降壓變壓器，所以漏抗很小，可以獲得接近水平的外特性，為了調(diào)理輸出電壓，在初級繞組上設(shè)有大量抽頭，以便改變初級繞組匝數(shù)進行調(diào)理。

抽頭式硅弧焊整流器結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省材料，易于制造，使用可靠；具有平的外特性，空載電壓較低與電弧電壓近于相等，有時難以引?。徽{(diào)理電壓是有級的，且不宜在負載的狀況下調(diào)理，也不能遙調(diào)；對電網(wǎng)電壓波動的影響不能采取補償措施。

4.答：1）磁放大器控制電源的外特性。當磁場強度增大時，鐵芯將有不飽和漸漸變?yōu)轱柡?，磁阻則由小變大，因此只要控制鐵芯的磁狀態(tài)就可以控制外特性。而由磁放大器的結(jié)構(gòu)可知，它是由交流磁勢和直流磁勢共同磁化的。

2）磁放大器可控制電源輸出的電流。

題目內(nèi)容：

1.弧焊發(fā)電機是如何獲得下降外特性的？2.直流弧焊柴（汽）油發(fā)電機有何特點？主觀題答案分數(shù)：(10分)

1.答：直流弧焊發(fā)電機是指由一臺電動機和弧焊發(fā)電機組成的機組，目前弧焊發(fā)電機主要用于焊條電弧焊、埋弧焊和鎢極氬弧焊，因此具有下降的外特性，為獲得下降外特性有以下幾種方法：1）在電樞電路中串聯(lián)鎮(zhèn)靜電阻，這種方法能量損耗大，只用于多站式直流弧焊發(fā)電機；2）改變磁極磁通。

2.答：直流弧焊柴（汽）油發(fā)電機采用柴油機或汽油機驅(qū)動發(fā)電機，可組裝成汽車式，用汽車的發(fā)動機驅(qū)動一臺或兩臺發(fā)電機。

題目內(nèi)容：

1.弧焊變壓器如何保證電弧連續(xù)？弧焊變壓器有何特點？2.弧焊變壓器主要分為哪幾類？都有何特點？

3.動鐵芯式弧焊變壓器如何增加漏磁？欲減小電流調(diào)理的下限應(yīng)采取什么措施？

4.動線圈式弧焊變壓器如何增加漏磁？欲擴大電流調(diào)理的范圍應(yīng)采取什么措施？

5.抽頭式弧焊變壓器有哪些特點？主觀題答案分數(shù)：(25分)

1.答：弧焊變壓器是一類特別的降壓變壓器，為了滿足弧焊工藝要求有以下特點：1）為了穩(wěn)弧要有一定的空載電壓和較大的電感；2）主要用于焊條電弧焊、埋弧焊和鎢極氬弧焊，應(yīng)具備下降的外特性；3）為了調(diào)理電弧電流、電壓，外特性應(yīng)可調(diào)。使交流電弧穩(wěn)定的方法包括適當提高弧焊變壓器的空載電壓，使焊接電流有一定電感；采用穩(wěn)弧裝置以及改善焊條藥皮配方等。

2.答：弧焊變壓器根據(jù)獲得下降外特性的方法不同可分為串聯(lián)電抗器式和加強漏磁式。串聯(lián)電抗器式由正常漏磁的變壓器與串聯(lián)電抗器構(gòu)成，按結(jié)構(gòu)不同可分為分體式（變壓器與電抗器為獨立的個體）和

同體式（變壓器與電抗器鐵芯組為一體，兩者之間不但有電的串聯(lián)還有磁的聯(lián)系）。加強漏磁式人為的增大了自身的漏抗，而無需再串聯(lián)電抗器，可分為動鐵芯式、動線圈式以及抽頭式。

3.答：動鐵芯式弧焊變壓器為增加漏磁需使一次繞組和二次繞組耦合的不緊湊，并設(shè)有鐵芯，構(gòu)成磁分路，以減小漏磁磁路磁阻，從而使漏磁有效加強。為了降低電流調(diào)理的下限，可將矩形動鐵芯形狀改為梯形。

4.答：動線圈式弧焊變壓器也是一次