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  • 1 # 彼岸and海

    逆變式弧焊電源,又稱弧焊逆變器,是一種新型的焊接電源。這種電源一般是將三相工頻(50Hz)交流網路電壓,先經輸入整流器整流和濾波,變成直流,再透過大功率開關電子元件(閘流體SCR、電晶體GTR、場效電晶體MOSFET或IGBT)的交替開關作用,逆變成幾kHz~幾十kHz的中頻交流電壓,同時經變壓器降至適合於焊接的幾十V電壓,後再次整流並經電抗濾波輸出相當平穩的直流焊接電流。

    一、 逆變器及逆變式弧焊電源

    將直流電轉換成交流電的裝置稱逆變器。

    其變換順序可簡單地表示為:工頻交流(經整流濾波)→直流(經逆變)→中頻交流(降壓、整流、濾波)→直流。如果用符號表示,即為: AC→DC→AC→DC

    一般都採用上述這種體制。這是因為如果直接用逆變降壓後的交流電進行焊接,由於其頻率高,則感抗大,在焊接回路中有功功率就會大大降低。因此,還需再次進行整流。

    二、 逆變電源的特點

    弧焊逆變器的基本特點是工作頻率高,由此而帶來很多優點。這是因為變壓器,無論是原繞組還是副繞組,其電勢E與電流的頻率f、磁通密度B、鐵芯截面積S及繞組的匝數W有如下關係: E=4.44fBSW

    而繞組的端電壓U近似地等於E,即: U≈E=4.44fBSW

    當U、B確定後,若提高f,則S減小,W減少,因此,變壓器的重量和體積就可以大大減小。這樣,就能使整機的重量和體積顯著減小。不僅如此,還因為頻率的提高及其他因素而帶來了許多優點,與傳統弧焊電源比較,其主要特點如下:

    1.體積小、重量輕,節省材料,攜帶、移動方便。

    2.高效節能,效率可達到80%~90%,比傳統焊機節電1/3以上。 3.動特性好,引弧容易,電弧穩定,焊縫成形美觀,飛濺小。 4.適合於與機器人結合,組成自動焊接生產系統。 5.可一機多用,完成多種焊接和切割過程。 逆變電源現在所用的開關元件有SCR(閘流體)、GTR(電晶體)、MOSFET(場效電晶體)及IGBT(兼有GTR和MOSFET優點的一種電子元件)。IGBT有取代其他幾種開關元件之勢,IGBT逆變焊機是當今世界焊機技術的重大進步,發展的新潮流。 焊接機頭是將焊接能源裝置輸出的能量轉換成焊接熱,並不斷送進焊接材料,同時機頭自身向前移動,實現焊接。手工電弧焊用的電焊鉗,隨電焊條的熔化,須不斷手動向下送進電焊條,並向前移動形成焊縫。自動焊機有自動送進焊絲機構,並有機頭行走機構使機頭向前移動。常用的有小車式和懸掛式機頭兩種。電阻點焊和凸焊的焊接機頭是電極及其加壓機構,用以對工件施加壓力和通電。縫焊另有傳動機構,以帶動工件移動。對焊時需要有靜、動夾具和夾具夾緊機構,以及移動夾具和頂鍛機構。

    三、逆變電源的發展方向

    逆變電源總的發展趨向是向著大容量、輕量化、高效率、模組化、智慧化發展並以提高可靠性、 效能及拓寬用途為核心,愈來愈廣泛應用於各種弧焊方法、電阻焊、切割等工藝中。高效和高功 率密度(小型化)是國際弧焊逆變器追求的主要目標自之一。高頻化和降低主要器件的功耗是實 現這一目標的主要技術途徑。當前,在日、歐等國和地區,20KHz左右的弧焊逆變器技術已經成 熟,產品的質量較高且產品已係列化。

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