主电路主要由输入整流器、逆变电路和输出整流器所组成,现以逆变电路为半桥式串联逆变电路为例,如图1所示。
图1(2)ZX7系列晶闸管逆变直流弧焊机主电路电气原理图(2){{分页}}
输入整流电路由三相整流桥堆VC1、限流电阻R2和滤波电容C1~C4所组成。此外,还有主动空气开关QF1、电阻R1。QF1内有热脱扣和电磁脱扣设备,当发生过载、短路等毛病时,能主动断电以维护焊机。本开关只作维护用。发动焊机和中止焊接时,应由用户配电板的空气开关操控。R1为压敏电阻,作过电压维护。三相380V的电压经三相桥式整流后以及因为滤波电容的效果,电压高达600V,带电查看焊机的毛病时,应分外的留意人身安全,做好防护作业。
这是主电路的中心部分,它由换向电容C5~C8、开关元件——晶闸管VT7和VT8、主变压器T1、约束冲击电流的电感L1等组成。现经过其电路简图来阐明逆变的原理和进程。
参看图2,当VT7被触发导通而VT8为关断时,C5、C6经VT7、变压器T1的一次绕组N1放电,电流为I1’,电压U5-6逐步下降至零,所以C5、C6中电场的能量转变成变压器的磁场能量。接着,磁场开释能量而向C5、C6反向充电;与此同时,输入整流器经VT7、N1给电容C7、C8充电,充电电流为I1”。I1’和I1”构成了变压器T1一次侧绕组N1中的正半波电流I1,即I1=I1’+I1”。当C5、C6被反向充电,U5-6为负值时促进VT7关断。
VT7关断后,VT8被触发导通,逆变作业进程与上述类似,即C7、C8经T1的N1、VT8放电,电流为I’2。放电至零时,接着变压器磁场能量向C7、C8反向充电,UC7-8为负值;与此同时,输入整流器向C5、C6充电,电流为I2”。明显,与电流I1方向相反,因此构成了N1中的负半波电流。在UC7-8为负值时,促进VT8关断。
这样,每逢VT7和VT8替换导通、关断一次,就在主变压器T1绕组中发生一个周波的电流。晶闸管每秒钟通、断的次数就决议了逆变器的作业频率。
由上述逆变进程可以精确的看出:一个晶闸管关断后,另一个晶闸管才干导通。不然,将形成短路,烧坏晶闸管,并使逆变进程失利。为使逆变器能正常作业,在恣意作业规模内,有必要使流经晶闸管的瞬时电流过零的时刻(即换向电容放电,电压降到零后又呈现负值)至其关断的最近一段时刻距离tx(称晶闸管的休止时刻)均应大于晶闸管的关断时刻tq,即
别的,防止过大的冲击电流、冲击电压损坏晶闸管,这也是逆变电路至关重要的问题。在弧焊逆变器中,晶闸管的作业条件非常恶劣。在电压高达数百V的初级侧,开关数千次/s;因为变压器的漏感,一个晶闸管导通时,就会在另一个关断的晶闸管两头施加上很大的骤增电压;在焊接进程中,电弧负载由空载到短路、燃弧之间频频替换改动,特别是在由空载到短路和晶闸管自身的开、关进程中,都会引起电流上升率di/dt和电压上只要少量大的电感L1A、L1B来约束di/dt,并经过R16、C15和R18、C16阻容吸收环节来约束dv/dt,以确保晶闸管的牢靠作业和防止损坏。
关于标准参数的调理和外特性的操控:本机是选用“定脉宽调频率”的方法来调理标准参数,即经过改动晶闸管的开关频率(即逆变器作业频率)来调理输出电流。开关频率愈高,则焊接电压愈高,焊接电流愈大。
应当指出,逆变器的频率有2种参数。一种是逆变器主电路电感L和电容C决议的固有频率fo,在疏忽主电路的电阻时,有:
fo愈大,则逆变器脉冲周期愈小。另一种是人为调理(电流调理电位器)的逆变器作业频率f,它由触发脉冲的频率来确认。
电流的调理分粗谐和细调。粗调即调理fo,经过开关S2,改动电容的个数(即容量)来完成。本机粗调分2挡(即两大规模),电容量小的挡fo较高,焊接电流比较大;细调,即经过调理电位器RP1(或RP2),以“定脉宽调频率”的方法,改动逆变器的作业频率f,使之对应的焊接标准在某一挡规模内均匀调理。
由二极管VD9、VD10、电感L2、电容C9~C12、分流器FL等元件所组成。VD9、VD10与变压器的二次侧绕组构成单相全波整流电路,L2与C9~C12组成滤波电路。