中频逆变式脉冲引弧器的研究
日期：2008-7-22 18:40:51 来源：Control Engineering China
点击： 作者：
点击： 作者：
点击【 大 中 小 】放大字体.
1 前言
目前高频引弧器广泛应用于TIG焊或等离子焊接与切割中，但由于高频引弧器存在如下缺点：(1)高频引弧器的火花放电器容易烧蚀，间隙难以调整；(2)体积大、质量重；(3)高频引弧器对快速开关管和快速整流管干扰严重，难以与弧焊逆变器良好兼容；(4)高频引弧器对人体伤害严重，容易造成大气污染。因此，为了克服上述缺点，我们用倍压整流取代升压变压器，用逆变技术取代脉冲振荡电路和火花放电器，研制了超小型中频逆变式引弧器。
2 超小型中频逆变式引弧器基本原理
图1是所研制的引弧器电路原理框图，它是由倍压整流电路输出直流高压(大约600 V)，通过逆变电路输出交变电压，经耦合变压器输出高压电(大约3000 V)，从而达到引弧目的。
图1 引弧器电路原理框图
2.1 倍压整流的工作原理
倍压整流是利用二极管的整流和导引作用，将电压分别贮存到各自的电容上，然后把它们按极性相加的原理串接起来，输出高于输入电压的高压来。图2是一个2倍压整流电路。
图2 2倍压整流电路
图中R1、R2为限流电阻，RL为负载的折算值。首先在第一半周E2经V1对C1充电至E2的峰值E2m
，第二半周C1上的电压与电源电压相加经V2对C2充电至2E2m。当然开始几个周期电容上的电压并不能真正充到这样高，但经过几个周期以后，C2上的电压渐渐能稳定在2E2m左右，这就是2倍压整流的原理。
2.2 逆变电路
逆变电路的主回路采用的是半桥式串联电路，如图3(a)，直流输入电源Ud因接有较大电容滤波，可把逆变主电路看成接在恒压源上，晶闸管VT1、VT2，换流电容C3、C4。二极管V3、V4，电阻R3、R4组成过压保护，限制du/dt。T为中频变压器。为便于分析，把它简化成等效电路，如图3(b)、(c)，L为负载条件下的变压器漏感，R为负载在变压器初级的折算值，并假设VT1、VT2为理想开关，C3=C4，电路工作在自然换流状态。
设在o～t1时，VT1导通。由图3(b)可知，C4的充电电流经电源Ud-VT1-R-L-C4-Ud;同时，C3的放电电流由C3-VT1-R-L-C3。因此，在中频变压器T中流过正半波电流i1。同理，在t2～t3时，VT2导通。由图3(c)可知，C3的充电电流经电源Ud-C3-L-R-VT2-Ud;同时，C4的放电电流由C4-L-R-VT2-C4。因此，在中频变压器T中流过负半波电流i2。
依此类推，在输出端获得交变电压，如图3(d)。
图3 逆变电路
2.3 触发控制电路
本文采用它励触发控制电路，如图4。
图4 触发控制电路
它主要是通过方波发生器产生方波，再由脉冲分配电路把单列的它励信号转换成两列互差180°的方波，由微分电路把方波转换成尖脉冲，脉冲功放电路把触发脉冲提高到足以对晶闸管进行强触发。定时电路用来控制逆变管获得触发信号的时间，以保证晶闸管的安全工作。
2.4 试验值
本文经过反复试验给出如下表所示的试验值。在表中所述参数下测得晶闸管两端的电压波形如图5，测得的输出频率为f=400 Hz左右。
3 结论
(1)本文研制的超小型中频逆变式引弧器，用倍压整流和逆变方式取代了升压变压器和火花放电器，体积和质量大大减小，在不含耦合变压器的条件下，可安装在100×100 mm2的印刷电路板上，质量仅为0.1 kg。
(2)由于用逆变方式代替了传统的火花放电器，避免了由于火花放电器的烧蚀或间隙调整不到造成引弧困难，使引弧能力和可靠性得到提高。
(3)引弧试验表明：引弧击穿能力强、噪声低。
(4)本文研制的超小型中频逆变式引弧器，是中频起弧，减少了高频干扰和对大气臭氧层的破坏等问题。
本文研制的超小型中频逆变式引弧器，由于具有引弧能力强、可靠性高、体积小、质量轻，因此它有希望取代老式高频引弧器，成为更新换代的产品。
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
1 前言
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
目前高频引弧器广泛应用于TIG焊或等离子焊接与切割中，但由于高频引弧器存在如下缺点：(1)高频引弧器的火花放电器容易烧蚀，间隙难以调整；(2)体积大、质量重；(3)高频引弧器对快速开关管和快速整流管干扰严重，难以与弧焊逆变器良好兼容；(4)高频引弧器对人体伤害严重，容易造成大气污染。因此，为了克服上述缺点，我们用倍压整流取代升压变压器，用逆变技术取代脉冲振荡电路和火花放电器，研制了超小型中频逆变式引弧器。
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
2 超小型中频逆变式引弧器基本原理
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
图1是所研制的引弧器电路原理框图，它是由倍压整流电路输出直流高压(大约600 V)，通过逆变电路输出交变电压，经耦合变压器输出高压电(大约3000 V)，从而达到引弧目的。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
图1 引弧器电路原理框图
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
2.1 倍压整流的工作原理
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
倍压整流是利用二极管的整流和导引作用，将电压分别贮存到各自的电容上，然后把它们按极性相加的原理串接起来，输出高于输入电压的高压来。图2是一个2倍压整流电路。
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
图2 2倍压整流电路
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
图中R1、R2为限流电阻，RL为负载的折算值。首先在第一半周E2经V1对C1充电至E2的峰值E2m
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
2.2 逆变电路
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
逆变电路的主回路采用的是半桥式串联电路，如图3(a)，直流输入电源Ud因接有较大电容滤波，可把逆变主电路看成接在恒压源上，晶闸管VT1、VT2，换流电容C3、C4。二极管V3、V4，电阻R3、R4组成过压保护，限制du/dt。T为中频变压器。为便于分析，把它简化成等效电路，如图3(b)、(c)，L为负载条件下的变压器漏感，R为负载在变压器初级的折算值，并假设VT1、VT2为理想开关，C3=C4，电路工作在自然换流状态。
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
设在o～t1时，VT1导通。由图3(b)可知，C4的充电电流经电源Ud-VT1-R-L-C4-Ud;同时，C3的放电电流由C3-VT1-R-L-C3。因此，在中频变压器T中流过正半波电流i1。同理，在t2～t3时，VT2导通。由图3(c)可知，C3的充电电流经电源Ud-C3-L-R-VT2-Ud;同时，C4的放电电流由C4-L-R-VT2-C4。因此，在中频变压器T中流过负半波电流i2。
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
依此类推，在输出端获得交变电压，如图3(d)。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
图3 逆变电路
plcjs.技.术_网
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
2.3 触发控制电路
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
本文采用它励触发控制电路，如图4。
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
plcjs.技.术_网
plcjs.技.术_网
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
图4 触发控制电路
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
它主要是通过方波发生器产生方波，再由脉冲分配电路把单列的它励信号转换成两列互差180°的方波，由微分电路把方波转换成尖脉冲，脉冲功放电路把触发脉冲提高到足以对晶闸管进行强触发。定时电路用来控制逆变管获得触发信号的时间，以保证晶闸管的安全工作。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
2.4 试验值
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
本文经过反复试验给出如下表所示的试验值。在表中所述参数下测得晶闸管两端的电压波形如图5，测得的输出频率为f=400 Hz左右。
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
3 结论
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
(1)本文研制的超小型中频逆变式引弧器，用倍压整流和逆变方式取代了升压变压器和火花放电器，体积和质量大大减小，在不含耦合变压器的条件下，可安装在100×100 mm2的印刷电路板上，质量仅为0.1 kg。
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
(2)由于用逆变方式代替了传统的火花放电器，避免了由于火花放电器的烧蚀或间隙调整不到造成引弧困难，使引弧能力和可靠性得到提高。
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
(3)引弧试验表明：引弧击穿能力强、噪声低。
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
(4)本文研制的超小型中频逆变式引弧器，是中频起弧，减少了高频干扰和对大气臭氧层的破坏等问题。
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
本文研制的超小型中频逆变式引弧器，由于具有引弧能力强、可靠性高、体积小、质量轻，因此它有希望取代老式高频引弧器，成为更新换代的产品。
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
上一篇: 变频器维修高级知识之维修方法下一篇: 没有了
评论内容
载入中...
载入中...
P
L
C
技
术
网
|
可
编
程
控
制
器
技
术
门
户
|
十
万
P
L
C
工
程
师
的
共
同
选
择
！
L
C
技
术
网
|
可
编
程
控
制
器
技
术
门
户
|
十
万
P
L
C
工
程
师
的
共
同
选
择
！
·最新招聘信息
·最新求职信息
·推荐产品
·推荐厂商
·栏目热门排行
·站内热门排行