硅弧焊整流器.pptx
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1、硅弧焊整流器掌握硅弧焊整流器的组成、饱和电抗器原理及连接方法,饱和电抗器原理重点:在三相整流电路的整流理论基础上分析各种磁放大器式弧焊整流器的结构、所获得的外特性形状和动特性。 硅弧焊整流器是一种直流弧焊电源, 与直流弧焊发电机相比有以下优点: 1)易造好修、节省材料、减轻重量、降低成本、提高效率。 2)易于获得不同形状的外特性,以满足不同焊接工艺的要求。 3)噪声小。 由于它有以上优越性,曾成为直流弧焊发电机的部分替代产品。51 硅弧焊整流器的组成和分类一、硅弧焊整流器的组成为了获得脉动小、较平稳的直流电,以及使电网三相负荷均衡,通常都采用三相整流电路。其组成见图51。主变压器 电抗器 整流
2、器 输出电抗器 1主变压器 作用:降压,三相380V电压-空载电压。 2电抗器 交流电抗器或磁放大器(磁饱和电抗器)。当主变压器为增强漏磁式或当要求得到平外特性时,则可不用电抗器。作用 1)控制外特性形状 2)调节焊接工艺参数的。 3整流器 作用:三相交流电整流成直流,常采用三相桥式电路。 4输出电抗器 它是直流电感(由带空气隙的铁心和线圈构成), 作用:1)改善和控制动特性; 2)其次是滤波。二、硅弧焊整流器的分类可按有无电抗器来分。(一)有电抗器的硅弧焊整流器 这类硅弧焊整流器所用的电抗器都是磁放大器式的。根据其结构特点不同又可分为:1)无反馈磁放大器(或称为磁饱和电抗器)式硅弧焊整流器。
3、 2)外反馈磁放大器式硅弧焊整流器。 3)全部内反馈磁放大器(自饱和电抗器)式硅弧焊整流器。 4)部分内反馈磁放大器(内桥自饱和电抗器)式硅弧焊整流器。(二) 无电抗器的硅弧焊整流器 按主变压器的结构不同又可分为:1主变压器为正常漏磁的 外特性是近于水平的,用于C02、熔化极气体保护焊。按调节U。的方法不同分:又分为抽头式、辅助变压器式、调压器式。2主变压器为增强漏磁的 主变压器增强了漏磁,因而无需外加电抗器即可获得下降外特性并调节焊接参数。按增强漏磁的方法不同,可分为动线圈式、动铁心式、抽头式。 4.4普通硅弧焊整流器普通硅弧焊整流器是无交流电抗器的硅弧焊整流器 4.4.1 动铁心式弧焊整流
4、器 图4-14 ZX-320电路原理图4.4.2 动线圈式弧焊整流器 图4-18 ZXG1-400电路原理图4.4.3 抽头式弧焊整流器 图4-20 52无反馈磁放大器(饱和电抗器)硅弧焊整流器虽大都采用三相电路,先从单相交流电路入手进行分析,然后再讨论三相感性交流电源整流电路的特点及其基本理论。 磁放大器中,以无反馈式的工作原理作为基础先行讨论。 一、单铁心式 单铁心式磁放大器结构如图52所示, 由铁心和直流控制绕组WC和 交流工作绕组WA所组成。当忽略交流工作绕组的电阻时,图52所示交流电路的平衡方程式是: 平衡方程式是:由于Uo是一定的,越大即UL越大,则输出至负载的电压Uf就越小。在调
5、节空气隙式电抗器时,由于磁路有空气隙而不致饱和。当If,和UL成正比,使Uf随之而获得陡降外特性。若空气隙,则磁路磁阻,在一定的If,下对应的。此时If,使和UL得少,输出的Ur就大,使外特性下降得较缓。 控制电源的外特性的方法: 对于磁放大器,磁路中空气隙几近为零,铁磁材料构成的一定磁路,其磁阻取决于磁导率,而是由磁放大器工作时铁心的磁状态(饱和程度),即工作于磁化曲线上的区段而定。设该磁放大器铁心的磁化曲线如图425中曲线1所示。当磁场强度H时,铁心将由不饱和变得饱和,即由大变小,磁阻则由小变大。因而只要控制铁心的磁状态,即令其工作于磁化曲线的不同线段上,即可具有不同的磁阻,以致在相同的I
6、ANA作用下产生不同的,从而可以控制外特性。控制铁心的磁状态方法: 是交流磁势IANA和直流磁势IcNc共同磁化的。,IcNc确定了在磁化曲线上的起始工作点(相当于晶体管输出特性上的静态工作点),再叠加上不同波形、不同幅值的交流磁势以IANA,即确定了在磁化曲线上的工作段。例如图53中, 2. 控制电源输出的电流。 如图54所示,图中1为磁化曲线。当IcO时,起始工作点P。在原点,对应的工作区面在非饱和区,由于磁阻小,只需不大的以(图中曲线2所示)即可产生;当Ic较大时,起始工作点为P。,为了产生同样的,由于工作区ab靠近于饱和区,磁阻较大,就要求较大的Iab(图中曲线3所示)。由此可知: 1
7、)增大IcNc可使IANA增大。若使NcNA,则可通过较小的Ic变化而引起较大的IA变化,即磁放大器具有放大作用,而有利于控制。 2)单铁心式磁放大器铁心中的交变磁通A,既穿过WA也穿过WC会在WC中感应出交变电势,在控制绕组中产生交变环流,它会影响磁放大器的正常工作、增加损耗,带来一系列不利后果。此外,ia的波形畸变较严重而不利于焊接(见图54中曲线3),因此在结构上有必要改进。二、双铁心式为了克服单铁心式磁放大器存在的问题,实际使用的是双铁心式的,其结构如图55所示。图55a为两个单铁心式磁放大器,其WA及WC各自串联。图55b与图55a不同之处仅在于前者的WA是并联联接。它们联接的原则都
8、是使两个WC串联时,使它们的交流感应电动势相互抵消。图5-5所示:这种联接方式使得两个铁心磁状态具有以下特点: 交流电某一半周时的情况,铁心1中a与c的方向相反, 总磁通1ac,处于不很饱和的状态;铁心2中a与c的方向相同, 总磁通ac,处于较饱和的状态。 在交流电另一半周中,铁心1较饱和,铁心2不很饱和。 即同一个半周中, 二铁心磁状态不同即互易其磁状态。两种接法,对于每一半周来说总是由一较饱和的和另一个不很饱和的磁放大器相串联或并联,所以总负载电流If的波形正负半周是对称的,避免了畸变。双铁心式磁放大器除有55图所示的结构形式之外,还可将两个铁心并在一起公用一个控制绕组wC,如图56所示。
9、53 无反馈磁放大器式弧焊整流器的工作原理一、基本电路 图57无反馈磁放大器式弧焊整流器的基本电路 二、工作原理 (一)外特性形状的分析 在上节中对简单无反馈磁放大器在单相交流电路中的作用做了定性分析。然而,这些基本概念和基本理论是否也适用于三相整流电路呢?现对这个问题作进一步探讨。对UMN求平均值即得空载电压为: U。135Uzl234U2 (54)式中:U2l及U2各为主变压器二次线电压及相电压。2负载 图57中六个整流管的导电次序列于,设滤波电感足够大,则整流得到的负载电流 if=If,为稳定直流当接入WA时,L交流较大,使二极管导电的轮换不能瞬时完成,这就得出截然不同的结果。如图510
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