弧焊電源復(fù)習(xí)

復(fù)習(xí) 緒論1 弧焊電源在焊接過程中的作用是什么 2 比較機(jī)械調(diào)節(jié)性弧焊電源 電磁控制型弧焊電源 電子控制性弧焊電源的特點(diǎn) 說明弧焊電源的發(fā)展 3 脈沖弧焊電源的特點(diǎn)是什么 復(fù)習(xí) 1 弧焊電源在焊接過程中的作用是什么 弧焊電源具有供給焊接電弧電能 提供電流和電壓 以及適宜電弧焊工藝所需電氣特性的作用 性能良好 工作穩(wěn)定的弧焊電源是保證電弧穩(wěn)定燃燒和焊接過程順利進(jìn)行并得到良好焊接接頭的必要條件之一 復(fù)習(xí) 2 比較機(jī)械調(diào)節(jié)性弧焊電源 電磁控制型弧焊電源 電子控制性弧焊電源的特點(diǎn) 說明弧焊電源的發(fā)展 機(jī)械調(diào)節(jié)型弧焊電源的特點(diǎn)是借助于機(jī)械裝置實施弧焊電源外特性的調(diào)節(jié) 電源的主要電氣特性 輸出參數(shù)的調(diào)節(jié) 都由其機(jī)械結(jié)構(gòu)決定 故該類電源具有結(jié)構(gòu)簡單 易造易修 成本低 效率高等優(yōu)點(diǎn) 但調(diào)節(jié)不靈活 不精細(xì) 電源比較笨重 耗材多 該類焊接電源主要用于一般金屬結(jié)構(gòu)的焊接 復(fù)習(xí) 電磁控制型弧焊電源的特點(diǎn)是通過調(diào)節(jié)激勵電流來改變電抗器或直流發(fā)電機(jī)鐵心的磁飽和程度 從而控制弧焊電源的外特性 主要包括磁放大式弧焊整流器和直流弧焊發(fā)電機(jī) 這類焊機(jī)雖堅固耐用 過載能力強(qiáng) 輸出電流穩(wěn)定 脈動小 可用于各種弧焊方法 但是體積大而笨重 電磁慣性很大 動態(tài)特性差 效率低 電能和材料消耗大 噪聲大 因此屬于淘汰產(chǎn)品 用柴油機(jī)或汽油機(jī)代替電動機(jī)的直流弧焊發(fā)電機(jī)可以用于沒有電源的野外施工 使其還擁有一定的市場 復(fù)習(xí) 電子控制型弧焊電源具有以下特點(diǎn)一 可以對外特性進(jìn)行任意控制 從而滿足各種焊接方法 焊接工藝的要求 二 可以輸出直流 脈沖甚至交流電流 可調(diào)參數(shù)多 三 具有良好的動態(tài)特性 系統(tǒng)控制的響應(yīng)速度快 四 可控性好 便于進(jìn)行編程和計算機(jī)控制 五 電路比較復(fù)雜 根據(jù)電子控制型弧焊電源的電路形式與控制方法 又可細(xì)分為整流式 逆變式和數(shù)字式三種 它們具有以上優(yōu)點(diǎn)外 數(shù)字式弧焊電源還具有柔性化控制和多功能的集成 控制精度高 穩(wěn)定性好 產(chǎn)品的一致性好 焊機(jī)功能升級方便的優(yōu)點(diǎn) 復(fù)習(xí) 綜上所述 電子控制型弧焊電源 特別是數(shù)字式電子控制型弧焊電源是以后發(fā)展的主導(dǎo)方向 復(fù)習(xí) 3 脈沖弧焊電源的特點(diǎn)是什么 脈沖弧焊電源的特點(diǎn)是電源輸出電流是周期性變化的 脈沖頻率 脈沖電流等脈沖參數(shù)可調(diào) 調(diào)節(jié)脈沖參數(shù)可以調(diào)節(jié)焊接工件的熱輸入量 焊絲的熔滴過渡形式等 有利于對熱輸入比較敏感的材料 薄板和全位置的焊接 故大部分弧焊電源中都包含脈沖弧焊電源 復(fù)習(xí) 焊接電弧及其電特性1 什么是焊接電弧 它在焊接中的作用是什么 2 焊接電弧靜特性曲線是什么形狀 常用電弧焊接方法的電弧特性曲線是什么形狀 3 什么是焊接電弧的動特性 它與電弧靜特性的區(qū)別是什么 4 交流電弧再引燃電壓的含義是什么 5 與直流電弧相比 交流電弧燃燒特點(diǎn)是什么 復(fù)習(xí) 1 什么是焊接電弧 它在焊接中的作用是什么 焊接電弧是由弧焊電源供給的 具有一定電壓的兩電極間或電極與焊接工件間 在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象 焊接電弧在焊接中的起到焊接熱源的作用 作為焊接電源負(fù)載 弧焊電源供給焊接電弧能量 焊接電弧是弧焊電源的負(fù)載 弧焊電源的特性必須滿足電弧負(fù)載的要求 復(fù)習(xí) 2 焊接電弧靜特性曲線是什么形狀 常用電弧焊接方法的電弧特性曲線是什么形狀 一定長度的電弧在穩(wěn)定狀態(tài)下 電弧電壓Uf與電弧電流If之間的關(guān)系 稱為焊接電弧的靜態(tài)伏安特性 簡稱伏安特性或靜特性 其曲線形狀類似于U型 可稱之為U形曲線 包括下降特性 平特性 上升特性三部分曲線形狀 復(fù)習(xí) 不同的焊接方法 在其正常使用范圍內(nèi) 其電弧靜特性曲線只是整個電弧 U 形靜特性曲線的某一部分 常用電弧焊接方法的電弧特性如下 焊條電弧焊 埋弧焊等焊接電弧基本工作在電弧靜特性的水平段 TIG焊 微束等離子弧焊 等離子弧焊的焊接電弧也基本工作在電弧靜特性的水平段 但當(dāng)電流很小時 如微束等離子弧焊 微束TIG焊的焊接電弧則工作在電弧靜特性的下降段 熔化極氣體保護(hù)焊 MIG焊或CO2焊等 和水下焊接等焊接電弧基本上工作在電弧靜特性的上升段 復(fù)習(xí) 3 什么是焊接電弧的動特性 它與電弧靜特性的區(qū)別是什么 一定弧長的電弧 當(dāng)電弧電流以很快速度連續(xù)變化時 電弧電壓瞬時值與電流瞬時值之間的關(guān)系稱為電弧動態(tài)伏安特性 簡稱為電弧動特性 電弧動特性包含有三個變量 電弧電壓 電弧電流和時間 直角坐標(biāo)系中的電弧動特性曲線是一閉合曲線 稱為電弧動特性閉合回線 它與電弧靜特性的區(qū)別在于 電弧動特性中的電弧的電壓 電流都是時間的函數(shù) 此刻的電弧未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài) 其中的電弧電壓和電流都是瞬時值 而電弧靜特性是電弧穩(wěn)定狀態(tài)下的 其電弧電壓和電流是平均值 直流電弧和脈沖電弧時 或有效值 交流電弧 復(fù)習(xí) 4 交流電弧再引燃電壓的含義是什么 交流電弧再引燃電壓含義是指 采用交流電弧 焊接電流過零的瞬間 電弧熄滅 此時電弧若要重新引燃 需要達(dá)到某一電弧電壓值 再引燃所需的電壓值稱之為再引燃電壓 對于電阻性交流電弧 當(dāng)電源電壓低于再引燃電壓的時候 焊接電流始終為零 從而造成焊接電流不連續(xù) 對于電感 電阻性交流電弧 通過研究表明 采用工頻正弦波交流電弧焊接 為使電弧電流連續(xù) 應(yīng)滿足下列條件 復(fù)習(xí) 式中 U0 弧焊電源的空載電壓 單位為V Uf 交流電弧電壓 交流電壓的有效值 單位為V Ur 再引弧電壓 單位為V 對于手工焊條的交流電弧焊 m 1 3 1 5 復(fù)習(xí) 5 與直流電弧相比 交流電弧燃燒特點(diǎn)是什么 一 交流電弧的電流 空載電壓存在極性變化 最常見的交流電弧是工頻正弦波交流電弧 該電弧一般是由50Hz按正弦規(guī)律變化的電源供電 每秒鐘內(nèi)電弧電流變換極性50次 100次經(jīng)過電流的零點(diǎn) 電流經(jīng)過零點(diǎn)的瞬間 電弧熄滅 過零點(diǎn)后電弧重新引燃 能否引燃主要取決于電源電壓和再引燃電壓之間的關(guān)系 二 交流電弧的再引燃過程使交流電弧放電的物理條件和電 熱物理過程也隨之改變 這對電弧的穩(wěn)定燃燒和弧焊電源的特性有很大的影響 三 對于電阻型弧焊電源其焊接電流是不連續(xù)的 如要使得焊接電流連續(xù) 應(yīng)串聯(lián)一個足夠大的電感 復(fù)習(xí) 對弧焊電源的基本要求什么是弧焊電源的外特性 常用弧焊電源的外特性形狀有哪些 2 電弧外特性與電弧靜特性交點(diǎn)含義是什么 3 電源的外特性形狀是否可以變化 變化的原則是什么 4 什么是弧焊電源空載電壓 它的主要作用是什么 有什么要求 5 什么是弧焊電源的調(diào)節(jié)特性 6 什么是弧焊電源的負(fù)載特性 約定負(fù)載特性 7 什么是弧焊電源的動特性 描述弧焊電源動態(tài)特性的主要電參數(shù)有哪些 對焊接過程有什么影響 復(fù)習(xí) 什么是弧焊電源的外特性 常用弧焊電源的外特性形狀有哪些 弧焊電源的外特性是指 在規(guī)定范圍內(nèi) 弧焊電源穩(wěn)態(tài)輸出電壓Uy與輸出電流Iy之間的關(guān)系 換言之 在電源內(nèi)部參數(shù)一定的條件下 改變負(fù)載 穩(wěn)態(tài)輸出電壓Uy與穩(wěn)態(tài)輸出電Iy值之間的關(guān)系 一般采用Uy f Iy 來表示 常用弧焊電源的外特性形狀有如下五種 復(fù)習(xí) 2 電弧外特性與電弧靜特性交點(diǎn)含義是什么 系統(tǒng)處于靜態(tài)平衡就是系統(tǒng)有一個靜態(tài)工作點(diǎn) 即電源外特性曲線Uy f Iy 與電弧靜特性曲線Uf f If 的交點(diǎn) 在系統(tǒng)處于靜態(tài)工作點(diǎn)時 Uy和Iy分別等于電弧穩(wěn)定時的電弧電壓Uf和電流If 如下圖所示 此時系統(tǒng)是一個穩(wěn)定系統(tǒng) 其中 復(fù)習(xí) 有外界干擾 使得電源工作點(diǎn)的電壓升高時 電源提供的電壓大于焊接電弧所需要的電壓 供過于求 在靜態(tài)工作點(diǎn)的左側(cè) 焊接電流增大 直至回復(fù)到原來的平衡狀態(tài) 當(dāng)電源工作點(diǎn)的電壓比原平衡態(tài)低時 此時供不應(yīng)求 使得焊接電流減小 直至恢復(fù)原平衡狀態(tài) 然而對于非穩(wěn)定系統(tǒng) 即Kw 0時 此時焊接電弧外特性與電弧靜特性也有交點(diǎn) 此交點(diǎn)是準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn) 即一旦有外界干擾 系統(tǒng)就失去平衡 而且不能恢復(fù)到原平衡態(tài) 復(fù)習(xí) 3 電源的外特性形狀是否可以變化 變化的原則是什么 弧焊電源的外特性形狀可以改變 有平 緩 特性 斜特性 緩降特性 恒流特性 恒流帶外拖五大類型 其變化原則包括以下幾個方面 1 電源的外特性形狀首先必須滿足各種弧焊工藝方法 工藝過程的特殊性的要求 滿足焊接生產(chǎn)的要求 2 選擇電源外特性時 須保證 電源 電弧 系統(tǒng)的穩(wěn)定 必須根據(jù)電弧的靜特性曲線形狀確定合適的弧焊電源的外特性曲線形狀 還要結(jié)合各種弧焊的特點(diǎn) 考慮焊接參數(shù)的穩(wěn)定性 3 確定電源外特性的依據(jù)還有電源的引弧性能 熔滴過渡過程和使用安全性等 復(fù)習(xí) 4 什么是弧焊電源空載電壓 它的主要作用是什么 有什么要求 弧焊電源的空載電壓 U0 是指電源輸出為開路狀態(tài)時 電源輸出的電壓值 或者說電源輸出電流為零時 電源的輸出電壓值 它的主要作用是保證引弧及維持電弧的穩(wěn)定燃燒 故對其的要求如下 1 證引弧容易 2 保證電弧的穩(wěn)定燃燒 在交流弧焊電源中為確保交流電弧的穩(wěn)定燃燒 一般要求Uo 1 8 2 25 Uf 3 保證電弧功率穩(wěn)定 為了保證正弦交流電弧功率穩(wěn)定 一般要求 2 5 U0 Uf 1 57 4 要有良好的安全性和經(jīng)濟(jì)性 綜上所述 在設(shè)計弧焊電源確定空載電壓時 應(yīng)在滿足弧焊工藝需要 確保引弧容易和電弧穩(wěn)定的前提下 盡可能采用較低的空載電壓數(shù)值 以利于人身安全和提高經(jīng)濟(jì)效益 復(fù)習(xí) 5 什么是弧焊電源的調(diào)節(jié)特性 弧焊電源是提供焊接電流和電壓的裝置 不同材料 不同板厚 不同結(jié)構(gòu)的焊接 需要選用不同的焊接電流 電壓 因此弧焊電源必須具備焊接電流或負(fù)載電壓可調(diào)的性能 以適應(yīng)各種焊接的需要 要求弧焊電源能輸出不同的負(fù)載電壓 焊接電流的可調(diào)性能稱為弧焊電源的調(diào)節(jié)特性 如下圖所示 復(fù)習(xí) 6 什么是弧焊電源的負(fù)載特性 約定負(fù)載特性 為保證一定的電弧電壓 要求工作電壓隨工作電流的增加而增大 正常工作條件下 弧焊電源負(fù)載的電壓和電流之間的關(guān)系稱為負(fù)載特性 由于焊接回路的電纜等形成的阻抗比較復(fù)雜 變化大 為了確定 比較弧焊電源的特性 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗對弧焊電源的負(fù)載特性進(jìn)行了約定 符合約定關(guān)系的負(fù)載特性稱為約定負(fù)載特性 相應(yīng)的負(fù)載電壓和負(fù)載電流稱為約定負(fù)載電壓 U2 接電流 I2 常用弧焊方法的約定負(fù)載特性為 復(fù)習(xí) 常用弧焊方法的約定負(fù)載特性為 1 焊條電弧焊電源 U2 20 0 04I2 V I2 600A U2 44 V I2 600A 2 TIG焊電源 U2 10 0 04I2 V I2 600A U2 34 V I2 600A 3 MIG焊電源 U2 14 0 05I2 V I2 600A U2 44 V I2 600A 4 埋弧焊 U2 20 0 04I2 V I2 600A U2 44 V I2 600A 復(fù)習(xí) 7 什么是弧焊電源的動特性 描述弧焊電源動態(tài)特性的主要電參數(shù)有哪些 對焊接過程有什么影響 弧焊電源的動特性是指當(dāng)電弧負(fù)載狀態(tài)發(fā)生瞬態(tài)變化時 弧焊電源輸出電壓和輸出電流與時間的關(guān)系 用以表征對負(fù)載瞬變的反應(yīng)能力 即uy f t iy f t 或u2 f t i2 f t 描述弧焊電源動特性的主要參數(shù)有 對瞬時短路電流峰值 Isd或Ifd 的要求 對短路電流上升速率 di dt 的要求 對恢復(fù)電壓最小值 U2min 的要求 復(fù)習(xí) 動特性對焊接的影響主要體現(xiàn)如下 由于焊接電弧是動態(tài)負(fù)載 所以其焊接電源 電弧系統(tǒng)的狀態(tài)是時刻變化的 引弧過程中 系統(tǒng)在空載 短路 燃弧 電弧穩(wěn)定燃燒等幾個狀態(tài)之間交替變化 焊接過程中 則是在電弧穩(wěn)定燃燒 短路 電弧重燃等幾個狀態(tài)之間交替變化 可見 系統(tǒng)不斷從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài) 由于各種弧焊電源都具有一定的電磁慣性 因此 系統(tǒng)各種狀態(tài)之間的過渡不是突變的 而是逐漸變化的 如果弧焊電源的電磁慣性過大 系統(tǒng)各狀態(tài)之間的過渡就緩慢 若焊接參數(shù)選擇又不當(dāng) 則焊接電弧就可能在狀態(tài)變動中熄滅 因此 就要求弧焊電源在焊接中 當(dāng)電弧長度 電弧電壓和電流變化時 必須具有滿足動態(tài)電弧負(fù)載要求的特性 復(fù)習(xí) 舉例說明 對于焊條電弧焊 空載到短路的瞬時短路電流峰值Isd主要影響引弧過程 由負(fù)載到短路的瞬時短路電流峰值Ifd主要影響熔滴過渡的情況 對于短路細(xì)絲CO2焊接 短路電流上升率di dt也是影響熔滴過渡是否平穩(wěn) 飛濺大小 焊接過程是否穩(wěn)定的主要因素 復(fù)習(xí) 弧焊變壓器1 變壓器磁心常用哪些材料 各有什么特點(diǎn) 2 弧焊變壓器的簡化外特性方程是什么 其外特性曲線是什么形狀的 簡述其形成原因 3 常用增強(qiáng)漏磁式弧焊變壓器的外特性曲線的獲得及其形狀有何特點(diǎn) 4 簡述弧焊變壓器基礎(chǔ)上的弧焊整流器的工作原理 它們與弧焊變壓器有什么顯著不同 復(fù)習(xí) 1 變壓器磁心常用哪些材料 各有什么特點(diǎn) 常用材料 硅鋼 鐵氧體 非晶態(tài)或微晶等新型磁性材料 特點(diǎn) 硅鋼磁性能很好 工作頻率較低 鐵氧體磁性能低于硅鋼 工作頻率較高 非晶態(tài)或微晶等新型磁性材料在高頻下的磁性能和工作頻率介于兩者之間 主要應(yīng)用于逆變電源 復(fù)習(xí) 2 弧焊變壓器的簡化外特性方程是什么 其外特性曲線是什么形狀的 簡述其形成原因 簡化外特性方程為 變壓器的外特性方程 外特性曲線形狀近似為四分之一橢圓 由于弧焊變壓器的內(nèi)阻和線間電阻很小 可以忽略 上式進(jìn)一步簡化 得簡化外特性方程 可化為如下形式 此式是以Uf和If為變量的橢圓方程 簡化外特性曲線為橢圓形狀 復(fù)習(xí) 3 常用增強(qiáng)漏磁式弧焊變壓器的外特性曲線的獲得及其形狀有何特點(diǎn) 忽略弧焊變壓器的內(nèi)阻和線間電阻時 外特性曲線方程可以簡化為 其中XZ為變壓器的等效感抗 包括線間感抗和漏抗 得到弧焊變壓器的簡化外特性曲線形狀為橢圓形狀 增強(qiáng)漏磁式弧焊變壓器三種形式對應(yīng)漏抗的獲得 動鐵心式弧焊變壓器通過調(diào)節(jié)活動鐵心的位置獲得并調(diào)節(jié)漏磁 動繞組式弧焊變壓器通過增大一 二次繞組之間的距離來增強(qiáng)漏磁 從而獲得下降的外特性 抽頭式弧焊變壓器的一 二次繞組分開繞制而增大漏磁 通過繞組抽頭的變化調(diào)節(jié)漏磁 復(fù)習(xí) 4 簡述弧焊變壓器基礎(chǔ)上的弧焊整流器的工作原理 它們與弧焊變壓器有什么顯著不同 1 下降特性的弧焊整流器將弧焊變壓器輸出端加上二極管橋式整流電路 就可以向焊接電弧提供直流電 變壓器的漏磁很大 得到下降外特性 2 平或緩降特性的弧焊整流器利用串聯(lián)電抗器式弧焊變壓器中的三相抽頭變壓器 將其輸出整流 再經(jīng)輸出電抗器濾波 輸出較為平穩(wěn)的直流 變壓器本身的漏磁很少 得到平或緩降外特性 弧焊變壓器輸出的是交流電 其負(fù)載也是交流電弧 交流電弧因電流過零點(diǎn)而存在電弧穩(wěn)定性差等缺點(diǎn) 這限制了弧焊變壓器的應(yīng)用范圍 弧焊整流器輸出的是直流電 直流焊接電弧不過零點(diǎn) 電弧穩(wěn)定性大大提高 可以消除或消弱許多焊接缺陷的產(chǎn)生條件 復(fù)習(xí) 電子控制型弧焊電源1 電子控制型弧焊電源的基本工作原理是什么 2 電子控制型弧焊電源外特性控制原理是什么 畫出電子控制型弧焊電源外特性控制原理圖 并說明如何獲得所需要的電源外特性 3 電流與電壓負(fù)反饋在弧焊電源外特性控制中的作用是什么 4 什么是復(fù)合反饋 在電子控制型弧焊電源中有哪些用途 5 常用的電壓 電流傳感器有哪些 敘述其工作原理 6 什么是電子電抗器 它在弧焊電源中的作用是什么 復(fù)習(xí) 1 電子控制型弧焊電源的基本工作原理是什么 電子控制弧焊電源都是由電子功率系統(tǒng) 主電路 與電子控制系統(tǒng) 控制電路 組成的 主要有晶閘管整流式弧焊電源 晶體管式弧焊電源 逆變式弧焊電源等種類 1 晶閘管整流式弧焊電源首先利用正常漏磁的降壓變壓器 大多為三相變壓器 降壓 然后采用晶閘管整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電 再利用直流電抗器濾波 輸出焊接所需要的直流電 通過控制整流電路中晶閘管導(dǎo)通角的大小來調(diào)節(jié)輸出電壓的高低和輸出電流的大小 復(fù)習(xí) 2 逆變式弧焊電源首先利用二極管整流器進(jìn)行整流 電容濾波獲得平直的直流電 然后利用電子功率開關(guān)器件組構(gòu)成的逆變電路將直流電變換為幾千到幾萬赫茲的中頻交流電 經(jīng)中頻變壓器降壓變?yōu)榈蛪褐蓄l交流電 再經(jīng)二極管整流電路和直流電抗器進(jìn)行整流和濾波 輸出焊接所需要的直流電 通過控制逆變電路中電子功率開關(guān)器件的開通時間長短來調(diào)節(jié)輸出電壓的高低和輸出電流的大小 復(fù)習(xí) 3 晶體管式弧焊電源利用正常漏磁的降壓變壓器 大多為三相變壓器 降壓 普通的二極管整流電路進(jìn)行整流 電容濾波 從而得到比較平直的直流電 通過控制晶體管導(dǎo)通時間的長短來調(diào)節(jié)弧焊電源輸出電壓的高低和輸出電流的大小 復(fù)習(xí) 2 電子控制型弧焊電源外特性控制原理是什么 畫出電子控制型弧焊電源外特性控制原理圖 并說明如何獲得所需要的電源外特性 電子控制型弧焊電源是根據(jù)電流 電壓負(fù)反饋控制原理 利用電子電路對電子功率系統(tǒng) 整流器或逆變器 進(jìn)行閉環(huán)控制 來獲得不同的外特性曲線形狀 復(fù)習(xí) 只取電壓負(fù)反饋時 弧焊電源的輸出特性為恒壓外特性 只取電流負(fù)反饋時 輸出為恒壓外特性 電流截止負(fù)反饋時 初始為平特性 當(dāng)電流大于閾值時為恒流或陡降外特性 復(fù)合負(fù)反饋中 同時采用電壓電流負(fù)反饋得到下降外特性 不同時刻采用不同反饋可以得到陡降帶外拖外特性 恒壓恒流截止負(fù)反饋時得到初始恒壓后來電流大于某值時恒流的外特性 復(fù)習(xí) 復(fù)習(xí) 3 電流與電壓負(fù)反饋在弧焊電源外特性控制中的作用是什么 只取輸出電壓負(fù)反饋 弧焊電源的輸出特性為恒壓外特性 只取輸出電流負(fù)反饋 弧焊電源的輸出特性為恒流外特性 這是兩種基本的反饋方式 其余反饋方式在此基礎(chǔ)上改進(jìn) 在弧焊電源外特性控制中用于反饋控制獲得電源所需外特性方式 復(fù)習(xí) 4 什么是復(fù)合反饋 在電子控制型弧焊電源中有哪些用途 復(fù)合反饋是指在弧焊電源外特性控制中既采用電壓負(fù)反饋 又采用電流負(fù)反饋 用途 同時采用電壓電流負(fù)反饋得到下降外特性 應(yīng)用于手工電弧焊 埋弧焊 不同時刻采用不同反饋中陡降 恒流 帶外拖的外特性用于焊條電弧焊電源中 避免了手工操作技能引起弧長變化導(dǎo)致焊接電流不穩(wěn)定的影響 恒壓 電流截止負(fù)反饋外特性控制方式往往用于熔化極氣體保護(hù)焊的恒壓電源中 對電源輸出的最大電流進(jìn)行限制 復(fù)合反饋控制還有其它的組合 熔化極脈沖電弧焊中常用的恒壓特性與恒壓特性 恒流特性與恒壓特性 恒流特性與恒流特性以及恒壓特性與恒流特性的組合 復(fù)習(xí) 5 常用的電壓 電流傳感器有哪些 敘述其工作原理 1 取樣電阻 串聯(lián)電阻利用歐姆定律檢測電流 并聯(lián)電阻利用電阻分壓檢測電壓 2 互感器 交流電流互感器利用磁路的基爾霍夫第二定律檢測交流電流 直流電流互感器利用安培環(huán)路定律檢測直流電流 也即交流安匝與直流安匝相等的原則 3 霍爾傳感器 霍爾電流 電壓傳感器都是利用霍爾原理檢測電流電壓 霍爾電流傳感器可以分為兩類 一類是直測式霍爾電流傳感器 另一類是磁場平衡式霍爾傳感器模塊 稱作LEM傳感器 LEM傳感器利用磁場平衡式原理檢測電流與電壓 利用磁場平衡式原理工作 它的主要特點(diǎn)是主電流回路所產(chǎn)生的磁場隨時通過一個二次繞組所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行補(bǔ)償 使霍爾器件始終處于檢測零磁通的條件下工作 LEM傳感器用于檢測電壓時 仍需要將檢測電壓信號變?yōu)殡娏餍盘?復(fù)習(xí) 6 什么是電子電抗器 它在弧焊電源中的作用是什么 所謂電子電抗器即是用于控制di dt值的積分 微分電路 作用是利用積分 微分電路來控制弧焊電源的di dt等動態(tài)參數(shù)從而對弧焊電源的動態(tài)特性進(jìn)行控制 在電子控制弧焊電源中可以對電子電抗器進(jìn)行無級調(diào)節(jié) 從而獲得滿意的動態(tài)特性 復(fù)習(xí) 晶閘管弧焊整流器1 晶閘管式弧焊整流器的主電路形式有哪些 其特點(diǎn)是什么 2 六相半波整流電路與帶平衡電抗器雙反星型整流電路有哪些異同點(diǎn) 3 晶閘管式弧焊電源同步電路主要形式有哪些 其工作原理是什么 復(fù)習(xí) 1 晶閘管式弧焊整流器的主電路形式有哪些 其特點(diǎn)是什么 常用主電路結(jié)構(gòu)形式 1 三相半控橋式只用三只晶閘管和三個觸發(fā)脈沖單元 因而線路比較簡單 可靠 經(jīng)濟(jì)和較易調(diào)試 整流變壓器為普通的三相降壓變壓器 易于制造 其主要缺點(diǎn)是調(diào)至低電壓或小電流時波形脈動較明顯 需配備大電感量的輸出電抗器 2 三相全控橋式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 所需配用的輸出電感的電感量也較小 其缺點(diǎn)是要用六個晶閘管 且觸發(fā)電路復(fù)雜 增加了調(diào)試和維修的難度 復(fù)習(xí) 3 六相半波可控整流 與三相橋式全控整流電路一樣 都要用六只晶閘管 整流波形也相似 每周有六個波峰 觸發(fā)電路比較簡單 每個晶閘管在一個周期內(nèi)最多只導(dǎo)60 因而六相半波可控整流電路的變壓器和晶閘管的利用率較低 復(fù)習(xí) 4 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 它相當(dāng)于兩組三相可控半波整流電路并聯(lián) 它的各相電流流通時間可延長至120 有六個晶閘管 觸發(fā)電路比三相半控橋式整流電路的要復(fù)雜 比三相全控橋式整流電路的簡單 整流電壓波形為每個周波六個波峰 其脈動程度比三相半控橋式電路的小 最低諧波為六次 要求輸出電感的電感量及體積都較小 需用平衡電抗器 為保證電路能正常工作 其鐵心不能飽和 要求兩組整流電路的參數(shù) 主要是變壓器的匝數(shù)和漏感 應(yīng)對稱 這就對變壓器等的制造和元件的挑選提出更高的要求 復(fù)習(xí) 2 六相半波整流電路與帶平衡電抗器雙反星型整流電路有哪些異同點(diǎn) 不同點(diǎn) 結(jié)構(gòu)上區(qū)別只在于帶平衡電抗器雙反星型整流電路比六相半波整流電路多了一個平衡電抗器 控制上的區(qū)別在于前者為兩個管子同時導(dǎo)通 后者為一個管子導(dǎo)通 因而在整流電路承受相同的電流強(qiáng)度下 前者管子工作條件好 但前者的相位控制要復(fù)雜得多 相同點(diǎn) 除了前述兩點(diǎn)不同 兩者在其余方面基本相 與其他整流電路相比 它們的優(yōu)勢在于管子可以共陰極或共陽極連接 復(fù)習(xí) 3 晶閘管式弧焊電源同步電路主要形式有哪些 其工作原理是什么 晶閘管移相觸發(fā)電路有多種電路形式 但就其實質(zhì)而言 可分為切割式及積分式兩類 1 切割式切割式移相觸發(fā)脈沖電路的基本工作原理是將控制信號Uk與同步信號ut進(jìn)行比較 在控制電壓與同步電壓相等處 產(chǎn)生所需的移相觸發(fā)脈沖 一般正弦波同步信號與整流電路交流電源電壓來自同一電網(wǎng) 所以兩者之間自然保持同相或固定相位差 復(fù)習(xí) 1 正弦波同步如圖 直流控制信號Uk和同步正弦波信號ut分別從比較器的反相輸入端和同相輸入端輸入 通過比較 得到矩形波的輸出信號ua ua的躍變點(diǎn)對應(yīng)于ut與Uk的切割點(diǎn) 所產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖的相位由Uk大小控制的切割點(diǎn)確定 由正弦波確保同步性 同步信號ut與主電路中晶閘管的陽極電位保持固定的相位差90 復(fù)習(xí) 2 鋸齒波同步鋸齒波同步要先將正弦波同步信號通過轉(zhuǎn)換電路變?yōu)殇忼X波同步信號 正弦波u經(jīng)過零檢測電路得到與正弦波過零點(diǎn)相對應(yīng)的同步脈沖um um再作用于移相觸發(fā)電路用于確保觸發(fā)脈沖的位置與主電路正弦波的位置相差固定相位角 復(fù)習(xí) 2 積分式積分式移相觸發(fā)脈沖電路的基本原理 將控制信號通過同步積分電路與固定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較 當(dāng)積分電路輸出達(dá)到該基準(zhǔn)電壓時 產(chǎn)生所需要的移相觸發(fā)脈沖 正弦波的零點(diǎn)用于確定同步信號脈沖的位置 從而保持正弦波同步信號與整流電路交流電源電壓兩者之間同相或固定相位差 復(fù)習(xí) 弧焊逆變器1 什么是逆變 畫出逆變式弧焊電源的原理框圖 簡述各部分的作用 2 逆變電路有那些型式 簡述其工作原理 3 簡述PWM和PFM的工作原理 4 簡述逆變式弧焊電源獲得陡降 或平 外特性的原理 5 什么是 軟開關(guān) 復(fù)習(xí) 1 什么是逆變 畫出逆變式弧焊電源的原理框圖 簡述各部分的作用 所謂逆變是相對于常見的交流電經(jīng)過整流變?yōu)橹绷麟姸缘?即將直流電變?yōu)榻涣麟姷淖儞Q稱為逆變 輸入電路包括輸入整流和濾波電路 整流電路大多采用橋式整流電路 將交流變?yōu)橹绷?濾波電路應(yīng)用較多的是電容濾波 將直流電變得更平穩(wěn) 復(fù)習(xí) 逆變電路是逆變式弧焊電源的核心 由電子功率開關(guān)器件和逆變降壓變壓器等構(gòu)成 將直流電變化為交流電 輸入電路 逆變電路 輸出電路等構(gòu)成了主電路 控制電路是產(chǎn)生和調(diào)節(jié)驅(qū)動脈沖的電路 在弧焊電源的逆變電路中 通過調(diào)節(jié)驅(qū)動脈沖信號控制電子功率開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷 從而將直流電變換為中頻交流電 控制電路決定了逆變式弧焊電源的輸出 復(fù)習(xí) 2 逆變電路有那些型式 簡述其工作原理 主要有單端式 推挽式 半橋式以及全橋式四中逆變主電路結(jié)構(gòu) 單端式 雙電子功率開關(guān) VT1 VT2同時導(dǎo)通時 N1上有由上至下的電流流過 形成第一個回路 兩者截止 變壓器中能量經(jīng)VD3 VD4釋放 N1電壓極性反轉(zhuǎn) 形成第二個回路 即可在變壓器上形成方波交流電 復(fù)習(xí) 推挽式 電流經(jīng)N11 VT1形成第一個回路 VT1導(dǎo)通 經(jīng)N12 VT2形成第二個回路 VT2導(dǎo)通 VT1VT2兩者交替導(dǎo)通在變壓器上產(chǎn)生方波交流電壓 復(fù)習(xí) 半橋式 電流由正極經(jīng)VT1 N1 由下至上 C2流向負(fù)極形成第一個回路 經(jīng)C1 N1 由上至下 VT2形成第二個回路 VT1VT2兩者交替導(dǎo)通在變壓器上產(chǎn)生方波交流電壓 復(fù)習(xí) 全橋式 電流由正極經(jīng)VT3 N1 由上至下 VT2流向負(fù)極形成第一個回路 經(jīng)VT1 N1 由下至上 VT4形成第二個回路 VT3 VT2和VT1 VT4交替導(dǎo)通在變壓器上產(chǎn)生方波交流電壓 復(fù)習(xí) 3 簡述PWM和PFM的工作原理 PWM pulsewidthmodify 控制即脈沖寬度控制方式 也可以稱為 定頻率調(diào)脈寬 控制方式 此控制方式是在頻率不變的條件下 調(diào)節(jié)脈沖