弧焊電源及控制重點(diǎn)題

1、第一章1在電弧燃燒過(guò)程中會(huì)伴隨著哪些物理過(guò)程？在電路中電弧是什么樣的負(fù)載屬性？ 答：（1）物理過(guò)程：氣體原子的激發(fā)、電離和電子發(fā)射、負(fù)離子的產(chǎn)生、正離子和電子的復(fù)合 （2）負(fù)載屬性：電弧是一段導(dǎo)體，是一種氣體的放電現(xiàn)象，其負(fù)載屬性分為分為靜特性與動(dòng)特性，對(duì)于不同的焊接方法，其電弧的屬性不同，一般靜特性呈U形。2電離、陰極電子發(fā)射有哪些方式？何謂電離能、電子逸出功，兩者對(duì)電弧的穩(wěn)定性有何影響？答：（1）方式：撞擊電離、熱電離、光電離電子發(fā)射方式：熱發(fā)射、光電發(fā)射、重離子撞擊發(fā)射、強(qiáng)電場(chǎng)作用下的自發(fā)射（2）電力能：由原子形成正離子所需的能量稱為電離能電子逸出功：電子發(fā)射所需的能量稱為逸出功影響：電

2、離能或電子逸出功越小，電弧的導(dǎo)電性能就越好，電弧越穩(wěn)定。3焊接電弧的引燃有哪兩種方式，分別在什么情況下應(yīng)用？答：方式：接觸引弧、非接觸引弧應(yīng)用：接觸引弧：焊條電弧焊、熔化及氣體保護(hù)焊和埋弧焊非接觸引弧：鎢極氬弧焊和等離子弧焊4焊接電弧在物理結(jié)構(gòu)上可分為哪幾個(gè)區(qū)，各區(qū)域有何特點(diǎn)？答：（1）三個(gè)區(qū)：陽(yáng)極區(qū)、陰極區(qū)、弧柱區(qū)（2）特點(diǎn)：在陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，電位分布曲線的斜率很大，而在弧柱區(qū)則較平緩，并可認(rèn)為是均勻分布的；可近似的認(rèn)為陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)壓降基本不變，而弧柱區(qū)壓降在一定氣體介質(zhì)中與弧長(zhǎng)成正比。5何謂電弧的靜特性、動(dòng)特性，如何解釋電弧的靜特性曲線？焊接電弧的靜特性曲線會(huì)受到哪些因素的影響？答：（1

3、）靜特性：一定長(zhǎng)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，稱為動(dòng)特性：在一定的弧長(zhǎng)下，當(dāng)電弧電流很快變化的時(shí)候，電弧電壓與電流瞬時(shí)值之間的關(guān)系（2）由于焊接電弧是非線性負(fù)載，電弧電壓與電流之間不是正比例關(guān)系，所以當(dāng)電弧電流從小到大在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，電弧的靜特性曲線呈U形曲線，又成U形特性。（3）影響因素：陰極電子的發(fā)射能力、陰極尺寸大小、陰極斑點(diǎn)的電流密度、弧柱長(zhǎng)度、弧柱區(qū)的氣相成分和弧柱的電導(dǎo)率等。6電弧的靜特性曲線可分為哪幾個(gè)區(qū)段？實(shí)用的幾種焊接電弧靜特性通常位于哪個(gè)區(qū)段？答：（1）下降特性段、平特性段、上升特性段（2）焊條電弧焊、埋弧焊平特性段；非熔化極氣體保護(hù)焊、微

4、束等離子弧焊、等離子弧焊多半工作在平特性段，當(dāng)焊接電流較大時(shí)才工作在上升段；熔化極氣體保護(hù)焊（MAG和CO2焊）和水下焊接上升特性段。7 交流電弧與直流電弧相比有何特點(diǎn)？交流電弧連續(xù)燃燒的條件是什么？哪些因素會(huì)影響交流電弧的穩(wěn)定性，從弧焊電源方面考慮，可采取哪些措施來(lái)提高其穩(wěn)定性？答：特點(diǎn)：電弧周期性熄滅和引燃 電弧電壓和電流波形發(fā)生畸變 熱慣性作用明顯條件：必須是電弧電流能維持到半個(gè)周期；當(dāng)焊接電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)，電源電壓應(yīng)大于電弧引燃電壓。影響因素：空載電壓U0 （U0越大，電弧就越穩(wěn)定）引燃電壓Uyh（Uyh越高，電弧越不穩(wěn)定，電弧引燃困難）電路參數(shù)（增大回路電感L或減小回路電阻R，使電弧趨向

5、穩(wěn)定）焊接電流（焊接電流越大，電弧越穩(wěn)定） 電源頻率（電源頻率提高，電弧穩(wěn)定性提高）電極的熱物理性能和尺寸（電極若具有較大的熱容和熱導(dǎo)率，或具有較大的尺寸和低的熔點(diǎn)，電弧的穩(wěn)定性越差） 措施：提高弧焊電源頻率、提高電源的空載電壓、改善電弧電流的波形等。8焊接電弧從特性上可分為哪些種類？各種焊接電弧的典型特征是什么？ 答：分類：按電流種類分：交流電弧、直流電弧、脈沖電弧 按電弧狀態(tài)分：自由電弧、壓縮電?。ǖ入x子弧） 按電極材料分：熔化極電弧、非熔化極電弧 特征：熔化極電弧通常采用填充金屬作為電弧的一個(gè)極，在電弧燃燒的過(guò)程中電極不斷熔化并過(guò)渡到焊件中去；非熔化極電弧電極本身在焊接過(guò)程中不熔化，沒(méi)有

6、金屬熔滴過(guò)渡，通常采用惰性氣體保護(hù)。 壓縮電弧可分為轉(zhuǎn)移型等離子弧（電極接負(fù)極，工件接正極，等離子弧產(chǎn)生于電極與工件之間）；非轉(zhuǎn)移型等離子?。姌O接負(fù)極，噴嘴接正極，等離子弧產(chǎn)生在電極和噴嘴之間）；混合型等離子?。ㄉ鲜鰞煞N電弧同時(shí)存在） 脈沖電?。弘娀‰娏髦芷谛缘膹幕倦娏鞣翟鲋撩}沖電流幅值。第二章1、弧焊工藝應(yīng)具備哪些實(shí)用要求？這些要求反映在弧焊電源性能的哪些方面？答：實(shí)用要求：保證引弧容易 保證電弧穩(wěn)定 保證焊接規(guī)范穩(wěn)定 具有足夠?qū)挼暮附右?guī)范調(diào)節(jié)范圍電弧性能四方面：對(duì)弧焊電源空載電壓的要求 對(duì)弧焊電源外特性的要求 對(duì)弧焊電源調(diào)節(jié)性能的要求 對(duì)弧焊電源動(dòng)特性的要求2、什么叫電源的外特性？弧

7、焊電源的外特性與普通電源相比有什么不同？答：電源外特性：指在電源的內(nèi)部參數(shù)一定的條件下，改變負(fù)載時(shí)，電源輸出的電壓穩(wěn)定值Uy與輸出的電流的穩(wěn)定值Iy之間的關(guān)系：Uy=f(Iy)不同：普通電源的外特性接近于平的；而弧焊電源的供電對(duì)象不是線性負(fù)載，外特性為非線性。3、何謂“電源電弧”系統(tǒng)的穩(wěn)定工作點(diǎn)？穩(wěn)定工作點(diǎn)存在的條件是什么？答：“電源電弧”系統(tǒng)的穩(wěn)定工作點(diǎn)是指電源外特性曲線與電弧靜特性曲線的交點(diǎn)。（穩(wěn)定工作點(diǎn)保證系統(tǒng)無(wú)干擾時(shí)能在給定電弧電壓和電流下維持長(zhǎng)時(shí)間電弧放電，并且在有干擾時(shí)能自動(dòng)達(dá)到新的平衡）條件：電弧靜特性曲線在工作點(diǎn)的斜率必須大于電源外特性曲線在工作點(diǎn)的斜率。 4、藥皮焊條電弧焊、

8、鎢極氬弧焊分別要求什么形狀的電源外特性？為什么？答： 焊條電弧焊：緩降外特性的弧焊電源。因?yàn)榇朔N電弧一般工作在靜特性的水平段，采用下降外特性弧焊電源。但電源外特性曲線陡降時(shí)，短路電流小，引弧困難、熔滴過(guò)渡困難；電源外特性過(guò)于平緩，短路電流又太大，飛濺增大，電弧不穩(wěn)定。所以采用緩降外特性的弧焊電源，并要求其穩(wěn)態(tài)短路電流與焊接電流之比小于2。鎢極氬弧焊：恒流外特性（陡降）的弧焊電源。因?yàn)殒u極氬弧焊電弧靜特性呈平或略上升的形狀，采用非熔化的鎢極作為電極，電弧不具有自身調(diào)節(jié)作用，采用恒流外特性可以在電弧弧長(zhǎng)波動(dòng)時(shí)維持焊接電流穩(wěn)定。5、等速送絲的CO2氣體保護(hù)焊對(duì)弧焊電源的外特性和動(dòng)特性有什么要求？ 答

9、：外特性：等速送絲的CO2焊的電弧靜特性是上升的，因此電源外特性是平的。這樣外界因素造成弧長(zhǎng)波動(dòng)時(shí)，電弧自身調(diào)節(jié)作用強(qiáng)烈，使焊接規(guī)范穩(wěn)定。另外，平特性電源短路電流大，有利于接觸引弧。動(dòng)特性：要限制短路電流的增長(zhǎng)速度，減少熔滴短路過(guò)渡時(shí)的飛濺；弧焊電源要有足夠快的空載電壓恢復(fù)速度。6、何謂弧焊電源的動(dòng)特性，它包括哪些指標(biāo)？哪類弧焊方法對(duì)動(dòng)特性有特別要求？答：弧焊電源的動(dòng)特性是指電弧負(fù)載狀態(tài)發(fā)生突然變化時(shí)，弧焊電源輸出的電壓與電流的響應(yīng)過(guò)程。指標(biāo)：短路電流增長(zhǎng)速度、短路電流峰值、空載電壓的恢復(fù)速度。特別要求的弧焊方法：具有短路過(guò)度的熔化極電弧焊、藥皮焊條電弧焊和細(xì)絲CO2焊。7、為什么要求弧焊電源

10、的外特性可調(diào)？通常如何實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)？答：（1）由于電弧電壓和電流是由電弧靜特性與呼喊電源外特性曲線相交的一個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)決定的，一定的弧長(zhǎng)，只有一個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)。因此，為滿足工藝要求，獲得所需的焊接電流和電弧電壓，弧焊電源的外特性必須可以均勻調(diào)節(jié)，以便與電弧的靜特性有一系列穩(wěn)定工作點(diǎn)。（2）調(diào)節(jié)弧焊電源的內(nèi)部參數(shù)空載電壓U0和等效阻抗Z來(lái)實(shí)現(xiàn)。不同類型的電源，調(diào)節(jié)原理不同。8、比較以下三種下降型電源外特性的調(diào)節(jié)特性，說(shuō)明哪一種最好，為什么？ 答：第三種最好。 原因：第一種是改變等效阻抗的下降外特性，第二種是改變空載電壓的外特性，這兩種調(diào)節(jié)方式都不利于小電流焊接時(shí)的引弧與穩(wěn)弧要求。第三種可以同時(shí)改變空載

11、電壓和等效阻抗，規(guī)范調(diào)節(jié)的范圍廣，小電流焊接時(shí)由于電源提供了較高的空載電壓而使電弧穩(wěn)定，大電流焊接時(shí)由于電子的熱發(fā)射能力比較強(qiáng)而無(wú)需電源提供高的空載電壓，此時(shí)降低電源的空載電壓可以節(jié)省電能。9、何謂弧焊電源的負(fù)載特性？它與電源的外特性、電弧靜特性有什么區(qū)別？答：負(fù)載特性：根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)規(guī)定了負(fù)載電流與工作電流的關(guān)系為一緩升直線，稱區(qū)別：負(fù)載特性的負(fù)載不僅包括電弧，還包括焊接回路的電纜等，而靜特性的負(fù)載只包括電弧。電源的負(fù)載特性一般近似為線性（可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)或國(guó)家規(guī)范規(guī)定）。10、何謂弧焊電源的額定電流 Ie 、額定負(fù)載持續(xù)率FSe? 兩者與弧焊電源的實(shí)際工作電流If 、實(shí)際負(fù)載持續(xù)率FS有什么聯(lián)

12、系? 答：額定電流：指在規(guī)定的環(huán)境條件下，按額定負(fù)載持續(xù)率FSe規(guī)定的負(fù)載狀態(tài)工作，即在符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫升限度下所允許的輸出電流值。負(fù)載持續(xù)率：額定負(fù)載持續(xù)率：按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有35%、60%、100%三種 聯(lián)系： 第三章1、為什么弧焊變壓器的外特性曲線要采用“下降型”？答：弧焊變壓器主要用于焊條電弧焊、埋弧焊和鎢極氬弧焊，焊接電弧一般工作在靜特性的水平段上，采用下降特性的弧焊電源，以維持焊接電流穩(wěn)定。（當(dāng)電源外特性曲線為陡降時(shí)，雖電流偏差小，但弧長(zhǎng)的自身調(diào)節(jié)作用弱，且陡降特性的電源對(duì)應(yīng)的短路電流小，引弧困難。）2、畫(huà)出弧焊變壓器運(yùn)行時(shí)的簡(jiǎn)化等效電路圖，其外特性曲線在理論上是什么形狀？寫出外特性

13、方程的矢量表達(dá)式與代數(shù)表達(dá)式。答：簡(jiǎn)化等效電路圖：外特性曲線在理論上是橢圓 矢量表達(dá)式： 代數(shù)表達(dá)式：3、簡(jiǎn)要闡述弧焊變壓器獲得下降外特性的原理和方法。 答：可以通過(guò)改變主變壓器中一次繞組與二次繞組的耦合程度（或主變壓器的漏磁程度）來(lái)獲得下降的外特性，稱之為增強(qiáng)漏磁式弧焊變壓器；也可通過(guò)在負(fù)載回路串聯(lián)電抗器的方法獲得下降外特性，稱之為串聯(lián)電抗器式弧焊變壓器。 增強(qiáng)漏磁式弧焊變壓器工作時(shí)除了主磁通穿過(guò)一次和二次繞組分別得道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1和E2外，還存在漏磁通L1和L2分別在一次二次繞組中產(chǎn)生漏感電動(dòng)勢(shì)EL1和EL2.改變一、二次繞組的耦合程度，使得漏磁通發(fā)生變化，從而改變電源外特性的下降程度。

14、串聯(lián)電抗器式弧焊變壓器，工作時(shí)在電抗器繞組上有電壓損失，因此原來(lái)平的外特性變成下降的外特性。4、列出電抗器感抗的理論表達(dá)式；簡(jiǎn)要說(shuō)明在串聯(lián)電抗器式弧焊變壓器中可采用什么方式來(lái)調(diào)節(jié)電抗器的感抗。答：表達(dá)式：或 Rm 是磁路中的磁阻，lm 是磁路長(zhǎng)度；Sm 是磁路截面積； 是磁導(dǎo)率。 方式：改變磁路中的空氣間隙的大小 改變繞組匝數(shù)Nk 改變鐵心的磁導(dǎo)率 （飽和電抗器）5、分別列出串聯(lián)電抗器式、增強(qiáng)漏磁式弧焊變壓器的外特性方程；這兩類弧焊變壓器各有幾種結(jié)構(gòu)形式？答：（1）外特性方程串聯(lián)電抗器式：= 或 增強(qiáng)漏磁式： = 或 （2）結(jié)構(gòu)形式：串聯(lián)電抗器式：分體式弧焊變壓器（包括單站分體式、多站分體式）

15、、同體式弧焊變壓器增強(qiáng)漏磁式：動(dòng)鐵心式弧焊變壓器、動(dòng)繞組式弧焊變壓器、抽頭式弧焊變壓器。6、寫出動(dòng)線圈式弧焊變壓器的總漏抗理論表達(dá)式，并試從其總漏抗的調(diào)節(jié)方式和空載電壓變化上簡(jiǎn)要闡述這種弧焊變壓器的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。 答：理論表達(dá)式： 總漏磁的調(diào)節(jié)方式有兩種： 改變間隙12進(jìn)行均勻調(diào)節(jié)：當(dāng)12增大時(shí)，漏磁通增大，使得總漏抗增大，空載電壓減小，最終使If減小。（但由于電流調(diào)節(jié)的下限受到變壓器鐵心窗口高度的限制，電流調(diào)節(jié)的范圍常常達(dá)不到要求，為此須配合有級(jí)調(diào)節(jié)）。 改變N2進(jìn)行有級(jí)調(diào)節(jié)：若只改變 N2，空載電壓也隨著變化，所以改變N2同時(shí)也改變N1，以保持空載電壓不變或變化不大。 這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得一次與二

16、次繞組之間的耦合不緊密而具有很強(qiáng)的漏磁。由此產(chǎn)生的漏抗就足以得到下降外特性，不必附加電抗器。 優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有活動(dòng)鐵心，避免了鐵心振動(dòng)所引起的小電流的弧長(zhǎng)不穩(wěn)定等一系列不利后果。第四章1. 普通硅弧焊整流器具有何類外特性？其獲得下降外特性的原理與弧焊變壓器有無(wú)區(qū)別？答：外特性有平特性和下降外特性兩類。（1）主變壓器為正常漏磁的， 其外特性近于水平（主要用于CO2氣體保護(hù)焊及其他熔化及氣體保護(hù)焊），分為抽頭式、輔助變壓器式和調(diào)壓器式。（2）主變壓器為增強(qiáng)漏磁的，其因無(wú)需外加電抗器即可獲得下降外特性，分為動(dòng)鐵心式、動(dòng)線圈式和抽頭式。2. 磁放大器式硅弧焊整流器的電路主要由哪幾部分構(gòu)成、各部分的作用是什么

17、？答：由主變壓器、電抗器、整流器和輸出電抗器組成作用：主變壓器：降壓電抗器：用以控制外特性形狀并調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)整流器：把三相交流電變?yōu)橹绷鬏敵鲭娍蛊鳎焊纳坪涂刂苿?dòng)特性，并有濾波作用。3. 試從磁放大器鐵心的磁化曲線上簡(jiǎn)要闡述磁放大器的控制原理。答：鐵心磁化曲線見(jiàn)課本P79，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H增大時(shí)，鐵心由不飽和變得飽和，由大變小，磁阻由小變大。改變直流控制電流Ic，就可改變鐵芯磁場(chǎng)強(qiáng)度H或，進(jìn)而改變交流繞組感抗X，實(shí)現(xiàn)用小的IC控制大的IA。Ic=0時(shí)，大，外特性陡降；Ic 較大時(shí)，小，外特性下降緩慢。4. 寫出磁放大器式硅弧焊整流器的外特性方程通式，并解釋式中各符號(hào)的物理意義。答：通式：Uf U

18、0 KMUf 為負(fù)載兩端的電壓，U0為電源次級(jí)的空載電壓，M為鐵心中磁通的變化幅度，K是與交流繞組匝數(shù)、電流頻率有關(guān)的常數(shù)。5. 無(wú)反饋磁放大器式硅弧焊整流器的外特性曲線屬于什么類型？其外特性曲線的形狀、位置與磁放大器鐵心的磁化曲線及其磁狀態(tài)設(shè)置（即Ic大?。┯惺裁搓P(guān)系？這種弧焊電源適用于何種弧焊方法、在控制性方面的突出缺點(diǎn)是什么？答：（1）外特性屬于陡降型（2）控制電流Ic=0時(shí)，起始工作點(diǎn)在原點(diǎn)，磁放大器工作在非飽和區(qū)，負(fù)載電流If變化時(shí)，M大，外特性陡降；Ic較大時(shí)，起始工作點(diǎn)靠近磁飽和區(qū)，在負(fù)載電流很小時(shí)，If變化對(duì)應(yīng)的M小，外特性下降緩慢；繼續(xù)增大If，磁化曲線左端伸入非飽和區(qū)，對(duì)應(yīng)

19、M大，外特性曲線又轉(zhuǎn)入陡降。（3）該類弧焊電源用于鎢極氬弧焊及等離子弧焊。缺點(diǎn)：直流控制繞組匝數(shù)與截面積受磁放大器的體積、重量所限，電流放大倍數(shù)不能很大，功率有限；外特性陡降，短路電流小，不易引弧。6. 全部?jī)?nèi)反饋磁放大器式硅弧焊整流器的外特性曲線屬于什么類型？其外特性曲線的形狀、位置與磁放大器鐵心的磁化曲線及其磁狀態(tài)設(shè)置（即Ic大?。┯惺裁搓P(guān)系？這種弧焊電源適用于何種弧焊方法，其焊接參數(shù)如何調(diào)節(jié)？（圖見(jiàn)P88） 答：（1）外特性曲線為“L”形的。 （2）全部?jī)?nèi)反饋磁放大器的交流繞組WA中，If總是單向?qū)?，故M總是出現(xiàn)在起始工作點(diǎn)一側(cè)。在焊接電流If較小時(shí)，工作點(diǎn)處于非飽和區(qū)，外特性曲線是陡

20、降的，進(jìn)入磁飽和區(qū)后，外特性曲線呈水平狀。起始工作點(diǎn)的位置越低（Ic越?。M(jìn)入磁飽和區(qū)所對(duì)應(yīng)的If值越大，外特性下降段越長(zhǎng)，平直段所對(duì)應(yīng)的電壓越低。 （3）“L”型外特性只能用于等速送絲的熔化極氣體保護(hù)焊，焊接電流大小由送絲速度來(lái)確定，電弧電壓同通過(guò)調(diào)節(jié)弧焊電源外特性來(lái)改變。7. 無(wú)反饋磁放大器和全部?jī)?nèi)反饋磁放大器的調(diào)節(jié)特性有何區(qū)別？如何較簡(jiǎn)便地?cái)U(kuò)大全部?jī)?nèi)反饋磁放大器的調(diào)節(jié)范圍？答：（1）無(wú)反饋磁放大器的控制電流Ic用來(lái)調(diào)節(jié)焊接電流If大?。欢?jī)?nèi)反饋磁放大器調(diào)節(jié)Ic主要是改變Uf的大小，If是由送絲速度來(lái)調(diào)節(jié)的。（2）在磁放大器上增加一個(gè)偏移繞組WP，使其在鐵心中產(chǎn)生的磁通方向與Ic相反

21、，這樣調(diào)節(jié)Ic只需改變大小而不改變方向，從而擴(kuò)大了調(diào)節(jié)范圍。8. 在部分內(nèi)反饋磁放大器中，內(nèi)橋電阻Rn的作用是什么，其阻值變化會(huì)產(chǎn)生什么效果？這種弧焊電源的突出優(yōu)點(diǎn)是什么？答：（1）Rn的作用是使交流繞組WA中所通過(guò)的電流可以是雙向的，內(nèi)橋電流使鐵心去磁，起負(fù)反饋?zhàn)饔茫档丸F心的飽和程度，使磁通的變化量M隨電流的增大而增加，從而獲得下降的外特性。（2）改變Rn大小，可改變正向電流和反向電流的比例，獲得不同下降幅度的外特性。Rn減小外特性下降變陡；Rn增大外特性下降變緩； Rn+全部?jī)?nèi)反饋 （3）優(yōu)點(diǎn)：可通過(guò)Rn調(diào)節(jié)，獲得所需的弧焊電源外特性，更具靈活性。9. 磁放大器式硅弧焊整流器可通過(guò)哪幾種

22、途徑變?yōu)槊}沖弧焊電源？此類脈沖弧焊電源具有哪些特點(diǎn)？ 答：采用脈沖控制電路 變換阻抗（阻抗不平衡） 特點(diǎn)：脈沖電流和基本電流取自同意變壓器，屬一體式脈沖弧焊電源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積?。?通過(guò)改變磁放大器的飽和程度，可以在焊前或焊接過(guò)程中無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)弧焊電源的輸出功率，調(diào)節(jié)參數(shù)容易，使用方便； 這種脈沖電源可以方便地在磁放大器式弧焊整流器基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，可以做到一機(jī)多用； 由于磁放大器的時(shí)間常數(shù)大，反應(yīng)速度慢，使輸出電流脈沖的頻率受到限制。第五章1、試分析比較晶閘管弧焊整流器四種不同形式主電路的特點(diǎn)，并指出帶平衡電抗器的雙反星形主電路的優(yōu)點(diǎn)。答：（1）三相橋式半控整流電路特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：制造簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)和較

23、易調(diào)試 缺點(diǎn)：調(diào)至低壓或小電流時(shí)波形脈動(dòng)較明顯，需配置大電感量的輸出電抗器。三相橋式全控整流電路特點(diǎn)：a、每周有6個(gè)波峰，脈動(dòng)較小，配用的輸出電感量也較??；b、整流輸出電壓、電流在控制角為60o時(shí)，臨界連續(xù)；c、6只晶閘管，電路復(fù)雜，調(diào)試和維護(hù)困難。d、整流電路的移相范圍為120º 六相半波整流電路特點(diǎn)：a、每周有6個(gè)波峰，脈動(dòng)較小，配用的輸出電感量也較?。籦、控制角移相范圍是0900，自然換相點(diǎn)相電壓600，護(hù)發(fā)信號(hào)相差600c、晶閘管利用率低帶平衡電抗器雙反星形可控整流電路特點(diǎn)：a、當(dāng)于兩組三相半波整流電路并聯(lián)，各相電流流通時(shí)間可達(dá)120°，利用 率高。b、觸發(fā)電路比三

24、相橋式半控整流電路的復(fù)雜，比三相橋式全控整流電路的簡(jiǎn)單。c、整流電壓波形為每個(gè)周波六個(gè)波峰，其脈動(dòng)程度較小，因此輸出電抗器體積較小。d、應(yīng)避免鐵心被直流成分所磁化，需用平衡電抗器，要求兩組整流電路的參數(shù)（變壓器匝數(shù)和漏感）應(yīng)基本對(duì)稱。（2）優(yōu)點(diǎn)：a、當(dāng)于兩組三相半波整流電路并聯(lián)，每個(gè)整流元件最大導(dǎo)通角為120度，變壓器和整流元件的利用率高，電源功率高b、同時(shí)兩個(gè)晶閘管并聯(lián)導(dǎo)電，每管分擔(dān)六分之一負(fù)載電流，額定電流要求小c、輸出電抗器體積較小。2、闡述晶閘管弧焊整流器對(duì)與主電路相配的觸發(fā)電路的要求；觸發(fā)電路的套數(shù)有哪幾種選擇？選用兩套觸發(fā)電路的主電路應(yīng)該是什么型式，觸發(fā)脈沖如何分配？答：（1）要求

25、：1. 生成足夠功率的觸發(fā)脈沖。 2. 觸發(fā)脈沖與晶閘管的陽(yáng)極電壓必須同步。 3. 觸發(fā)脈沖應(yīng)能移相并達(dá)到要求的移相范圍。 4.觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定寬度 5.多路觸發(fā)脈沖之間應(yīng)有電氣隔離 （2）六套、三套、兩套（3）型式：帶平衡電抗器雙反星形可控整流電路分配：一套觸發(fā)正極性組a、b、c所對(duì)應(yīng)的晶閘管VT1、3、5；另一套觸發(fā)負(fù)極性組-a、-b、-c所對(duì)應(yīng)的晶閘管VT2、4、6。3、參照?qǐng)D530回答下列問(wèn)題：1）該圖是什么類型觸發(fā)電路，圖中包括幾套觸發(fā)脈沖發(fā)生單元？2）圖中元件VS7和控制電壓Uk的作用分別是什么？Uk值是怎樣得到的？3）該電路是如何實(shí)現(xiàn)觸發(fā)脈沖同步的？4）圖中TP1、TP2輸出的脈

26、沖是如何加到主電路晶閘管上的？ 答：（1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路。 包含兩套觸發(fā)脈沖發(fā)聲單元。（2）VS7使電流負(fù)反饋帶有截止。（當(dāng)電流If較小時(shí)，Uk將增大，當(dāng)大于VS7的穩(wěn)壓值時(shí)，加于145點(diǎn)與接地點(diǎn)之間的電壓就是VS7的穩(wěn)壓值，而與nIf無(wú)關(guān)，電流負(fù)反饋被截止；只有當(dāng)If增大使Uk小于VS7穩(wěn)壓值，才有電流負(fù)反饋?zhàn)饔茫?Uk確定控制角大小。（Uk越負(fù)，C20、C21充電電流越大，產(chǎn)生第一個(gè)脈沖越早，主電路晶閘管控制角越小，導(dǎo)通角越大，反之亦然。）改變Uk即可改實(shí)現(xiàn)脈沖移相。 （3）通過(guò)C4、C5兩端各并聯(lián)一個(gè)晶體管V1、V2，控制C4、C5的充放電實(shí)現(xiàn) 。在各自的同步點(diǎn)上，由同步信號(hào)使V1、

27、V2瞬間飽和導(dǎo)通， C4、C5 瞬即放完電，起清零作用T2三相次極電壓信號(hào)Ua、Ub、Uc經(jīng)R1-3分壓，VS1-6正、反方向雙向穩(wěn)壓，在10、11、12對(duì)點(diǎn)13之間各得正、反方向矩形波。 各矩形波經(jīng)過(guò)C1-3、R58構(gòu)成的微分電路，在正矩形波的上升沿、負(fù)矩形波的下降沿分別產(chǎn)生尖的脈沖與負(fù)脈沖信號(hào)。 每個(gè)正脈沖（或負(fù)脈沖）之間相差120度。 在R58上產(chǎn)生正、負(fù)脈沖相間，相位相差60度的脈沖信號(hào)。 正脈沖經(jīng)VD1、VD4連接到V1的基極；負(fù)脈沖經(jīng)VD3、VD2連接到V2的基極，控制V1、V2的導(dǎo)通，從而滿足同步要求。（4）脈沖變壓器TP1、TP2輸出的脈沖分別通過(guò)M、N和P、Q加至（第2題圖中

28、的）小晶閘管VT上，由VT觸發(fā)主電路晶閘管。4、試畫(huà)出弧焊電源外特性的閉環(huán)控制原理框圖，并回答下列問(wèn)題： 1）列出此類弧焊電源的外特性方程通式； 2）外特性的控制方式通常有幾種選擇，分別畫(huà)出其外特性曲線； 3）說(shuō)明藥皮焊條手弧焊應(yīng)采取何種控制方式； 4）這類弧焊電源是如何獲得脈沖電流輸出的？ 答：（1）f =0k -f0 （2）恒流外特性：(只采用電流負(fù)反饋)恒壓外特性：(只采用電壓負(fù)反饋)混合反饋： a.采用電流與電壓聯(lián)合反饋 b.按電壓大小采用反饋(當(dāng)電壓大于一定值時(shí)只采用電流負(fù)反饋,當(dāng)電壓小于一定值時(shí)采用電壓與電流聯(lián)合反饋形式。)1-只用電壓負(fù)反饋2-只用電流負(fù)反饋3-用電流截止負(fù)反饋4

29、-同時(shí)采用電流、電壓負(fù)反饋5-上端采用電流負(fù)反饋，下端同時(shí)采用電流負(fù)反饋與電壓負(fù)反饋。 （3）混合反饋中的b類，即上圖中的曲線5。（4）采用脈沖控制電流 變換阻抗（阻抗不平衡）5、試述矩形波交流弧焊電源的獲得方法和原理、用途。 答：方法：由變壓器、晶閘管橋及直流電抗器組成主電路，通過(guò)晶閘管橋的開(kāi)關(guān)和直流電抗器的儲(chǔ)能作用，把正弦波電流轉(zhuǎn)變成矩形波電流。原理：與單相橋式全控整流電路相比較，不是把電弧放在直流一側(cè)與DK相串聯(lián)，而是將其放在交流一側(cè)與變壓器二次繞組相串聯(lián)。DK是帶有間隙的電抗器，由于其電感量很大，具有儲(chǔ)能及續(xù)流作用，從而保證了小電流的連續(xù)性。 用途：常用于鋁合金交流鎢極氬弧焊6、晶閘管

30、給定值式脈沖弧焊電源的特點(diǎn)？ 答：輸出脈沖電流波形為方波或帶前沿尖峰的方波脈沖電流和基本電流由同一電源提供，是一體式脈沖弧焊電源脈沖頻率、脈沖電流和基本電流幅值、脈寬比可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，操作方便脈沖頻率調(diào)節(jié)范圍較小，0.2-10Hz，適用于GTAW易于實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，直流、脈沖控制線路比較復(fù)雜，不易維修7、觸發(fā)脈沖的傳遞方式及各自特點(diǎn)？（1）電磁耦合（采用脈沖變壓器） 脈沖變壓器作用： 阻抗匹配 觸發(fā)多個(gè)晶閘管可輸出多路隔離的觸發(fā)脈沖 實(shí)現(xiàn)主電路與控制電路之間的電氣隔離（2）光電耦合 優(yōu)點(diǎn)： 驅(qū)動(dòng)晶體管不承受感性負(fù)載產(chǎn)生的反電壓，工況得到改善 可以輸出任意波形脈沖信號(hào) 光電耦合器件與脈沖變壓器比，成本

31、低，體積小，易于在電路板上安裝焊接（3）直接傳輸 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是控制電路與主電路之間沒(méi)有電氣隔離，易干擾。外特性控制電路：Ug一定時(shí)，焊接電流增大信號(hào)電流If增大uf增大uk絕對(duì)值減小V3/V4集電極電流減小C20/C21充電速度減慢晶閘管導(dǎo)通角減小下降外特性；RP4可實(shí)現(xiàn)近控或遠(yuǎn)控，RP2可改變外特性陡度 引弧控制電路：A端電壓經(jīng)RP14、VS1和電阻加到V9基極上。電源接通，焊接空載電壓為60V，VS1擊穿導(dǎo)通V9導(dǎo)通，C24、C25被短接。引弧時(shí)，A點(diǎn)電位為0V，V9截止，+15VR57給C24、C25充電ug升高uk增大晶閘管導(dǎo)通角增大得到較大引弧電流；調(diào)節(jié)RP7可調(diào)節(jié)引弧電流的大小 電弧推力控制電路：A電電位高于15V時(shí)，VD18被截止D點(diǎn)輸往N4的電壓是±15V在R49