第八章新型弧焊電源

1、第八章新型弧焊電源1 1、電力晶體管、電力晶體管GTRGTR（ Giant Transistor Giant Transistor ）a) a) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 b)b)圖形符號(hào)圖形符號(hào)GTRGTR由三層半導(dǎo)體、兩個(gè)由三層半導(dǎo)體、兩個(gè)PNPN結(jié)組成。與小功率三極管一樣，有結(jié)組成。與小功率三極管一樣，有PNPPNP和和NPNNPN兩種類(lèi)型，兩種類(lèi)型，GTRNPNGTRNPN結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：一種耐高電壓、大電流的雙極結(jié)型晶體管；在一種耐高電壓、大電流的雙極結(jié)型晶體管；在電力電子電力電子技術(shù)技術(shù)中，中，GTRGTR主要工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。其特性有：耐壓高，電流大，開(kāi)主要工作在開(kāi)關(guān)狀

2、態(tài)。其特性有：耐壓高，電流大，開(kāi)關(guān)特性好，但驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)功率大；關(guān)特性好，但驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)功率大；GTRGTR和普通雙極結(jié)型晶體和普通雙極結(jié)型晶體管的工作原理是一樣的。管的工作原理是一樣的。 開(kāi)關(guān)特性：開(kāi)關(guān)特性：截止區(qū)：截止區(qū)：iB0，uBE0，uBC0，集電極只有漏電，集電極只有漏電流流過(guò)。流流過(guò)。飽和區(qū)：飽和區(qū)：iBIcs/，uBE0，uBC0，ICS是是集集電電極飽極飽和電流，其值由外電和電流，其值由外電路決定。路決定。td延時(shí)時(shí)間延時(shí)時(shí)間, tr上升時(shí)上升時(shí)間，間，ton開(kāi)通時(shí)間；開(kāi)通時(shí)間；ts儲(chǔ)存時(shí)間儲(chǔ)存時(shí)間, tf下降時(shí)下降時(shí)間，間，toff為關(guān)斷時(shí)間。為關(guān)斷時(shí)間。 2

3、2、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Power MOSFETPower MOSFET）(MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor)a) a) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 b)b)圖形符號(hào)圖形符號(hào)S S為源極，為源極，G G為柵極，為柵極，D D為漏極為漏極 單極性晶體管單極性晶體管輸出特性即是漏極的伏安特性。輸出特性即是漏極的伏安特性。 轉(zhuǎn)移特性表示漏極電流轉(zhuǎn)移特性表示漏極電流I ID D與柵源之間電壓與柵源之間電壓U UGSGS的轉(zhuǎn)移特性關(guān)系曲線(xiàn)，的轉(zhuǎn)移特性關(guān)系曲線(xiàn)，轉(zhuǎn)移特性可表示出器件的放大能力。轉(zhuǎn)移特性可表示出器件的放大能力。UDS開(kāi)

4、關(guān)特性：開(kāi)關(guān)特性： ， 截止截止 ， 導(dǎo)通導(dǎo)通0DTGSIUUDTGSIUUU UT T為開(kāi)啟電壓，又叫閾值電壓，典型值為為開(kāi)啟電壓，又叫閾值電壓，典型值為2 24 V 4 V 開(kāi)關(guān)過(guò)程開(kāi)關(guān)過(guò)程 (1) (1) 輸入阻抗高，屬于純?nèi)菪栽?，不需要直流電流?qū)動(dòng)，屬電輸入阻抗高，屬于純?nèi)菪栽?，不需要直流電流?qū)動(dòng)，屬電壓控制器件，可直接與數(shù)字邏輯集成電路連接，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單。壓控制器件，可直接與數(shù)字邏輯集成電路連接，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單。 (2) (2) 開(kāi)關(guān)速度快，工作頻率可達(dá)開(kāi)關(guān)速度快，工作頻率可達(dá)1MHz1MHz，比，比GTRGTR器件快器件快1010倍，可實(shí)倍，可實(shí)現(xiàn)高頻斬波，使開(kāi)關(guān)損耗小?，F(xiàn)高頻斬

5、波，使開(kāi)關(guān)損耗小。 (3) (3) 為負(fù)電流溫度系數(shù)，即器件內(nèi)的電流隨溫度的上升而下降的為負(fù)電流溫度系數(shù)，即器件內(nèi)的電流隨溫度的上升而下降的負(fù)反饋效應(yīng)，因此熱穩(wěn)定性好，不存在二次擊穿問(wèn)題，安全工作負(fù)反饋效應(yīng)，因此熱穩(wěn)定性好，不存在二次擊穿問(wèn)題，安全工作區(qū)區(qū)SOASOA較大。較大。 主要特性：主要特性：3 3、絕緣柵雙極型晶體管（、絕緣柵雙極型晶體管（Insulated-gate bipolar transistorInsulated-gate bipolar transistor）集電極集電極C C、發(fā)射極、發(fā)射極E E和柵極和柵極G G a) a) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 b)b)圖形符號(hào)圖形

6、符號(hào) a) a)伏安特性；伏安特性； (b) (b) 轉(zhuǎn)移特性轉(zhuǎn)移特性 IGBTIGBT的伏安特性反映了在一定的柵的伏安特性反映了在一定的柵射極電壓射極電壓U UGEGE下器件的輸出端下器件的輸出端電壓電壓U UCECE與電流與電流I IC C的關(guān)系。的關(guān)系。U UGEGE越高，越高，I IC C越大。與普通晶體管的伏安越大。與普通晶體管的伏安特性一樣，特性一樣，IGBTIGBT的伏安特性分為截止區(qū)、有源放大區(qū)、飽和區(qū)和的伏安特性分為截止區(qū)、有源放大區(qū)、飽和區(qū)和擊穿區(qū)。擊穿區(qū)。 U UCECE(TH)(TH)為閾值電壓，通常為為閾值電壓，通常為2-6V2-6V開(kāi)關(guān)過(guò)程：開(kāi)關(guān)過(guò)程：t tonon

7、=t=td(on)d(on)+t+tr rt toffoff=t=td(off)d(off)+t+tf f特點(diǎn)：看做特點(diǎn)：看做MOSFETMOSFET和和GTRGTR的復(fù)合形式，具的復(fù)合形式，具備兩者的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)備兩者的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小，飽和壓降低，功率小，飽和壓降低，耐高壓和大電流。耐高壓和大電流。開(kāi)關(guān)過(guò)程開(kāi)關(guān)過(guò)程第一節(jié)第一節(jié)弧焊逆變器概述弧焊逆變器概述一、弧焊逆變器的基本組成及原理一、弧焊逆變器的基本組成及原理組成：輸入整流、輸入軟啟動(dòng)、輸入濾波、功率開(kāi)關(guān)組、降壓變壓器組成：輸入整流、輸入軟啟動(dòng)、輸入濾波、功率開(kāi)關(guān)組、降壓變壓器（高變）、輸出整流器波電感、電流電壓監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)調(diào)節(jié)器（高變）、

8、輸出整流器波電感、電流電壓監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)調(diào)節(jié)器(PI)、PWM變換器、驅(qū)動(dòng)器。元件吸收電路、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱保變換器、驅(qū)動(dòng)器。元件吸收電路、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱保護(hù)電路。護(hù)電路。該圖中的逆變機(jī)制屬于：該圖中的逆變機(jī)制屬于：AC-DC-AC-DC。功率開(kāi)關(guān)組的工作頻率大大高于工頻：功率開(kāi)關(guān)組的工作頻率大大高于工頻：晶閘管半控器件：晶閘管半控器件：f0=25kHz場(chǎng)效應(yīng)管、場(chǎng)效應(yīng)管、IGBT類(lèi)全控器件：類(lèi)全控器件：f0=102050100kHz81110422SBfNUTSBNdtdmN1-繞組匝數(shù)；繞組匝數(shù)；f-電源的工作頻率；電源的工作頻率；S-磁芯面積。磁芯面積。U1=CfN1SV變壓器

9、變壓器W整機(jī)整機(jī)T焊接電流控制速度焊接電流控制速度熔滴張力過(guò)渡控制熔滴張力過(guò)渡控制二、開(kāi)關(guān)器件的控制模式二、開(kāi)關(guān)器件的控制模式1、定脈寬調(diào)頻率（、定脈寬調(diào)頻率（PFM-pulsefrequencemodulation)對(duì)于晶閘管弧焊逆變焊機(jī)，由于它是半控器件，一般是讓其在主電路對(duì)于晶閘管弧焊逆變焊機(jī)，由于它是半控器件，一般是讓其在主電路中開(kāi)通以后，當(dāng)電流自然過(guò)零時(shí)自行關(guān)斷，這樣一次導(dǎo)通形成中開(kāi)通以后，當(dāng)電流自然過(guò)零時(shí)自行關(guān)斷，這樣一次導(dǎo)通形成“半半波波”，他的時(shí)間長(zhǎng)，他的時(shí)間長(zhǎng)(脈寬）基本不變，因此要進(jìn)行電壓、電流的調(diào)節(jié)就脈寬）基本不變，因此要進(jìn)行電壓、電流的調(diào)節(jié)就只有改變其關(guān)斷時(shí)間只有改變其

10、關(guān)斷時(shí)間toff,T=ton+toff,通過(guò)通過(guò)toff改變，則焊機(jī)的頻率改變，則焊機(jī)的頻率f也改變，也改變，從而形成從而形成PFM模式。模式。該模式對(duì)控制系統(tǒng)的校正及材料的利用不利。該模式對(duì)控制系統(tǒng)的校正及材料的利用不利。弧焊逆變器定脈寬調(diào)弧焊逆變器定脈寬調(diào)頻率體制示意圖頻率體制示意圖2、定頻率調(diào)脈寬（、定頻率調(diào)脈寬（PWM-Pulsewidthmodulation)全控型開(kāi)關(guān)元件：大功率晶體管、功率場(chǎng)效應(yīng)管、全控型開(kāi)關(guān)元件：大功率晶體管、功率場(chǎng)效應(yīng)管、IGBT（絕緣柵雙極（絕緣柵雙極晶體管晶體管insulategatedipolartransistor)全控型器件關(guān)斷過(guò)程可控，其導(dǎo)通時(shí)間可

11、調(diào)，即由其組成的逆變電路輸全控型器件關(guān)斷過(guò)程可控，其導(dǎo)通時(shí)間可調(diào)，即由其組成的逆變電路輸出信號(hào)脈寬可調(diào)。出信號(hào)脈寬可調(diào)。當(dāng)當(dāng)f=C時(shí)時(shí)調(diào)解脈沖寬度調(diào)解脈沖寬度調(diào)節(jié)輸出電壓、電流平均值調(diào)節(jié)輸出電壓、電流平均值弧焊逆變器定頻率調(diào)弧焊逆變器定頻率調(diào)脈寬體制示意圖脈寬體制示意圖Ton很小時(shí)，調(diào)節(jié)過(guò)程不穩(wěn)定，開(kāi)關(guān)管脫離飽和，工作在放大狀態(tài)，因此，很小時(shí)，調(diào)節(jié)過(guò)程不穩(wěn)定，開(kāi)關(guān)管脫離飽和，工作在放大狀態(tài)，因此，有最小脈寬限制。可附加分頻法，即將有最小脈寬限制。可附加分頻法，即將PWM與與PFM結(jié)合。結(jié)合。PFM和和PWM都是通過(guò)改變占空比都是通過(guò)改變占空比（W/T)進(jìn)行電壓、電流進(jìn)行電壓、電流調(diào)節(jié)的。調(diào)節(jié)的

12、。（1 1）、結(jié)構(gòu)）、結(jié)構(gòu)1 1）. .引腳引腳1 1：誤差放大器反向輸入端。在閉環(huán)系：誤差放大器反向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信號(hào)。在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該統(tǒng)中，該引腳接反饋信號(hào)。在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳端與補(bǔ)償信號(hào)輸入端（引腳9 9）相連，可構(gòu)成跟）相連，可構(gòu)成跟隨器。隨器。 2 2）. .引腳引腳2 2：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號(hào)。統(tǒng)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號(hào)。3 3）. .引腳引腳3 3：振蕩器外接同步信號(hào)輸入端。該端：振蕩器外接同步信號(hào)輸入端。該端接外部同步脈沖信號(hào)可實(shí)現(xiàn)與外電路同步。接外部同步脈沖信

13、號(hào)可實(shí)現(xiàn)與外電路同步。 4 4）. .引腳引腳4 4：振蕩器輸出端。：振蕩器輸出端。 5 5）. .引腳引腳5 5：振蕩器定時(shí)電容接入端。：振蕩器定時(shí)電容接入端。 6 6）. .引腳引腳6 6：振蕩器定時(shí)電阻接入端。：振蕩器定時(shí)電阻接入端。 7 7）. .引腳引腳7 7：振蕩器放電端。該端與引腳：振蕩器放電端。該端與引腳5 5之間之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。 8 8）. .引腳引腳8 8：軟啟動(dòng)電容接入端。該端通常接一：軟啟動(dòng)電容接入端。該端通常接一只的軟啟動(dòng)電容。只的軟啟動(dòng)電容。 9 9）. .引腳引腳9 9：PWMPWM比較器補(bǔ)償信號(hào)輸入端。在該比較

14、器補(bǔ)償信號(hào)輸入端。在該端與引腳端與引腳2 2之間接入不同類(lèi)型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以之間接入不同類(lèi)型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類(lèi)型調(diào)節(jié)器。構(gòu)成比例、比例積分和積分等類(lèi)型調(diào)節(jié)器。 1010）. .引腳引腳1010：外部關(guān)斷信號(hào)輸入端。該端接高：外部關(guān)斷信號(hào)輸入端。該端接高電平時(shí)控制器輸出被禁止。該端可與保護(hù)電路電平時(shí)控制器輸出被禁止。該端可與保護(hù)電路相連，以實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。相連，以實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。 1111）. .引腳引腳1111：輸出端：輸出端A A。和引腳。和引腳1414互補(bǔ)輸出?；パa(bǔ)輸出。 1212）. .引腳引腳1212：信號(hào)地。：信號(hào)地。 1313）. .引腳引腳1313：輸出級(jí)偏

15、置電壓接入端。：輸出級(jí)偏置電壓接入端。 1414）. .引腳引腳1414：輸出端：輸出端B B。和引腳。和引腳1111互補(bǔ)輸出?；パa(bǔ)輸出。 1515）. .引腳引腳1515：SG3525SG3525工作電源接入端。工作電源接入端。 1616）. .引腳引腳1616：基準(zhǔn)電源輸出端。該端可輸出一：基準(zhǔn)電源輸出端。該端可輸出一溫度穩(wěn)定性極好的基準(zhǔn)電壓。溫度穩(wěn)定性極好的基準(zhǔn)電壓。特點(diǎn)如下：特點(diǎn)如下： （1 1）工作電壓范圍寬：）工作電壓范圍寬：8 835V35V。 （2 2）5.1V 5.1V （1.0%1.0%）微調(diào)基準(zhǔn)電源。）微調(diào)基準(zhǔn)電源。 （3 3）振蕩器工作頻率范圍寬：）振蕩器工作頻率范圍寬

16、：100Hz100Hz400KHz. 400KHz. （4 4）具有振蕩器外部同步功能。）具有振蕩器外部同步功能。 （5 5）死區(qū)時(shí)間可調(diào)。）死區(qū)時(shí)間可調(diào)。 （6 6）內(nèi)置軟啟動(dòng)電路。）內(nèi)置軟啟動(dòng)電路。 （7 7）具有輸入欠電壓鎖定功能。）具有輸入欠電壓鎖定功能。 （8 8）具有）具有PWMPWM瑣存功能，禁止多脈沖?，嵈婀δ?，禁止多脈沖。（9 9）逐個(gè)脈沖關(guān)斷。）逐個(gè)脈沖關(guān)斷。 （1010）雙路輸出（灌電流）雙路輸出（灌電流/ /拉電流）。拉電流）。三、弧焊逆變器的整機(jī)特性控制三、弧焊逆變器的整機(jī)特性控制1、外特性控制：、外特性控制：fKfgifguuunIuKmuuKK)()(213（1）

17、單純電壓反饋：）單純電壓反饋：恒壓特性恒壓特性gufumu1（2）單純電流反饋：）單純電流反饋：fginIugiunIf1的恒流特性的恒流特性當(dāng)當(dāng)K1或或K2不夠大時(shí)，則不夠大時(shí)，則If較大的增加才使得較大的增加才使得uk有較大的有較大的降低，得到一般的下降特性曲線(xiàn)而不是恒流特性。降低，得到一般的下降特性曲線(xiàn)而不是恒流特性。CO2短路動(dòng)態(tài)電感需要毫亨，所以電路中需串聯(lián)電抗器。一般恒壓特性短路動(dòng)態(tài)電感需要毫亨，所以電路中需串聯(lián)電抗器。一般恒壓特性的逆變器使用電子電抗器，在前向通道加積分環(huán)節(jié)或電流負(fù)反饋加微分的逆變器使用電子電抗器，在前向通道加積分環(huán)節(jié)或電流負(fù)反饋加微分環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。Uh+-IhhI

18、dtmUUfg)(hI=+CdtmUUKfgI)(2、動(dòng)特性的控制：、動(dòng)特性的控制：CLfLc為濾波電抗器，僅為幾十微亨為濾波電抗器，僅為幾十微亨)(fgIhmUUKdtdIdtdIKmUUhIfg1dtdImKUUmhIfg11令ggUmU1得hIhRmKRL1dtdILRIUhhhgLUgRhImKL1四、弧焊逆變器主電路四、弧焊逆變器主電路1、單端正激電路、單端正激電路V1、V2同時(shí)開(kāi)關(guān)，高頻變壓器單同時(shí)開(kāi)關(guān)，高頻變壓器單向運(yùn)行要求向運(yùn)行要求Br低，低，VD1、2初級(jí)續(xù)流，初級(jí)續(xù)流，使使toff期間磁化復(fù)位。期間磁化復(fù)位。VD3整流；整流；VD4續(xù)流，續(xù)流，toff中給濾波電抗器放電中給

19、濾波電抗器放電提供通路。占空比不大于提供通路。占空比不大于50%以以保證保證toff中磁化復(fù)位，管利用率低，中磁化復(fù)位，管利用率低，但不會(huì)發(fā)生直通現(xiàn)象。但不會(huì)發(fā)生直通現(xiàn)象。2、半橋式電路、半橋式電路V1、V2輪流導(dǎo)通，在輪流導(dǎo)通，在PWM方式方式下，兩管最大導(dǎo)通下，兩管最大導(dǎo)通180o,但為防止但為防止直通要在兩個(gè)管子導(dǎo)通時(shí)間之間直通要在兩個(gè)管子導(dǎo)通時(shí)間之間留死區(qū)時(shí)間留死區(qū)時(shí)間td，即最小共同關(guān)斷時(shí)，即最小共同關(guān)斷時(shí)間。這種電路具有抗偏磁能力。間。這種電路具有抗偏磁能力。變壓器承受的矩形波電壓峰值為變壓器承受的矩形波電壓峰值為Vin/2,因而，變比因而，變比n=n1/n2小，初級(jí)小，初級(jí)電流大

20、，管子電流容量大。占空電流大，管子電流容量大。占空比比2TtonnUUUin203、全橋式電路、全橋式電路V1、4共同導(dǎo)通，共同導(dǎo)通，V2、3共同導(dǎo)通，變壓器電壓共同導(dǎo)通，變壓器電壓峰值為峰值為Vin,變比比半橋式大一倍，一出現(xiàn)偏磁，導(dǎo)變比比半橋式大一倍，一出現(xiàn)偏磁，導(dǎo)致管子燒壞。致管子燒壞。nUUUin220五、功率開(kāi)關(guān)器件及其它材料五、功率開(kāi)關(guān)器件及其它材料1、功率開(kāi)關(guān)器件、功率開(kāi)關(guān)器件2、逆變用磁性材料：、逆變用磁性材料：（1）冷軋薄硅鋼片（），做成）冷軋薄硅鋼片（），做成O形鐵心，適形鐵心，適用于晶閘管弧焊逆變器。用于晶閘管弧焊逆變器。（2）鐵氧體磁性材料適用于各種高頻變壓器。）鐵氧體

21、磁性材料適用于各種高頻變壓器。1）Bs較低較低0.30.4T(設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)為0.130.15T)；2）居里點(diǎn)較低為）居里點(diǎn)較低為120o(飽和磁密降到飽和磁密降到80%時(shí)的溫度），機(jī)械強(qiáng)時(shí)的溫度），機(jī)械強(qiáng)度低，性質(zhì)很脆，常用錳鋅鐵氧體，牌號(hào)：度低，性質(zhì)很脆，常用錳鋅鐵氧體，牌號(hào)：MXO-2000（2000指初指初始磁導(dǎo)率）、始磁導(dǎo)率）、R2KB等。等。（3）非晶合金磁性材料：鐵基、鈷基。）非晶合金磁性材料：鐵基、鈷基。Bs可達(dá)可達(dá)1.21.5T,達(dá)達(dá)(4.560)104非晶合金磁性材料經(jīng)熱處理后可得納米級(jí)微晶合金，可做非晶合金磁性材料經(jīng)熱處理后可得納米級(jí)微晶合金，可做50kHz大功率鐵大功率鐵芯

22、，居里點(diǎn)芯，居里點(diǎn)：（370/650C）。）。磁性材料的設(shè)計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度一般取磁性材料的設(shè)計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度一般取Bs/3，以防止偏磁及開(kāi)機(jī)單向磁化導(dǎo)，以防止偏磁及開(kāi)機(jī)單向磁化導(dǎo)致磁飽和、逆變失效。致磁飽和、逆變失效。第二節(jié)第二節(jié)晶閘管式弧焊逆變器晶閘管式弧焊逆變器一般晶閘管不可以，要采用快速晶閘管一般晶閘管不可以，要采用快速晶閘管(國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)KP型型)，工作頻率，工作頻率15kHz。一、逆變器主電路工作原理一、逆變器主電路工作原理1、晶閘管關(guān)斷的方式包括：自然關(guān)斷、強(qiáng)迫關(guān)斷。、晶閘管關(guān)斷的方式包括：自然關(guān)斷、強(qiáng)迫關(guān)斷。（1）自然關(guān)斷：）自然關(guān)斷：VT導(dǎo)通后，導(dǎo)通后，C放電，如果放電，如果諧振中諧振中i

23、VT下降到零，則下降到零，則VT自然關(guān)斷。在諧自然關(guān)斷。在諧振的作用下，振的作用下，C反向充電，促使反向充電，促使VT迅速關(guān)迅速關(guān)斷。斷。（2）強(qiáng)迫關(guān)斷：）強(qiáng)迫關(guān)斷：R負(fù)載，負(fù)載，VT2主管。主管。VT2導(dǎo)導(dǎo)通后，通后，C充電，當(dāng)充電，當(dāng)VT1輔管導(dǎo)通時(shí)，輔管導(dǎo)通時(shí)，Uc使使VT2關(guān)斷。關(guān)斷。2、半橋式晶閘管弧焊逆變器主電路分析、半橋式晶閘管弧焊逆變器主電路分析經(jīng)測(cè)試，經(jīng)測(cè)試，L1中的電流為波動(dòng)中的電流為波動(dòng)的直流，初級(jí)側(cè)電流實(shí)際為準(zhǔn)矩的直流，初級(jí)側(cè)電流實(shí)際為準(zhǔn)矩形方波。工作過(guò)程中，形方波。工作過(guò)程中，i1的波頭的波頭基本電流從基本電流從C1(C2)中拉電流，所中拉電流，所以以Vc1(Vc2)

24、，即變壓器的工作過(guò)程，即變壓器的工作過(guò)程分析分成四段：分析分成四段：toff階段、前沿階階段、前沿階段，波頭階段、后沿階段。段，波頭階段、后沿階段。（1）toff階段：階段：L1中的電流由中的電流由VD1、2續(xù)流，續(xù)流，a、b同電位，變壓器初級(jí)電壓同電位，變壓器初級(jí)電壓為為0，磁芯中，磁芯中B=Bm不變化，磁動(dòng)勢(shì)為（不變化，磁動(dòng)勢(shì)為（iD1-iD2)W2,由于激磁電流分量（由于激磁電流分量（iD1-iD2)較小，所以近似有較小，所以近似有iD1=iD2=1/2iL1。（2）前沿階段：）前沿階段：VD1、2從對(duì)等續(xù)流向單邊整流轉(zhuǎn)化，變壓器初級(jí)電壓仍從對(duì)等續(xù)流向單邊整流轉(zhuǎn)化，變壓器初級(jí)電壓仍為為0

25、，但漏電感仍在初級(jí)電路中，還有，但漏電感仍在初級(jí)電路中，還有Lm,電容初始電壓電容初始電壓uc=uc0,對(duì)對(duì)Lm+L0充電，充電，di1/dt=U0/(Lm+L0),即電流前沿的上升速度，也就是制約即電流前沿的上升速度，也就是制約iD2中的電中的電流向流向VD1的轉(zhuǎn)移速度。的轉(zhuǎn)移速度。最后：最后：iD1=iL1,iD2=0,進(jìn)入整流狀態(tài)。進(jìn)入整流狀態(tài)。(3)波頭階段：是基波頭階段：是基本的本的ton階段，階段，C1放放電，電，C2充電，充電，i1流入流入電壓源供給負(fù)載，電壓源供給負(fù)載，L1電流增長(zhǎng)，電流增長(zhǎng)，L1儲(chǔ)儲(chǔ)存能量準(zhǔn)備存能量準(zhǔn)備toff時(shí)釋時(shí)釋放。但由于放。但由于L1十分十分巨大，所以巨大，所以i1增長(zhǎng)有增長(zhǎng)有限，限，C1近似線(xiàn)性放近似線(xiàn)性放電，電壓下降以后，電，電壓下降以后，C1放電到電壓為放電到電壓為0，i1要減少，但要減少，但L1很很大，大，iL1不會(huì)瞬間變不會(huì)瞬間變化，故化，故iD2中電流要中電流要往往iD1轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移。（4）后沿階段：）后沿階段：C1放電到電壓為零后，放電到電壓為零后，iD1要向要向iD2轉(zhuǎn)移，又立即進(jìn)入續(xù)流狀態(tài)，一方面，初級(jí)變轉(zhuǎn)移，又立即進(jìn)入續(xù)流狀態(tài)，一方面，初級(jí)變成了成了