電焊機(jī)之IGBT系列焊機(jī)工作原理

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　　逆變電焊機(jī)的基本工作原理：

　　逆變電焊機(jī)主要是逆變器產(chǎn)生的逆變式弧焊電源，又稱弧焊逆變器，是一種新型的焊接電源。是將工頻(50Hz)交流電，先經(jīng)整流器整流和濾波變成直流，再通過大功率開關(guān)電子元件(晶閘管SCR、晶體管GTR、場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET或IGBT)，逆變成幾kHz~幾十kHz的中頻交流電，同時(shí)經(jīng)變壓器降至適合于焊接的幾十V電壓，再次整流并經(jīng)電抗濾波輸出相當(dāng)平穩(wěn)的直流焊接電流。

　　其變換順序可簡(jiǎn)單地表示為：

　　工頻交流(經(jīng)整流濾波)→直流(經(jīng)逆變)→中頻交流(降壓、整流、濾波)→直流。

　　即為：AC→DC→AC→DC

　　因?yàn)槟孀兘祲汉蟮慕涣麟?，由于其頻率高，則感抗大，在焊接回路中有功功率就會(huì)大大降低。所以需再次進(jìn)行整流。這就是目前所常用的逆變電焊機(jī)的機(jī)制。

　　逆變電源的特點(diǎn)：弧焊逆變器的基本特點(diǎn)是工作頻率高，由此而帶來很多優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)樽儔浩鳠o論是原繞組還是副繞組，其電勢(shì)E與電流的頻率f、磁通密度B、鐵芯截面積S及繞組的匝數(shù)W有如下關(guān)系：E=4.44fBSW

　　而繞組的端電壓U近似地等于E，即：

　　U≈E=4.44fBSW

　　當(dāng)U、B確定后，若提高f，則S減小，W減少，因此，變壓器的重量和體積就可以大大減小。就能使整機(jī)的重量和體積顯著減小。還有頻率的提高及其他因素而帶來了許多優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)弧焊電源比較，其主要特點(diǎn)如下：

　　1.體積小、重量輕，節(jié)省材料，攜帶、移動(dòng)方便。

　　2.高效節(jié)能，效率可達(dá)到80%~90%，比傳統(tǒng)焊機(jī)節(jié)電1/3以上。

　　3.動(dòng)特性好，引弧容易，電弧穩(wěn)定，焊縫成形美觀，飛濺小。

　　4.適合于與機(jī)器人結(jié)合，組成自動(dòng)焊接生產(chǎn)系統(tǒng)。

　　5.可一機(jī)多用，完成多種焊接和切割過程。

　　電焊機(jī)之IGBT系列焊機(jī)工作原理

　　一、 功率開關(guān)管的比較

　　常用的功率開關(guān)有晶閘管、IGBT、場(chǎng)效應(yīng)管等。其中，晶閘管(可控硅)的開關(guān)頻率最低約1000次/秒左右，一般不適用于高頻工作的開關(guān)電路。

　　1、效應(yīng)管的特點(diǎn)：

　　場(chǎng)效應(yīng)管的突出優(yōu)點(diǎn)在于其極高的開關(guān)頻率，其每秒鐘可開關(guān)50萬次以上，耐壓一般在500V以上，耐溫150℃(管芯)，而且導(dǎo)通電阻，管子損耗低，是理想的開關(guān)器件，尤其適合在高頻電路中作開關(guān)器件使用。

　　但是場(chǎng)效應(yīng)管的工作電流較小，高的約20A低的一般在9A左右，限制了電路中的最大電流，而且由于場(chǎng)效應(yīng)管的封裝形式，使得其引腳的爬電距離(導(dǎo)電體到另一導(dǎo)電體間的表面距離)較小，在環(huán)境高壓下容易被擊穿，使得引腳間導(dǎo)電而損壞機(jī)器或危害人身安全。

　　2、IGBT的特點(diǎn)：

　　IGBT即雙極型絕緣效應(yīng)管，符號(hào)及等效電路圖見圖11.1，其開關(guān)頻率在20KHZ~30KHZ之間。但它可以通過大電流(100A以上)，而且由于外封裝引腳間距大，爬電距離大，能抵御環(huán)境高壓的影響，安全可靠。

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