弧焊电源是一种大功率电源,因此以三相整流方式为主。单相整流方式输入多用于交直流两用电源,如图2-11所示。相对于三相整流电路,这种单相电源的输出电抗器需要很大的电感值,因为单相整流的脉动值很大,要获得平稳的直流输出,就必须增加电感值。足够大的直流输出电感,在获得平稳直流输出的同时,在交流输出方式时可以获得近似的方波交流,满足交流焊接电弧过零后再引燃的要求。直流输出时,S2开路、S1闭合,电弧接在S2处;交流输出时,S2闭合、S1开路,电弧接在S1处。
a)电路原理图 b)交流输出时电压与电流波形图
根据前述晶闸管的工作原理,晶闸管弧焊整流器是利用上述触发脉冲移相控制的方式来实现整流电路输出电压或电流控制的。通过不同的电压、电流反馈深度和组合可获得不同电源伏安特性,并满足电弧焊接工艺的特殊需要。晶闸管式弧焊整流器控制电路框图如图2-12所示。(www.daowen.com)
图2-12 晶闸管式弧焊整流器控制电路框图
早期(20世纪80年代之前)的晶闸管控制电路主要是由分离的电子器件构成,因此当时的晶闸管式弧焊整流器产品稳定性较差。随着模拟和数宇集成电路的发展,转换为集成电路控制,其可靠性大为提高,使晶闸管式弧焊整理器成为20世纪末期的主要弧焊电源。晶闸管式弧焊整流器是基于传统电源模式的最后一种电源形式,也是综合技术性能最好的一种电源,现在仍在焊接生产中广泛使用。进入21世纪,随着逆变式弧焊电源技术的成熟,特别是随着大功率可关断器件(MOSFET和IGBT)的技术性能不断改进且器件成本大幅降低和金属材料(铜铁)成本的上升,晶闸管式弧焊整流器作为最后一种基于工频变压器技术的传统电源也逐渐退出弧焊电源技术领域。
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