理论教育 直流脉冲电源的应用与性能优化

直流脉冲电源的应用与性能优化

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:在焊接过程中,由于对焊接热输入和熔滴过渡控制的需要,越来越多地采用脉冲电源。特别对于MIG焊,为了获得稳定的射流过渡,尤其是铝合金焊接中,脉冲电源成为最重要的控制手段。对于脉冲电源的基本要求是具有足够高的响应速度。早期的电弧焊脉冲电源采用了很多方法,如:阻抗不平衡的单相或三相电源整流获得固定频率的脉冲;直流电源附加晶闸管的脉冲断续器;模拟晶体管电源等。关于更多的脉冲MIG焊问题可参考数宇化电源部分。

直流脉冲电源的应用与性能优化

逆变电源与传统电源相比重量轻,体积小,但是逆变电源更主要的优点还不仅在于此。逆变电源与传统电源相比更主要的优势是在于焊接性能方面的提高。在焊接过程中,由于对焊接热输入和熔滴过渡控制的需要,越来越多地采用脉冲电源。特别对于MIG焊,为了获得稳定的射流过渡,尤其是铝合金焊接中,脉冲电源成为最重要的控制手段。理想的MIG脉冲焊是“一脉一滴”,即一个脉冲,过渡一个熔滴。这也就是要求电源的脉冲频率与熔滴过渡频率一致。脉冲MIG射流过渡的频率范围大约为30~350Hz,基本的脉冲波形图及参数见表2-2。对于脉冲电源的基本要求是具有足够高的响应速度。早期的电弧焊脉冲电源采用了很多方法,如:阻抗不平衡的单相或三相电源整流获得固定频率的脉冲;直流电源附加晶闸管的脉冲断续器;模拟晶体管电源等。后来比较实用的方法是采用直流斩波式开关电源(目前还有少量应用),现在则主要是采用直流逆变电源。工作在20kHz的逆变电源,具有1000A/ms的电流响应速度,可以满足脉冲MIG焊工艺的基本要求。对于更复杂的脉冲波形控制则要求100kHz甚至更高的逆变频率。因此从弧焊电源的角度看,提高逆变频率主要目的是提高电源的响应速度以满足更高的焊接过程控制需求,而不仅仅是提高电源的功率密度

从电源技术的角度看,基于直流逆变电源技术,输出脉冲电流并不复杂。简单地说,就是将原来的固定给定信号变为脉冲给定信号。对于脉冲TIG焊,只要将图2-21中的给定信号变为一个脉冲信号即可。目前,由于集成电路的发展,要实现一个可调频率、脉冲宽度、基值和峰值电流的信号源是很容易的。对于脉冲MIG焊,不仅要有脉冲信号源,还要考虑弧长控制和脉冲参数与送丝速度的匹配问题。例如,对于一个送丝速度就要有一组脉冲与此对应,对于不同的焊丝,不同的送丝速度就会有很复杂的脉冲参数对应关系。由于单纯用硬件电路实现脉冲MIG焊的控制是很困难的,所以现在完善的脉冲MIG焊电源都采用了基于MCU的数宇化控制技术。关于更多的脉冲MIG焊问题可参考数宇化电源部分。(www.daowen.com)

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