[實用新型]一種逆變埋弧焊電源主電路拓撲結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820078876.8
• 申請日: 2008-02-01
• 公開（公告）號: CN201198066Y
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳樹君;張宇;盧振洋;王進成;劉澤偉;張開亮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10;H02M3/28;H02M7/48;H02M1/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及到一種埋弧焊電源主電路拓撲結(jié)構(gòu)，適用于焊接技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

埋弧焊電源的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：弧焊變壓器電源、磁飽和放大式電源、晶閘管整流電源、IGBT逆變電源。由于弧焊變壓器電源、磁飽和放大器電源體積大、重量大、攜帶、操作不方便，原材料成本高，此類電源已經(jīng)被淘汰。目前，市場上主要以晶閘管整流電源為主。隨著逆變技術(shù)的不斷發(fā)展，IGBT逆變埋弧焊電源逐漸占領(lǐng)市場。其他形式的逆變焊接電源，如鎢極氬弧焊，CO₂氣保護焊，手工焊等，其所需功率較小，一般采用一組逆變單元的結(jié)構(gòu)既可滿足使用要求。由于埋弧焊電源功率容量大，負載持續(xù)率高。若采用單一逆變單元、一組主變壓器、二次整流單元，很難擴展電源的容量，因而基本不采用此種方案。一般采用N個逆變器并聯(lián)，其基本思想就是用小功率逆變單元并聯(lián)，實現(xiàn)埋弧焊電源的大功率大電流。

目前，一般采用雙逆變器并聯(lián)的方式來提高埋弧焊電源的容量，如圖1所示。此種聯(lián)結(jié)方式比較簡單，但兩組逆變單元并聯(lián)，一個突出的問題就是如何解決動態(tài)均流。目前一種解決方案為，分別對逆變器的峰值電流采樣，然后與給定電流比較，誤差信號送給PI調(diào)節(jié)器，其動態(tài)均流情況可得到改善。這種方式控制電路與一般控制電路相比，增加了設(shè)計難度。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服了現(xiàn)有控制電路的上述缺陷，提供了一種埋弧焊電源主電路拓撲結(jié)構(gòu)，不僅從理論上避免了并聯(lián)不均流的情況，又降低了生產(chǎn)成本，擴展了電源的容量。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案。本主電路拓撲結(jié)構(gòu)主要包括三相整流器A，濾波電容C，DC-AC逆變器B，兩組變壓器TF1和TF2，二次整流器D1、D2，雙包平衡電抗器L。三相380V交流電經(jīng)過三相整流器A整流、濾波電容C濾波，獲得540V的直流；DC-AC逆變器B由功率開關(guān)器件IGBT模塊B1、B2、B3、B4組成，IGBT模塊B1、B4為一個橋臂，IGBT模塊B2、B4為另一個橋臂，充放電電容C1與IGBT模塊B1并聯(lián)，充放電電容C2與IGBT模塊B3并聯(lián)；主變壓器TF1的原邊11與隔直電容Cb、飽和電感Lr串聯(lián)，串聯(lián)后連接IGBT模塊B1的發(fā)射極E(或IGBT模塊B3的集電極C)，主變壓器TF1的原邊12與主變壓器TF2的原邊21連接，主變壓器TF2的原邊22連接IGBT模塊B2的發(fā)射極E(或IGBT模塊B4的集電極C)；主變壓器TF1的副邊13、14分別連接快恢復(fù)二極管D5、D6的陽極，主變壓器TF2的原邊16、17分別連接快恢復(fù)二極管D4、D5的陽極；雙包平衡電抗器的1、3分別連接主變壓器TF1、TF2的中心抽頭15、18，；雙包平衡電抗器的2和4連接輸出端O2，快恢復(fù)二極管D4、D5、D6、D7的陰極連接輸出端O1。

本實用新型專利的工作原理及過程：

三相380V交流電經(jīng)過三相整流橋A整流、濾波電容C濾波，獲得540V直流，然后經(jīng)過全橋逆變器得到高頻交流電。本主電路結(jié)構(gòu)只采用一組逆變器，就不存在圖1兩組逆變器并聯(lián)不均流問題。

主變壓器TF1原邊繞組和副邊繞組分別為N₁₁、N₂，原、副邊匝數(shù)比為主變壓器TF2原邊繞組和副邊繞組分別為N₂₁、N₂，原、副邊匝數(shù)比為且N₁₁＝N₂₁。兩組變壓器原邊串聯(lián)，主變壓器TF1和TF2并聯(lián)。

兩組主變壓器內(nèi)部磁力線示意圖如圖4所示，均產(chǎn)生順時針方向的磁場。這樣，兩組主變壓器原、副邊匝數(shù)比為N1N2=K,]]>且N₁＝N₁₁+N₂₁＝2N₁₁＝2N₂₁，則主變壓器原、副邊電壓比為：