1、第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器1弧焊電源弧焊電源第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器2本章介紹直流弧焊發(fā)電機(jī)、硅弧焊整流本章介紹直流弧焊發(fā)電機(jī)、硅弧焊整流器的組成和分類，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基本工作原理，器的組成和分類，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基本工作原理，重點(diǎn)分析它們?nèi)绾潍@得外特性形狀和調(diào)節(jié)特重點(diǎn)分析它們?nèi)绾潍@得外特性形狀和調(diào)節(jié)特性。性。簡(jiǎn)介內(nèi)燃驅(qū)動(dòng)的弧焊發(fā)電機(jī)、簡(jiǎn)單的硅簡(jiǎn)介內(nèi)燃驅(qū)動(dòng)的弧焊發(fā)電機(jī)、簡(jiǎn)單的硅弧焊整流器、交直流兩用式和脈沖式硅弧焊弧焊整流器、交直流兩用式和脈沖式硅弧焊整流器及有關(guān)典型產(chǎn)品等。整流器及有關(guān)典型產(chǎn)品等。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器3 4.1 4.1 弧焊發(fā)電機(jī)的基本原理和分類弧

2、焊發(fā)電機(jī)的基本原理和分類4.2 4.2 硅弧焊整流器的組成和分類硅弧焊整流器的組成和分類4.3 4.3 普通硅弧焊整流器普通硅弧焊整流器4.4 4.4 磁放大器式弧焊整流器磁放大器式弧焊整流器4.5 4.5 無反饋磁放大器式弧焊整流器無反饋磁放大器式弧焊整流器4.6 4.6 有反饋磁放大器式弧焊整流器有反饋磁放大器式弧焊整流器4.7 4.7 交直流兩用及脈沖式硅弧焊整流器交直流兩用及脈沖式硅弧焊整流器第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器44.1 弧焊發(fā)電機(jī)的基本原理和分類弧焊發(fā)電機(jī)的基本原理弧焊發(fā)電機(jī)的基本原理分類分類第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器54.1.1 弧焊發(fā)電機(jī)的弧焊發(fā)電機(jī)的

3、基本原理基本原理 通常稱之為直流弧焊機(jī)的，是指由一臺(tái)通常稱之為直流弧焊機(jī)的，是指由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)（或柴油、汽油驅(qū)動(dòng)的其它原動(dòng)機(jī)）和弧焊（或柴油、汽油驅(qū)動(dòng)的其它原動(dòng)機(jī)）和弧焊發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)組成的機(jī)組。組成的機(jī)組。目前弧焊發(fā)電機(jī)主要用于手工弧焊、埋弧焊和目前弧焊發(fā)電機(jī)主要用于手工弧焊、埋弧焊和鎢極氬弧焊，因此需具有鎢極氬弧焊，因此需具有下降的外特性下降的外特性，也需具，也需具有良好的調(diào)節(jié)性能和動(dòng)特性。有良好的調(diào)節(jié)性能和動(dòng)特性。獲得下降外特性有以下幾種辦法：獲得下降外特性有以下幾種辦法：u在電樞電路中串聯(lián)鎮(zhèn)定電阻在電樞電路中串聯(lián)鎮(zhèn)定電阻u改變磁極磁通改變磁極磁通第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器6

4、1在電樞電路中串聯(lián)鎮(zhèn)定電阻在電樞電路中串聯(lián)鎮(zhèn)定電阻Rz即鎮(zhèn)定電阻器，發(fā)電機(jī)本身外即鎮(zhèn)定電阻器，發(fā)電機(jī)本身外特性近于平的，即特性近于平的，即UaEU0。負(fù)載電。負(fù)載電壓壓Uf與負(fù)載電流與負(fù)載電流If （亦即電樞電流（亦即電樞電流Ia）的關(guān)系是：的關(guān)系是：UfUoIf (Ra+Rz)由上式可知，當(dāng)由上式可知，當(dāng)I If f增大將引起電阻壓降增大，并使增大將引起電阻壓降增大，并使U Uf f減小減小而得到下降外特性。改變而得到下降外特性。改變R Rz z值可調(diào)節(jié)外特性。這種方法的缺點(diǎn)值可調(diào)節(jié)外特性。這種方法的缺點(diǎn)是能量損耗大，只用于多站式直流弧焊發(fā)電機(jī)。是能量損耗大，只用于多站式直流弧焊發(fā)電機(jī)。第四

5、章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器72改變磁極磁通改變磁極磁通 直流弧焊發(fā)電機(jī)電樞電動(dòng)勢(shì)直流弧焊發(fā)電機(jī)電樞電動(dòng)勢(shì)E與與成正比：成正比： 4.44 f N只要設(shè)法讓只要設(shè)法讓 隨隨 If 的增大而減小就可的增大而減小就可獲得下降外特性且不增加能量損耗獲得下降外特性且不增加能量損耗第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器8弧焊發(fā)電機(jī)的弧焊發(fā)電機(jī)的分類分類 根據(jù)產(chǎn)生去磁磁通的不同方法分類根據(jù)產(chǎn)生去磁磁通的不同方法分類 （1）它勵(lì)差復(fù)勵(lì)式弧焊發(fā)電機(jī)）它勵(lì)差復(fù)勵(lì)式弧焊發(fā)電機(jī) （2）并勵(lì)差復(fù)勵(lì)式弧焊發(fā)電機(jī)）并勵(lì)差復(fù)勵(lì)式弧焊發(fā)電機(jī) （3）換向極式弧焊發(fā)電機(jī)）換向極式弧焊發(fā)電機(jī)第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器9

6、它勵(lì)差復(fù)勵(lì)式弧焊發(fā)電機(jī)它勵(lì)差復(fù)勵(lì)式弧焊發(fā)電機(jī) 為它勵(lì)繞組，為它勵(lì)繞組，WE為串聯(lián)去磁繞組、二者產(chǎn)生的磁通方向相反。為串聯(lián)去磁繞組、二者產(chǎn)生的磁通方向相反。 pW其外特性方程：其外特性方程：Uf= U0If Rb規(guī)范調(diào)規(guī)范調(diào)節(jié)方法節(jié)方法改變改變 IPU0 、 If 改變改變改變改變 NEIf 改變改變EEbRKNR Rb是考慮去磁作用的等效電阻，是考慮去磁作用的等效電阻，RE 是去磁磁路的磁阻。是去磁磁路的磁阻。bPPRNKIU0而：第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器10并勵(lì)差復(fù)勵(lì)式弧焊發(fā)電機(jī)并勵(lì)差復(fù)勵(lì)式弧焊發(fā)電機(jī) WH為并勵(lì)繞組，但它不是接為并勵(lì)繞組，但它不是接在兩個(gè)主電刷在兩個(gè)主電刷a和和

7、b之間。因?yàn)橹g。因?yàn)閁ab會(huì)隨著會(huì)隨著If的增大而下降，將的增大而下降，將不利于穩(wěn)弧。為避免這種弊病不利于穩(wěn)弧。為避免這種弊病而在發(fā)電機(jī)加輔助電刷而在發(fā)電機(jī)加輔助電刷c，勵(lì)磁，勵(lì)磁繞組繞組WH接在接在a、c電刷之間。電刷之間。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器11換向極式弧焊發(fā)電機(jī)換向極式弧焊發(fā)電機(jī) 這種發(fā)電機(jī)設(shè)有它勵(lì)繞組這種發(fā)電機(jī)設(shè)有它勵(lì)繞組Wp，利用換向極磁通去磁作，利用換向極磁通去磁作用而獲得下降外特性。用而獲得下降外特性。 除有四個(gè)主磁極除有四個(gè)主磁極NSNS外，還有四個(gè)換向極外，還有四個(gè)換向極NMSMNMSM。34為換為換向極繞組向極繞組2與與3之差為去磁磁通之差為去磁磁通電刷左

8、移，去磁作用增強(qiáng)電刷左移，去磁作用增強(qiáng)電刷右移，去磁作用減弱電刷右移，去磁作用減弱第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器12 硅弧焊整流器是以硅弧焊整流器是以硅二極管硅二極管為整流元為整流元件件，將交流電整流成直流將交流電整流成直流的一類的一類直流直流弧焊電源弧焊電源。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 設(shè)備制造成本低設(shè)備制造成本低 易于獲得不同形狀的外特性易于獲得不同形狀的外特性第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器13主變壓器 電抗器 整流器輸出電抗器圖5-1 硅弧焊整流器的組成4.2 4.2 硅弧焊整流器的組成和分類硅弧焊整流器的組成和分類主變壓器主變壓器 電抗器電抗器 整流器整流器輸出電抗器輸出電抗器第四章

9、直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器14硅弧焊整流器的分類有電抗器有電抗器無電抗器無電抗器無反饋磁放大器式硅弧焊整流器無反饋磁放大器式硅弧焊整流器外反饋磁放大器式硅弧焊整流器外反饋磁放大器式硅弧焊整流器全部?jī)?nèi)反饋磁放大器式硅弧焊整流器全部?jī)?nèi)反饋磁放大器式硅弧焊整流器部分內(nèi)反饋磁放大器式硅弧焊整流器部分內(nèi)反饋磁放大器式硅弧焊整流器主變壓器為正常漏磁式（平外特性）主變壓器為正常漏磁式（平外特性）主變壓器為增強(qiáng)漏磁式主變壓器為增強(qiáng)漏磁式（下降外特性）（下降外特性）第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器154.3 普通硅弧焊整流器 指的是無交流電抗器（磁放大器）的硅弧焊整流器。指的是無交流電抗器（磁放大器）的硅

10、弧焊整流器。等于在相應(yīng)弧焊變壓器的輸出端增加了一個(gè)整流系統(tǒng)。等于在相應(yīng)弧焊變壓器的輸出端增加了一個(gè)整流系統(tǒng)。p動(dòng)鐵心式弧焊整流器動(dòng)鐵心式弧焊整流器p動(dòng)線圈式弧焊整流器動(dòng)線圈式弧焊整流器p 抽頭式弧焊整流器抽頭式弧焊整流器 普通硅弧焊整流器的特點(diǎn)是控制原理比較簡(jiǎn)便，但電源普通硅弧焊整流器的特點(diǎn)是控制原理比較簡(jiǎn)便，但電源笨重且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。笨重且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器16采用三柱式鐵心，在窗口中放入兩個(gè)采用三柱式鐵心，在窗口中放入兩個(gè)動(dòng)鐵心，可在窗口內(nèi)移進(jìn)或移出。動(dòng)鐵動(dòng)鐵心，可在窗口內(nèi)移進(jìn)或移出。動(dòng)鐵心的作用可增加漏磁，獲得下降特性。心的作用可增加漏磁，獲得下降特性。動(dòng)

11、鐵心式弧焊整流器動(dòng)鐵心式弧焊整流器采用星-三角啟動(dòng)星形：相電壓為線電壓1/ 繞組匝數(shù)可減少，絕緣可降低三角：相電流為線電流1/ 可減少導(dǎo)線截面積，容易繞制33電抗器作用：1.減小輸出電流的脈動(dòng)，起濾波作用2.限制電流電流增長(zhǎng)速度，減小瞬態(tài)短路電流峰值，改善動(dòng)特性第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器17抽頭式弧焊整流器的組成抽頭式弧焊整流器的組成抽頭式弧焊整流器的外特性抽頭式弧焊整流器的外特性UfIf0空載電壓：U0=1.35U21二次側(cè)為三角形接法：U21=U2a=U1aN2/N1一次側(cè)為星形接法：U1a=U11/0.57所以：U0=0.78U11N2/N1改變一、二次繞組的N1、N2可調(diào)節(jié)電

12、壓，由于一次導(dǎo)線較細(xì)，故抽頭設(shè)在一次側(cè)。為了方便調(diào)節(jié)，采用滑動(dòng)變壓器式。抽頭式弧焊整流器主要應(yīng)用于二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊采用電抗器控制短路電流增長(zhǎng)速度，減少金屬熔滴的飛濺和改善焊縫成形。抽頭式弧焊整流器的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省材料，易于制造，使用可靠2.具有平特性，U0Uf，引弧困難3.調(diào)節(jié)電壓有級(jí)，且不易在負(fù)載情況下調(diào)節(jié)，不能遙調(diào)4.對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響不能采取補(bǔ)償措施應(yīng)用：細(xì)絲二氧化碳焊第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器18 三相動(dòng)繞組式弧焊變壓器三相動(dòng)繞組式弧焊變壓器a）鐵心）鐵心 b）繞組及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）繞組及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 左側(cè)為立體結(jié)構(gòu)，右側(cè)為平面結(jié)構(gòu)，三相磁路平衡，整流電流平

13、穩(wěn)。調(diào)節(jié)過程中：調(diào)節(jié)一次繞組，因?yàn)槠浔榷卫@組細(xì)、軟。與磁放大器式比特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)及線路簡(jiǎn)單、節(jié)省原材料、質(zhì)量較輕，動(dòng)特性好，飛濺少，可不用電抗器缺點(diǎn)：有輕微振動(dòng)，不易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)，不便于進(jìn)行電網(wǎng)電壓補(bǔ)償。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器19ZXG1-400三相動(dòng)圈式變壓器三相橋式整流浪涌電路浪涌電路作用：正常焊接時(shí)：繞組兩端電壓為14V，低于U0和Uf，故VD7反向截止，對(duì)焊接無影響。引弧或熔滴過渡時(shí)：VD7導(dǎo)通，輸出浪涌電流，助引弧和熔滴過渡第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器204.4 4.4 磁放大器式弧焊整流器磁放大器式弧焊整流器 飽和電抗器飽和電抗器 鐵心工作在磁飽和狀態(tài)的

14、電抗器。鐵心工作在磁飽和狀態(tài)的電抗器。 單鐵心式磁放大器單鐵心式磁放大器 雙鐵心式磁放大器雙鐵心式磁放大器第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器21U0cA=UcUfRfIA=IfWA WC磁放大器TIc圖5-2 具有單鐵心磁放大器的交流電路 與普通電抗器相與普通電抗器相比，多了個(gè)直流控比，多了個(gè)直流控制繞組。制繞組。WAWC第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器22的大小與的大小與 I c 有關(guān)。有關(guān)。22XRUZUIfmlSNLX2WAWCNc遠(yuǎn)大于NA，改變Ic，改變鐵芯強(qiáng)度H或，進(jìn)而改變X，控制IA,實(shí)現(xiàn)用小的IC控制大的IA。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器23oH ( I N )1

15、iANAabAP0IIcNcabP0AB ( )IIc圖 5 - 3 無 反 饋 磁 放 大 器 對(duì) 電 壓 的 控 制Ic = 0 時(shí)，時(shí)， 大，外特性陡降。大，外特性陡降。Ic 較大時(shí)，較大時(shí)，小，小，外特性下降平緩。外特性下降平緩。UIf小小大大0Ic大大Ic小小改變改變I Ic c，可以起到控制，可以起到控制焊接電流焊接電流I If f的作用。的作用。Uf U0 C M第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器24oH ( I N )1aAP0tICNCabP0B ( )CtAb23tt圖 5 - 4 無 反 饋 磁 放 大 器 對(duì) 電 流 的 控 制焊接電流波形畸變焊接電流波形畸變單鐵心式

16、磁放大器單鐵心式磁放大器工作時(shí)的弊端工作時(shí)的弊端第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器25由由 If 產(chǎn)生的交變磁通產(chǎn)生的交變磁通A A ，會(huì)在，會(huì)在WC中感應(yīng)出交變環(huán)流，影響磁放大器的正中感應(yīng)出交變環(huán)流，影響磁放大器的正常工作，并且常工作，并且 if 的波形畸變嚴(yán)重，因此單鐵心磁放大器的應(yīng)用受到限制。的波形畸變嚴(yán)重，因此單鐵心磁放大器的應(yīng)用受到限制。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器26+-=UCU12WAWAWCWCRfAACCC=UC1+CWCURfAWA-WC2AWAa)交流繞組串聯(lián)b）交流繞組并聯(lián)1、2-單鐵心圖5-5 雙鐵心式磁放大器結(jié)構(gòu).兩兩WC 繞組串聯(lián)且同名端相連，故交流感應(yīng)

17、電動(dòng)勢(shì)相互抵消。繞組串聯(lián)且同名端相連，故交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相互抵消。 交流繞組中電流正負(fù)半周時(shí)，鐵心交流繞組中電流正負(fù)半周時(shí)，鐵心1、2交替飽和，使交替飽和，使 i f 波形畸變減小。波形畸變減小。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器27-+=UcWAWA2WCIc圖5-6 WC共繞的雙鐵心磁放大器RfU1WA2WA1WC實(shí)際磁放大器多數(shù)采用共用直流控制繞組的方式，相應(yīng)交流繞組實(shí)際磁放大器多數(shù)采用共用直流控制繞組的方式，相應(yīng)交流繞組為為同名端相連同名端相連。這是無反饋磁放大器弧焊整流器的通用形式。這是無反饋磁放大器弧焊整流器的通用形式。交流繞組采用同名端相連，共用直流控制繞組。這樣交流繞組采用同名

18、端相連，共用直流控制繞組。這樣i f 在中間鐵心中的磁通在中間鐵心中的磁通相互抵消。由相互抵消。由IcNc 所產(chǎn)生的磁通使左、右鐵心輪流飽和，使所產(chǎn)生的磁通使左、右鐵心輪流飽和，使 i f 波形畸變減少。波形畸變減少。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器28控制繞組三相共繞結(jié)構(gòu)控制繞組三相共繞結(jié)構(gòu)第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器29aVD1VD2iaibVD3bVD4icVD5cVD6LKIfWCUfRfAMWAWAabcM圖5-7 無反饋磁放大器式弧焊整流器的基本電路4.5.2 4.5.2 無反饋磁放大器式硅弧焊整流器無反饋磁放大器式硅弧焊整流器5 1 1 3 3 5 5 1 14 4

19、6 6 2 2 4 4 6三個(gè)共陰極二級(jí)管三個(gè)共陰極二級(jí)管VD1、VD3和和VD5中，陽極電位中，陽極電位最高的那個(gè)二極管導(dǎo)通。最高的那個(gè)二極管導(dǎo)通。三個(gè)共陽極二級(jí)管三個(gè)共陽極二級(jí)管VD2、VD4和和VD6中，陰極電位中，陰極電位最低的那個(gè)二極管導(dǎo)通。最低的那個(gè)二極管導(dǎo)通。（箝位作用）（箝位作用）磁放大器的結(jié)構(gòu)圖N第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器30U0=1.35U21=2.34U2aU21、U2a分別是二次線電壓、相電壓。分別是二次線電壓、相電壓。 輸出電壓為上下包絡(luò)線之差。輸出電壓為上下包絡(luò)線之差。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器31圖圖 510 負(fù)載時(shí)的電壓、電流波形圖負(fù)載時(shí)的電

20、壓、電流波形圖a)整流電壓波形整流電壓波形 b) 變壓器有漏感時(shí)相電流波形變壓器有漏感時(shí)相電流波形重疊導(dǎo)電，重疊導(dǎo)電，u M介于介于u a 與與u b 之間。之間。受回路電感控制，電流緩升、緩降。受回路電感控制，電流緩升、緩降。511335511446622446在重疊導(dǎo)電期間，交流繞組中各相的在重疊導(dǎo)電期間，交流繞組中各相的電流變化量之和為零，故不會(huì)影響直電流變化量之和為零，故不會(huì)影響直流繞組的正常工作。流繞組的正常工作。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器32圖512 無反饋磁放大器鐵心中磁通的變化幅度外特性方程：外特性方程： U Uf f U U0 0 C CM MUIfIc0IcN飽和

21、點(diǎn)飽和點(diǎn)IC=0:Rf較大時(shí)：If較小鐵心飽和RfIfULUf陡降外特性Rf If 鐵心飽和緩降外特性IC0:正半波：1=A+C負(fù)半波： 1=A-CRf較大時(shí)： If較小鐵心處于飽和區(qū)RfIfULUf但較小緩降外特性Rf If 鐵心進(jìn)入非飽和區(qū)陡降外特性第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器33132adU0=cwd圖5-13 無反饋磁放大器式硅整流器的外特性UoIP0a1 Ic = 0 時(shí),起始工作點(diǎn)在原點(diǎn)，磁放大器工作在非飽和區(qū)， If 變化時(shí)， m大，外特性陡降（曲線1）。UfU0 C mIc 較大時(shí)，起始工作點(diǎn)在P0點(diǎn)，磁放大器工作在飽和區(qū)， If 變化時(shí) m小，外特性下降緩慢（見曲線2

22、頂部）。繼續(xù)增大繼續(xù)增大 If ，磁磁化曲線左端點(diǎn)伸化曲線左端點(diǎn)伸入到非飽和區(qū)，入到非飽和區(qū)，對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng) m變大，變大，外特性曲線轉(zhuǎn)入外特性曲線轉(zhuǎn)入陡降（見曲線陡降（見曲線2中、中、下部）。下部）。外特性曲線可看作將磁化曲線繞垂直軸旋轉(zhuǎn)而成。Ic1 Ic2 Ic3IC增大工作點(diǎn)深入飽和區(qū)需If很大才能進(jìn)入非飽和區(qū)使外特性轉(zhuǎn)入陡降。Ic增大外特性右移If增大IC調(diào)節(jié)If第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器34UfoIfIc1Ic2Ic3IcIc=0I=Ic1I=Ic2I=Ic3圖5-16 無反饋磁放大器式硅弧焊整流器調(diào)節(jié)特性負(fù)載特性曲線負(fù)載特性曲線 對(duì)于具有理想磁化曲對(duì)于具有理想磁化曲線的鐵心，當(dāng)

23、磁放大線的鐵心，當(dāng)磁放大器起始工作點(diǎn)在飽和器起始工作點(diǎn)在飽和區(qū)時(shí)，焊接電流區(qū)時(shí)，焊接電流 If與與控制電流控制電流 Ic之間滿足之間滿足等安匝關(guān)系等安匝關(guān)系：cAcfINNI第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器35cAcfINNII0實(shí)際調(diào)節(jié)特性：實(shí)際調(diào)節(jié)特性：+Ic-IcIfI012圖5-18 無反饋磁放大器的調(diào)節(jié)特性 1-理想的 2-實(shí)際的無反饋磁放大器的控制特性理想的理想的實(shí)際的實(shí)際的由于負(fù)載電阻及變壓器內(nèi)阻由于負(fù)載電阻及變壓器內(nèi)阻限制限制 I I f f 不能隨不能隨 I I c c 無限增無限增大。大。無反饋磁放大器的特點(diǎn)如下：1.WA中流過交流電，保證兩鐵心中A C一個(gè)相同一個(gè)不同

24、。2.可用較小的Ic控制較大的IA，由于 Ic 或 Nc 都不宜過大，因此設(shè)備功率有限。3.可獲得垂直陡降的外特性4.外特性曲線陡降，由于短路電流太小，引弧不易，不宜用于手弧焊。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器36主繼電器開關(guān)主繼電器開關(guān)空冷電機(jī)空冷電機(jī)保護(hù)線路保護(hù)線路第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器374.6 4.6 有反饋磁放大器式弧焊整流器有反饋磁放大器式弧焊整流器 無反饋磁放大器只能獲得陡降的外特性，短路電流太無反饋磁放大器只能獲得陡降的外特性，短路電流太小，電流放大倍數(shù)小，應(yīng)用范圍有限。解決上述問題可小，電流放大倍數(shù)小，應(yīng)用范圍有限。解決上述問題可采用有反饋的磁放大器。采用有

25、反饋的磁放大器。 4.6.1 4.6.1 全部?jī)?nèi)反饋磁放大器式弧焊整流器全部?jī)?nèi)反饋磁放大器式弧焊整流器（自飽和電抗器）（自飽和電抗器） 4.6.2 4.6.2 部分內(nèi)反饋磁放大器式弧焊整流器部分內(nèi)反饋磁放大器式弧焊整流器第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器38VD1VD2WA1WA2aVD3VD4bWA4WA3VD5VD6cWA6WA5MNIfWC=圖5-22 全反饋磁放大器式弧焊整流器的原理電路RfUfLK4.6.1 4.6.1 全部?jī)?nèi)反饋磁放大器式弧焊整流器全部?jī)?nèi)反饋磁放大器式弧焊整流器兩個(gè)兩個(gè)WA繞組的繞組的非同名端非同名端接在一起以后再接交接在一起以后再接交流電源，另兩端則各接一個(gè)流電

26、源，另兩端則各接一個(gè)整流元件整流元件后再接負(fù)后再接負(fù)載，因此在載，因此在WA繞組中只能通過繞組中只能通過單方向電流單方向電流。通過同名端的標(biāo)注可以看出，當(dāng)WA中有電流通過時(shí)，在鐵芯中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向始終與直流控制繞組的磁場(chǎng)方向相同。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器39-+=UcWA1WA2WCIcA1A2圖5-23 全反饋磁放大器的結(jié)構(gòu)兩交流繞組輪流導(dǎo)通，交流電流在左、右鐵心兩交流繞組輪流導(dǎo)通，交流電流在左、右鐵心中所產(chǎn)生的中所產(chǎn)生的 A A 方向始終與方向始終與 C C 方向一致方向一致。焊接電流越大，鐵心的飽和程度越高，交流繞組起著焊接電流越大，鐵心的飽和程度越高，交流繞組起著電流正反

27、饋?zhàn)饔茫史Q之為全部?jī)?nèi)反饋磁放大器。電流正反饋?zhàn)饔茫史Q之為全部?jī)?nèi)反饋磁放大器。由于由于W16繞組在繞組在WC中產(chǎn)生的交變磁通相位不同而相中產(chǎn)生的交變磁通相位不同而相互抵消，因此不會(huì)影響直流控制繞組的正常工作。互抵消，因此不會(huì)影響直流控制繞組的正常工作。AfkfkNINffIK 第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器40INaP0P0oIf1NAIf1NAIf1NAP01m1m1m圖 5-25 全 反 饋 磁 放 大 器 鐵 心 中 磁 通 變 化 幅 度123UIIc0Ic=0Ic0，起始工作點(diǎn)在P0,外特性在更小電流下轉(zhuǎn)為平緩。IC0Ic=0Ic0Ic0Ic=0Ic S1）等速送絲電弧自身調(diào)

28、節(jié)等速送絲電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)的等熔化曲線系統(tǒng)的等熔化曲線這種這種 “L” 狀外狀外特性只能用于等特性只能用于等速送絲的熔化極速送絲的熔化極氣體保護(hù)焊，焊氣體保護(hù)焊，焊接電流大小由送接電流大小由送絲速度控制，調(diào)絲速度控制，調(diào)節(jié)節(jié) I c 大小主要大小主要是改變電弧電壓。是改變電弧電壓。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器4312- IcIc- Ic 1Ic 2oUf圖 5 - 2 7 全 反 饋 磁 放 大 器 式 弧 焊 整 流 器 的 調(diào) 節(jié) 特 性 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Uf的大小，不僅要的大小，不僅要改變改變IC的大小，而且要改變的大小，而且要改變IC的方向，對(duì)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的方向，對(duì)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)帶來很大

29、的不便。為此帶來很大的不便。為此在磁在磁放大器上增加一個(gè)偏移繞組放大器上增加一個(gè)偏移繞組Wp使其產(chǎn)生的磁勢(shì)與使其產(chǎn)生的磁勢(shì)與Ic相反相反。 偏移繞組的作用偏移繞組的作用是產(chǎn)生一個(gè)是產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的磁勢(shì)使調(diào)節(jié)負(fù)的磁勢(shì)使調(diào)節(jié)I IC C只改變大小不只改變大小不改變方向改變方向. .偏移繞組還有穩(wěn)定輸出偏移繞組還有穩(wěn)定輸出電壓與改善焊機(jī)的動(dòng)特性作用。電壓與改善焊機(jī)的動(dòng)特性作用。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器44主回路主回路控制電路控制電路電弧繼電器工作電路電弧繼電器工作電路過載保護(hù)電路過載保護(hù)電路第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器454.6.2 4.6.2 部分內(nèi)反饋磁放大器式弧焊整流器部分內(nèi)反

30、饋磁放大器式弧焊整流器VD2WA1IfWA2VD1RnRnWA4VD4WA3VD3WA6WA5RnVD5VD6MNRPURAMIcWCT圖5-32 電阻內(nèi)橋磁放大器式 弧焊整流器UfLK第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器46b) VD1和VD2都不導(dǎo)電時(shí)單一交流繞組中通過的是正負(fù)半波單一交流繞組中通過的是正負(fù)半波不對(duì)稱的交流，但總體焊接電流保不對(duì)稱的交流，但總體焊接電流保持穩(wěn)定。部分交流電流起反饋?zhàn)饔贸址€(wěn)定。部分交流電流起反饋?zhàn)饔?Rn減小，外特性變陡減小，外特性變陡 Rn增大，外特性下降變緩增大，外特性下降變緩 Rn+ 時(shí)，成為全部?jī)?nèi)反饋時(shí)，成為全部?jī)?nèi)反饋第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流

31、器47UoI123圖 5-36 內(nèi) 橋 磁 放 大 器 式 弧 焊 整 流 器 簡(jiǎn) 化 外 特 性 曲 線I IC1C1 I IC2C2 I IC3C3UfoIf圖5-37 內(nèi)橋磁放大器式弧焊整流器實(shí)際外特性曲線實(shí)際外特性曲線實(shí)際外特性曲線IfIc0部分內(nèi)反饋式部分內(nèi)反饋式電源的調(diào)節(jié)特性電源的調(diào)節(jié)特性無反饋式無反饋式可用于哪種可用于哪種焊接方法？焊接方法？控制電流控制電流Ic可以比可以比無反饋時(shí)小一些無反饋時(shí)小一些IC較小工作點(diǎn)在非飽和區(qū)RfIfULUf陡降外特性IC較大工作點(diǎn)在過渡區(qū) R較大 If較小陡降； R較小 If較大右邊進(jìn)入飽和區(qū)，左邊過渡區(qū)平緩； R很小 If很大左邊進(jìn)入非飽和區(qū)陡

32、降；第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器48圖539 ZXG-400型弧焊整流器電路圖第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器49磁放大器式弧焊整流器小結(jié)磁放大器式弧焊整流器小結(jié)磁放大器在硅弧焊整流器中是作為控制和調(diào)節(jié)元件。磁放大器在硅弧焊整流器中是作為控制和調(diào)節(jié)元件。通過控制鐵心的通過控制鐵心的磁飽和程度來調(diào)磁飽和程度來調(diào)節(jié)外特性形狀節(jié)外特性形狀改變改變焊接電流焊接電流電弧電壓電弧電壓第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器50Uf用于鎢極用于鎢極氬弧焊氬弧焊用于等速送用于等速送絲絲CO2焊焊用于手弧焊用于手弧焊或埋弧焊或埋弧焊P0 在飽和區(qū)段在飽和區(qū)段P0 在不飽和區(qū)段在不飽和區(qū)段P0 在過渡區(qū)段

33、在過渡區(qū)段第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器51磁放大器式弧焊整流器動(dòng)特性特點(diǎn)：1.短路電流上升率和峰值較大，而衰減較慢，造成引弧沖擊大和熔滴飛濺嚴(yán)重；2.從短路到負(fù)載時(shí)瞬態(tài)負(fù)載電流最小值較低，降低電弧穩(wěn)定性，減弱電弧的挺度和穿透力。產(chǎn)生原因： 多個(gè)繞組，電磁慣性較大所致防止措施：在主回路中串聯(lián)直流輸出電抗器第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器524.7 4.7 交直流兩用及脈沖式硅弧焊整流器交直流兩用及脈沖式硅弧焊整流器4.7.1 交直流兩用硅弧焊整流器交直流兩用硅弧焊整流器4.7.2 單相整流式脈沖弧焊電源4.7.3 磁放大器式脈沖弧焊電源第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器53交直流兩

34、用硅弧焊整流器 用直流（用直流（DC）焊接時(shí)，把交流（）焊接時(shí)，把交流（AC）輸出端）輸出端1、2短接，短接，從直流輸出端提供焊接電流。從直流輸出端提供焊接電流。具有下降特具有下降特性的交流弧性的交流弧焊變壓器焊變壓器單相橋式單相橋式整流器整流器電抗器電抗器 用交流（用交流（ACAC）焊接時(shí)，把直流（）焊接時(shí)，把直流（DCDC）輸出端短接，從）輸出端短接，從1 1、2 2兩端輸出交流電。兩端輸出交流電。第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器54并聯(lián)式單相整流脈沖弧焊電源并聯(lián)式單相整流脈沖弧焊電源可調(diào)并聯(lián)式單相整流脈沖弧焊電源可調(diào)并聯(lián)式單相整流脈沖弧焊電源 半波整流的脈沖電流頻率為半波整流的脈沖電

35、流頻率為50Hz,S50Hz,S合上時(shí)頻率為合上時(shí)頻率為l00Hzl00Hz。如果采。如果采用晶閘管整流，還可以調(diào)節(jié)內(nèi)脈沖用晶閘管整流，還可以調(diào)節(jié)內(nèi)脈沖寬度，從而調(diào)節(jié)脈沖幅度。寬度，從而調(diào)節(jié)脈沖幅度。采用兩臺(tái)二次電壓都不同的變壓器采用兩臺(tái)二次電壓都不同的變壓器各作為正負(fù)半周的交流電源，交替工各作為正負(fù)半周的交流電源，交替工作。二次電壓較高者提供脈沖電流；作。二次電壓較高者提供脈沖電流；二次電壓較低者提供基本電流。二次電壓較低者提供基本電流。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，基本電流和脈沖電流均可調(diào)節(jié)，使用可靠，成本低，但參數(shù)不多且相互影響兩個(gè)電源都采用平特性。用于等速送絲熔化極脈沖弧焊時(shí)，電弧穩(wěn)定，使用和調(diào)

36、節(jié)方便，但制造較復(fù)雜一般采用陡降特性的弧焊電源來提供基本電流，用平外特性的整流器來提供脈沖電流第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器554.7.3 4.7.3 磁放大器式脈沖弧焊電源磁放大器式脈沖弧焊電源 磁放大器式脈磁放大器式脈沖弧焊電源可以采沖弧焊電源可以采用主變壓器二次三用主變壓器二次三相電壓不平衡、三相電壓不平衡、三相磁放大器交流阻相磁放大器交流阻抗不平衡，或者為抗不平衡，或者為磁放大器輸入脈沖磁放大器輸入脈沖控制電流等方法而控制電流等方法而獲得脈沖電流。獲得脈沖電流。阻抗不平衡和三相電壓不平衡阻抗不平衡和三相電壓不平衡采用脈沖控制電流采用脈沖控制電流第四章 直流弧焊發(fā)電機(jī)與硅弧焊整流器56特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.脈沖電流和基本電流取自同一變壓器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)脈沖電流和基本電流取自同一變壓器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小單，體積小2.改變磁放大器的飽和程度，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)輸出改變磁放大器的飽和程度，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)輸出功率，調(diào)節(jié)參數(shù)容易，使用方便功率，調(diào)節(jié)參數(shù)容易，使用方便3.可做到一機(jī)多用可做到一機(jī)多用4.由于磁放大器的時(shí)間常數(shù)大，反應(yīng)速度慢，使由于磁放大器的時(shí)間常數(shù)大，反應(yīng)速度慢，使輸出電流脈沖的頻率收到限制。輸出電流脈沖的頻率收到限