数字式弧焊电源简介 王凯

7.6数字式控制弧焊电源简介机械工程王凯2015.11.17

7.6.1NBM-630IGBT逆变式微机控制多功能弧焊电源系统NBM-630IGBT逆变式微机控制多功能弧焊电源系统1.主要技术指标（1）网络电压

U1:380V、三相、50/60Hz（2）额定输入电流

Ife：53.9A（3）额定输入容量Se：35.5kVA（4）额定输入功率Pfe：32.2kW（5）额定焊接电流Ife：630A（6）焊接电流调整范围

Ifmin—Ifmax：50-630A（7）额定电弧电压

Ufe：44V（8）电弧电压调节范围

Ufmin—Ufmax:16-44V

（9）空载电压U0：75V（10）额定负载持续率

Fse：60%（10min）（11）额定输出功率Pfe:27.7kW（12）额定效率ηfe：86%（最高88%）（13）质量：75kg（14）外形尺寸：780mm×380mm×480mm2.逆变主电路

逆变主电路采用IGBT全桥逆变主回路，如图7-30所示，该回路的主要特征是变换功率大，逆变桥由两组模块中的四个大功率IGBT管VT1、VT2、VT3、VT4组成。通过脉宽调制（PWM）电路和驱动电路，使VT1、VT2、VT3、VT4按对边上的两对IGBT交替通断，向主变压器传递中频（20kHz）高压（540V）电能。3.控制回路

控制回路是以高通51系列单片机77E58为核心组成的控制系统，其控制框图如图7-31所示。4.电气特性（1）多种外特性该产品为适应多种弧焊方法、多种金属材料焊接需要，设计了多种外特性并可随时切换。恒压特性用于半自动/自动CO2/MAG焊接方法；恒流特性用于MMA、TIG焊接方法；“L”形外特性配合峰值恒流或恒压特性，可用于P-MIG焊接方法。（2）良好的动特性CO2焊接时，电源输出为恒压特性，借助电子电抗器对短路电流的disd/dt进行无级调节，实现最佳控制，从而使熔滴有节奏地平稳过渡到熔池中，减少飞溅，促使良好的焊缝形成。脉冲MIG焊接时，峰值电流和基值电流快速切换，频率可达500Hz。7.6.2TPS-5000场效应管式数字化多功能弧焊电源系统1.主要技术指标（1）网络电压

U1:400V、三相、50/60Hz（2）额定输入电流

Ife：34.5A（3）额定输入容量Se：22.7kVA（4）额定输入功率

Pfe：22.5kW（5）额定焊接电流

Ife：500A（6）焊接电流调整范围

Ifmin—Ifmax：

MIG/MAG/TIG3-500A,MMA10-500A（7）额定电弧电压Ufe：40VTPS-5000场效应管式数字化多功能弧焊电源系统（8）电弧电压调节范围Ufmin—Ufmax:MIG/MAG14.2-39.0V,MMA20.4-40.0VTIG10-30V

（9）空载电压U0：70V(10)额定负载持续率Fse：40%（10min/40℃）（11）额定输出功率Pfe:20kW（12）额定效率ηfe：89%（13）质量：35.6kg（14）外形尺寸：625mm×290mm×475mm2.逆变主电路 TPS-5000逆变主电路采用场效应管式双全桥并联电流型逆变主回路结构，如图7-34所示：三相交流电经EMI滤波及三相整流桥整流后的一次侧高压直流电，由电解电容C1和C2进行分压，提供给两路全桥逆变电路进行变换。3.控制回路

TPS-5000弧焊逆变器实现全数字化控制，其控制核心采用了数字信号处理器（DSP）+16位微计算机+现场可编程逻辑阵列（FPGA）的典型应用架构。DSP芯片采用美国模拟器件公司（AnalogDevice）的DSP-2186芯片，该芯片最高数据处理能力为80MIPS，主要用于实时采样电弧电压、电流信号，经过数字PID运算后，由控制数字式PWM发生器改变输出大小，从而形成电流、电压的数字闭环控制回路，对弧焊逆变器的输出外特性及动特性进行数字闭环伺服控制。图7-35TPS-5000的DSP控制框图4.电气特性 TPS-5000弧焊逆变器通过数字闭环控制，可以输出恒压、恒流、恒功率特性及可编程0.1A/V-20A/V斜降特性等多种外特性，如图7-36a所示。