場效應管逆變焊機的特點 - 電焊機之IGBT系列焊機工作原理

　　由于場效應管的突出優(yōu)點，用場效應管作逆變器的開關(guān)器件時，可以把開關(guān)頻率設(shè)計得很高，以提高轉(zhuǎn)換效率和節(jié)省成本(使用高頻率變壓器以減小焊機的體積，使焊機向小型化，微型化方便使用。(高頻變壓器與低頻變壓器的比較見第三章《逆變弧焊電源整機方框圖》。

　　但無論弧焊機還是切割機，它們的工作電流都很大。使用一個場效應管滿足不了焊機對電流的需求，一般采用多只并聯(lián)的形式來提高焊機電源的輸出電流。這樣既增加了成本，又降低了電路的穩(wěn)定性和可靠性。

　　二、 IGBT焊機的特點

　　IGBT焊機指的是使用IGBT作為逆變器開關(guān)器件的弧焊機。由于IGBT的開關(guān)頻率較低，電流大，焊機使用的主變壓器、濾波、儲能電容、電抗器等電子器件都較場效應管焊機有很大不同，不但體積增大，各類技術(shù)參數(shù)也改變了。

　　三、 IGBT焊機工作原理：

　　半橋逆變電路工作原理如圖11.2

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　　工作原理：

　　①tl時間：開關(guān)K1導通，K2截止，電流方向如圖中①，電源給主變T供電，并給電容C2充電。

　　②t2時間：開關(guān)K1、K2都截止，負截無電流通過(死區(qū))。

　?、踭3時間：開關(guān)K1截止，K2導通，電容C2向負載放電。

　?、躷4時間：開關(guān)K1、K2均截止，又形成死區(qū)。如此反復在負載上就得到了如圖11.3的電流，實現(xiàn)了逆變的目的。

　　2、IGBT焊機的工作原理

　?、?電源供給：

　　和場效應管作逆變開關(guān)的焊機一樣，焊機電源由市電供給，經(jīng)整流、濾波后供給逆變器。

　?、?逆變：

　　由于IGBT的工作電流大，可采用半橋逆變的形式，以IGBT作為開關(guān)，其開通與關(guān)閉由驅(qū)動信號控制。

　?、?驅(qū)動信號的產(chǎn)生：

　　驅(qū)動信號仍然采用處理脈寬調(diào)制器輸出信號的形式。使得兩路驅(qū)動信號的相位錯開(有死區(qū))，以防止兩個開關(guān)管同時導通而產(chǎn)生過大電流損壞開關(guān)管。驅(qū)動信號的中點同樣下沉一定幅度，以防干擾使開關(guān)管誤導通。

　?、?保護電路：

　　IGBT焊機也設(shè)置了過流、過壓、過熱保護等，有些機型也有截流，以保證焊機及人身安全，其工作原理與場效應管焊機相似。

　　逆變與整流是兩個相反的概念，整流是把交流電變換為直流電的過程，而逆變則使把直流電改變?yōu)榻涣麟姷倪^程，采用逆變技術(shù)的弧焊電源稱為逆變焊機。逆變過程需要大功率電子開關(guān)器件，采用絕緣柵雙極晶體管IGBT作為開關(guān)器件的逆變焊機成為IGBT逆變焊機。

　　逆變焊機的工作過程如下：將三相或單相工頻交流電整流，經(jīng)濾波后得到一個較平滑的直流電，由IGBT組成的逆變電路將該直流電變?yōu)閹资甂HZ的交流電，經(jīng)主變壓器降壓后，再經(jīng)整流濾波獲得平穩(wěn)的直流輸出焊接電流。

　　逆變電焊機優(yōu)點：由于逆變工作頻率很高，所以主變壓器的鐵心截面積和線圈匝數(shù)大大減少，因此，逆變焊機可以在很大程度上節(jié)省金屬材料，減少外形尺寸及重量，大大減少電能損耗，更重要的是，逆變焊機能夠在微妙級的時間內(nèi)對輸出電流進行調(diào)整，所以就能實現(xiàn)焊接過程所要求的理想控制過程，獲得滿意的焊接效果。