第五章晶闸管弧焊整流器PPT讲稿.ppt

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1、第五章晶闸管弧焊整流器第五章 晶闸管弧焊整流器1第1页，共72页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 概述概述第二节第二节 主电路主电路第三节第三节 触发电路触发电路第四节第四节 外特性控制电路外特性控制电路第五节第五节 晶闸管式弧焊整流器典型产品介绍晶闸管式弧焊整流器典型产品介绍第六节第六节 晶闸管式脉冲及矩形波交流弧焊电源晶闸管式脉冲及矩形波交流弧焊电源第2页，共72页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 概述概述二极管：一个PN结三极管：PNP，NPN晶闸管：两个PN结 阳极A 阴极K 控制极G P N P N A G N N P P KPN一个晶闸管等效为两个三极管。一个晶闸管等效

2、为两个三极管。第3页，共72页，编辑于2022年，星期三 晶闸管导通条件：晶闸管导通条件：1）晶闸管）晶闸管阳极加上正向电压阳极加上正向电压U；2）控制极控制极加上适当的加上适当的同步正向触发电压同步正向触发电压Ug。晶闸管导通后，只要正向电流晶闸管导通后，只要正向电流 I 的大小等于或大的大小等于或大于晶闸管的维持电流，即使去掉控制极上的触发电于晶闸管的维持电流，即使去掉控制极上的触发电压压 Ug，晶闸管也仍然维持导通状态。，晶闸管也仍然维持导通状态。晶闸管关断方法：晶闸管关断方法：1）使晶闸管的阳极电流低于维持电流或切断）使晶闸管的阳极电流低于维持电流或切断阳极电流（适合于低频电路）。阳极

3、电流（适合于低频电路）。2）在晶闸管阳极和阴极之间加一反向电压在晶闸管阳极和阴极之间加一反向电压（常用的方法）。（常用的方法）。第4页，共72页，编辑于2022年，星期三图图5-1 晶闸管式弧焊整流器基本原理图晶闸管式弧焊整流器基本原理图晶闸管式弧焊整流器的主要组成晶闸管式弧焊整流器的主要组成第5页，共72页，编辑于2022年，星期三 晶闸管整流器的主要特点晶闸管整流器的主要特点 1.动特性好，响应速度快动特性好，响应速度快 2.控制性能好控制性能好 3.调节特性好调节特性好 4.节能、省材节能、省材第6页，共72页，编辑于2022年，星期三第二节 晶闸管式弧焊整流器主电路一、一、三相桥式半控

4、整流电路三相桥式半控整流电路二、二、三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路三、三、六相半波整流电路六相半波整流电路四、四、带平衡电抗器双反星形可控整流电路带平衡电抗器双反星形可控整流电路第7页，共72页，编辑于2022年，星期三一、三相桥式半控整流电路1.1.电阻性负载电阻性负载2.2.电阻电感性负载电阻电感性负载 第8页，共72页，编辑于2022年，星期三1 1、电阻性负载电阻性负载 =0=60 VT1、3、5：三个共阴极晶闸管，其三个共阴极晶闸管，其管子导通规律是阳极电位最高且控制管子导通规律是阳极电位最高且控制极加有有效脉冲的管子导通；极加有有效脉冲的管子导通；VD2、4、6：三个共阳

5、极二极管，三个共阳极二极管，其管子导通规律是阴极电位最低的其管子导通规律是阴极电位最低的管子导通。管子导通。第9页，共72页，编辑于2022年，星期三三个二极管导通情况三个二极管导通情况三个晶闸管导通情况三个晶闸管导通情况负载电压为三相电压信号上包络线与下包络线之差。负载电压为三相电压信号上包络线与下包络线之差。控制角控制角 =0第10页，共72页，编辑于2022年，星期三6060 后便会后便会发发生波形不生波形不连续连续了了。Ufz 控制角控制角 =60三个晶闸管导通情况三个晶闸管导通情况 t1 时，三个共阴极晶闸管中VT1阳极电位Ua最高，VT1导通，其电位钳位到VT3、VT5的阴极，使V

6、T5的阴极电位比阳极电位高而截止。t1 至t3中点处之后，出现UbUa，但仍然是VT1导通，是因为此时尽管Ub最大，但VT3触发端没加触发脉冲，故仍截止。t3时，VT3阳极电位Ub最高，且控制极加触发脉冲，VT3导通；VT3导通后阳极电位钳位到VT1阴极使它截止。每个管子导通角为120，导通顺序为1、3、5循环三个二极管导通情况三个二极管导通情况t2时，Uc最低，对应的二极管VD6导通，导通后Uc钳位到VD2、VD4阳极使VD2、VD4截止。依次类推每个管子导通角为120。管子导通顺序为6、2、4、6循环。负载电压为：负载电压为：Ufz =1.17 U2(1+cos)U2是相电压的有效值。是相

7、电压的有效值。电阻性负载三相桥式半控整流电路的电流波形在一个周期中只有三个波电阻性负载三相桥式半控整流电路的电流波形在一个周期中只有三个波峰，脉动大，甚至出现不连续，因此不能满足弧焊要求。峰，脉动大，甚至出现不连续，因此不能满足弧焊要求。第11页，共72页，编辑于2022年，星期三VD7 2、电阻电感性负载L足够大时，负载电压足够大时，负载电压 Uf z 为零时，为零时，负载电流减少产生自感电势负载电流减少产生自感电势，i f z不中止。在不中止。在VT1、VD6继续导通。至继续导通。至 t3时，虽然时，虽然Uac=0，但二极管中由但二极管中由VD6自然换相为自然换相为VD2导通，于是导通，于

8、是L、Rfz、VD2和和VT1之间构成回路，由之间构成回路，由L上的自感电动势继续为上的自感电动势继续为VT1提供正提供正向电压使其不能及时关断。向电压使其不能及时关断。VT1继续继续导通多长时间取决于导通多长时间取决于L中存储的能量中存储的能量的大小，甚至延长到的大小，甚至延长到VT3被触发为止。被触发为止。与纯电阻负载相比，晶闸管的与纯电阻负载相比，晶闸管的导通角失控，不能正常关断。导通角失控，不能正常关断。避免失控的方法：避免失控的方法：在负载两端接上在负载两端接上续流二续流二极管极管VD7，这样当整流电压间这样当整流电压间断时，由断时，由L、Rfz和和VD7构成构成回路续流，既使回路续

9、流，既使ifz不中止，又不中止，又使晶闸管按时关断。使晶闸管按时关断。第12页，共72页，编辑于2022年，星期三二、三相桥式全控整流电路 电阻性负载电阻性负载 电阻电感性负载电阻电感性负载第13页，共72页，编辑于2022年，星期三电阻性负载电阻性负载控制角 =0 各晶闸管分别导通各晶闸管分别导通120第14页，共72页，编辑于2022年，星期三控制角控制角 =0时时的触的触发发脉冲信号脉冲信号第15页，共72页，编辑于2022年，星期三电阻性负载三相桥式全控电路a=60时负载电压波形时负载电压波形各晶闸管依然分别导通各晶闸管依然分别导通120，但输出功率降低。，但输出功率降低。第16页，共

10、72页，编辑于2022年，星期三电阻性负载三相桥式全控电路电阻性负载三相桥式全控电路a=90时时的负载电压波形的负载电压波形各晶闸管导通时间不足各晶闸管导通时间不足120，输出波形不再连续。，输出波形不再连续。第17页，共72页，编辑于2022年，星期三 电阻电感性负载电阻电感性负载三相桥式全控整流电路的负载电压平均值：Ud=2.34 U2 cos第18页，共72页，编辑于2022年，星期三三、六相半波整流电路铁心有三个心柱，每个铁心有三个心柱，每个心柱上各有一个一次绕心柱上各有一个一次绕组和两个二次绕组（如组和两个二次绕组（如a和和-a），两个二次绕组的），两个二次绕组的非同名端相连。非同名

11、端相连。只要控制级有触发信号，只要控制级有触发信号，六个共阴极晶闸管的导通六个共阴极晶闸管的导通规律是阳极电位最高的管规律是阳极电位最高的管子导通。只需单管导通即子导通。只需单管导通即可构成回路。六个管子轮可构成回路。六个管子轮流导通。流导通。第19页，共72页，编辑于2022年，星期三 电阻性负载电阻性负载 =0 相电压相电压60时为自然换相点。时为自然换相点。六个管子轮流导通各六个管子轮流导通各60 。bufz-ca-b-bc-aat0-ct1t2t3t4t5t6t1t2a）ufz波形612345612b）晶闸管导电顺序图6-20 a=0时六相半波可控整流波形第20页，共72页，编辑于20

12、22年，星期三=60时时 六相半波可控整流波形六相半波可控整流波形6060 后后,便会便会发发生生波形不波形不连续连续了了。=120时，时，输出电压输出电压 Ufz=0第21页，共72页，编辑于2022年，星期三（2）电阻电感性负载）电阻电感性负载六相半波整流电路的负载电压平均值：六相半波整流电路的负载电压平均值：Ud=1.35U2cos =0 时，时，Ufz=1.35U2；=90时，时，Ufz =0第22页，共72页，编辑于2022年，星期三四、带平衡电抗器双反星形可控整流电路1、组成2、平衡电抗器LB的作用3、管子导通的波形图4、不同控制角情况下波形图5、晶闸管弧焊整流器主电路的比较第23

13、页，共72页，编辑于2022年，星期三VT1、3、5VT4、6、2VT1、3、5组成三相半波整流电路，称为正极性组；组成三相半波整流电路，称为正极性组；VT2、4、6组成三相半波整流电路，称为反极性组。组成三相半波整流电路，称为反极性组。平衡电抗器平衡电抗器第24页，共72页，编辑于2022年，星期三（1）将将LB短接短接 成六相半波整流电路。=0，t1+时Ua最高，U-b次高，VT1导通后因 Ua U-b，故VT6承受反向电压而截止。平衡电抗器平衡电抗器LB的作用的作用第25页，共72页，编辑于2022年，星期三 （2）接入）接入LB t1+时时Ua最高，最高，VT1导通，电流导通，电流通过

14、通过LB的的OM流至负载，在流至负载，在OM上产生的电势极性是右正左负。上产生的电势极性是右正左负。在在ON上也是右正左负。上也是右正左负。UOM与与Ua极性相反，使极性相反，使VT1的阳极电位降低的阳极电位降低了了UOM；而；而UON与与U-b极性相同，使极性相同，使VT6的阳极电位提高了的阳极电位提高了UON。从而。从而使使VTI、VT6阳极电位相同而同时阳极电位相同而同时导通。导通。UON=UOM=（Ua-U-b）/2第26页，共72页，编辑于2022年，星期三VT1、3、5VT4、6、2 t2+时时 当当Ua过了峰值之后至过了峰值之后至wt2之前，之前，反极性组中反极性组中u-c高于高

15、于u-b，于是，于是VT2导通而导通而VT6关断，则该阶段由关断，则该阶段由VT1、VT2同时导通。同时导通。过了过了wt2之后之后u-c电压最高，电压最高，VT2继续导通且该继续导通且该支路电流较大，于是支路电流较大，于是LB的感应的电动势极性的感应的电动势极性如右所示。如右所示。借此提高了借此提高了M点与点与VT1阳极电位，阳极电位，而降低了而降低了N点与点与VT2阳极电位，使阳极电位，使二者阳极电位趋于相等。因而二者阳极电位趋于相等。因而VT1继续导通。直到过了继续导通。直到过了U-c的峰值之的峰值之后，则正极性组中后，则正极性组中Ub电压最高，于电压最高，于是是VT3导通，导通，VT1

16、关断，由关断，由VT3与与VT2同时导通。同时导通。第27页，共72页，编辑于2022年，星期三 特特 点：点：1）每个整流元件最）每个整流元件最大导通角为大导通角为120度，度，负载电流负载电流Ifz同时由同时由两个整流元件和两两个整流元件和两个变压器组提供，个变压器组提供，提高了利用率，也提高了利用率，也提高了电源功率。提高了电源功率。2）负载电压瞬时值等于与导通管相应的两相电压瞬时值的平均值。3）平衡电抗器两端电压近似于三角波，频率为电网电压的三倍。第28页，共72页，编辑于2022年，星期三4、不同控制角情况下波形图=30 第29页，共72页，编辑于2022年，星期三 =60 第30页

17、，共72页，编辑于2022年，星期三uMPtabcduNP-a-c-bt-ca-b=90 带平衡电抗器双反星带平衡电抗器双反星形整流电路的负载电形整流电路的负载电压平均值：压平均值：Ud=1.17U2cos 第31页，共72页，编辑于2022年，星期三 带平衡电抗器双反星形整流器的特点带平衡电抗器双反星形整流器的特点 （1）它相当于两组三相半波整流电路并联，各相电流流通时间可达）它相当于两组三相半波整流电路并联，各相电流流通时间可达120，因此变压器和整流元件的利用率高。每个晶闸管只分担六分之一负，因此变压器和整流元件的利用率高。每个晶闸管只分担六分之一负载电流。载电流。（2）触发电路比三相桥

18、式半控整流电路的复杂，比三相桥式全）触发电路比三相桥式半控整流电路的复杂，比三相桥式全控整流电路的简单。控整流电路的简单。（3）整流电压波形为每个周波六个波峰，其脉动程度较小，因此输出）整流电压波形为每个周波六个波峰，其脉动程度较小，因此输出电抗器体积较小。电抗器体积较小。（4）应避免铁心被直流成分所磁化，要求两组整流电路的参数（变压器）应避免铁心被直流成分所磁化，要求两组整流电路的参数（变压器匝数和漏感）应基本对称。匝数和漏感）应基本对称。第32页，共72页，编辑于2022年，星期三晶闸管弧焊整流器主电路比较晶闸管弧焊整流器主电路比较30第33页，共72页，编辑于2022年，星期三第三节 触

19、发电路一、对触发电路的要求二、需要的触发电路套数三、单结晶体管触发电路四、晶体管触发电路 第34页，共72页，编辑于2022年，星期三 一、对触发电路的要求 1.生成生成足够功率足够功率的触发脉冲。的触发脉冲。2.触发脉冲与晶闸管的阳极电压触发脉冲与晶闸管的阳极电压必须同步必须同步。3.触发脉冲触发脉冲应能移相应能移相并达到要求的移相范围。并达到要求的移相范围。三相桥式全控、带平衡电抗器双反星形与六相半波三相桥式全控、带平衡电抗器双反星形与六相半波可控整流电路要求触发脉冲移相范围为可控整流电路要求触发脉冲移相范围为090度；三度；三相桥式半控整流电路触发脉冲移相范围为相桥式半控整流电路触发脉冲

20、移相范围为0180度。度。第35页，共72页，编辑于2022年，星期三 二、需要的触发电路套数二、需要的触发电路套数 1.六套六套 移相范围为移相范围为090度度 主电路适用的形式：三相桥式全控、六相半波可主电路适用的形式：三相桥式全控、六相半波可控整流电路。控整流电路。适用于适用于ZDK-500型、型、GS400SS型弧焊整流器。型弧焊整流器。缺点：触发套数过多，难以保证三相电路平衡，缺点：触发套数过多，难以保证三相电路平衡，增加电路故障的可能性。增加电路故障的可能性。第36页，共72页，编辑于2022年，星期三2.三套三套第37页，共72页，编辑于2022年，星期三3.两套两套一套触发正极

21、性组一套触发正极性组a、b、c所对应的晶闸管所对应的晶闸管VT1、3、5；另一套触发另一套触发负极性组负极性组-a、-b、-c所对应的晶闸管所对应的晶闸管VT2、4、6。当第一个触发脉冲当第一个触发脉冲Ug1出现时，出现时，Ua最负，使最负，使VT1导通，其正向电压很小，且电导通，其正向电压很小，且电阻阻R上的压降忽略不计，因而上的压降忽略不计，因而Q点的电位近似为点的电位近似为Ua。VT5、VT3承受反向压降承受反向压降而截止。因而而截止。因而VT阳极不与阳极不与VT3、5的阴极相通。的阴极相通。VT承受相隔承受相隔120度的一系列脉冲触发。在度的一系列脉冲触发。在wt1+时时VT触发脉冲触

22、发脉冲1使使VT导通，从导通，从而使而使VT1控制极承受其阳极电压控制极承受其阳极电压ua的一部分，也导通。的一部分，也导通。VT1一旦导通，其正向压降只有一旦导通，其正向压降只有1V左右，不足以维持左右，不足以维持VT继续导通，而使继续导通，而使其关断，为触发另一晶闸管做准备。其关断，为触发另一晶闸管做准备。wt2+时，脉冲时，脉冲2触发触发VT，ub最负，最负，VT3导通。最后导通。最后VT5导通导通Q第38页，共72页，编辑于2022年，星期三 三、单结晶体管触发电路三、单结晶体管触发电路 1.1.单结晶体管单结晶体管 一个一个PN结，两个基极。结，两个基极。B2 RB2 E RB1 B

23、1B2B1E单结晶体管导通原理单结晶体管导通原理第39页，共72页，编辑于2022年，星期三2.ZX52.ZX5系列晶闸管弧焊整流器的触发电路系列晶闸管弧焊整流器的触发电路 脉冲产生与移相电路同步信号产生电路第40页，共72页，编辑于2022年，星期三 脉冲产生与移相原理脉冲产生与移相原理 当当Uk输入负值时，晶体管输入负值时，晶体管V3、V4导通，导通，C4、C5充电，充电，到达到达VU1、VU2的峰值电压的峰值电压时，时，VU1、VU2导通。由于导通。由于C4 和和VU1、C5和和VU2组成驰骋振组成驰骋振荡电路，荡电路，C4、C5不断的进行不断的进行充放点，在脉冲变压器充放点，在脉冲变压

24、器T4、T3两端产生两套触发脉冲。两端产生两套触发脉冲。移相原理：移相原理：Uk越负，则越负，则C4、C5充电越快，产生第一个充电越快，产生第一个脉冲越早，主电路中相应脉冲越早，主电路中相应的晶闸管的控制角就越小；的晶闸管的控制角就越小；反之控制角越大。因而控反之控制角越大。因而控制制Uk的大小就控制了脉冲的大小就控制了脉冲的移相。的移相。Uk值确定控制角的大小值确定控制角的大小第41页，共72页，编辑于2022年，星期三 同步电路的工作原理同步电路的工作原理 要求产生两套触发脉冲，同套之间相邻脉冲相位相差要求产生两套触发脉冲，同套之间相邻脉冲相位相差120度，两套之间相邻脉冲之间相位度，两套

25、之间相邻脉冲之间相位相差相差60度。通过度。通过C4、C5两端各并联一个晶体管两端各并联一个晶体管V1、V2，控制，控制C4、C5的充放电实现的充放电实现。在各自的同步点上，由同步信号使在各自的同步点上，由同步信号使V1、V2瞬间饱和导通，则瞬间饱和导通，则C4、C5 瞬即放完电瞬即放完电，起清零作用，以便在同步点后按，起清零作用，以便在同步点后按Uk 确定的速度从零开始充电。这样产生第一确定的速度从零开始充电。这样产生第一个有效脉冲。个有效脉冲。1）T2三相次极电压信号三相次极电压信号Ua、Ub、Uc经经R1-3分压，分压，VS1-6正、反方向双向正、反方向双向稳压，在稳压，在10、11、1

26、2对点对点13之间各得正、反方向矩形波如下图所之间各得正、反方向矩形波如下图所示。示。2）各矩形波经过各矩形波经过C1-3、R58构成的微分电路，在正矩形波的上升沿、负构成的微分电路，在正矩形波的上升沿、负矩形波的下降沿分别产生尖的脉冲与负脉冲信号。矩形波的下降沿分别产生尖的脉冲与负脉冲信号。3）每个每个正脉冲（或负脉冲）之间相差正脉冲（或负脉冲）之间相差120度度。4）在在R58上产生正、负脉冲相间，相位相差上产生正、负脉冲相间，相位相差60度的脉冲信号。度的脉冲信号。5）正脉冲经正脉冲经VD1、VD4连接到连接到V1的基极；负脉冲经的基极；负脉冲经VD3、VD2连接到连接到V2的基极，控制

27、的基极，控制V1、V2的导通，从而满足同步要求。的导通，从而满足同步要求。第42页，共72页，编辑于2022年，星期三第43页，共72页，编辑于2022年，星期三 四、晶体管触发电路（同步电压为正弦波的触发电路）（同步电压为正弦波的触发电路）V1（开关）、开关）、V2（跟随器）、跟随器）、V3（功放），功放），TI（脉冲变压器）脉冲变压器）Uy（直流电源电压），直流电源电压），Uk（直流控制电压），直流控制电压），Ut（同步电压）同步电压）第44页，共72页，编辑于2022年，星期三 （1）触发脉冲的产生原理触发脉冲的产生原理第45页，共72页，编辑于2022年，星期三（2）脉冲的移相脉冲的移

28、相第46页，共72页，编辑于2022年，星期三（3）同步电压的产生同步电压的产生第47页，共72页，编辑于2022年，星期三第48页，共72页，编辑于2022年，星期三第四节 外特性控制电路一、闭环控制基本原理一、闭环控制基本原理二、闭环控制电路举例二、闭环控制电路举例第49页，共72页，编辑于2022年，星期三晶闸管式弧焊整流器开环控制框图控制电压控制电压Uk系统传递函数系统传递函数电源的等效内阻电源的等效内阻Rf为负载电阻为负载电阻第50页，共72页，编辑于2022年，星期三晶闸管式弧焊整流器的闭环特性晶闸管式弧焊整流器的闭环特性 f=0k-f0外特性控制方程：外特性控制方程：Uk =Uk

29、 u+Uk i=Am（Ug u -m Uf）+An（Ugi -n If）陡降特性弧焊电源外特性曲线陡降特性弧焊电源外特性曲线电流、电压负反馈外特性电流、电压负反馈外特性常用外特性常用外特性弧压负反馈弧压负反馈电流负反馈电流负反馈第51页，共72页，编辑于2022年，星期三 不同外特性控制原理：不同外特性控制原理：（1）恒流外特性：）恒流外特性：只采用电流负反馈只采用电流负反馈 An（Ug i n If）=0 I f =U g i （2）恒压外特性：）恒压外特性：只采用电压负反馈只采用电压负反馈 Am（Ug u m Uf）=0 Uf =Ug u （3）混合反馈：）混合反馈：1）采用电流与电压联合

30、反馈采用电流与电压联合反馈 Am(U g u m Uf)+An(Ug i -n I f)=0 2）按电压大小采用反馈按电压大小采用反馈 当电压大于一定值时只采用电流负反馈，当电压大于一定值时只采用电流负反馈，当电压小于一定值时采用电压与电流联合反馈形式。当电压小于一定值时采用电压与电流联合反馈形式。第52页，共72页，编辑于2022年，星期三 只用电压负反馈只用电压负反馈只用电流负反馈只用电流负反馈用电流截止负反馈用电流截止负反馈同时采用电流、同时采用电流、电压负反馈电压负反馈上端采用电流负反馈，上端采用电流负反馈，下端同时采用电流负下端同时采用电流负 反馈与电压负反馈。反馈与电压负反馈。采用

31、闭环控制后所获得的外特性第53页，共72页，编辑于2022年，星期三外特性控制电路外特性控制电路a)分流器采样与放大电路分流器采样与放大电路b)误差放大器电路误差放大器电路Uk=-R1/R2(Ugi-Ufi)电流采样反馈控制电路（陡降外特性）电流采样反馈控制电路（陡降外特性）Uk=-k（Ugi n If）第54页，共72页，编辑于2022年，星期三电压反馈控制电路（电压反馈控制电路（平特性控制电路）第55页，共72页，编辑于2022年，星期三电流负反馈带截止电流负反馈带截止 145点与接地之间接有稳压管点与接地之间接有稳压管VS7，使电流负反馈带截止。使电流负反馈带截止。If很很小时，小时，|

32、Uk|很大，若很大，若|Uk|大于大于VS7的稳压值，的稳压值，145点与接地间的电点与接地间的电压将维持为压将维持为VS7的稳压值，即电流的稳压值，即电流负反馈作用被截止。只有在负反馈作用被截止。只有在If达到达到某个临界电流值之后，使某个临界电流值之后，使|Uk|小小于于VS7的稳压值时，的稳压值时，145点与接地的点与接地的电压才与电压才与nIf有关，才有电流负反有关，才有电流负反馈作用。馈作用。电流截止负反馈电流截止负反馈Uk =Am（Ug u -m Uf）+An（Ugi -n If）第56页，共72页，编辑于2022年，星期三第六节 晶闸管式脉冲及矩形波交流弧焊电源一、晶闸管式脉冲弧

33、焊电源一、晶闸管式脉冲弧焊电源二、晶闸管式矩形波交流弧焊电源二、晶闸管式矩形波交流弧焊电源以晶闸管作为开关产生脉冲波形的弧焊电源。以晶闸管作为开关产生脉冲波形的弧焊电源。第57页，共72页，编辑于2022年，星期三一、晶闸管式脉冲弧焊电源一、晶闸管式脉冲弧焊电源 晶闸管给定值式脉冲弧焊电源晶闸管给定值式脉冲弧焊电源 晶闸管断续器式脉冲弧焊电源晶闸管断续器式脉冲弧焊电源第58页，共72页，编辑于2022年，星期三 其控制电路与晶闸管式弧焊整流器基本相同。不同之处在于控制其控制电路与晶闸管式弧焊整流器基本相同。不同之处在于控制电路中比较环节的电路中比较环节的给定值为脉冲电压，而不是直流电压。给定值

34、为脉冲电压，而不是直流电压。第59页，共72页，编辑于2022年，星期三晶闸管断续器式脉冲弧焊电源晶闸管断续器式脉冲弧焊电源按晶闸管断续器的结构形式可分为两类：按晶闸管断续器的结构形式可分为两类：双电源式双电源式单电源式单电源式交流断续器交流断续器直流断续器直流断续器第60页，共72页，编辑于2022年，星期三 串连式串连式并连式并连式 由并联工作的两个电源由并联工作的两个电源供电。基本电流由额定电供电。基本电流由额定电流较小的直流电源供电；流较小的直流电源供电；脉冲电流由直流弧焊电源脉冲电流由直流弧焊电源(弧焊整流器或直流弧焊弧焊整流器或直流弧焊发电机发电机)和晶闸管断续器和晶闸管断续器串联

35、或并联组成的电源装串联或并联组成的电源装置供电，其额定电流较大。置供电，其额定电流较大。第61页，共72页，编辑于2022年，星期三采用单电源直流断续器的晶闸管式脉冲弧焊电源采用单电源直流断续器的晶闸管式脉冲弧焊电源晶闸管直流断续器晶闸管直流断续器输出电流波形输出电流波形直直流流弧弧焊焊电电源源第62页，共72页，编辑于2022年，星期三晶闸管式矩形波交流弧焊电源矩形波交流弧焊电源又称方波交流弧焊电源。矩形波交流弧焊电源又称方波交流弧焊电源。常用于铝合金交流钨极氩弧焊。常用于铝合金交流钨极氩弧焊。晶闸管桥的开关直流电抗器的储能正弦波交流电流矩形波交流电流逆变器式逆变器式晶闸管电抗器式晶闸管电抗

36、器式数字开关式数字开关式 与单相桥式全控整流电路相比较，不是把电弧放在直流一与单相桥式全控整流电路相比较，不是把电弧放在直流一侧与侧与DK相串联，而是将其放在交流一侧与变压器二次绕组相串相串联，而是将其放在交流一侧与变压器二次绕组相串联。联。DK是带有间隙的电抗器，由于其电感量很大，具有储能及是带有间隙的电抗器，由于其电感量很大，具有储能及续流作用，从而保证了小电流的连续性。续流作用，从而保证了小电流的连续性。第63页，共72页，编辑于2022年，星期三第五节第五节 晶闸管式弧焊整流器典型产品介绍晶闸管式弧焊整流器典型产品介绍ZX5系列晶闸管式弧焊整流器系列晶闸管式弧焊整流器 由主电路、触发电

37、路与控制电路组成。由主电路、触发电路与控制电路组成。主电路为带平衡电抗器双反星形形式。主电路为带平衡电抗器双反星形形式。触发电路为单结晶体管触发电路。触发电路为单结晶体管触发电路。第64页，共72页，编辑于2022年，星期三图图5-66 ZX5-400型晶闸管式弧焊整流器电气原理图型晶闸管式弧焊整流器电气原理图交流接触器，用于接通与断开主电路交流接触器，用于接通与断开主电路主变压器的一次为星形连接主变压器的一次为星形连接二次为带平衡电抗器的双反星形连接二次为带平衡电抗器的双反星形连接六只晶闸管均采用共阳极接法，有利于散热与触发六只晶闸管均采用共阳极接法，有利于散热与触发电风扇电风扇第65页，共

38、72页，编辑于2022年，星期三图图5-67 控制电路简化图控制电路简化图晶闸管移项触发电路晶闸管移项触发电路UK送至图送至图5-30中产生触中产生触发脉冲分别触发图发脉冲分别触发图5-66中中V7与与V8 外特性控制电路外特性控制电路从从RS上获得电流反馈控制上获得电流反馈控制信号，经信号，经 N3放大后与放大后与Ug相加、相加、放大、输出，起电流截止负放大、输出，起电流截止负反馈。反馈。引弧控制电路引弧控制电路电弧推力控制电路电弧推力控制电路A接弧焊电源正的输出端接弧焊电源正的输出端第66页，共72页，编辑于2022年，星期三ZX5-250 型晶闸管式弧焊整流器外特性型晶闸管式弧焊整流器外

39、特性第67页，共72页，编辑于2022年，星期三ZX5 的脉冲的脉冲产生与移相电路产生与移相电路MNPQ第68页，共72页，编辑于2022年，星期三单结晶体管导通原理单结晶体管导通原理 电源电源 UC 通过通过Rp、RE 对电容充电，当充电电压对电容充电，当充电电压 UE 达到达到 Up 时时管子管子导导通，之后随通，之后随 IE 增大，增大，UE下降，当下降，当UE下降到下降到 Uv 时时管子恢复截止。管子恢复截止。该过该过程中在程中在 RB 两端可两端可获获得一个得一个电压电压脉冲脉冲信号信号Ug ，该该信号可用来作信号可用来作为为晶晶闸闸管控制极的触管控制极的触发发信号。信号。电电容容

40、C 反复充、放反复充、放电电，单结晶体管周期性单结晶体管周期性导导通，由此通，由此获获得一个个控制信号得一个个控制信号。调节调节Rp 上上抽抽头头位置可位置可改变对电容的充电速度改变对电容的充电速度，从而改变触发信号的相位。从而改变触发信号的相位。负阻区饱和区截止区IEUEUpUVRpUERERB1RB2UBBIEDRBUgUC单结晶体管单结晶体管第69页，共72页，编辑于2022年，星期三本章结束本章结束第70页，共72页，编辑于2022年，星期三第五章第五章 思考题思考题1、试分析比较晶闸管弧焊整流器四种不同形式主电路的特点，并指出带、试分析比较晶闸管弧焊整流器四种不同形式主电路的特点，并

41、指出带平衡电抗器的双反星形主电路的优点。平衡电抗器的双反星形主电路的优点。2、阐述晶闸管弧焊整流器对与主电路相配的触发电路的要求；触发电路、阐述晶闸管弧焊整流器对与主电路相配的触发电路的要求；触发电路的套数有哪几种选择？选用两套触发电路的主电路应该是什么型式，触的套数有哪几种选择？选用两套触发电路的主电路应该是什么型式，触发脉冲如何分配？发脉冲如何分配？3、参照图、参照图530回答下列问题：回答下列问题：1）该图是什么类型触发电路，图中包括几套触发脉冲发生单元？）该图是什么类型触发电路，图中包括几套触发脉冲发生单元？2）图中元件）图中元件VS7和控制电压和控制电压Uk的作用分别是什么？的作用分

42、别是什么？Uk值是怎样得到的？值是怎样得到的？3）该电路是如何实现触发脉冲同步的？）该电路是如何实现触发脉冲同步的？4）图中）图中TP1、TP2输出的脉冲是如何加到主电路晶闸管上的？输出的脉冲是如何加到主电路晶闸管上的？第71页，共72页，编辑于2022年，星期三4、试画出弧焊电源外特性的闭环控制原理框图，并回答下列、试画出弧焊电源外特性的闭环控制原理框图，并回答下列问题：问题：1）列出此类弧焊电源的外特性方程通式；）列出此类弧焊电源的外特性方程通式；2）外特性的控制方式通常有几种选择，分别画出其外特性曲线；）外特性的控制方式通常有几种选择，分别画出其外特性曲线；3）说明药皮焊条手弧焊应采取何种控制方式；）说明药皮焊条手弧焊应采取何种控制方式；4）这类弧焊电源是如何获得脉冲电流输出的？）这类弧焊电源是如何获得脉冲电流输出的？5、试述矩形波交流弧焊电源的获得方法和原理、用途。、试述矩形波交流弧焊电源的获得方法和原理、用途。第72页，共72页，编辑于2022年，星期三