電焊機之IGBT系列焊機工作原理

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　　逆變電焊機的基本工作原理：

　　逆變電焊機主要是逆變器產生的逆變式弧焊電源，又稱弧焊逆變器，是一種新型的焊接電源。是將工頻(50Hz)交流電，先經整流器整流和濾波變成直流，再通過大功率開關電子元件(晶閘管SCR、晶體管GTR、場效應管MOSFET或IGBT)，逆變成幾kHz~幾十kHz的中頻交流電，同時經變壓器降至適合于焊接的幾十V電壓，再次整流并經電抗濾波輸出相當平穩的直流焊接電流。

　　其變換順序可簡單地表示為：

　　工頻交流(經整流濾波)→直流(經逆變)→中頻交流(降壓、整流、濾波)→直流。

　　即為：AC→DC→AC→DC

　　因為逆變降壓后的交流電，由于其頻率高，則感抗大，在焊接回路中有功功率就會大大降低。所以需再次進行整流。這就是目前所常用的逆變電焊機的機制。

　　逆變電源的特點：弧焊逆變器的基本特點是工作頻率高，由此而帶來很多優點。因為變壓器無論是原繞組還是副繞組，其電勢E與電流的頻率f、磁通密度B、鐵芯截面積S及繞組的匝數W有如下關系：E=4.44fBSW

　　而繞組的端電壓U近似地等于E，即：

　　U≈E=4.44fBSW

　　當U、B確定后，若提高f，則S減小，W減少，因此，變壓器的重量和體積就可以大大減小。就能使整機的重量和體積顯著減小。還有頻率的提高及其他因素而帶來了許多優點，與傳統弧焊電源比較，其主要特點如下：

　　1.體積小、重量輕，節省材料，攜帶、移動方便。

　　2.高效節能，效率可達到80%~90%，比傳統焊機節電1/3以上。

　　3.動特性好，引弧容易，電弧穩定，焊縫成形美觀，飛濺小。

　　4.適合于與機器人結合，組成自動焊接生產系統。

　　5.可一機多用，完成多種焊接和切割過程。

　　電焊機之IGBT系列焊機工作原理

　　一、 功率開關管的比較

　　常用的功率開關有晶閘管、IGBT、場效應管等。其中，晶閘管(可控硅)的開關頻率最低約1000次/秒左右，一般不適用于高頻工作的開關電路。

　　1、效應管的特點：

　　場效應管的突出優點在于其極高的開關頻率，其每秒鐘可開關50萬次以上，耐壓一般在500V以上，耐溫150℃(管芯)，而且導通電阻，管子損耗低，是理想的開關器件，尤其適合在高頻電路中作開關器件使用。

　　但是場效應管的工作電流較小，高的約20A低的一般在9A左右，限制了電路中的最大電流，而且由于場效應管的封裝形式，使得其引腳的爬電距離(導電體到另一導電體間的表面距離)較小，在環境高壓下容易被擊穿，使得引腳間導電而損壞機器或危害人身安全。

　　2、IGBT的特點：

　　IGBT即雙極型絕緣效應管，符號及等效電路圖見圖11.1，其開關頻率在20KHZ~30KHZ之間。但它可以通過大電流(100A以上)，而且由于外封裝引腳間距大，爬電距離大，能抵御環境高壓的影響，安全可靠。

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