逆变电焊机=逆变焊接电源+焊接装置。只要做好逆变焊接电源,那么系列产品就迎刃而解。 影响逆变焊接电源可靠性的主要问题是“炸管“! 为了研究“炸管“!首先分析逆变焊接电源的构成原理: 可以概括为:一个“桥路 “,和二个“回路“。 1. 1一个“桥路 “;选取的方案有硬开关及软开关电路,目前比较有实用价值的软开关电路叫有限双极性,但本人认为其电路有一臂是软开关,而另一臂是更加硬的硬开关,更易“炸管“!商品机当前不易采用! 1.2“桥路 “有H型全桥“----时代、奥太、威特力、瑞凌等品牌采用。 “半桥“----威特力、瑞凌等品牌采用。 “单端”----以前一烘而上时期流行过,现今很少采用。 1.3“桥路 “的吸收电路----繁杂的R.C.D吸收电路,往往是“炸管“的重要诱因! 二个回路,1.是主电流回路----从整流泸波、逆变桥路、主变压器、二次整流、输出电感、负载电弧。 2. 是控制回路----从输出取样、运放(PI)、脉宽调节器(PWM)、驱动电路、控制功率开关元件IGBT。 在选择焊接电源方案首先要防止炸管,让IGBT工作得更好! 我个人的观点;主电流回路引发“炸管“----是”过压” 控制回路引发“炸管“----是控制不良使IGBT运行较迹超出它的安全工作区而损坏。
主回路的分布电感Ls及快速变化的电流di/dt引起铃振产生高压。主变压器的漏感也会引起极大冲击电流。实际上主要解决结构及主变的工艺,以及直流供电源(535V)有良好的高频通路。 电源的滤波电路:以往用电解电容,但电解电容在高频下阻抗有毫欧级,发热老化,应是“炸管“重大原因!并联 CBB电容可提供高频电流通路,但许多焊机并联的电容只有 100n或 474,几乎杯水车薪 不起作用!实用应并CBB 61—10———— 70微法 ~450V,有良好效果。
滤波良好的电流波形顶端线条较细(照片用闪光灯变粗,)
主变压器的方案: S1-初级导线总截面积,S2-次级导线总截面积,对次级全波整流电路,则S2=1.41S1为最好方案。 磁芯用EE128,窗口柱长,漏感小,是WS315机型最合理选择。ZX7-400则首选非晶环! 用UF66这类磁芯比较适宜于半桥电路! 实际上主变压器是整机可靠性关键,大多数波形不良的机器调正线路上元件毫无意义!所以节省别处也决不要省主变压器。
开关频率高,耐冲击电流大,但稳态总损耗也大。这是矛盾!由于IGBT关断拖尾电流造成开关过程的最重损耗,所以工作频率在 20-30KHz合适。目前,IGBT的技术进步很快,据报导;无拖尾的IGBT己试制成功,将来会有更加安全工作的IGBT供焊机应用。
上图为典型不良驱动形!驱动前沿不快,上冲尖角表示驱动有漏感(脉冲变压器差),顶降为能量不足。IGBT有效安全工作区大打折扣! (估计5折)很易炸管
早年我们使用IGBT炸管极多,很多老型号的60-100有时关机就坏,几乎不能测耐压,图示仪打耐压一到拐点就永久失效。选 新型号的IGBT要选Ices大一些。列几个供参考; BSM50GB120DN2------Ices=0.8---3.5mA SKM75GB128D------Ices=0.1---0.3mA FGL60N100BNTD-----Ices=1mA 关于过流及过流保护问题! 我认为一台焊接电源允许短路工作,在正常条件下不存在过流! 通常在主回路串入电流环过流自锁式保护及热保就行了。(参考瑞凌机的保护) 大多数炸管在小电流就发生了,都不是过流,而是电路不良! 实践证明:结构合理、波形良好、元器件可靠、电路优选,IGBT基本上不炸。否则,其它过流、软关、等等复杂的保护电路基本上无效。 关于IGBT电流选取;例输出315A,主变N=8,主变初级I1=A/N=315/8=39.3A,选50A的IGBT实际余量也不大。N=8.5—9比效安全,但要考虑弧焊实用效果。国外产品散热片似镜面,铝材也优,热传导良好。散热片的肉也要厚,否则即使面积很大也没用,有兴趣可参考“奥太”机,散热片用得正宗! 关于IGBT上的吸收板及吸收电路; 早期大家用IGBT心中没底,所以每个管子都加RCD吸收,一个全桥电路12个元件,处于高频高压上。实践证明,由于吸收板烂掉,击穿引起炸管比效常见!“威特力”机多年前己去掉了,只在靠近IGBT加一个3微法,及一组RC。值得参考。
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本帖最后由 gk320830 于 2015-3-8 08:39 编辑
沙发
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胡锴
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本帖最后由 gk320830 于 2015-3-8 08:40 编辑
打字打得不容易啊。
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我们同行
我也是搞逆变焊机设计的
我热衷于MIG
现在正在做数字化TIG
看来你也是前辈
以后多多指教
师爷是吴总
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长知识了。
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