我到这个网站已经一段时间了,看了很多的文章,象一些高手的文章lyticast: 的和这个ngss的,感觉做这个逆变不是很难的,其中lyticast:给我很大的启发,他的设计思路确实独到,我想自己diy一下,呵呵,我是刚看到这个帖子的,我在国营工厂干电工已经有13年了,接触了一些东西,想看看自己能不能做,望大家指正.我可是第一次搞啊,呵呵,望大家多多指点啊
1首先先确定手工焊diy的技术数据,电流在200安以下,体积和重量是越小越好,220伏电压供电,100%暂载率,2次侧是全桥,一次侧是是单端单激,这样风险小啊.
现在首先是这个电焊机的启动回路,我看了论坛上一些高手发的帖子,首先我想这个应该都差不多的,这个应该没什么区别的
自己设计diy小型手工焊的一些想法,请大侠们多多指教
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@zq2387550
单端正激式电路基本原理,VT1与VT2同步开关.其结构简单、控制方便,特别适合于焊接电弧这种状态变化剧烈的特定负载,而自身具有较高可靠性,且易于通过单元组合来提高整机输出能力.但是设计者一般认为,其主变压器仅工作于磁化曲线坐标的第Ⅰ象限,加之考虑剩磁,因此磁芯利用率不高.而进一步的计算机仿真和实验研究表明,通过对电路参数的设计调整,可以在整机重载大电流输出状态使主变压器工作于磁化曲线坐标的Ⅰ、Ⅲ象限,进而减小磁心截面积或匝数;通过控制空载和近空载状态下逆变器脉冲输出方式,使主变压器不致饱和.这样就获得了与目前全桥式弧焊逆变器相当的输出功率/体积比.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169644868.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
以上是单端正激式电路基本原理如图所示,VT1与VT2同步开关.其结构简单、控制方便,特别适合于焊接电弧这种状态变化剧烈的特定负载,而自身具有较高可靠性,且易于通过单元组合来提高整机输出能力.但是设计者一般认为,其主变压器仅工作于磁化曲线坐标的第Ⅰ象限,加之考虑剩磁,因此磁芯利用率不高.而进一步的计算机仿真和实验研究表明,通过对电路参数的设计调整,可以在整机重载大电流输出状态使主变压器工作于磁化曲线坐标的Ⅰ、Ⅲ象限,进而减小磁心截面积或匝数;通过控制空载和近空载状态下逆变器脉冲输出方式,使主变压器不致饱和.这样就获得了与目前全桥式弧焊逆变器相当的输出功率/体积比.
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@zq2387550
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169644868.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">以上是单端正激式电路基本原理如图所示,VT1与VT2同步开关.其结构简单、控制方便,特别适合于焊接电弧这种状态变化剧烈的特定负载,而自身具有较高可靠性,且易于通过单元组合来提高整机输出能力.但是设计者一般认为,其主变压器仅工作于磁化曲线坐标的第Ⅰ象限,加之考虑剩磁,因此磁芯利用率不高.而进一步的计算机仿真和实验研究表明,通过对电路参数的设计调整,可以在整机重载大电流输出状态使主变压器工作于磁化曲线坐标的Ⅰ、Ⅲ象限,进而减小磁心截面积或匝数;通过控制空载和近空载状态下逆变器脉冲输出方式,使主变压器不致饱和.这样就获得了与目前全桥式弧焊逆变器相当的输出功率/体积比.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645152.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645167.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
根据当前功率半导体和磁性元件的制造水平,超15kVA的大容量IGBT弧焊电源采用单元组合的模式,是在合理制造成本下扩展输出功率的有效途径.出于对系列机型批量化生产的考虑,应由n个独立的逆变器单元以全并联方式组合构成弧焊电源的功率回路,并由系统控制器统一调节各单元输出.图1示出了两单元组合(n＝2)结构,每个逆变器单元可选择单端正激式电路.考虑系统电磁兼容,各单元IGBT元件工作于同步导通(但不一定要求同时截止)的开关方式为宜.
针对多种弧焊工艺控制需求,逆变电源系统应具有相当宽的输出量连续调节范围和快速响应能力,而电源输出回路感抗L在这二方面造成了矛盾.数学分析和试验研究表明,采用单元组合结构及合理的控制方式有助于解决这一问题:对各逆变器功率单元采取独立的电流闭环控制,系统控制单元根据电源总给定值Ig统一调节各功率单元的输出电流给定值;小电流时,限制其他单元输出,仅以单元I为主,其输出回路电感L1应能保证焊接电流波形连续和电弧稳定,以适应精密TIG或微束等离子焊接需要;大电流时,使n个单元均流输出,既提高了电源系统容量和负载持续率,又因其输出电流的开环时间常数为单个逆变器输出的1/n,从而保证了系统动态响应速度;大小电流两状态在焊接过程中自动切换,图2示出了两单元组合(n＝2)情况下输出电流调节情况.
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@zq2387550
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645152.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645167.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">根据当前功率半导体和磁性元件的制造水平,超15kVA的大容量IGBT弧焊电源采用单元组合的模式,是在合理制造成本下扩展输出功率的有效途径.出于对系列机型批量化生产的考虑,应由n个独立的逆变器单元以全并联方式组合构成弧焊电源的功率回路,并由系统控制器统一调节各单元输出.图1示出了两单元组合(n＝2)结构,每个逆变器单元可选择单端正激式电路.考虑系统电磁兼容,各单元IGBT元件工作于同步导通(但不一定要求同时截止)的开关方式为宜.针对多种弧焊工艺控制需求,逆变电源系统应具有相当宽的输出量连续调节范围和快速响应能力,而电源输出回路感抗L在这二方面造成了矛盾.数学分析和试验研究表明,采用单元组合结构及合理的控制方式有助于解决这一问题:对各逆变器功率单元采取独立的电流闭环控制,系统控制单元根据电源总给定值Ig统一调节各功率单元的输出电流给定值;小电流时,限制其他单元输出,仅以单元I为主,其输出回路电感L1应能保证焊接电流波形连续和电弧稳定,以适应精密TIG或微束等离子焊接需要;大电流时,使n个单元均流输出,既提高了电源系统容量和负载持续率,又因其输出电流的开环时间常数为单个逆变器输出的1/n,从而保证了系统动态响应速度;大小电流两状态在焊接过程中自动切换,图2示出了两单元组合(n＝2)情况下输出电流调节情况.
新型焊接电源及控制技术 - (3)弧焊逆变器输出电流反馈控制系统
3．弧焊逆变器输出电流反馈控制系统
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645466.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645489.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
弧焊逆变器输出电流控制是保证自身运行可靠性和满足焊接工艺需求的关键.对于包含时变性非线性的连续电弧负载和逆变器开关控制变量的混合系统,合理的控制方式应基于瞬态处理原则,而不应是传统的输出量平均值反馈.
作者提出了“本脉冲PWM控制”方法PWM-脉宽调制),其基本原理如图1a所示.在逆变器每一脉冲输出期间,一对输出电流if的瞬态信息(而非平均值)进行反使处理,根据给定值Ig即刻决定逆变器控制单元当前输出量uo的脉冲宽度 Ton(Ton≤Wmax);反馈信号处理环节只对电流瞬态信息进行整形以调节灵敏度并改善系统稳定性,不存在滤波滞后.如果电流信号的采样点选在主变压器原边逆变回路中,则可从原理上根本避免功率开关元件的过流损坏.图1b是给定值Ig为常数的情形,数学推导和实验测试证明此时逆变电源显示恒流外特性,也就是说尽管本脉冲控制仅针对瞬态信息进行处理,但也达到了对输出电流平均量的控制效果,可以满足焊接工艺的热输入控制要求.
由于受IGBT开通和关断耗时的影响,在电源输出短路(或低压)状态下,对电流的控制不能局限于PWM方式.基于图1a所示的本脉冲控制器,对其输出脉宽uo的最小值加以限制(≥1μs),瞬态反馈信号if取自电源输出端,这样就合理地实现了脉冲宽度调制和脉冲频率调制(PWM+PFM)的综合调节方式.
弧焊逆变器输出电流“本脉冲控制”方法在MGA、TIG、CO2、MIG等焊接中取得了很好的应用效果.
3．弧焊逆变器输出电流反馈控制系统
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645466.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645489.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
弧焊逆变器输出电流控制是保证自身运行可靠性和满足焊接工艺需求的关键.对于包含时变性非线性的连续电弧负载和逆变器开关控制变量的混合系统,合理的控制方式应基于瞬态处理原则,而不应是传统的输出量平均值反馈.
作者提出了“本脉冲PWM控制”方法PWM-脉宽调制),其基本原理如图1a所示.在逆变器每一脉冲输出期间,一对输出电流if的瞬态信息(而非平均值)进行反使处理,根据给定值Ig即刻决定逆变器控制单元当前输出量uo的脉冲宽度 Ton(Ton≤Wmax);反馈信号处理环节只对电流瞬态信息进行整形以调节灵敏度并改善系统稳定性,不存在滤波滞后.如果电流信号的采样点选在主变压器原边逆变回路中,则可从原理上根本避免功率开关元件的过流损坏.图1b是给定值Ig为常数的情形,数学推导和实验测试证明此时逆变电源显示恒流外特性,也就是说尽管本脉冲控制仅针对瞬态信息进行处理,但也达到了对输出电流平均量的控制效果,可以满足焊接工艺的热输入控制要求.
由于受IGBT开通和关断耗时的影响,在电源输出短路(或低压)状态下,对电流的控制不能局限于PWM方式.基于图1a所示的本脉冲控制器,对其输出脉宽uo的最小值加以限制(≥1μs),瞬态反馈信号if取自电源输出端,这样就合理地实现了脉冲宽度调制和脉冲频率调制(PWM+PFM)的综合调节方式.
弧焊逆变器输出电流“本脉冲控制”方法在MGA、TIG、CO2、MIG等焊接中取得了很好的应用效果.
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@zq2387550
新型焊接电源及控制技术-(3)弧焊逆变器输出电流反馈控制系统3．弧焊逆变器输出电流反馈控制系统[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645466.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645489.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">弧焊逆变器输出电流控制是保证自身运行可靠性和满足焊接工艺需求的关键.对于包含时变性非线性的连续电弧负载和逆变器开关控制变量的混合系统,合理的控制方式应基于瞬态处理原则,而不应是传统的输出量平均值反馈.作者提出了“本脉冲PWM控制”方法PWM-脉宽调制),其基本原理如图1a所示.在逆变器每一脉冲输出期间,一对输出电流if的瞬态信息(而非平均值)进行反使处理,根据给定值Ig即刻决定逆变器控制单元当前输出量uo的脉冲宽度Ton(Ton≤Wmax);反馈信号处理环节只对电流瞬态信息进行整形以调节灵敏度并改善系统稳定性,不存在滤波滞后.如果电流信号的采样点选在主变压器原边逆变回路中,则可从原理上根本避免功率开关元件的过流损坏.图1b是给定值Ig为常数的情形,数学推导和实验测试证明此时逆变电源显示恒流外特性,也就是说尽管本脉冲控制仅针对瞬态信息进行处理,但也达到了对输出电流平均量的控制效果,可以满足焊接工艺的热输入控制要求.由于受IGBT开通和关断耗时的影响,在电源输出短路(或低压)状态下,对电流的控制不能局限于PWM方式.基于图1a所示的本脉冲控制器,对其输出脉宽uo的最小值加以限制(≥1μs),瞬态反馈信号if取自电源输出端,这样就合理地实现了脉冲宽度调制和脉冲频率调制(PWM+PFM)的综合调节方式.弧焊逆变器输出电流“本脉冲控制”方法在MGA、TIG、CO2、MIG等焊接中取得了很好的应用效果.
新型焊接电源及控制技术 - (4)逆变式弧焊电源空载状态控制
4．逆变式弧焊电源空载状态控制
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645698.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
空载是弧焊电源的极限工作状态之一,维持一定的空载(和近空载)输出电压是起弧稳弧的需求,但其值过高会影响操作安全性.另外,作为实际工程应用中的长时持续状态,空载能耗指标也很重要.空载控制方式有多种,例如在电源输出端内部并联大功率电阻.而逆变电源输出端内部并联合适的容性储能网络C(见图1),既可维持空载输出电压波形的稳定性和连续性,又能保证系统空载状态的低功耗.同时,控制逆变器输出窄脉冲(1~2μs),避免钳位二极管D1、D2长时续流影响运行安全性;并通过电源输出电压反馈调节(PFM)窄脉冲输出间隔,就可获得合适的空载输出电压值.
4．逆变式弧焊电源空载状态控制
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645698.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
空载是弧焊电源的极限工作状态之一,维持一定的空载(和近空载)输出电压是起弧稳弧的需求,但其值过高会影响操作安全性.另外,作为实际工程应用中的长时持续状态,空载能耗指标也很重要.空载控制方式有多种,例如在电源输出端内部并联大功率电阻.而逆变电源输出端内部并联合适的容性储能网络C(见图1),既可维持空载输出电压波形的稳定性和连续性,又能保证系统空载状态的低功耗.同时,控制逆变器输出窄脉冲(1~2μs),避免钳位二极管D1、D2长时续流影响运行安全性;并通过电源输出电压反馈调节(PFM)窄脉冲输出间隔,就可获得合适的空载输出电压值.
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@zq2387550
新型焊接电源及控制技术-(4)逆变式弧焊电源空载状态控制4．逆变式弧焊电源空载状态控制[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169645698.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">空载是弧焊电源的极限工作状态之一,维持一定的空载(和近空载)输出电压是起弧稳弧的需求,但其值过高会影响操作安全性.另外,作为实际工程应用中的长时持续状态,空载能耗指标也很重要.空载控制方式有多种,例如在电源输出端内部并联大功率电阻.而逆变电源输出端内部并联合适的容性储能网络C(见图1),既可维持空载输出电压波形的稳定性和连续性,又能保证系统空载状态的低功耗.同时,控制逆变器输出窄脉冲(1~2μs),避免钳位二极管D1、D2长时续流影响运行安全性;并通过电源输出电压反馈调节(PFM)窄脉冲输出间隔,就可获得合适的空载输出电压值.
新型焊接电源及控制技术 - (5)逆变式钨极氩弧焊电源及其控制
钨极氩弧焊(GTAW)被认为是“当今性能最优异的焊接工艺方法”之一.IGBT逆变电源具有宽广的电流连续调节范围和精度以及快速响应能力,将其与运行可靠控制功能丰富的单片机相结合,为拓展GTAW伪应用提供了条件.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169646215.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
图2是由逆变电源实现的短路接触引孤典型电流电压波形,其过程可简单描述如下:①钨极与工件接触形成短路,逆变电源恒值输出电流(小于5A),保证可靠短路时仅预热工件和钨极,而不使之熔化;②提升钨极,在点接触转为无接触的过程中,逆变电源的输出使钨极和工件之间快速建立强电场,引燃电弧;③通过恒流状态下对孤压的检测,逆变电源快速输出热引弧电流加热钨极、工件和弧柱空间,保证在钨极提升过程中电
弧稳定;④电弧稳定引燃后,逆变电源及时由热引弧电流切换成焊接电流,保证焊接质量.这里,钨极与工件短路接触瞬间的弹性碰撞,常被电源控制系统错误地识别为提升阶段,而输出热引弧电流.因此控制系统中设置延对环节,在由空载进入短路状态后的短暂时间内保持原控制作用不变,可防止这种情况的发生,避免钨极与工件粘接.
钨极氩弧焊(GTAW)被认为是“当今性能最优异的焊接工艺方法”之一.IGBT逆变电源具有宽广的电流连续调节范围和精度以及快速响应能力,将其与运行可靠控制功能丰富的单片机相结合,为拓展GTAW伪应用提供了条件.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/49/1169646215.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
图2是由逆变电源实现的短路接触引孤典型电流电压波形,其过程可简单描述如下:①钨极与工件接触形成短路,逆变电源恒值输出电流(小于5A),保证可靠短路时仅预热工件和钨极,而不使之熔化;②提升钨极,在点接触转为无接触的过程中,逆变电源的输出使钨极和工件之间快速建立强电场,引燃电弧;③通过恒流状态下对孤压的检测,逆变电源快速输出热引弧电流加热钨极、工件和弧柱空间,保证在钨极提升过程中电
弧稳定;④电弧稳定引燃后,逆变电源及时由热引弧电流切换成焊接电流,保证焊接质量.这里,钨极与工件短路接触瞬间的弹性碰撞,常被电源控制系统错误地识别为提升阶段,而输出热引弧电流.因此控制系统中设置延对环节,在由空载进入短路状态后的短暂时间内保持原控制作用不变,可防止这种情况的发生,避免钨极与工件粘接.
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