三相大功率焊接逆变电源的网侧电流谐波抑制

逆变焊接电源改善了焊机的效率和控制性能,但是却提高 机输入电流以的谐波畸变水原功率因交正技术通过电力电子元件的开关作用来消除非线性负载的谐波电流,使来自电网的电流是正弦波。本文分析了焊接逆源的功率因数和输入电流谐波畸变的关系,提出了一种连续电流输入的三相功率因数校正电路的方案,其连续的正弦电流输入是通过采用平均电流控制技术实现的。谐波抑制方案的理论通过数字仿真结果进行了验证。一台１０ｋＷ样机的部分     

一种提高三相逆变焊接电源功率因数的有效方法

为了提高三相逆变焊机功率因数并减少对电网的干扰,本文提出了一种改善三相逆变焊接电源功率因数的有效方法。首先给出了三相逆变桥式电源主电路和控制部分组成框图,并分析了其工作原理。然后分析了三相逆变桥式电源功率因数低的原因主要是电网输入侧电流波形的畸变,其含有大量谐波并对电网造成严重危害。最后设计了一种三相补偿式功率因数校正电路。试验证明,该电路可较好地抑制谐波分量,防止焊接电源对电网的污染,有效避免焊接电源与电网的谐振,功率因数提高到0.95以上。     

逆变式弧焊电源软开关APFC装置的研制

采用零电压功率因数校正（ＰＦＣ）集成电路ＵＣ３８５５芯片研制出一种用于逆变式弧焊电源的软开关ＡＰＦＣ装置。通过对主电路进行仿真及采用示波器ＴＤ３４０分析得出,该装置减少了主电路开关管的开关损耗,同时改善了弧焊逆为电源的输入电流波形,将电源功率因数由原来的０．６７９提高至０．９９９。     

一种带LCL滤波的双丝弧焊电源EMC设计

为了抑制逆变双丝弧焊电源与电网之间的谐波干扰,提高逆变电源的工作稳定性,提出一种软开关与LCL滤波器相结合的逆变弧焊电源主电路,提高系统的电磁兼容性. 通过采用软开关逆变拓扑结构,减小功率器件开关应力,抑制谐波幅值,提高逆变电源工作稳定性. 通过在电源输入侧设计三相LCL滤波器,降低电网谐波对逆变电源影响,同时减少功率器件开关对电网造成谐波干扰. 针对LCL滤波器存在的谐振问题,通过采用滤波电容串联电阻的方法,有效抑制了谐振的发生,保证系统的稳定运行. 对ZVZCS软开关和LCL滤波器进行了理论分析和软件仿真. 结果表明,通过LCL滤波器与软开关电源配合,逆变电源工作稳定性提高,对电网谐波干扰降低,此设计使系统电磁兼容性得到提高.     

有源功率因数校正技术研究

介绍了有源功率因数校正电路的三种boost拓扑方案——硬开关、无源软开关和有源软开关,并采用三种拓扑分别研制了4 kW功率因数校正装置,对三种拓扑方案做了效率、谐波畸变率、功率因数、EMI测试,对比分析测试结果,总结了各自的优缺点,对三种拓扑的适用场合给出了建议。将研究的有源功率因数校正装置应用于单相逆变焊接电源,并在实际焊接情况下对电源进行了输入性能测试,结果表明所测装置性能良好,整个焊接过程中输入电流连续变化,呈正弦波状,能够跟随负载的波动实时响应,完全达到了功率因素校正的目的。     

零压软开关逆变式弧焊电源的工作状态分析与试验研究

通过对零压软开关逆变式弧焊电源的工作状态进行分析和试验研究,确定了影响电路软开关特性的主要参数,在此基础上,研制出额定额输出电流为２５０Ａ的手工电弧焊机,在较宽负载范围内实现了功率器件的零压软开关。     

基于ICE2PCS05有源功率因数校正电路的应用研究

逆变焊机输入整流电路中的滤波电容是导致输入电流波形畸变的原因所在,降低电源的功率因数,增加输入电流,并产生高次谐波,使逆变焊机难以通过EMC标准.在设计过程中利用基于ICE2PCS05的有源功率因数校正电路来解决逆变焊机输入电流波形畸变这一问题,理论分析和实验结果证明该方法合理可行.     

基于ICE2PCS05高功率因数校正电路的设计

以单相Boost有源功率因数校正电路为研究对象,分析有源功率因数校正技术的基本原理及其分类,并对每一类型电路的拓扑结构、工作特点及工作方式进行比较。逆变焊机输入整流电路中的滤波电容是导致输入电流波形畸变的原因所在,产生高次谐波,并降低电源的功率因数。基于新型功率因数校正芯片ICE2PCS05,设计一款功率为300 W,输出为400 V的高功率因数校正电路,详细分析该电路的工作原理、升压电感、电容、功率开关管、二极管、开关频率和ICE2PCS05外围电路等部分参数的设计方式,并给出其测试结果。实验结果表明,该设计电路合理可行、输入电流畸变小,输出电压恒定,可获得高功率因数。     

基于ZCS-PWM的超音频感应焊接电源的研究

介绍一种基于ZCS-PWM(零电流开关-脉宽调制)技术的新型超音频感应焊接电源。利用ZCS频率跟踪电路,控制串联谐振式逆变器的开关频率始终跟踪负载的固有谐振频率,使逆变器的输出功率因数接近1,同时显著减小了开关器件的功率损耗,提高了整机的效率。所设计的系统采用直流斩波调压实现输出功率调节,降低了电源输入侧高次谐波,改善了传统的焊接工艺。研制的实用型焊接电源的最大功率为80kW、最高工作频率30kHz、全部采用IGBT器件,装置具有体积小、功率因数高、效率高、焊接速度快等优点。     

逆变焊接电源输入电流谐波分析及其解决措施

针对逆变焊接电源电路的特点,通过解析的方法分别给出稳态负载情况下单相、三相和脉动负载的输入电流的谐波分析结果,并得出不同情况下谐波的分布特点:稳定负载情况下,单相输入电流中包含2n+1次特征谐波;三相输入电流中包含6n±1次特征谐波;脉冲负载情况下,逆变电源的输入电流中除了含有特征次谐波之外,还出现了偶次谐波和直流分量,对电网污染更为严重.通过电路仿真和实验检测方法验证了分析的结果,并对输入电流的谐波问题提出了几种解决措施.     

软开关弧焊逆变电源外特性的理论分析

通过分析移相全桥软开关弧焊电源工作特性,提出了基于峰值电流反馈控制软开关弧焊电源拓扑结构,运用电路分析方法把全桥弧焊电源等效为Buck模型,在不同负载条件下,Buck模型分别工作于电感电流连续方式和电感电流断续方式,运用电路知识对移相全桥零电压脉宽调制器稳态运行单周期波形图参数进行了理论计算,对模型的外特性工作点边界进行详细分析,通过分析计算证明了弧焊电源外特性形成机理,并给出一种所需外特性的实现电路.结果表明,软开关弧焊电源外特性边界曲线直接决定了焊接工艺参数的调节范围,通过不同的控制策略可以实现弧焊电源的所需外特性.     

基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源研制

SiC功率器件具备开关速度快、开关损耗低、导通损耗小等优点,有利于进一步提升焊接电源的逆变频率、响应速度,实现电弧能量的精密化控制. 设计了一套脉冲变极性逆变焊接电源,主电路采用双逆变结构,前级高频逆变电路采用SiC模块,后级低频调制逆变电路采用绝缘栅双极型晶体管 IGBT模块;设计了SiC模块驱动电路,实现了快速短路保护及米勒钳位;设计了基于ARM的全数字化控制系统,实现了PWM (pulse width modulation)以及输出电流波形的数字化控制.研制的脉冲变极性焊接电源逆变频率达到100 kHz,额定输出电流为500 A,可实现规整的脉冲变极性波形输出.结果表明,研制的基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源能够实现稳定的焊接流程,可通过波形参数的调整有效控制焊接热输入量,获得良好的镁合金焊缝成形.     

辅助变压器式FB-ZVZCS-PWM逆变弧焊电源

现有FB-ZVZCS-PWM软开关弧焊逆变电源采用阻断电容衰减原边环流电流所需的时间与占空比有关，占空比很小（电源输出电压很低）时滞后臂难以实现零电流开关。采用原边辅助变压器衰减原边环流电流所需的时间不受占空比影响，而与原边峰值电流成正比。文中介绍了采用原边辅助变压器、有限双极性控制的新型FB-ZVZCS-PWM软开关弧焊逆变电源实现超前臂零电压开关和滞后臂零电流开关的工作原理。计算机仿真和试验结果表明，根据最大峰值电流值设计适当的辅助变压器变比，可以在各种负载条件下实现软开关。     

软开关逆变式双丝高速脉冲焊电源

将软开关技术、脉冲焊技术和总线通信技术等有机结合,研制了协同控制的Tandem型双丝脉冲MAG焊电源。脉冲焊接电源主电路采用饱和电感并充分利用励磁能量拓宽软开关范围,针对双丝脉冲焊电弧形态、熔滴过渡及电源外特性和动特性的要求,提出了基于电流峰值模式的双闭环恒电流和恒电压控制模式,并进行了分析与设计;利用SOC单片机C8051F020和RS485总线通信技术实现了双丝脉冲焊的数字化协同控制,解决了双丝高速焊两路输出脉冲同步、反相与随机输出形式的协同控制。试验表明,电源性能满足设计要求,高速焊接过程稳定、焊缝成形好、飞溅小、变形小。     

双零软开关逆变弧焊电源的系统建模与仿真

为了克服硬开关式逆变弧焊电源存在的开关损耗大以及过电流、过电压等影响,建立了双零软开关逆变弧焊电源系统,分析了系统的工作原理;利用Matlab r2006a软件分别建立了双零软开关电路系统与硬开关系统的仿真模型,并对系统的特性进行了仿真.通过与硬开关系统的对比分析可以看出,软开关系统实现了超前臂的零电压开通和滞后臂的零...     

零电压、零电流倍流整流电阴焊逆变电源

设计了一种新型的零电压、零电流倍流整流电阻焊逆变电源,采用移相控制实现零电压、零电流开关全桥变换,其中超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断。变压器二次侧采用一种单线圈双电感双管全波整流电路,整流二极管实现零电流自然关断,逆变器所有的功率器件都工作在软开关状态,降低了功率器件的应力和开关损耗,提高了弧焊逆变器的电磁兼容性能力,突出了逆变电源节能、体积小、质量轻、响应速度快的优点,特别适合大功率场合。     

逆变式等离子切割电源主电路的设计与仿真

针对国内逆变式空气等离子切割机的现状,对一种大功率空气等离子切割电源的主电路进行了设计,并对元器件进行了选择.该电源采用IGBT逆变式全桥电路结构,主电路采用较为常用的AC-DC-AC-DC逆变模式,通过对变压器、功率开关管、输入电路以及输出滤波电路等的设计,选择了工作电流为100A,电压为150V,开关频率为25 KHz.通过MATLAB下的仿真试验证明了所设计的主电路合理、有效,符合预定要求.