软斩波功率控制IGBT四倍频300 kHz/50 kW焊接电源

提出了一种IGBT四倍频分时控制300kHz大功率感应焊接电源．功率调节由三相桥式不控整流电路和直流斩波电路组成,斩波电路采用有源无损缓冲Buck变换器,在较宽的负载范围内使主、副开关管和续流二极管均实现软开关．采州四组IGBT并联的逆变器,对每个IGBT进行分时控制,逆变器的工作频率是IGBT开关频率的四倍．逆变器工作在负载谐振状态,开关管工作在零电流开通和零电压关断的条件下．设计了输出300kHz／50kW的串联谐振感应焊接电源,给出了设计参数和试验波形．结果表明．采用四倍频分时控制的方法,用IGBT替代功率MOSFET制作高频大容量感应加热焊接电源成为可能．     

焊接设备——熔焊设备

为了提高IGBT组成的逆变器输出频率。IGBT必须增加电流定额,而且输出频率的提高也有限。将二组逆变器进行分时控制,可实现输出频率的提高。采用倍频式IGBT分时控制180kHz大功率焊接电源。逆变器每个桥臂采用二个IGBT并联,对每个IGBT进行分时控制,每个IGBT的工作频率和开关损耗减小了一半,     

焊接设备——熔焊设备

为了提高IGBT组成的逆变器输出频率。IGBT必须增加电流定额,而且输出频率的提高也有限。将二组逆变器进行分时控制,可实现输出频率的提高。采用倍频式IGBT分时控制180kHz大功率焊接电源。逆变器每个桥臂采用二个IGBT并联,对每个IGBT进行分时控制,每个IGBT的工作频率和开关损耗减小了一半,     

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。     

PSM功率控制超音频逆变焊接电源

按照大功率发电机、变压器铜排绕组焊接工艺和不同规格铜排的焊接要求，采用脉冲均匀对称密度调节（pulse-symmemcal modulated）功率控制串联谐振式DC／Ac逆变器，设计了20kHz／／40kw超音频感应逆变焊接电源。逆变器采用全桥串联谐振式逆变电路，具有变频和功率调节两个功能。逆变器的开关管按照PSM的控制策略实现功率控制；逆变器跟踪负载谐振频率，控制开关管在零电流开通和关断，实现ZCS和ZVS软开关，大大减小了开关器件的功率损耗，逆变器的输出功率因数接近1，提高了整机的效率。     

串联谐振式高频感应焊接逆变电源

传统的高频感应加热电源通过改变逆变器的工作频率来调节输出功率，逆变器的输出功率因数很低，而且逆变器开关管工作在硬开关状态，开关损耗大，效率低。按照大功率发电机、变压器铜排绕组焊接工艺和不同规格铜排的焊接要求，这种设备不适合这类应用。作者研究了新型频率跟踪电路，控制逆变器工作在谐振状态，负载等效阻抗呈电阻性，逆变器的输出功率因数接近1，大大减小了开关器件的功率损耗，提高了整机的效率。功率调节采用直流斩波调压实现。设计并制作了20kHz／30kw串联谐振式高频感应焊接逆变电源，改变了传统的焊接工艺，具有体积小、效率高、加热速度快等优点。     

一种半桥LLC谐振软开关焊接电源

采用变压器的励磁电感、谐振电容、附加电感构成半桥LLC谐振变换电路,实现输出平特性的软开关焊接电源.通过对串联谐振电感L_r,串联谐振电容C_r,以及与变压器并联的谐振电感L_m,进行相关的分析和设计,使得变换器在整个负载工作范围内,原边功率开关管实现零电压开通,副边整流二极管实现零电流关断,变换电路降低损耗和干扰,提高了效率,其工作频率可以大大提高,使得电感、电容和变压器等器件的体积重量进一步下降,系统的动态性能也得以提高.论文讨论了其工作原理并制作2.5 kW半桥LLC焊接电源,同时给出相应的试验结果.     

新型半桥式零电流转换PWM逆变弧焊电源的研究

IGBT在关断时存在电流拖尾现象,限制了开关频率的进一步提高。为了解决这一问题．提出了一种新型的半桥式零电流变换器．在该变换器中,IGBT开关时工作在零电流状态．可大大减小开关损耗,提高开关频率。将零电流转换技术应用于半桥式逆变弧焊电源中．详细分析了其工作原理。最后．研制出了最大输出电流为160A,最大输出功率为5．2kW的逆变弧焊电源。     

基于锁相环1MHz感应加热电源频率跟踪的研究

针对高频感应加热电源负载参数变化引起固有谐振频率变化,从而导致逆变器效率降低的现象,提出并实现了一种以集成高速锁相环74HC4046为核心,应用于以功率MOSFET为主开关器件的1MHz串联谐振感应加热电源的无相差频率跟踪控制系统中,对电源的输出频率进行实时控制,实现逆变器工作频率对负载谐振频率的同步跟踪,并就控制系统的相位补偿和起动等问题进行了分析讨论.推出了适用于高频逆变电源的锁相环数学模型,并用Pspice进行了仿真分析和实验验证.     

软开关弧焊电源的设计及参数选择(I)

根据新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理,对这种弧焊电源进行了设计,并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括:逆变电源输出电流Io及空载电压的计算、串联谐振电感Ls、电容Cs的参数选择、IGBT缓冲电容的参数选择。根据设计的电源参数,对研制的焊接电源进行试验。试验表明,该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。     

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.     

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.     

基于双DSP数字化控制的交直流脉冲弧焊逆变电源

在论述研究开发交直流复合脉冲弧焊逆变电源必要性的基础上,通过对功率变换电路工作原理的分析,论证了实现电源交直流复合脉冲输出的可行性.采用Motorola 16位混合型数字信号处理器DSP 56F805建立了基于双DSP的IGBT弧焊逆变电源交直流复合脉冲输出数字化控制系统,以实现电源的人机交互、输出特性控制及工作状态监测与管理.     

一种新型大功率中频逆变电阻点焊电源

为满足低阻值新型焊接材料的焊接要求,研究设计了一种最大输出电流达20kA的中频逆变电阻点焊电源.采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成全桥式逆变主电路;通过有限双极性控制,实现零电压零电流(ZVZCS)软开关;控制电路以数字信号处理器(DSP)为核心,通过对初级采样电流值进行有效处理,采用增量式PID控制方法,实现对脉宽调制电路的精准控制.结果表明,电源设计合理,控制电路稳定可靠,适于大功率焊接.     

A research of arc welding inverter with high stable precision

This paper mainly introduces an output control method with high stable precision of a large power IGBT arc welding inverter.Experiments indicate that this kind of control mode can effectively improve the static and dynamic characteristics and stability of power supply system.And it can decrease the spatters in the welding process apparently.This power supply is especially suitable to automatic robot welding assembly line.It will be the developing direction of robot welding supply in the future.     

A novel 300 kW arc plasma inverter system based on hierarchical controlled building block structure

To date, the high power arc plasma technology is widely used. A next generation high power arc plasma system based on building block structure is presented. The whole arc plasma inverter system is composed of 12 paralleled units to increase the system output capability. The hierarchical control system is adopted to improve the reliability and flexibility of the high power arc plasma inverter. To ensure the reliable turn on and off of the IGBT module in each building block unit, a special pulse drive circuit is designed by using pulse transformer. The experimental result indicates that the high power arc plasma inverter system can transfer 300 kW arc plasma energy reliably with high efficiency.     

智能型集肤效应加热电源

本文介绍了一种集肤效应加热电源的设计。系统采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率转换元件，由可编程控制器(PLC)组成电源控制器，构成了智能型集肤效应加热电源。系统可根据设定的温度信号和反馈的温度信号，由电源控制器输出PWM控制信号，灵活的调节输出电流。该电源装置用于集肤效应伴热系统的管道伴热中。