【導讀】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。

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。

其工作原理是將工頻（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於焊接的幾十V電壓，再次整流並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yin為wei逆ni變bian降jiang壓ya後hou的de交jiao流liu電dian
，由you於yu其qi頻pin率lv高gao，則ze感gan抗kang大da
，在zai焊han接jie回hui路lu中zhong有you功gong功gong率lv就jiu會hui大da大da降jiang低di，所suo以yi需xu再zai次ci進jin行xing整zheng流liu。這zhe就jiu是shi目mu前qian所suo常chang用yong的de逆ni變bian電dian焊han機ji的de機ji製zhi。

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、鐵芯截麵積S及繞組的匝數W有如下關係：E=4.44fBSW

而繞組的端電壓U近似地等於E
，即：U≈E=4.44fBSW

當U
、B確定後，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：

●體積小、重量輕，節省材料，攜帶、移動方便；

●高效節能
，效率可達到80%~90%，比傳統焊機節電1/3以上
；

●動特性好

，引弧容易
，電弧穩定，焊縫成形美觀，飛濺小
；

●適合於與機器人結合，組成自動焊接生產係統
；

●可一機多用，完成多種焊接和切割過程。

電焊機之IGBT係列焊機工作原理

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（可控矽）的開關頻率最低約1000次/秒左右，一般不適用於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於其極高的開關頻率
，其每秒鍾可開關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
，限製了電路中的最大電流，而且由於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麵距離）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），而且由於外封裝引腳間距大，爬電距離大，能抵禦環境高壓的影響，安全可靠。

二、場效應管逆變焊機的特點

由於場效應管的突出優點，用場效應管作逆變器的開關器件時，可以把開關頻率設計得很高，以提高轉換效率和節省成本（使用高頻率變壓器以減小焊機的體積，使焊機向小型化，微型化方便使用。

但(dan)無(wu)論(lun)弧(hu)焊(han)機(ji)還(hai)是(shi)切(qie)割(ge)機(ji)
，它(ta)們(men)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)都(dou)很(hen)大(da)。使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)滿(man)足(zu)不(bu)了(le)焊(han)機(ji)對(dui)電(dian)流(liu)的(de)需(xu)求(qiu)
，一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)多(duo)隻(zhi)並(bing)聯(lian)的(de)形(xing)式(shi)來(lai)提(ti)高(gao)焊(han)機(ji)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)。這(zhe)樣(yang)既(ji)增(zeng)加(jia)了(le)成(cheng)本(ben)

，又(you)降(jiang)低(di)了(le)電(dian)路(lu)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)。

三、IGBT焊機的特點

IGBT焊機指的是使用IGBT作為逆變器開關器件的弧焊機。由於IGBT的開關頻率較低，電流大
，焊機使用的主變壓器、濾波、儲能電容、電抗器等電子器件都較場效應管焊機有很大不同

，不但體積增大，各類技術參數也改變了。

四、IGBT焊機工作原理

半橋逆變電路工作原理如圖11.2所示：

工作原理：

●tl時間：開關K1導通

，K2截止，電流方向如圖中①，電源給主變T供電，並給電容C2充電。

●t2時間：開關K1
、K2都截止
，負截無電流通過（死區）。

●t3時間：開關K1截止，K2導通，電容C2向負載放電。

●t4時間：開關K1、K2均截止，又形成死區。如此反複在負載上就得到了如圖11.3的電流，實現了逆變的目的。

IGBT焊機的工作原理：

●電源供給：和場效應管作逆變開關的焊機一樣，焊機電源由市電供給，經整流
、濾波後供給逆變器。

●逆變：由於IGBT的工作電流大，可采用半橋逆變的形式，以IGBT作為開關
，其開通與關閉由驅動信號控製。

●驅動信號的產生：驅動信號仍然采用處理脈寬調製器輸出信號的形式。使得兩路驅動信號的相位錯開（有死區），以防止兩個開關管同時導通而產生過大電流損壞開關管。驅動信號的中點同樣下沉一定幅度，以防幹擾使開關管誤導通。

●保護電路：IGBT焊機也設置了過流、過壓
、過熱保護等，有些機型也有截流，以保證焊機及人身安全，其工作原理與場效應管焊機相似。

逆ni變bian與yu整zheng流liu是shi兩liang個ge相xiang反fan的de概gai念nian，整zheng流liu是shi把ba交jiao流liu電dian變bian換huan為wei直zhi流liu電dian的de過guo程cheng
，而er逆ni變bian則ze使shi把ba直zhi流liu電dian改gai變bian為wei交jiao流liu電dian的de過guo程cheng
，采cai用yong逆ni變bian技ji術shu的de弧hu焊han電dian源yuan稱cheng為wei逆ni變bian焊han機ji。逆ni變bian過guo程cheng需xu要yao大da功gong率lv電dian子zi開kai關guan器qi件jian，采cai用yong絕jue緣yuan柵zha雙shuang極ji晶jing體ti管guanIGBT作為開關器件的逆變焊機成為IGBT逆變焊機。

逆變焊機的工作過程如下：將三相或單相工頻交流電整流，經濾波後得到一個較平滑的直流電，由IGBT組成的逆變電路將該直流電變為幾十KHZ的交流電，經主變壓器降壓後，再經整流濾波獲得平穩的直流輸出焊接電流。

逆變電焊機優點：由(you)於(yu)逆(ni)變(bian)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)很(hen)高(gao)，所(suo)以(yi)主(zhu)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)鐵(tie)心(xin)截(jie)麵(mian)積(ji)和(he)線(xian)圈(quan)匝(za)數(shu)大(da)大(da)減(jian)少(shao)
，因(yin)此(ci)
，逆(ni)變(bian)焊(han)機(ji)可(ke)以(yi)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)節(jie)省(sheng)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)，減(jian)少(shao)外(wai)形(xing)尺(chi)寸(cun)及(ji)重(zhong)量(liang)，大(da)大(da)減(jian)少(shao)電(dian)能(neng)損(sun)耗(hao)
，更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，逆(ni)變(bian)焊(han)機(ji)能(neng)夠(gou)在(zai)微(wei)妙(miao)級(ji)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)對(dui)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng)，所(suo)以(yi)就(jiu)能(neng)實(shi)現(xian)焊(han)接(jie)過(guo)程(cheng)所(suo)要(yao)求(qiu)的(de)理(li)想(xiang)控(kong)製(zhi)過(guo)程(cheng)
，獲(huo)得(de)滿(man)意(yi)的(de)焊(han)接(jie)效(xiao)果(guo)。

（來源：21ic電子網）

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