ZX7焊机原理与维修
ZX7逆变焊机工作原理
ZX7逆变焊机工作原理主电路主要由输入整流器、逆变电路和输出整流器所组成，现以逆变电路为半桥式串联逆变电路为例，如图1所示。
图1(1) ZX7系列晶闸管逆变直流弧焊机主电路电气原理图(1)图1(2)ZX7系列晶闸管逆变直流弧焊机主电路电气原理图(2){{分页}}(一) 输入整流器输入整流电路由三相整流桥堆VC1、限流电阻R2和滤波电容C1~C4所组成。
此外，还有自动空气开关QF1、电阻R1。
QF1内有热脱扣和电磁脱扣装置，当发生过载、短路等故障时，能自动切断电源以保护焊机。
本开关只作保护用。
启动焊机和停止焊接时，应由用户配电板的空气开关控制。
R1为压敏电阻，作过电压保护。
三相380V的电压经三相桥式整流后以及由于滤波电容的作用，电压高达600V，带电检查焊机的故障时，应特别注意人身安全，做好防护工作。
(二) 逆变电路这是主电路的核心部分，它由换向电容C5~C8、开关元件——晶闸管VT7和VT8、主变压器T1、限制冲击电流的电感L1等组成。
现通过其电路简图来说明逆变的原理和过程。
图2 逆变电路简图参看图2，当VT7被触发导通而VT8为关断时，C5、C6经VT7、变压器T1的一次绕组N1放电，电流为I1’，电压U5-6逐渐下降至零，于是C5、C6中电场的能量转变成变压器的磁场能量。
接着，磁场释放能量而向C5、C6反向充电；与此同时，输入整流器经VT7、N1给电容C7、C8充电，充电电流为I1”。
I1’和I1”构成了变压器T1一次侧绕组N1中的正半波电流I1，即I1=I1’+I1”。
当C5、C6被反向充电，U5-6为负值时促使VT7关断。
VT7关断后，VT8被触发导通，逆变工作过程与上述相似，即C7、C8经T1的N1、VT8放电，电流为I’2。
放电至零时，接着变压器磁场能量向C7、C8反向充电，UC7-8为负值；与此同时，输入整流器向C5、C6充电，电流为I2”。
显然，与电流I1方向相反，因而构成了N1中的负半波电流。
ZX7焊机原理与保养
ZX7焊机原理与保养
简介
ZX7焊机是一种常用的焊接设备，本文将介绍ZX7焊机的工
作原理以及保养方法。
工作原理
ZX7焊机采用逆变器技术，通过将交流电转换为直流电，并通
过高频脉冲控制来实现电弧的稳定焊接。
在焊接过程中，电弧通过
焊条和焊接工件之间的间隙传导电流，产生高温来熔化焊条和工件，形成焊接弧。
保养方法
为了确保ZX7焊机的正常工作和延长其使用寿命，有以下几
点保养方法需要注意：
1. 清洁：定期清洁焊机外壳和通风口，防止灰尘和杂物进入焊
机内部影响散热和工作效果。
2. 检查电源：定期检查电源线是否损坏，保证电源接地正常，
避免触电危险。
3. 清理滤网：清理焊机的滤网，防止积尘和杂物堵塞导致散热不良。
4. 保持通风：使用焊机时保持良好的通风环境，避免过热和电气故障。
5. 定期维修：定期维修焊机，更换磨损的部件，确保焊机性能稳定。
以上是ZX7焊机的工作原理和保养方法，请在使用焊机时遵守相应的安全操作规程，确保人身安全和设备正常运行。
参考资料：
- 张亮，李华. 电焊机原理与使用[M]. 黑龙江科学技术出版社, 2018.。
ZX7焊机原理与维修
ZX7 系列逆变式直流弧焊机原理、功能及使用方法5.1 逆变器及逆变式弧焊电源将直流电转换成交流电的装置称为逆变器。
逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。
这种电源一般是将三相工频(50Hz) 交流网路电压，先经输入整流器整流和滤波变成直流，再通过大功率开关电子元件( 晶闸管SCR、晶体管GTR 、场效应管MOSFET 或IGBT) 的交替开关作用，将整流后的直流逆变成几kHz～几十kHz 的中频交流电压，并经变压器降至适合于焊接的几十伏电压，然后再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。
其变换顺序可简单地表示为：工频交流( 经整流滤波)一直流( 经逆变)一中频交流( 降压、整流、滤波)一直流。
如果用符号表示，即为：AC—DC —AC—DC。
为什么要采用上述这种方式呢?这是因为如果直接用逆变降压后的交流电进行焊接，由于其频率高，则感抗大，导致焊接回路中有功功率大大降低。
因此，还需再次进行整流。
图5-1 为几种具有代表性电子类直流弧焊设备方框图。
表5-1 为几种典型直流弧焊设备的性能比较。
5.2 逆变电源的特点弧焊逆变器的基本特点是工作频率高，由此而带来很多优点。
这是因为变压器，无论是一次绕组还是二次绕组，其电势 E 与电流的频率f、磁通密度B、铁心截面积S 及绕组的匝数N 有如下关系：E=4.44fBSN而绕组的端电压U 近似等于E，即U≈E=4.44fBSN当U、B 确定后，若提高 f ，则S 减小，N 减少，因此，变压器的质量和体积就可以大大减少。
这样，就能使整机的质量和体积显著减小。
不仅如此，还因为频率的提高及其他因素而带来了许多优点，与传统弧焊电源比较，其主要特点如下。
体积小、质量轻，节省材料，移动、携带方便。
高效节能，效率可达80％-90％，比传统焊机节电1／3 以上。
动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小。
焊接参数自动调节控制方便，很适合作为自动焊接电源。
奥太ZX7-400STG维修手册(精)
第四章 ZX7系列手工/氩弧焊机§4－1 焊条手工焊对焊机的要求电弧是电弧焊接的热源、力源。
焊机是电弧能量的供应者。
焊机应满足焊接工艺的要求，保证引弧容易，电弧稳定，焊接规范稳定，以及足够宽的焊接规范和稳定调节范围。
主要的要求有：电源外特性、燃烧稳定性、焊接稳定性与焊接质量。
1、焊机的外特性：陡降外特性（1）电源—电弧系统稳定工作条件：tgαa —tgαp ＞0 电弧静特性的斜率tg αa ，电源静特性的斜率tg αp （2）空载电压：越高越容易引弧，（AC 电弧稳定），但不经济、不安全。
DC 焊机的空载电压＜113V 。
（3）稳态短路电流I SS 稍大于焊接电流I （利于引弧，太大后飞溅增大。
1.25＜I SS ／I ＜2。
2、焊机的调节特性输出不同工作电压、电流的可调性能。
通过电源外特性的调节实现。
包括回路焊接电缆压降在内的，符合某种约定关系负载电压与负载电流称为约定负载电压与约定负载电流（无感电阻下测定）。
焊条手工焊电源：U=20+0.04I I＞600A 时U=44V TIG 焊电源：U=10+0.04I I＞600A 时U=34V 3、焊机的动特性合适的短路电流峰值（引弧，加速熔化和过渡）1.5I；合适的短路电流上升速度；恢复电压最低值（30v）的时间适当。
4、焊机的极性根据焊条的性质和焊件所需热量，手弧焊在阳极、阴极材料相同时，阳极区温度高。
酸性焊条（E4013）：厚钢板采用直流正接可以获得较大熔深，薄钢板采用直流反接可以防烧穿或者采用交流。
碱性低氢钠焊条：用于重要结构，采用直流反接，可以减少飞溅、气孔，并能使电弧稳定。
（药皮Ca F,分解出电离电位较高的F,使电弧稳定性降低；直流正接熔滴过渡时，受熔池射来的正离子流撞击（质量比电子大，阻碍熔滴过渡的力大造成飞溅，电弧不稳）；直流反接，减少飞溅，且熔池处于阴极，焊条射来的氢正离子与熔池表面的电子中和，减少气孔。
5、电弧燃烧的稳定性指电弧保持稳定燃烧（不产生断弧、飘移和磁偏吹等）的程度。
瑞凌ZX7手工焊原理及故障分析
BVY26 E
R2 1 5 10 R
T
D1 2 DIODE
N2
C2 5 1 00 0 u F
2 PC81 7
C1 3 1 04
D4 4 14 8
R2 3 4 70 R
N3
+24 V 1 2 00 :6 R1 7 5 K1
U1 LM7 81 2
+12 V +12 V 3 C2 6 1 00 u F
5 10 R S80 5 0 R1 0 2 R2 C1 8 5 01
（2）控制模块实物图如1-12所示，原理如 1-13图所示。
3140芯片
反馈给定电路
3525芯片
驱动转换电路
图1-12 控制模块
反馈给定电路 3140芯片
3525
驱动转换电路
图1-13 控制模块电路
（3）集成脉宽调制器
脉宽调节器的的基本工作原理是用一个电压比较器，在 正输入端输入一个三角波，在负入端输入一直流电平，比较 后输出一方波信号，改变负输入端直流电平的大小，即可改 变方波信号的脉宽（如图1-14所示）
故障现象一：
打开电源开关，电源指示灯不亮，风机不转，无焊接电流输出。
原因分析与处理：
1、外部供电（AC220V）是否正常； 2、电源线、开关、接头是否良好； 用万用表测量有无220伏电 压到地板； 3、起动电阻、消磁电阻是否断路；检测它们的阻值； 4、风机本身坏。 5、电解电容坏，导致无辅电，可用万用表测量。
D9 8 V2
1 PC81 7 C2 0 1 03 R2 2 8 K2
GND 2
R2 0
Q6
Vin
D1 5 Green
工作原理：启动------储能------关断------放能------再次开通------稳压
ZX7系列逆变焊机常见故障维修
ZX7系列逆变焊机常见故障维修ZX7系列逆变焊机，采用先进半导体开关器件IGBT模块作为主功率器件，应用逆变和双极性控制技术，以优异动态响应与静态恒流特性使焊接电流十分稳定，广泛用于各种碳钢、铸铁、不锈钢、铜及其合金等金属的焊接。
具有引弧容易，飞溅小，抗干扰性强，体积小，重量轻，噪音低，而且负载持续率高等优点。
以ZX7-315焊机为例：焊接电流在244A时负载持续率可达100%，焊接电流在273A时负载持续率达80%，焊接电流在315A时负载持续率达60%。
功率用数COSφ≥0.8，效率η≥85%。
所以各行业都以ZX7系列焊机取代原来老式旋转式直流焊机，交流弧焊机。
但由于逆变焊机服役年限增加及环境（如：灰尘，潮湿，通风状态）对电子元件的影响，会发生多种类型故障，本文结合ZX7系列逆变焊机故障特点及对维修多台经验，归纳、总结几种常见故障维修方法并归纳出简易故障处理流程图。
标签：逆变焊机故障维修我单位有ZX7系列逆变焊机共135台，其中新亚45台，凯尔达60台，时代30台，新亚、时代逆变焊机为2003年购置，到目前使用已经超过5年。
因为电子器件使用年限一般为5-7年，超过这个周期，会出现多种类型故障，单位领导考虑到超过保修期（保修期限为一年）为节约单位资金，把维修焊机任务交给了我，为使故障焊机重新焕发新春，经对几种焊机厂家内部资料分析、研究，总结出几种故障维修及常用器件诊断及器件数据并归纳出简易故障处理流程图。
1查找故障难点分析ZX7系列逆变焊机由多种电路相互控制组成，损坏其一种器件，其另一器件也会受影响，例如主回路中IGBT模块功率器件损坏，多数是由其它元件连带造成的。
例如：①IGBT模块功率器件控制脚稳压管、平衡电阻损坏；②驱动板有无脉冲信号（栅极管是否完好）；③控制板上CPU集成块是否完好；④控制板集成块7815、7915是否损坏。
综上所述，维修电焊机就要全面检查，记录好各种器件数据和检查驱动板输出波形，这样对维修后焊机正常使用起到事半功倍作用。
ZX7逆变焊机工作原理
电焊机之IGBT系列焊机工作原理2009-09-21 20:15:09 作者：来源：互联网浏览次数：0 文字大小：【大】【中】【小】简介：一、功率开关管的比较常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。
其中，晶闸管（可控硅）的开关频率最低约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。
1、效应管的特点：场效应管的突出优点在于 ...一、功率开关管的比较常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。
其中，晶闸管（可控硅）的开关频率最低约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。
1、效应管的特点：场效应管的突出优点在于其极高的开关频率，其每秒钟可开关50万次以上，耐压一般在50 0V以上，耐温150℃（管芯），而且导通电阻，管子损耗低，是理想的开关器件，尤其适合在高频电路中作开关器件使用。
但是场效应管的工作电流较小，高的约20A低的一般在9A左右，限制了电路中的最大电流，而且由于场效应管的封装形式，使得其引脚的爬电距离（导电体到另一导电体间的表面距离）较小，在环境高压下容易被击穿，使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。
2、IGBT的特点：IGBT即双极型绝缘效应管，符号及等效电路图见图11.1，其开关频率在20KHZ~30KHZ 之间。
但它可以通过大电流（100A以上），而且由于外封装引脚间距大，爬电距离大，能抵御环境高压的影响，安全可靠。
一、场效应管逆变焊机的特点由于场效应管的突出优点，用场效应管作逆变器的开关器件时，可以把开关频率设计得很高，以提高转换效率和节省成本（使用高频率变压器以减小焊机的体积，使焊机向小型化，微型化方便使用。
（高频变压器与低频变压器的比较见第三章《逆变弧焊电源整机方框图》。
但无论弧焊机还是切割机，它们的工作电流都很大。
使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求，一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。
这样既增加了成本，又降低了电路的稳定性和可靠性。
ZX7-500S逆变直流弧焊机工作原理
ZX7-500S逆变直流弧焊机工作原理ZX7-500S采用ICBT功率模块器件，及先进的电子电路，比传统焊机节电1/3以上，是一种新型的高效节能机电一体化产品。
具有动态响应快，焊接电弧稳定，功率输出能力强，调节精确，效率高，空载损耗小，保护功能完善，可靠性更高等特点。
工作原理 见图所示。
三相电源经断路器K1供给三相桥式整流D6的输入端，整流输出600V直流电压由限流电抗器Ll进行限流。
因为电容c5、C6的容量比较大，又因为电容两端的电压不能突变，因此在电源接通的瞬间，电容c5、C6中产生较大的冲击电流。
为了减小此冲击电流，串入电感L1（因为Ll两端的电流不能突变）。
另外，当直流脉冲电压从最大值减小到零时．Ll所产生的反电势通过续流二极管D5构成回路，以免对ICBT管构成威胁。
电容C22、C23是滤除电源高次谐波：限流后经电容c5、Cl0滤波。
电阻Rl、R2是放电电阻，电容C8、C9是换向电容，由于C8、C9是串联容量又相等，所以在每个电容上充有300V的直流电压。
当Vl触发导通，电源+→V1→变压器初级线圈b端→a端（C8负极），B2线圈h+、a-。
当V2导通，电容C9的正端→变压器初级线圈b端→V2→C9负极，B2线圈a+、b-。
因此ICBT模块中的Vl、V2在主控板PCB3-7的控制下轮流导通（频率为20kHz）．即高频变压器B2初级线圈就有交变电流通过。
这样．B2的次级线圈感应出电压经D1～D4整流、电抗滤波器L2及滤波板I．B2组成的滤波电路，滤波后输出直流80v弧焊电压。
保护电路：由于B2初级线圈在IGBT通断瞬间所产生的反峰电势，由C7、R4、C6、R3组成的阻容吸收保护电路，防止IGBT过电压击穿。
此外，过电压保护还由于压敏电阻RY1并在直流输出回路中，当电压高于所设定值时．RYI导通迫使断路器Kl断开；过热保护是由热敏继电器J置于ICBT的散热片上，当温度高于75℃时J断开，由主控板PCB内部处理迫使振荡电路停振，使Bl/El、B2/E2无驱动信号输出。
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ZX7系列逆变式直流弧焊机原理、功能及使用方法
5．1 逆变器及逆变式弧焊电源
将直流电转换成交流电的装置称为逆变器。
逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。
这种电源一般是将三相工频
(50Hz)交流网路电压，先经输入整流器整流和滤波变成直流，再通过大功率开关电子元件(晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT)的交替开关作用，将整流后的直流逆
变成几kHz～几十kHz的中频交流电压，并经变压器降至适合于焊接的几十伏电压，然后
再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。
其变换顺序可简单地表示为：工频交流(经整流滤波)一直流(经逆变)一中频交流(降压、整流、滤波)一直流。
如果用符号表示，即为：AC—DC—AC—DC。
为什么要采用上述这种方式呢?这是因为如果直接用逆变降压后的交流电进行焊接，由于其
频率高，则感抗大，导致焊接回路中有功功率大大降低。
因此，还需再次进行整流。
图5-1为几种具有代表性电子类直流弧焊设备方框图。
表5-1为几种典型直流弧焊设备的性能比较。
5．2 逆变电源的特点
弧焊逆变器的基本特点是工作频率高，由此而带来很多优点。
这是因为变压器，无论是一次
绕组还是二次绕组，其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁心截面积S及绕组的匝数N 有如下关系：
E=4.44fBSN
而绕组的端电压U近似等于E，即
U≈E=4.44fBSN
当U、B确定后，若提高f，则S减小，N减少，因此，变压器的质量和体积就可以大大减
少。
这样，就能使整机的质量和体积显著减小。
不仅如此，还因为频率的提高及其他因素而
带来了许多优点，与传统弧焊电源比较，其主要特点如下。
体积小、质量轻，节省材料，移动、携带方便。
高效节能，效率可达80％-90％，比传统焊机节电1／3以上。
动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小。
焊接参数自动调节控制方便，很适合作为自动焊接电源。
可一机多用。
5．3 ZX7系列晶闸管逆变弧焊整流器工作原理
5．3．1 主电路原理
由电路原理图5—2、图5—3、图5—4、图5—5可见，三相交流电经自动保护开关QK1后至整流桥VC1整流为脉动直流(R001吸收浪涌电压，限制充电电流)，再经C004～C007仰滤波成为平滑的直流电压，经逆变振荡器(由C008～C011，TV007，TV008，Tc2，L3、L4组成)逆变为中频高压，由主变压器Tc2降压整流后通过滤波(VD009、VD010，L1，L2，C017～C020
变为适合于焊接的低压大电流。
其中PCB1为过压保护板，PCB3为阻容保护板，PCB2为主控板，L3和L4起限制晶闸管导通时电流上升率即限制di／dt的作用。
控制电路通过控制主电路逆变器中VT3、VT4的开通频率来控制逆变振荡频率，经二次侧整流输出可调的焊
接电流。
5．3．2 外特性控制
借助电子电路和电弧电压、电流反馈信号的配合，并通过自动运算调节电路去控制大功率电
子元件VT007、VT008的开通频率，使焊机的输出特性可进行任意的控制，以满足各种弧
焊工艺方法的需要。
ZX7系列焊机为恒流带外拖特性，并具有限制最大电流和最高空载电
压的功能。
动特性采用对给定信号与反馈电流信号的差值进行PI调节运算后，转换为调频脉冲，对输出电流的变化自动调节。
5．3．3 控制电路(主控板PCB2)工作原理。