弧焊电源

第一章：1.弧焊电源在焊接过程中的作用是什么？
答:弧焊电源具有供给焊接电弧电能(提供电流和电压)以及适宜电弧焊工艺所需电气
特性的作用。

性能良好、工作稳定的弧焊电源是保证电弧稳定燃烧和焊接过程顺利
进行并得到良好焊接接头的必要条件之一。

2.脉冲弧焊电源的特点是什么？
答:脉冲弧焊电源的特点是电源输出电流是周期性变化的,脉冲频率、脉冲电流等脉冲
参数可调。

调节脉冲参数可以调节焊接工件的热输入量、焊丝的熔滴过渡形式等,
有利于对热输入比较敏感的材料、薄板和全位置的焊接。

故大部分弧焊电源中都包
含脉冲弧焊电源。

第二章：9.与直流电弧相比,交流电弧燃烧特点是什么？
答:与直流电弧相比,交流电弧的特点:一、交流电弧的电流、空载电压存在极性变化,
最常见的交流电弧是工频正弦波交流电弧。

该电弧一般是由50Hz按正弦规律变化的
电源供电,每秒钟内电弧电流变换极性50次,100次经过电流的零点。

电流经过零点
的瞬间,电弧熄灭,过零点后电弧重新引燃。

能否引燃主要取决于电源电压和再引
燃电压之间的关系。

二、交流电弧的再引燃过程使交流电弧放电的物理条件和电、
热物理过程也随之改变,这对电弧的稳定燃烧和弧焊电源的特性有很大的影响。

三、
对于电阻型弧焊电源其焊接电流是不连续的,如要使得焊接电流连续,应串联一个
足够大的电感。

13. 什么是弧焊电源的外特性？常用弧焊电源的外特性形状有哪些？
答:弧焊电源的外特性是指,在规定范围内,弧焊电源稳态输出电压Uy与输出电流Iy之
间的关系。

换言之,在电源内部参数一定的条件下,改变负载,稳态输出电压Uy与
稳态输出电Iy值之间的关系,一般采用Uy=f(Iy)来表示。

常用弧焊电源的外特性形状有如下五种:
a)平(缓)特性b)斜特性c)缓降特性d)恒流特性e)恒流带外拖特性
15.“电源—电弧”系统稳定的含义是什么？系统稳定的条件是什么？
答：（1）无干扰时，能在给定负载电压和焊接电流下，保证电弧的稳定燃烧，系统保持静态平衡状态。

（2）当系统受到瞬时干扰，破坏了系统原有的静态平衡，负载电压和焊接电流发生变化；当干扰消失后，系统能够自动恢复到原来的平衡状态或者达到新的平衡状态。

19.什么是弧焊电源空载电压,它的主要作用是什么,有什么要求？
答:弧焊电源的空载电压(U0)是指电源输出为开路状态时,电源输出的电压值;或者说
电源输出电流为零时,电源的输出电压值。

它的主要作用是保证引弧及维持电弧的稳定燃烧。

故对其的要求如下:
1)证引弧容易。

2)保证电弧的稳定燃烧。

在交流弧焊电源中为确保交流电弧的稳定燃烧,一般要求
Uo>(1.8~2.25)Uf。

3)保证电弧功率稳定。

为了保证正弦交流电弧功率稳定,一般要求:
2.5>U0/Uf>1.57。

4)要有良好的安全性和经济性。

综上所述,在设计弧焊电源确定空载电压时,应在满足弧焊工艺需要,确保引
弧容易和电弧稳定的前提下,尽可能采用较低的空载电压数值,以利于人身安全和
提高经济效益。

第四章：电子控制型弧焊电源的主要构成是电子功率系统（主电路）和电子控制系统（控制电路）。

2、电子控制型弧焊电源外特性控制原理是什么,画出电子控制型弧焊电源外特性控制原理图,并说明如何获得所需要的电源外特性。

答:电子控制型弧焊电源是根据电流、电压负反馈控制原理,利用电子电路对电子功率
系统(整流器或逆变器)进行闭环控制,来获得不同的外特性曲线形状。

①只取电压负反馈时,弧焊电源的输出特性为恒压外特性;②只取电流负反馈时,输出为
恒压外特性;③电流截止负反馈时,初始为平特性,当电流大于阈值时为恒流或陡降外特性;
复合负反馈中:④同时采用电压电流负反馈得到下降外特性;⑤不同时刻采用不同反馈可以
得到陡降带外拖外特性;恒压恒流截止负反馈时得到初始恒压后来电流大于某值时恒流的外特性。

第五章：1、晶闸管式弧焊整流器的主电路形式有哪些？其特点是什么？
答:常用主电路结构形式:
(1) 三相半控桥式只用三只晶闸管和三个触发脉冲单元,因而线路比较简单、可靠、
经济和较易调试;整流变压器为普通的三相降压变压器,易于制造;其主要缺点是调至低电
压或小电流时波形脉动较明显;需配备大电感量的输出电抗器。

(2) 三相全控桥式三相桥式全控整流电路的输出电压每周有六个波峰,脉动较小,
所需配用的输出电感的电感量也较小;其缺点是要用六个晶闸管,且触发电路复杂,增加了
调试和维修的难度。

(3) 六相半波可控整流①与三相桥式全控整流电路一样,都要用六只晶闸管,整流
波形也相似,每周有六个波峰;②触发电路比较简单,每个晶闸管在一个周期内最多只导60°,因而六相半波可控整流电路的变压器和晶闸管的利用率较低。

(4) 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路①它相当于两组三相可控半波整流电路
并联。

它的各相电流流通时间可延长至120°;②有六个晶闸管,触发电路比三相半控桥式
整流电路的要复杂,比三相全控桥式整流电路的简单;③整流电压波形为每个周波六个波峰,
其脉动程度比三相半控桥式电路的小,最低谐波为六次,要求输出电感的电感量及体积都较小;④需用平衡电抗器,为保证电路能正常工作,其铁心不能饱和。

要求两组整流电路的参
数(主要是变压器的匝数和漏感)应对称,这就对变压器等的制造和元件的挑选提出更高的
要求。

2、六相半波整流电路与带平衡电抗器双反星型整流电路有哪些异同点？
答: 不同点: 结构上区别只在于带平衡电抗器双反星型整流电路比六相半波整流电路
多了一个平衡电抗器;控制上的区别在于前者为两个管子同时导通,后者为一个管子导通,
因而在整流电路承受相同的电流强度下,前者管子工作条件好,但前者的相位控制要复杂得多。

相同点: 除了前述两点不同,两者在其余方面基本相。

与其他整流电路相比,它们的优
势在于管子可以共阴极或共阳极连接。

第六章：1、什么是逆变？画出逆变式弧焊电源的原理框图,简述各部分的作用。

答:所谓逆变是相对于常见的交流电经过整流变为直流电而言的,即将直流电变为交流
电的变换称为逆变。

输入电路包括输入整流和滤波电路,整流电路大多采用桥式整流电路,将交流变为直流;
滤波电路应用较多的是电容滤波,将直流电变得更平稳。

逆变电路是逆变式弧焊电源的核心,由电子功率开关器件和逆变降压变压器等构成,将
直流电变化为交流电。

输入电路、逆变电路、输出电路等构成了主电路。

控制电路是产生和调节驱动脉冲的电路。

在弧焊电源的逆变电路中,通过调节驱动脉冲
信号控制电子功率开关的导通与关断,从而将直流电变换为中频交流电。

控制电路决定了逆变式弧焊电源的输出。

2.逆变式弧焊电源的特点：（1）体积小、重量轻（2）高效节能（3）动特性好，控制灵活（4）元器件特性要求高，电路复杂。

3、简述PWM 和PFM 的工作原理。

答:PWM(pulse width modify)控制即脉冲宽度控制方式,也可以称为“定频率调脉宽方式。

此控制方式是在频率不变的条件下,调节脉冲宽度来调节逆变器的输出能量。

频率不变,减小脉冲宽度,逆变器输出平均值变小。

PFM(pulse frequency modify)控制,即脉冲频率控制方式,也就是“定脉宽调频率”控
制方式。

PFM 控制是在脉冲宽度保持不变的条件下,通过改变脉冲频率来调节逆变器的输出。

频率不变,减小脉冲频率,逆变器输出平均值变小。

第八章：1、如何确定弧焊电源的功率?
答：(l)粗略确定弧焊电源的功率焊接时,主要的焊接工艺参数是焊接电流。

为简便起
见,可按所需用的焊接电流对照弧焊电源型号后面的数字选择容量的大小。

如BX1-315, 后面的数字“315”表示额定焊接电流为315A。

(2)根据负载持续率确定许用焊接电源弧焊电源能输出多大功率主要由其允许的温
升确定,这就要考虑负载持续率(X)的问题。

在额定负载持续率(Xr)下,以额定焊接电
流I2r 工作时,就不会超过允许的温升。

而在其它负载持续率X 下,弧焊电源在不超过其允许温升情况下许用的最大电流I2,可以根据发热相等,达到同样额定温度的原则进行换算, 即通过式(3-6)计算可以得到I2 值。

如果额定负载持续率Xr 为60%,其额定焊接电流I2r 为500A,在负载持续率FC 为100%时,根据式(3-6)算出许用的最大焊接电流I2 为387A。