焊接逆变电源的应用与发展现状
全数字脉冲MIG逆变焊接电源的研制
为 主电路 数字化 提供 了条 件 。 接 电源从 模拟式 焊 焊
机 发展 到逆 变式 焊机 ， 实际上 是 完成 了主 电路 从 模 拟 到数 字化 的跨 越 。 接 电源主 电路 的数 字化使 得 焊 焊 接 电源至 少在 两方 面 的性 能 得到 提高 。
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焊接技术的发展现状与前景分析
焊接技术的发展现状与前景分析随着工业化进程的快速发展，焊接技术在现代制造业中占据了越来越重要的地位。
从最早的手工焊接到现在的自动化焊接，随着技术的不断进步和新材料的涌现，焊接技术也在不断发展。
一、现代焊接技术的发展现状1.1 手工焊接手工焊接是人工操作的一种焊接方式，可以应用于大多数焊接材料，并且具有足够的可靠性和质量。
手工焊接通常需要经过长时间的实践和经验积累，才能获得高水平的技能和精度。
而且手工焊接的生产效率低，需要占用大量人力资源。
1.2 自动化焊接自动化焊接是通过使用自动化设备，如焊接机器人和自动焊接系统，来进行焊接的一种方式。
自动化焊接优化了焊接过程中的可靠性和一致性，并且可以提高生产效率和降低成本。
自动化焊接还具有时间和电能的节省优点，同时可以减少人工操作的安全风险。
1.3 激光焊接激光焊接是一种高精度、高速度、高能量焊接技术，可以应用于大多数常见的金属和合金材料。
激光焊接的优点是精度高，焊缝钝化少，热影响区小，使用过程中渣气轻、味道轻、环保。
激光焊接已广泛应用于汽车、机械、电子、航空航天、医疗和设计等领域，尤其在珠宝、手表等高级制造领域中运用最为广泛。
1.4 电弧焊接电弧焊接是最常见和广泛使用的焊接技术之一，应用领域涉及船舶、钢结构、管道、铁路和汽车等。
它使用用电弧加热焊接材料，使其基材溶胶的技术。
电弧焊接具有生产效率高、成本低、焊缝质量良好和在大规模工业生产中灵活性强等优点。
同时也是最经典和常用的焊接技术，在所有的行业中都可以看到使用。
二、焊接技术的发展前景随着科技的不断发展和社会需求的变化，焊接技术的发展还有很大的空间和机会。
未来的焊接技术将更加注重精度、高速度、实用性和效率。
2.1 焊接自动化和智能化随着工业自动化和人工智能技术的发展，焊接技术也必将朝向智能化自动化的方向发展。
人工智能可以协调焊接的多种参数，从而达到最佳的焊接质量。
2.2 激光焊接技术的进一步发展激光焊接现已广泛应用于各个领域，未来还会进一步发展。
现代数字化弧焊电源的发展
设 备 间可 以方 便地 实现 大量 的信 息交换 ； 至可 以 甚 利用 数字 化焊 接 电源 的数 字化 接 口， 实现 焊接 电源 系统 与互 联 网的通信 ， 样一方 面可在 网上控 制和 这 监 控 焊接 过程 ， 保证 焊 接质 量 ； 一方 面焊 机可 通 另
拟 信号过 渡 到 由 ０１编码 组成 的数 字信 号 。 ／ 数字 化
焊机 由于原 理 的先 进性 ， 有模 拟式焊 机无 法企 及 拥 的优 势 。 （） 过数 字控制 器 中的软件 ， １ 通 数字 化 弧焊 电源
实 现 了 柔 性 化 控 制 和 多 功 能 集 成 电源 系 统 的 控 制 ，
得模 拟控 制的控 制精 度降低 、 可靠性 下 降。 因此 ， 长
期 以 来 人 们 一 直 在 寻求 解 决 这 些 问题 的办 法 ， 即 以数字 信号代 替模 拟信 号 ， 实现 弧焊 逆变 电源 的控
制 ［ ４ １ 。
另外 ， 由于 数字 化 焊 机采 用 单 片机 、 Ｓ （ Ｄ Ｐ 数字
替代 了模拟 式 的硬件 电路 ， 于 系统控 制策 略 的优 利 化 和多种焊接 工艺 集成在 同一 电源系 统 。 （） ２控制精确 ， 稳定 好。 电源处 于高频微处理器 的
减少 ， 使得 焊 接 电源 的效 率 达到 ９ ％以上 ； 是 随 ０ 二 着 工 作频 率 的 提高 ， 回路 输 出 电流 的纹 波更 小 ， 响 应 速度 更 快 ， 因此 焊 机 获 得 了 更 好 的 动态 响应 特
专 综 惫述
露 出来 了。
雹焊榱
第４卷 ０
（ 数 字 化 电源 可 以大 幅度 节 省原 材 料 （ 、 ４ ） 铜 硅
逆变器简介
交通领域
电动汽车
逆变器是电动汽车的核心组件之一，用于将电池直流 电转换为交流电，驱动电机。
混合动力汽车
逆变器用于将电池直流电转换为交流电，为发动机和 电机提供动力。
轨道交通
逆变器用于将直流电转换为交流电，为列车提供动力 。
工业领域
自动化设备
逆变器用于将直流电转换为交流电，为工业自 动化设备提供动力。
压相对稳定。
响应速度快
由于电压型逆变器采用电容作为储 能元件，因此其响应速度较快，可 以在短时间内达到额定输出功率。
适用范围广
电压型逆变器适用于各种不同类型 负载，如电阻性、电感性和电容性 负载。
电流型逆变器
1 2
输出电流稳定性高
电流型逆变器采用电感作为储能元件，通过电力 电子器件的开关动作将直流电能转化为交流电能 ，输出电流相对稳定。
逆变器可分为直流逆变器和交流逆 变器。
按控制方式
逆变器可分为模拟控制逆变器和数 字可分为单相逆变器和三相逆 变器。
按功率等级
逆变器可分为小功率逆变器和工业 级逆变器等。
04
02
逆变器的工作原理
电压型逆变器
输出电压稳定性高
电压型逆变器采用直流电源，通 过电力电子器件的开关动作将直 流电能转化为交流电能，输出电
02
成本较高：逆变器的制造成本较高，价格相对较高。
03
维护困难：逆变器的维护和检修相对复杂，需要专业人员进行操作。
04
效率受环境影响：逆变器的效率受到环境温度、湿度等因素的影响， 会影响设备的运行效率。
逆变器的发展趋势
01
向高效节能方向发 展
随着能源紧缺和环保要求的提高 ，逆变器的高效节能技术将继续 得到发展。
现代焊接电源的新发展
率 器 件 的 寄 生 电 容 在 高 频 时 产 生 严 重 的 电 压 尖 峰
和 浪 涌 电 流 的 缺 点 。为 了克 服 硬 开 关 逆 变 器 的 上 述 缺 点 ， 开 关 变 流 技 术 应 运 而 生 。 技 术利 用谐 软 该 振 原 理 ， 功 率 器 件 两 端 的 电 压 或 电 流 呈 区 间 性 使
电 子技 术 、 天 工 业 等 领 域 要 求 焊 接 飞 溅 小 、 接 航 焊 过 程 稳 定 、 量 可 靠 ， 焊 接 电 源 及 技 术 提 出 了 新 质 对
展 的软 开 关 电 路 拓 扑 也 有 ３大 类 。其 中单 端 与 半 桥 实 现 零 电 压 或 零 电流 软 开 关 变 换 多 采 用 变 频 控 制 ， 变 频 控 制带 来 了诸 多 的 问题 。 控 制 电 路 复 而 如 杂 ， 受 干扰 ； 同的负载 条件工 作模 式不 同 ， 易 不 电 路 设 计 和 分 析 较 为 困难 ； 关频 率 变 化 范 围 大 ， 开 使 得 变 压 器 、 波 器 和 反 馈 控 制 电 路 的 设 计 难 以 优 滤 化 。 因 而 目前 研 究 的软 开 关 弧 焊 逆 变 器 多 数 采 用
ｌ 软 开 关 电 路 的 研 究
目前 广 泛 应 用 的 硬 开 关 逆 变 器 具 有 功 率 器 件
广 、 有 前 途 的 一 种 软 开 关 电路 拓 扑 结 构 。 最
移相 控 制 全 桥 变换 电 路 利 用 变压 器 的 漏 感 和 电路 中分 布 电 感 以 及功 率 器 件 分 布 电 容 和 并 联 电
压 器 漏 感 中 的 能 量 实 现 零 电 压 变 换 ， 开 关 范 围 软
浅析弧焊电源的现状与发展
２ 弧焊 电源的分类、 特点及运用
收稿 日期 ：０６—０ —１ ２０ ８ ６
维普资讯
黑
龙
江
冶
金
弧焊整流器 ， 它是把交流 电经 降压整流后获 得直流电的， 外特性可 以是平 的或下降的， 由主 它
变压器、 半导体整流元件 以及 获得所需外特性 的 调节装置等组成 。与直流弧焊发 电机 比较 ， 它具 有制造方便 、 价格低 、 空载损耗小 、 噪声小等优点 ， 而且大多数可 以远距离调节 ， 自动补偿 电网电 能 压波动对 输 出电压 、 电流 的影 响 ， 有磁偏 吹 现 但 象。它可作为各种弧焊方法 的电源 。 弧焊逆变器 ， 它把单相 （ 或三相 ） 交流 电经 整 流后 ， 由逆变器转变为几百 至几万赫兹 的中频 交
发 明碳极 电弧 可 以看作 是 电弧作 为 热 源应 用 的创
弧焊变压 器 ， 它把 网路 电压 的交流 电变成适 宜于弧焊的低压交流 电， 由主变压器及 所需的调 节部分和指示装 置等组成。它具有结构简单 、 易 造易修 、 本低 、 成 效率高等优点 ， 但其 电流波形 为 正弦波， 出为交 流下 降外 特性 ， 输 电弧稳定性较 差， 功率因数低 ， 但磁偏吹现象很少产生 ， 空载损 耗小 ， 一般应用于手弧焊 、 埋弧焊和钨极氩弧焊等
关键词 ： 弧焊电源 ； 现状 ； 发展
弧焊技术是现代焊接技术 的重要组成部分 ， 其应用范围几乎涵盖 了所有的焊接生产领域。电
弧焊 作 为一 种 基 本 的金 属 焊 接 方 法 ， 广 泛 的运 被
２ｌ 弧焊 电源 的分 类 ，
弧焊 电源的分类无论是国内还是国外都有不
同的分类 方法 ， 因此其 结 果也 不 尽 相 同 ， 文 采用 本
沃尔什信号发生器在逆变焊接电源中的应用
明 了正弦 函数变换为沃尔什级数 的过程并计算 出正弦 函数 的八 阶沃尔什级数 ， 给出其输 出波形 图。根据沃尔 什级
数 ， 用数 字电路技术设计 出沃尔什信 号发 生器 ， 出 了沃尔什 信号 发生 器 的系统框 图以及 系统 的输 出波 形 图。 利 给
同时介绍 了通过单片机 和沃尔什信 号数发生器控制 的正 弦中频逆变 焊接电源工作原理 。
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生产应用 锩 掳
沃 尔 什信 号 发 生 器 在 逆 变 焊 接 电源 中 的应 用
浙 江工 贸职 业技 术 学 院（ 州 市 温
摘要
３５０ ） ２０３
张 才华
简要介绍 了 Ｐ ＷＭ 的控制 原理 、 Ｂ Ｉ Ｔ逆变焊接电源 的组成 和控制方 法 ， Ｇ 同时从沃尔 什函数级数 出发 ， 说
在采样控制理论中有一个重要结论 ： 冲量（ 脉冲的
面积 ） 等而形 状 不 同的窄 脉 冲 ， 别 加 在具 有 惯 性环 相 分
节的输入端 ， 其输出响应波形基本相同 ， 只要脉 冲的面 积相 等 ， 其作 用 的效果 基本 相 同… ， 图 １所示 。 如
时Ｉ ｔｓ 甸 ／
时 问 ｔｓ ／ （ ） 三 角 脉 冲 ｂ
电源 系统经 三 相 整 流后 由 ＩＢ Ｇ Ｔ控 制 中频 输 出正 弦电压 ， 中频 变 压 器 再 整 流 和 电抗 器 滤 波 后 输 出 。 经
系数代入式（ ） １ 得 厂ｔ ｉ ｍ ＝ ．４ ａ （ ， ０ ２ Ｓ ｌ３ （）＝ｓ ２ ｔ ０ ６ Ｓ ｌ １ ｔ ｎ ）一 ． ７ ａ （ ，）
了更 广 阔 的 空 间 ， 中最 引 人 注 目的 就 是 逆 变 焊 接 其
电源 。
逆变焊接电源体积小 、 质量轻 、 节能省材 ， 而且控 制性 能好 ， 态 响 应 快 ， 于 实 现 焊 接 过 程 的 实 时 控 动 易 制， 在性能上具有很大的潜在优势。从长远观点来看 ， 逆变 焊接 电源 是 焊 接 电源 的 发展 方 向 ， 国外 逆 变 焊 机 的发 展 也充 分 说 明 了这一 点 。 其 第４ 尤 代逆 变 器是
正弦波逆变电源的研究现状与发展趋势
正弦波逆变电源的研究现状与发展趋势近年来，随着技术的飞速发展，正弦波逆变器电源作为可靠而节能的新型电源，被广泛用于各行各业，得到了极大发展。
本文将主要针对正弦波逆变电源的研究现状、发展趋势进行详细介绍。
正弦波逆变电源是一种可以将DC电源转换为正弦波AC电源的电源装置，具有体积小、成本低和稳定性高的特点。
随着科学技术的发展，正弦波逆变电源的技术也在不断更新。
改变电源器的组成，加入新元器件，改变控制策略，使得正弦波逆变电源在效率、可靠性和负荷响应等方面更加突出。
目前，正弦波逆变电源已经成为世界上最受欢迎的电源形式之一，在很多领域，如家用电器、电动汽车、照明系统等都广泛采用正弦波逆变电源。
正弦波逆变电源研究正在不断改善电源性能，如降低成本、抑制电磁干扰、提高可靠性、改善负荷响应等。
其中，降低成本、提高可靠性是研究的重点方向。
在降低成本方面，研究的主要方向是采用新型元器件，如电感式和伺服式元件，以降低电源的制作成本。
在可靠性方面，研究主要包括多负载分布功率及智能电源管理。
多负载分布功率可以使得电源在整个工作过程中尽可能的保持功率稳定，从而大大提高电源可靠性。
智能电源管理采用故障管理技术，使能从现场检测电源的温度、电流和电压，从而在故障发生前就可以进行报警及排除故障。
另外，正弦波逆变电源的发展还受到市场的支持，消费者对更高效的电源的需求也在增长，从而鼓励更多的开发商致力于正弦波逆变电源的研究和开发。
综上所述，正弦波逆变电源是一种可靠而节能的新型电源。
研究正弦波逆变电源的研究正在不断改善电源性能，如降低成本、抑制电磁干扰、提高可靠性、改善负荷响应等。
此外，市场支持和消费者对更高效电源的需求也将激励更多的开发商致力于正弦波逆变电源研发，从而促进正弦波逆变电源的发展。
未来，正弦波逆变电源的发展趋势是更高的高效、低功耗、低价格和更强的可靠性和扩展性，使其能够更好地满足不同行业的应用需求。
为此，技术人员将继续努力改善正弦波逆变电源的性能，延长其使用寿命并降低其成本，从而推动正弦波逆变电源的发展。
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焊接逆变电源的应用与发展现状1前言
焊接电源的制造已有100多年的发展历史，进入20世纪60年代之后，硅整流元件、大功率晶体管(GTR）、场效应管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）等器件的相继出现，集成电路技术和控制技术的发展，为电子焊接电源的发展提供了更广阔的空间，其中最引
人注目的是逆变焊接电源。
逆变焊接电源体积小、重量轻、节能省材，而且控制性能好，
动态响应快，易于实现焊接过程的实时控制，在性能上具有很大的
潜在优势。
从长远观点来看，逆变焊接电源是焊接电源的发展方向，国外逆变焊机的发展也充分说明这一点。
目前在工业发达国家，手
工电弧焊/TIG焊/MIG/MAG焊已经广泛采用逆变电源。
世界上几家主
要焊机制造厂商都已经完成了逆变焊机产品系列化，并以此作为技
术水平的标志之一。
2焊接逆变电源的发展与应用现状
逆变电源被称为‘‘明天的电源’’，其在焊接设备中的应用
为焊接设备的发展带来了革命性的变化。
首先，逆变式焊接电源与
工频焊接电源比节能20％～30％，效率可达80％～90％；其次，逆
变式焊接电源体积小、重量轻，整机重量仅为传统工频整流焊接电
源的1/5～1/10，减少材料消耗80％～90％。
特别是逆变焊接电源
有着动态反应速度快的优势，其动态反应速度比传统工频整流焊接
电源提高了2～3个数量级，有利于实现焊接过程的自动化和智能控制。
这些都预示着逆变焊接电源有着广泛的应用前景和市场潜力。
目前，日本松下公司、大阪变压器公司的电弧焊机中，逆变焊机都
超过了50％。
美国的主要焊机生产厂家生产的逆变焊机已经超过了30％。
其他工业发达国家逆变焊接电源的发展速度也很快。
我国逆变焊机的研究开发起步于20世纪70年代末期，于20世
纪80年代开始发展。
1982年，成都电焊机研究所开始了对晶闸管逆变式弧焊整流器的研究，于1983年研制出我国第一台商品化的
ZX7-250逆变式弧焊电源，并通过了该项目的部级鉴定。
随后，清华大学、哈尔滨工业大学、华南理工大学和时代公司等单位相继推出
了采用各种开关元件的逆变式焊机。
现在，我国逆变焊机电源已形
成4代产品：第一代是以可控硅SCR为主攻率器件的逆变器；第二代是晶体管逆变器；第三代是场效应管逆变器；第四代是IGBT逆变器，其逆变频率高，饱和压降低，功耗小，效率高，无噪声，与前3代
逆变器相比，优势更明显。
3逆变电源的发展方向
逆变电源总的发展趋向是向着大容量、轻量化、高效率、模块化、智能化发展并以提高可靠性、性能及拓宽用途为核心，愈来愈
广泛应用于各种弧焊方法、电阻焊、切割等工艺中。
高效和高功率
密度（小型化）是国际弧焊逆变器追求的主要目标自之一。
高频化和
降低主要器件的功耗是实现这一目标的主要技术途径。
当前，在日、欧等国和地区，20KHz左右的弧焊逆变器技术已经成熟，产品的质量较高且产品已系列化。