变极性亚弧焊机二次逆变主回路

摘要

本发明提供了一种变极性亚弧焊机二次逆变主电路，该变极性亚弧焊机二次逆变主回路包括半桥逆变电路、高压预充电回路及换相电路，高压预充电回路给半桥逆变电路提供高电压，换向电路在半桥逆变电路电流换向时提供续流通路。本发明由于在半桥逆变电路的基础上增加了高压预充电回路和换相电路，由于有预充电过程，电压较高，因而产生电流过零的速度很快，且不易断弧，大小电流都能保持电弧稳定。在整个逆变和换相过程中，没有电阻等功耗器件参与，故损耗低。

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种工业上用于焊接的变极性亚弧焊机，尤其是其中的的二次逆变主电路。

(二)背景技术：

在现有技术中，公知的逆变式变极性亚弧焊机主回路采用的是双逆变结构。在二次逆变回路中，为了提高过零点的速度，采用在逆变桥臂上串联电感的拓扑形式或者采用RCD网络的拓扑形式。在上述第一种拓扑形式中，电流过零的速度较慢，易断弧，小电流不稳定。在上述第二种拓扑形式中，电阻消耗功率较大，特别当换流电流较大，工作频率较高时，功耗达1000瓦以上。

(三)发明内容：

本发明针对现有技术的不足，提供一种换流速度快、小电流电弧稳定性好、功耗低的变极性亚弧焊机二次逆变主回路。

本发明采用的解决方案是：

该变极性亚弧焊机二次逆变主回路包括半桥逆变电路、高压预充电回路及换相电路，高压预充电回路给半桥逆变电路提供高电压，换向电路在半桥逆变电路电流换向时提供续流通路。

半桥逆变电路由两个大功率绝缘栅双极性晶体管、滤波电容及吸收电容组成，一个晶体管的源极接另一个晶体管的漏极，两个晶体管的两端均并联有吸收电容，滤波电容一端与一个晶体管的漏极相连，另一端与另一个晶体管的源极相连。

高压预充电回路由两个快恢复二极管、电感、次级辅助绕组构成，次级辅助绕组的中间抽头接电感的一端，电感的另一端接半桥逆变电路中的一个晶体管源级，次级辅助绕组的另外两端接两个快恢复二极管的正极，两个快恢复二极管的负极接半桥逆变电路中一个晶体管的漏极。次级辅助绕组是用导线在高频变压器上缠绕7-30匝而成。电感是在磁芯上缠绕10-30匝而成。

换相电路由两个电容及电感组成，两个电容串接到二次母线上，两个电容的公共端接电感的一端，电感另一端接到次级绕组的中间抽头上。电感是在U型铁氧体铁心上用导线缠绕9-30匝而成，具体匝数根据负载输出电流的大小而定。

本发明由于在半桥逆变电路的基础上增加了高压预充电回路和换相电路，由于有预充电过程，电压较高，因而产生电流过零的速度很快，且不易断弧，大小电流都能保持电弧稳定。在整个逆变和换相过程中，没有电阻等功耗器件参与，故损耗低。

(四)附图说明：

图1是本发明的电路原理图。

图2是本发明中高压预充电回路的第一种变型形式的电路原理图。

图3是本发明中高压预充电回路的第二种变型形式的电路原理图。

图4是本发明中高压预充电回路的第三种变型形式的电路原理图。

图中：1、半桥逆变电路，2、高压预充电回路，3、换相电路

(五)具体实施方式：

图1给出了本发明的的电路原理图。变极性亚弧焊机二次逆变主回路包括三部分：半桥逆变电路1、高压预充电电路2和换相电路3。本发明在二次逆变的半桥逆变电路1中，增加了高压预充电回路2和换相电路3，预充电回路2给逆变电路1提供高电压，保证输出电流在过零时不易断弧，大小电流都能保持电弧稳定；换向电路3则在逆变电路1电流换向时提供续流通路，保证输出电流以较快的速度换向。半桥逆变电路1由大功率绝缘栅双极性晶体管Q1和Q2、滤波电容C5、吸收电容C1和C2组成，Q1的源极接Q2的漏极，Q1两端并联有吸收电容C1，Q2两端并联有吸收电容C2，滤波电容C5一端与Q1漏极相连，另一端与Q2的源极相连。高压预充电电路2由快恢复二极管D7和D8、电感L3、次级辅助绕组N2构成，二极管D7的正极接绕组N2的a端，二极管D8的正极接绕组N2的c端，二极管D7和D8的负极接在一起后与Q1的漏极连接，电感L3的一端接次级辅助绕组N2的b端，另一端接Q2的源极，次级辅助绕组N2是高频变压器T的次级辅助绕组，是用导线在高频变压器T上缠绕7-30匝而成，电感L3是在铁粉芯或其它磁芯上缠绕10-30匝而成。图2、图3、图4给出了高压预充电电路的三种变型形式，均属本发明的保护范围。换相电路3由电容C3和C4、电感L1组成，电容C3和C4串接接到二次母线上，电容C3的一端接在Q1的漏极，另一端与电容C4一端连接，C4的另一端接Q2的源极，电感L1的一端接C3和C4的公共端，另一端接输出滤波电感L2及高频变压器次级绕组N1的中间抽头，电感L1是在U型铁氧体铁心上用导线缠绕9-30匝而成。