什么是焊接電源
編輯焊接電源是提供或調制的一個裝置的電流進行電弧焊接。有多種常用的電弧焊工藝,從相對簡單的金屬保護電弧焊(SMAW)到使用惰性保護氣體的更復雜的焊接工藝,如氣體保護金屬電弧焊(GMAW)或氣體鎢極電弧焊(GTAW)。焊接電源主要用作允許焊工控制電流是交流電(AC)還是直流電(DC)的設備,以及安培數和電壓。使用保護氣體的焊接工藝電源還提供氣體連接和控制氣體流量的方法。操作員可以根據要使用的金屬類型、厚度和技術的需要將這些因素設置在參數范圍內。大多數焊接電源不發電,而是用作可控變壓器,允許操作員根據需要調整電氣特性。然而,在一些焊接應用中,特別是在與電網隔離的區域使用的SMAW,焊接電源被用于將發電和電流調制功能結合到安裝在車輛或拖車上的單個移動單元中。
焊接電源的分類
編輯焊機通常分為恒流(CC)或恒壓(CV);恒流機改變其輸出電壓以保持穩定的電流,而恒壓機將波動其輸出電流以保持設定電壓。保護金屬電弧焊和氣體保護鎢極電弧焊將使用恒流源,氣體保護金屬電弧焊和藥芯電弧焊通常使用恒壓源,但使用電壓感應送絲機也可以實現恒流。
氣體保護金屬電弧焊和藥芯電弧焊需要CV機的性質,因為焊工無法手動控制電弧長度。如果焊工嘗試使用CV機器進行屏蔽金屬電弧焊(SMAW)任務,電弧距離的微小波動會導致機器電流輸出的顯著波動。使用CC機器,焊工可以依靠固定數量的電流到達材料,而不管電弧有多短或多長。
電源設計
編輯最常見的焊接電源可分為以下類型:
變壓器
變壓器式的焊接電源轉換從所述中等電壓和電流適中電力公用事業電源(通常為230或115伏交流)轉換成高電流和低電壓電源,一般17和45(開路)伏特和55之間,以590安培。一個整流器將交流電轉化為直流電轉換更昂貴的機器。
這種設計通常允許焊工通過將初級繞組靠近或遠離次級繞組、將磁分流器移入和移出變壓器鐵芯、使用具有可變飽和技術的串聯飽和電抗器來選擇輸出電流。與次級電流輸出串聯,或者簡單地允許焊工從變壓器次級繞組上的一組抽頭中選擇輸出電壓。這些變壓器式機器通常是最便宜的。
降低費用的代價是純變壓器設計通常體積龐大,因為它們以50或60Hz的市電頻率運行。這種低頻變壓器必須具有高磁化電感以避免浪費的分流電流。如果焊條粘在工件上,變壓器也可能具有顯著的漏感,用于短路保護。漏電感可能是可變的,因此操作員可以設置輸出電流。
發電機和交流發電機
焊接電源還可以使用發電機或交流發電機將機械能轉換為電能。現代設計通常由內燃機驅動但較舊的機器可能使用電動機來驅動交流發電機或發電機。在這種配置中,市電首先轉換為機械能,然后再轉換回電能,以實現類似于變壓器的降壓效果。因為發電機的輸出可以是直流電,甚至是更高頻率的交流電,這些舊機器可以從交流電產生直流電而無需任何類型的整流器,或者也可以用于實現以前使用的所謂的變體。heliarc(現在通常稱為TIG)焊機,其中交流發電機只需直接產生更高頻率的交流電流,就可以避免對更高頻率附加模塊盒的需求。
逆變器
由于絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等大功率半導體的出現,現在可以構建開關模式電源能夠應對電弧焊的高負荷。這些設計被稱為逆變焊接單元。他們通常首先將市電交流電整流為直流電;然后他們將直流電源切換(反轉)到降壓變壓器中,以產生所需的焊接電壓或電流。開關頻率通常為10kHz或更高。雖然高開關頻率需要復雜的元件和電路,但它xxx減少了降壓變壓器的體積,因為實現給定功率水平所需的磁性元件(變壓器和電感器)的質量隨著操作(開關)頻率增加。逆變器電路還可以提供電源控制和過載保護等功能。
基于逆變器的機器中的IGBT由微控制器控制,因此焊接電源的電氣特性可以通過軟件實時更改,甚至在一個循環的基礎上,而不是在數百甚至數千個循環中緩慢改變。通常,控制器軟件將實現諸如脈沖焊接電流、通過焊接循環提供可變比率和電流密度、啟用掃頻或步進可變頻率以及提供實現自動點焊所需的時間等功能;將所有這些功能設計到基于變壓器的機器中將非常昂貴,但在軟件控制的逆變器機器中只需要程序存儲空間。同樣,如果需要,可以通過軟件更新向軟件控制的逆變器機器添加新功能,而不必購買更現代的焊機。
其他類型
除了使用變壓器、電動機/發電機和逆變器的類型之外,還存在其他類型的焊機。例如,激光焊機也存在,它們需要一種完全不同類型的焊接電源設計,不屬于前面討論的任何類型的焊接電源。同樣,點焊機需要不同類型的焊接電源,通常包含復雜的計時電路和大型電容器組,這些都是其他類型的焊接電源所不常見的。
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