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全部内反馈磁放大器（自饱和电抗器）式弧焊整流器

特点:WA绕组中的电流是方向不变的半波脉动电流，联接的原则是使ΦA与ΦC的方向一致。 ΦA由输出电流If流过WA所产生，其作用是加强ΦC，于是交流工作绕组WA就兼起电流正反馈绕组的作用。

因为Nfk就是WA本身，Ifk也就是If，因而Kf＝l，故称之为全反馈磁放大器。又由于采用内反馈，所以还可称为自饱和电抗器。

2.简述抽头式硅弧焊整流器得工作原理、特点和用途。

答：由主变器T、整流器UR和输出电抗器Lk组成。主变压器是正常漏磁的一般三相降压变压器，所以漏磁很小，可以获得接近水平的外特性。一次绕组设有若干抽头，以便改变一次绕组匝数进行调节电压。

抽头式弧焊整流器通过换接一次或二次绕组的匝数而改变弧焊整流器的输出电压。由于一次绕组导线较细，设置抽头比较容易，故常采用一次绕组抽头调节输出电压。有时为了扩大输出电压调节范围，也配合以二次绕组抽头，作为粗调。这种配合调节方式为有级调节。 特点：

1）结构简单，节省材料，易于制造，使用可靠； 2）具有平的外特性，空载电压较低，有时难以引弧；

3）调节电压是有级的，且不宜在负载的情况下调节，不能遥调； 4）对电网电压波动的影响不能采取补偿措施。 应用于细丝二氧化碳气体保护焊

3.硅弧焊整流器中磁放大器得作用是什么？

答：磁放大器哎硅弧焊整流器中是作为控制和调节元件，通过它控制外特性形状、调节外特性，从而调节电弧电流或电弧电压。

4.简述部分内反馈磁放大器获得不同形状得外特性得原理，如何实现调节特性？能否把它改装成无反馈和全反馈式磁放大器？为什么？ 答：（1）

图4-43 内桥式磁放大器磁状态图

在磁化曲线上，IcNc决定起始工作点，而加磁电流的变化量（If-In），去磁电流的变化量为In，电流的变化幅度显然介于无反馈和全反馈之间。如Ic较小时，起始工作点在非饱和区，负载电流增加时，磁通变化和电压降较大，获得下降特性。这样，由于加磁电流的增加幅度在无反馈和全反馈之间，外特性和无反馈式相似。如Ic较大时，起始工作点在过渡区（接近饱和区），负载电流较小时，磁通的变化较为显著，获得下降的外特性；随着负载电流的增加，右边工作点进入了饱和区，左边工作点仍在过渡区，获得较为平

缓的外特性；负载电流很大时，左边工作点进入非饱和区，获得较陡的外特性。如图

图4-44内桥磁放大器式弧焊整流器外特性

（2）部分内反馈磁放大器式硅弧焊整流器因为有负半周电流的去磁作用，与无反馈式磁放大器类似，可以获得下降外特性，改变电阻阻值，可改变外特性下降的陡度。

与全反馈和无反馈式相比，它更具有灵活性。改变内桥电阻阻值，可改变外特性下降的陡度。当Rn=∞，即将内桥断开，则变成全反馈式磁放大器，外特性接近于平的。当Rn=0，即内桥为一根导线，则变成了交流绕组并联的无反馈式磁放大器，可获得陡降外特性（但是，交流绕组并联的无反馈式磁放大器存在短路环流，电磁惯性较大，动特性不如串联时好）。

第五章 晶闸管弧焊整流器

1.晶闸管开通和关断的条件是什么？ 答：晶闸管正常导通的条件：

1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压，UAK>0

2）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电流， UGK>0 晶闸管导通后，控制极便失去作用。依靠正反馈，晶闸管仍可维持导通状态。 晶闸管的关断条件：

只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下，可采用：阳极电压反向；减小阳极电压，增大回路阻抗

2.晶闸管弧焊电源的组成和特点是什么？

答：组成：主电路由三相主变压器T、晶闸管组V和输出直流电感L组成。二极管组VD合限流电阻R构成维弧电路。控制电路由给定电路G、检测电路M、比较电路和触发电路组成。

特点：a.控制性能好b.动特性好c.调节性能好d.节能、省财 3.晶闸管式弧焊整流器主电路形式、工作原理及其特点是什么？

答：电路形式：有三种：三相桥式半控电路、三相桥式全控电路、带平衡电抗器双反星形电路

（1）三相桥式半控电路：工作原理： 电路特点：

1）线路比较简单、可靠、经济和较易调试；

2）调至低电压或小电流时波形脉动较明显，需配备大电感量 （2）三相桥式全控电路 工作原理： 电路特点：

1、每周有6个波峰，脉动较小，配用的输出电感量也较小； 2、6只晶闸管，6套触发电路，电路复杂，调试和维修困难。 （3）带平衡电抗器双反星形电路

工作原理： 电路特点：

1)它相当于两组三相半波整流电路并联。

2)有六个晶闸管，触发电路比三相桥式半控整流电路的要复杂，但比三相桥式全控整流电路的简单。

3)整流电压波形为每个周波六个波峰，其脉动程度比三相桥式半控电路的小。 4)需用平衡电抗器，且为保证电路能正常工作，其铁心不宜饱和。 3.移相触发电路由哪几部分电路组成？按器件可以分成哪几类？ 答：组成：同步电路、脉冲形成电路、脉冲移相和放大电路等

分类：单结晶体管触发电路，晶体管触发电路，数字式触发电路和集成触发电路等几种。 4.移相触发器触发信号传输方式有哪几种？ 答：电磁耦合、光电耦合、直接传输

5.试述晶闸管弧焊电源外特性、调节特性的控制原理。 答：

第六章 弧焊逆变器

？1.什么叫弧焊逆变器？按功率开关器件不同可分为哪几类？各有什么结构特点和优缺点？ 答：（1）弧焊逆变器：直流（DC）－交流（AC）之间的变换称为逆变，实现这种变换的装置就称为逆变器，为焊接电弧提供电能，并具有弧焊工艺所要求电气性能的逆变器，被称为弧焊逆变器

（2）分类：按不同的大功率开关器件分类： 1）晶闸管（SCR）式弧焊逆变器。 2）晶体管（GTR）式弧焊逆变器。

3）场效应管（MOSFET）式弧焊逆变器。 4）IGBT式弧焊逆变器。

5）其它：随着新功率开关器件的出现，还可分为IGHT式、GTO式、SITH式、MCT式、MGT式弧焊逆变器等等。

（3）晶闸管式弧焊逆变器特点： 1）．采用大功率品闸管作为开关元件 2．）具有一般弧焊逆变器共同的特点 晶体管式弧焊逆变器特点 1）．逆变器的工作频率较高 工作频率达16kHz以上（一般为20kHz），因而既无噪声的影响，又有利于进一步减轻重量和减小体积。 2）．采用“定频率调脉宽”（PWM）的方式 无级调节焊接规范参数，不必分档粗调，操作方便。3．）控制性能比较好 场效应管式弧焊逆变器特点：

2.综述逆变主电路的基本原理，与其他类型的弧焊电源比较它有什么特点？为什么有这些特点？说明它们的应用范围？ 答：(1)基本原理：

特点：a.高效节能 b. 重量轻、体积小c. 电气性能优良d. 具有良好的弧焊工艺性能 （3）几乎可取代现有的一切弧焊电源，用于焊条电弧焊和TIG焊、MAG／C02/MIG/药芯焊丝焊、等离子弧焊与切割、埋弧自动焊、机器人焊接等各种弧焊方法，焊接各种金属材料及其合金，特别是用在工作空间小、高空作业、需较多移动焊机、用电紧缺等等场合。

3.弧焊逆变器有哪几种调制方式？那些比较常用？综述PWM技术在弧焊逆变器的作用。

答：（1）a.定脉宽调频率(PFM) 脉冲电压宽度不变，通过改变逆变器的开关频率来形成外特性曲线形状、调节特性（调节工艺参数大小）和输出脉冲波形。 b.定频率调脉宽(PWM) 脉冲电压频率不变，通过改变逆变器开关脉冲的脉宽比(占空比)来形成外特性曲线形状、调节特性（调节工艺参数大小）和输出脉冲波形。 c.混合调节 定脉宽调频率和定频率调脉宽两种体制结合起来调节。

（2） 常用PWM调节方式的有：晶体管式弧焊逆变器、场效应管式弧焊逆变器、IGBT式弧焊逆变器

常用PFM调节方式的有：晶闸管式弧焊逆变器 （3）作用：

4.IGBT式弧焊逆变器有哪些逆变主电路基本形式？各有什么优缺点？ 答：（1）单端正激式：电路结构简单，无开关器件的“直通”问题和变压器的偏磁问题。缺点是磁心利用率不高，输出功率不高，适合中小功率。

（2）半桥式：功率开关器件少，驱动简单，成本低。变压器利用率比单端式输出高，易输出较大功率，而相对于全桥方式而言，电路结构简单，调试相对容易，具有很强的抗不平衡能力，适合输出中等功率的场合。

（3）全桥式：功率管数量较多，电路结构复杂，设计要求高，但易于形成多种组合，在大功率输出得到广泛应用。

第七章 弧焊电源的数字化控制 1.弧焊电源控制方法的分类及特点。

答：1）机械式控制 它是通过机械移动铁心或绕组的位置，或换接抽头来改变漏抗和控制漏抗，从而控制弧焊电源的外特性。其动特性取决于弧焊电源自身的结构及其电气参数。结构简单结实、工作可靠。其规范参数有级调节，但无功损耗大、控制性能差，不能做到精细的控制，只能用在对焊接质量要求不太高的场合。

2）电磁式控制 靠改变主回路中饱和电抗器的磁饱和程度来控制弧焊电源的外特性，其外、动特性也主要取决于弧焊电源本身的结构。工作可靠性高，但磁惯性大、调节速度慢、不灵活，体积和重量都很大，效率低。

3）电子式控制 无论是弧焊电源的外特性还是动特性，都完全采用电子电路进行控制，包括电流、电压波形的任意控制，而与自身的结构没有决定性关系。控制精度高，可控性好；参数调节范围宽，可调参数多；动特性好，动态响应速度快；高效、节能省材。 4）数字式控制 在电子式控制弧焊电源的基础上，以单片微处理器、DSP、ARM嵌入式芯片为核心实现弧焊电源的部分或全数字化控制。控制精度高，系统灵活，可在一台电源实现多种焊接工艺。

2.弧焊工艺对控制系统的要求是什么？

答：四项基本要求：1）适当高的空载电压；2）适合不同焊接工艺的外特性形状； 3）足够宽的调节范围；4）能使熔滴过渡平稳和减少飞溅的动态响应。

除要求完成上述的四个基本要求的“宏观”控制任务外，还要求对其静、动态特性，输出的焊接电流、电压波形，引弧、收弧，脉冲波形，多焊接参数的优化匹配等等，进行任意的“微观”控制与变换，还包括工艺时序控制，以便实现高性能、高速度、高质量和对多种贵重材料的自动、半自动焊接，以及具有多功能、柔性的特点。