ZX7系列逆变式直流弧焊机原理、功能及使用方法5. 1逆变器及逆变式弧焊电源 将直流电转换成交流电的装置称为逆变器逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源这种电源一般是将三相工频（50Hz）交流网路电压，先经输入整流器整流和滤波变成直流， 再通过大功率开关电子元件 （晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT）的交替开关作用，将整流后的直流逆 变成几kHz〜几十kHz的中频交流电压，并经变压器降至适合于焊接的几十伏电压，然后 再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流 其变换顺序可简单地表示为：工频交流（经整流滤波）一直流（经逆变）一中频交流（降压、整流、滤波）一直流如果用符号表示，即 为：AC — DC — AC — DC为什么要采用上述这种方式呢 ？这是因为如果直接用逆变降压后的交流电进行焊接，由于其 频率高，则感抗大，导致焊接回路中有功功率大大降低因此，还需再次进行整流图5-1为几种具有代表性电子类直流弧焊设备方框图1域AC T匸顿变斥器iF'M晶体管幵关滤渡*7按啸出［丄额AC・工额变压器图$-1几种具有典也优表件的电子直流弧炸设备方僅图表5-1为几种典型直流弧焊设备的性能比较。
5-1几神典型的亶流弧焊设备的性陀对比巍~ 4X7M00 ZXCIMOO""""ats ftMWk DEMQO~IN定输岀电«//A400400400400400315帧定负It持壞車罐606060606035输出空童电圧防6M0713806070-8065赫人电压卿3x3M3x3803)d803x3803x3803x3805376$7574即K功0.90,6BOR0.7S0.950.94就.m/kg3702383102206628It //nun9506856905M540490片形尺才JS6/mm590570490495350240豪 A/mm890f 107595210004103405． 2 逆变电源的特点 弧焊逆变器的基本特点是工作频率高， 由此而带来很多优点 这是因为变压器， 无论是一次 绕组还是二次绕组，其电势 E与电流的频率f、磁通密度B、铁心截面积S及绕组的匝数 N 有如下关系：E=4.44fBSN而绕组的端电压 U近似等于E,即U ~ E=4.44fBSN当U、B确定后，若提高f,则S减小，N减少，因此，变压器的质量和体积就可以大大减 少这样， 就能使整机的质量和体积显著减小。
不仅如此，还因为频率的提高及其他因素而 带来了许多优点,与传统弧焊电源比较,其主要特点如下体积小、质量轻,节省材料,移动、携带方便高效节能,效率可达 80％-90％ ,比传统焊机节电 1／3 以上 动特性好,引弧容易,电弧稳定,焊缝成形美观,飞溅小 焊接参数自动调节控制方便,很适合作为自动焊接电源可一机多用5．3 ZX7 系列晶闸管逆变弧焊整流器工作原理5．3．1 主电路原理由电路原理图 5—2、图 5—3、图 5—4、图 5—5 可见,三相交流电经自动保护开关 QK1 后 至整流桥VC1整流为脉动直流（R001吸收浪涌电压，限制充电电流 ），再经C004〜C007仰 滤波成为平滑的直流电压，经逆变振荡器 （由C008〜C011, TV007 , TV008 , Tc2, L3、L4 组成）逆变为中频高压，由主变压器Tc2降压整流后通过滤波（VD009、VD010 , L1 , L2 , C017〜 C020变为适合于焊接的低压大电流其中 PCB1 为过压保护板, PCB3 为阻容保护板, PCB2 为 主控板，L3和L4起限制晶闸管导通时电流上升率即限制 di/dt的作用控制电路通过控制主电路逆变器中 VT3、 VT4 的开通频率来控制逆变振荡频率,经二次侧整流输出可调的焊 接电流。
5．3． 2 外特性控制借助电子电路和电弧电压、 电流反馈信号的配合, 并通过自动运算调节电路去控制大功率电 子元件 VT007 、 VT008 的开通频率,使焊机的输出特性可进行任意的控制,以满足各种弧 焊工艺方法的需要 ZX7 系列焊机为恒流带外拖特性,并具有限制最大电流和最高空载电 压的功能动特性采用对给定信号与反馈电流信号的差值进行 PI 调节运算后,转换为调频脉冲,对输出电流的变化自动调节5. 3. 3控制电路（主控板PCB2）工作原理e$E+ I5V'nJ隔 时冏 设定h单理+ I5V NiCD453810界冲瓷用聒歆大MCL4GILN MC14OI32同歩诵选通vlQklCtJ It'M空戟:MX电说尺1軽限制L-JC10△Vr—Na” r-—叫立、'I】卒£引弧电路5Zvd„PI敏大I_*tc 2R *- 毬定R ⑷皿/w\關冲产生4WHJ_UQ)Jt电同澤陪号)0+1 5 V1■ ° » *―•——-1 5V // *+ I5VVDjj Lr—uJn5-4控制电路片框冬主控板PCB2如图5—3所示，控制电路可由各部分功能分块来分析，整个控制部分可分为 以下几部分.a.控制电源+15VDC ; b.给定和气阀控制；c.反馈电路；d. PI调节；e.压频转换；f.限流 保护、限压保护；g.触发脉冲产生、间隔时间设定；h •触发选通、脉冲形成以及微分驱动； i .逻辑和同步电路等。
a由N13、N14及外围相关元件组成. b由VT80、VT81、N12、V77等组成；c由N10及相关元件组成；d由N8和外围元件组成；e由N7、N6、V74等构成； f由N4、VD6、N9、VD36等组成；g由单稳态电路 N及相关阻容元件构成； h由N2、N3、V68、V69和相关元件 VD11、R5、R7、C7、C9、C10、R10、C11、R13 等组成；i 由 N5、V70、V71、V72、V73、C17、VS64、 VS66、VLE15及其他元件组成给定信号与经分流器放大后的电流信号经运算放大器求差后， 进行比例积分放大，再经压频转换器成为频率可控的脉冲，经 N6、V75整形后送入N1组成的脉冲产生电路与电压限制信号、过流保护，选通锁定信号相与后在 C3上得到脉冲信号输入单稳产生触发脉冲，和选通信号在N ,组成的脉冲形成电路中相与后形成触发脉冲， 经微分后驱动脉冲变压器去触发主电路晶闸管 VT007、VT008，从而控制振荡频率同步电路的实现和保护功能 同步电路主要是通过 N2组成的同步切换和选通电路来实现的因主电路是串联逆变电路， VT007、VT008必须交替开关，且必须在 1只晶闸管关断后一段时间才允许触发另 1只，所以要检测主晶闸管是否可靠关断， 并为控制电路提供1组关断信号。
电路上是由光电耦合器 N5组成的反压信号检测电路构成的，逻辑判断电路在第1个触发脉冲输出后锁定脉冲产生和选通电路， 等待与其相对应的主晶闸管的关断脉冲信号，当主晶闸管关断后，关断信号经 N5输入给同步逻辑电路经 N2的2R端（为高电平），解开锁定，同时选通切换至另 1只主晶闸管，当压频转换电路的数字脉冲输入单稳时，产生另1只主晶闸管的触发脉冲， 并经间隔时间设定电路产生锁定脉冲， 锁定切换与选通电路，并等待主晶闸管的触发脉冲， 当晶闸管关断后，经过逻辑电路解锁后切换至上次的状态这样通过轮流切换触发脉冲保证了主晶闸管 VT007、VT008不会同时导通，并且通过同步电路保证了主电路的振荡为自然换流振荡5. 3. 4主电路工作原理（参照图5 — 5）当VT007导通时有流过主变压器正向电流顺序： 电容C008、C009放电经L3、VT007、Tc2 一次绕组、C008、C009负极；当 VT007关断，VT008导通时，则有充电电流 流过Tc2, —次绕组，电流方向与上相反，顺序为电容 C008、C009从正到负、Tc2 一次绕组、VT008、L4、电源负极，构成充电回路的电流回路，如图 5 — 5所示。
5-5主电時图VT007、VTOOB各导通1次，即将输入的直流变换为正、负半波的交流，实现了 DC逆变ACPCB2各点波形如图5-6所示维修时可用示波器观察其波形或用万用表 测量其电压值以分析故障原因咒H/izi/vwvwiSet汕00图5" PU12波形图5. 4 ZX7系列焊机操作使用使用时应特别注意：a. 后面板上的自动保护空气开关起保护作用，焊机的通断电应由用户配电板上的开关控制严禁带负载板动 QK1b. 手工焊/氩弧焊开关位置应和实际焊接方法相对应c. 电流控制分大小 2档，选择或调节电流时应对应大小档开关位置相应 的刻度d. 远控/近控开关应在相应位置当选用远控调节时应置于“远控”一 边（左边），并接上远控盒插头，对应大小档选择焊接电流e. 引弧电流是为改善起弧性能所设， 使用时可根据焊接规范选取适当值， 氩弧焊时无引弧电流f .输出极性应正确手工焊时一般是工件接“ -”极，焊钳接“ +”极;氩弧焊时工件接“ +”极，焊枪接“-”极g.氩弧焊时应连接好气管、焊枪控制接头，并调节好氩气流量，选好焊接电 流，工件连接固定良好以后可进行焊接 ZX7-ST焊机采用接触起弧方式ZX7 . 400逆变弧焊整流器输出特性如图 5—7和图5— 8所示。
A=20^>.04/3汁200 40 400VA图介7 4工焊条焊时的粒出特性ZX7系列逆变式直流弧焊机的功能和常见故障及检查维修5. 5焊机的功能及使用方法5. 5. 1 ZX7 — 3 15S/400S 焊机5. 5. 1 . 1前面板（见图5-9）Z X Z X1 —手E弧弊/舐弧焊选挣开关；2—电流喪八一电压畏； 4—电淤测方険軽用一新示tnm 控捕座；？一本 机控期/遥控遠择幵关皿一电流対裆开養円一愉出电激 澗前凱忸；10.1】一输出电藐掃座"图 5-9 ZX7^15S40CS 啊面板a. 手工弧焊/氩弧焊选择开关 将开关置于手工弧焊处可进行手工焊； 将开关置于氩 弧焊处可进行氩弧焊b. 电流表指示输出直流电流值C •电压表指示输出直流电压值d.起弧电流调节旋钮为改善焊机的起弧性能，本焊机设有“热起动” 功能，即在起弧时再叠加 1个起弧电流，其强弱可根据实际情况由旋钮 4调节e. 指示灯指示焊机电源是否接通，接通时灯亮f. 遥控（远距离控制）插座将遥控盒电缆插头接入此插座后， 即可进 行远距离操作2.本机控制/遥控选择开关需要遥控时，将遥控盒接入遥控插座，并 将此开关置于“遥控”一边（左边），即可由遥控盒上的旋钮来调节输出电流大小，需要 本机控制时，将此开关置于旋钮 9这边（右边），电流值则由机上旋钮 9调节。
h.电流分档开关此开关有 2档，用于选择电流。