1、 逆变电焊机用电抗的设计逆变电焊机对输入电抗的要求不是很高,但对输出电抗的要求很高。众所周知,电焊机的输出电流很大,且经常处于短路状态,如果输出电抗设计不合理,则逆变器的开关器件受损的可能性很大。一、对输出电抗的基本要求 确保工作在线性区 可抗击短路的冲击 重量轻,体积小,损耗小 二、电感量的大小 输出电抗的电感量取决于能否抗击短路的冲击,能否抑制短路输出电流的上升率。Ui - Uo = L (dI/dt)电抗工作在线性区,则 Ui - Uo = L (I/t)其中,Vi 为电焊机的空载输出电压。I 取电焊机的最大输出电流。短路状态下,输出电压 Uo = 0, t = tON, tON 为最大
2、脉宽,则有L = Ui.tON/I , 一般而言,电感量取 L 值的 25 倍左右,太大也不好。三、计算电抗的匝数 以前很多的资料总要先假设电抗的气隙 lg,然后计算匝数 N,再核算 Bm 是否 OK,不行再调整气隙。下面给出的公式不用顾及气隙 lg,计算出的匝数 N 直接一次搞定。不用核算 Bm是否 OK。事先要预选一定尺寸的磁芯,凭经验测算其窗口面积要能放得下 N 匝线圈。N = L.IMAX.F/(Bm.Ae)式中,L,电感量IMAX,电焊机最大输出电流 F,气隙边缘效应,对于大电流电抗,取值很难计算,可凭经验估算Bm,磁芯的工作磁感应强度Ae,磁芯的磁路面积。四、气隙的大小气隙的主要作
3、用是让电抗工作在线性区,防止磁芯饱和。磁芯出现饱和后,高频变压器会出现尖叫声,易导致开关器件受损。在确定电抗线圈的匝数 N 后,磁芯的气隙lg = o.N.IMAX/Bm式中,o ,空气磁导率五、电抗磁芯的选择 一般情况下,二次整流器都采用全波整流,通过电抗磁芯的交流成分的频率 fs 取决于逆变器的拓朴结构和工作频率 fn,对于单端正反激逆变电路,fs=fn,对于其它电路,fs=2fn。而 fn 则由开关器件的性能决定,对于功率 MOSFET 器件,fn 可达到 50kHz 以上,对于 IGBT 器件,fn 取 2025kHz。如果 fs50 kHz,为降低重量、体积,磁芯可选用硅钢片铁芯,Bm 取 1.2T 左右。如果 fs50 kHz,为降低铁损,磁芯可选用铁氧体(Bm 取 0.4T)或非晶合金(Bm取 0.8T)。六、输出电容电焊机的输出与普通电源不同,它要承受大电流的冲击,但对精度等其它参数几乎无要求。输出电容的作用是用于吸收电抗的能量,不是用于滤波。另外,在氩弧焊、等离子割中,输出电容还用于旁路高频引弧电流。当焊机焊接电流最大,突然中止焊接时,电容的大小要能限制电容两端电压 U的上升C = L.IMAX2/U2 ,可取 U 200V。电容的耐压高于 U 即可。
