方案概述

　　逆变电焊机是由逆变电源与外接设备组成，其中逆变电源是逆变焊机的核心，其工作过程为：工频交流-直流-高频交流-变压-直流，是将三相或单相50Hz工频交流电整流、滤波后得到一个较平滑的直流电，由IGBT或MOSFET组成的逆变电路将该直流电逆变为15～100kHz的交流电，经中频主变压器降压后，再次整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。本方案使用高集成IGBT模块与SiC MOSFET，实现高效率、高防护等级与低损耗的逆变电焊机。

　　器件优势

　　• 高集成度IGBT模块(10-FY07ZAB075SM-L515B08)集成单相整流桥、交错PFC和H桥逆变电路，集成度高、可靠性好，可达到更高的防护等级;

　　• 开关频率高达400kHz，关断延迟时间仅为28ns的SiC MOSFET(C3M0065090D)用在焊机PFC电路和逆变电路，减小无源器件(电感、电容)的体积，有效降低开关损耗、提高整机效率。

　　产品类别：IGBT 模块

　　品牌：       VINCOTECH

　　推荐产品：10-FY07ZAB075SM-L515B08

　　● High integration level of Rectifier, PFC and Inverter

　　● High efficiency input rectifier

　　● Wide input voltage range rated PFC

　　● Dual PFC with high efficiency, fast IGBT H5 + ultra-fast Si diode

　　● High efficiency H-Bridge inverter with fast IGBT H5

　　● Temperature sensor

　　优势特征：

　　1、650V/75A 三合一功率模块，集成度高、可靠性好

　　2、集成单相整流桥、交错 PFC 和 H桥逆变电路，集成度高，可靠性好，达到更高的防护等级

　　相关元件供应

　　型号：2SK2225-80-E#T2                        品牌：RENESAS

　　型号：RJH60F5DPQ-A0#T0F                  品牌：RENESAS

　　型号：RJH60F5DPQ-A0#T0                    品牌：RENESAS

　　型号：C4D05120A                                  品牌：CREE

　　型号：SI86XXISO-KIT                             品牌：SILICON LABS

　　型号：10-FY07ZAB075SM-L515B08       品牌：VINCOTECH

　　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，逆变成几kHz~几十kHz的中频交流电压，同时经变压器降至适合于焊接的几十V电压，后再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。

　　逆变器

　　将直流电转换成交流电的装置称逆变器。

　　其变换顺序可简单地表示为：工频交流(经整流滤波)→直流(经逆变)→中频交流(降压、整流、滤波)→直流。如果用符号表示，即为：

　　AC→DC→AC→DC

　　一般都采用上述这种体制。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，在焊接回路中有功功率就会大大降低。因此，还需再次进行整流。

　　电源特点

　　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，无论是原绕组还是副绕组，其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关系：

　　E=4.44fBSW

　　而绕组的端电压U近似地等于E，即：

　　U≈E=4.44fBSW

　　当U、B确定后，若提高f，则S减小，W减少，因此，变压器的重量和体积就可以大大减小。这样，就能使整机的重量和体积显著减小。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：

　　1.体积小、重量轻，节省材料，携带、移动方便。

　　2.高效节能，效率可达到80%~90%，比传统焊机节电1/3以上。

　　3.动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小。

　　4.适合于与机器人结合，组成自动焊接生产系统。

　　5.可一机多用，完成多种焊接和切割过程。

　　由于逆变电源具有上述一系列的优点，因此，自20世纪70年代后期问世以来发展极快，在美、日等工业发达国家，应用范围已相当广了。

　　逆变电源现在所用的开关元件有SCR(晶闸管)、GTR(晶体管)、MOSFET(场效应管)及IGBT(兼有GTR和MOSFET优点的一种电子元件)。IGBT有取代其他几种开关元件之势，IGBT逆变焊机是当今世界焊机技术的重大进步，发展的新潮流。

　　焊接机头是将焊接能源设备输出的能量转换成焊接热，并不断送进焊接材料，同时机头自身向前移动，实现焊接。手工电弧焊用的电焊钳，随电焊条的熔化，须不断手动向下送进电焊条，并向前移动形成焊缝。自动焊机有自动送进焊丝机构，并有机头行走机构使机头向前移动。常用的有小车式和悬挂式机头两种。电阻点焊和凸焊的焊接机头是电极及其加压机构，用以对工件施加压力和通电。缝焊另有传动机构，以带动工件移动。对焊时需要有静、动夹具和夹具夹紧机构，以及移动夹具和顶锻机构。

　　发展方向

　　逆变电源总的发展趋向是向着大容量、轻量化、高效率、模块化、智能化发展并以提高可靠性、 性能及拓宽用途为核心，愈来愈广泛应用于各种弧焊方法、电阻焊、切割等工艺中。高效和高功 率密度(小型化)是国际弧焊逆变器追求的主要目标自之一。高频化和降低主要器件的功耗是实 现这一目标的主要技术途径。当前，在日、欧等国和地区，20KHz左右的弧焊逆变器技术已经成 熟，产品的质量较高且产品已系列化。