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第三章逆变弧焊电源整机方框图
一、固邦逆变焊机整机方框图
ZX7-200TⅡ是公司的逆变弧焊电源的典型产品之一，其原理方框图如图3.1
图3.1 ZX7-200TⅡ整机方框图
二、各部分电路的主要功能与技术要求
1、起动与过压保护电路：避免因开机给滤波电容充电产生的浪涌电流而损坏电源开关
及电路，整流桥避免因误接380V及电网波动带来的高压损坏机器；要求能安全起动，在输入电压过高时起动保护，不损坏工作电路。
2、一次整流、滤波电路：把输入的50Hz 工频交流电转换成直流电。
3、过流保护电路：时刻对主回路中的电流进行采样，一旦电流超过允许值，便通过控
制模块停止逆变电路工作。
4、逆变电路：完成直流的逆变并输出稳定的高频电流。
5、变压电路：进行电压电流变换。
6、二次整流：把高频交流转换成直流输出。
7、控制模块：控制电路的开通与断开，并提供驱动电路、驱动模块电流。
要求输出稳
定、控制灵敏。
8、驱动模块：提供逆变所需的开关信号。
9、辅助电源：给控制电路、驱动电路提供稳定的低压直流电源。
10电流给定、反馈电路：对输出电流进行采样，给控制模块提供反馈信号，以保证整机稳定输出。
三、整机装配图（如图所示）
四、各功能块分布情况
1、底板
启动保护、一次整流、滤波
2、上板
辅助电源、控制模块、驱动模块、逆变、反馈给定
3、中板
变压器、二次整流、直流输。
IGBT逆变电焊机工作原理及输出特性本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频（20KC）处理后，由中频变压器降压，再经整流输出可供焊接所需的电源，通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理，实现整机闭环控制，采用脉宽调制PWM为核心的控制技术，从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。
ZX7—200/315/400 电原理图NBC系列CO2气体保护焊机NBC・630逆变式NBC系列C0：气体保护焊机分为普通型和数字化两种类型，包括250A、350A、500A、630A几种,用于焊接低碳钢、合金钢等。
主要特点采用波形控制技术，改善成形，降低飞溅；电流电压连续可调，调节范围宽；负载持续率高，可长时间连续焊接；焊接变形小，焊缝成形好；慢送丝引弧，引弧容易，成功率高；收弧时具有消球功能;焊接熔敷率髙；软开关变换，整机效率高；无源功率因数校正技术，功率因数高；高频逆变，体积小，重量轻；数显表头，焊接参数可精确预置；适用实芯/药芯焊丝；提供常规电流值、电压值匹配方案，方便操作人员调节；X型机具有下降特性，兼具手弧焊、碳弧气刨功能；z型机具有下降特性，兼具手弧焊、碳弧气刨功能，且电弧稳定性强, 特别适用于全位置自动焊接（此焊机需另配全自动焊送丝、行走控制系统）。
慢送丝引弧，引弧容易，成功率高；收弧时具有消球功能；焊接熔敷率髙；软开关变换，整机效率高；无源功率因数校正技术，刀架转盘回转角度- ±90°刀杆截面尺寸（四方刀架刀杆截面）mm 25X25主轴中心线至刀具支承面距离mm 26床尾主轴直径（尾座套筒直径）mm 75床尾主轴孔锥度（尾座套筒锥孔锥度）- 莫氏圆锥5号床尾主轴最大行程mm 150机床丝杠螺距mm 12加】丄公制螺纹范碉及种数mm 44 种:1-192加山英制螺纹范碉及种数牙/寸(tpi)21 种:2-24加工模数螺纹范碉及种数mm 39种:加丄径节螺纹范困及种数DP 37^： 1-96床身导轨宽度（导轨跨度）mm 400床身导轨硕度RC RC52主电机功率kW机床净重kg 2570机床毛重kg 3410机床轮廉尺寸（长X宽X高）mm 3668X1000X1267 机床包装尺寸（长X宽X商）mm 3850X1520X2010 加工精度- IT7表面光洁度u m产品名称普通午床木系列午床适用于牟削内外圆柱面，内锥血及其它旋转面°车削各种公制、英制、模数和 径节螺纹，并能进行钻孔和拉油槽等工作。
主电路电气原理图主控制板电器原理图：逆变触发电路图：脉冲及时序板原理图：本机采用三相交流380V电压经三相桥式整流、滤波后供给以新型IGBT为功率开关器件的逆变器进行变频（20KC）处理后，由中频变压器降压，再经整流输出可供焊接所需的电源，通过集成电路构成的逻辑控制电路对电压、电流信号的反馈进行处理，实现整机闭环控制，采用脉宽调制PWM为核心的控制技术，从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊接工艺效果。
IGBT逆变电焊机工作原理及输出特性 这里介绍的逆变器（见图）主要由MOS 场效应管，普通电源变压器构成。
其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压器的功率，免除了烦琐的变压器绕制，适合电子爱好者业余制作中采用。
下面介绍该逆变器的工作原理及制作过程。
--拓普电子 1.电路图2.工作原理这里我们将详细介绍这个逆变器的工作原理。
方波信号发生器（见图3） 这里采用六反相器CD4069构成方波信号发生器。
电路中R1是补偿电阻，用于改善图3由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳。
电路的振荡是通过电容C1充放电完成的。
其振荡频率为f=1/2.2RC 。
图示电路的最大频率为：fmax=1/2.2×3.3×103×2.2×10-6=62.6Hz;最小频率fmin=1/2.2×4.3×103×2.2×10-6=48.0Hz 。
由于元件的误差，实际值会略有差异。
其它多余的反相器，输入端接地避免影响其它电路。
场效应管驱动电路。
由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V ，为充分驱动电源开关电路，这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V 。
如图4所示。
MOS 场效应管电源开关电路。
这是该装置的核心，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释一下MOS 场效应管的工作原理。
MOS 场效应管也被称为MOS FET ， 既Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor （金属氧化物半导体场效应管）的缩写。
B2-1203 Array ZX7-215IGBT逆变式直流弧焊机用户手册(请在安装、使用、维护前认真阅读此手册)成都华远电器设备有限公司感谢您选用华远焊机华远精神：以人为本诚信光明团结协作遵章守律开拓进取精益求精。
中国电焊机标准“GB15579.1-2004”的起草单位。
国家高新技术企业，专业从事电弧焊机、自动焊接成套设备及数控切割设备的研发、制造和销售。
公司拥有完备的生产和品质控制设备，现已成为中国最大的焊割设备生产基地之一。
华远焊机，要做就做最好！- 3 -目录一、安全操作注意事项 (1)二、产品概述 (3)三、主要技术参数 (4)四、工作原理概述 (5)五、安装及操作 (6)1.功能说明2.安装3.操作说明六、保养与维修 (11)1.保养2.维修七、产品装箱单 (13)- 5 -- 6 -一、安全操作注意事项为了您和他人的安全，在焊接前请务必遵守以下事项：1.操作者资格必须符合国家相关标准的规定；2.为防止发生触电事故，焊机和被焊工件，必须可靠地接好接地装置，接地装置应符合国家相关标准。
不要同时触摸焊机两个输出端，以及所连接的外露金属表面。
严禁同时触及两台焊机的带电部分。
焊接时佩戴的防护用品必须是干燥和绝缘的；- 1 -3.在对焊机进行安装、维护、维修之前，应切断焊机供电开关，以免造成安全事故，此项应由专业技术人员进行操作；4.为防止焊接时产生的气体、烟尘、强光、飞溅及噪音对人体造成伤害，请务必遵照有关的劳动保护条例和规定，配戴相应的防护用品和安装局部通风装置。
防止小孩进入危险区；5.焊机及焊接地点应远离易燃易爆品，请勿对密闭容器进行焊接。
在容器箱体的入孔处进行焊接是危险的，应在作业之前确保焊接处没- 2 -有可燃性气体或有毒性气体；6.焊机摔落或碰撞后，应由相关专业人员检查确认后方可使用；7.在高空或有跌落危险的场合作业时，应佩带安全带以防电击导致失去平衡摔伤；8.该焊机防护等级为IP21S，不适宜在雨中使用；9.当焊机放置在倾斜的平面时，应注意防止其倾倒；10.禁止将焊机作管道解冻之用；- 3 -11.本产品按照工业标准设计，可能会产生电磁干扰，使用时应作好充分的预防措施。
欧易普ZX7-250MLIGBT逆变直流弧焊机检修纪实一台欧易普ZX7-250ML IGBT逆变直流弧焊机，正常工作时机内突然冒烟。
此焊机输入AC220V/380V电压，先由桥式整流滤波电路将220V /380V工频交流电转变为直流电，然后由绝缘栅双极晶体管（IGBT）组成逆变电路将直流电变为几十千赫兹的交流电，再经变压器降压、整流滤波后，输出大电流低压，供焊接用。
此机电路主要由两块大板组成，HT-328E型板水平放置，如图1所示，位于机内顶部，板号 HT-421B垂直放置，位于机内侧面，两块板子表面都附着一层软胶状透明保护膜。
实物图片见图1、图2所示。
板号HT-328E上的光祸KV2（P817）、曳阻KR18、稳压管KZ2及附近的两个二极管，以及双列14脚四运算放大器U2（LF347 ），均被焊接或拆卸过，标号KE6的元件只剩下两条腿及密封垫，参数不详，估计为电解电容，板上有多个元件附着有丝状物，估计来自此爆壳电容，KR18已烧黑，色环无法辨认，在路测阻值约1kΩ，具体阻值不详。
此板由贴片和常规元件组成，贴片元件为逆变驱动信号产生及保护电路，常规元件为±24V电源、±15V三端稳压块电源转换及逆变末级输出电路。
此电路元件标号被安装元件覆盖，不易找出对应元件。
±24V电源电路见图3所示。
对照图纸得知，此电源由电源控制块UC3843AN、功率管9N90、整流管SF24等元件组成，KE6（470μF/50V）为+24V输出端滤波电解电容，KR18为＋24V稳压取样限流电阻，图纸标为100Ω，厂家告知为1.5kΩ。
根据已坏元件，重点在路检测输出端整流管KD9、10、11（SF24 ）、取样稳压管“2（1 N4749 ）、稳压反馈光祸KV2（P C817）、±15V三端稳压块N1（7815）、N3（7915）（未画出）及滤波电解电容等，均未发现异常。
测热地端的功率管KQ1（9N90）、过流保护电阻KR11、KR19（实为10Ω）未坏，观察UC3843A N的⑦脚供电滤波电解电容KE3（47μF/35V）未鼓包，2A保险丝未断，估计电源部分问题不大。
ZX7—S 系列逆变手工直流弧焊机一、 Z X7-S 系列焊机基本工作原理和特点ZX7-S 系列逆变手工直流焊机采用了IGBT 高频软开关逆变技术.工频三相380V 电源输入,直接整流后送给由IGBT 等器件组成的逆变器变为高频交流，经高频变压器降压、高频整流器整流、滤波后输出适合于焊接的直流电。
总结起来,主回路的作用在于它提高了我们焊接所需的电能，如果主回路中的某一个环节有故障，都有可能会造成无输出电流,三相整流和高频逆变环节故障还会造成空气开关过流跳闸.二、焊机电源特性实现空载电压是通过电源变压器提供38V 电压经过主控板倍压整流后实现的；恒流特性通过电流给定与电流反馈采样进行比较，经过PI 调节器调节控制逆变器，达到控制输出电流大小，实现恒流。
外拖特性是由推力给定电位器及电压采样来控制.电压越低，推力越大。
上述原理的实现，是由一些外围器件的辅助下完成的，如供电的电源变压器，电流给定电位器,推力给点电位器，电流反馈采样的分流器等.三、规格型号参数输出输入滤波三相整流全桥逆变主变压器输出整流输出滤波3～380V 50HZ控制电路四、 焊机的内部结构介绍（以ZX7—500S 为例)型号参 数 ZX7—250SZX7-315SZX7—400SZX7-500SZX7—630S电 源 电 压（V ） 三相AC380V ±10％频 率（HZ) 50 额定输入电流（A ） 18 22 29 38 54 空 载 电 压(V ） 75 75 75 75 75 输出电流调节(A ） 30～250 30～315 30~400 30~500 40~630 额定工作电压(V) 30 32。
6 36 40 44 负 载 持 续 率（%） 60 60 60 60 60 效 率（%)（满载) 89 89 89 89 89 功 率 因 数 （满载）0.950。
950。
950。
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95内部结构整流桥模块IGBT 功率开关模块 冷却风机 散热器 主变压器1、 主回路元器件介绍2、 焊机电路的工作原理a ）输入整流、滤波和全桥逆变电路逆变主电路具体的工作原理如下:来自电网~380V 的电压经整流模块整流，C3,C4等电容滤波后，得到＋510V 的直流电压。
产品功能设置起弧电流和推力电流调节功能过热、过流、欠压保护功能抗电网电压波动范围（±20%）输出电流自动补偿功能（输出电缆长度可达100米）适用范围焊接方式:直流手工焊、简易氩弧焊、碳弧气刨（ZX7-630）焊条直径：φ2-5㎜焊条种类：碱性、低氢、纤维素、不锈钢、酸性焊条焊接材料：碳钢、合金钢、不锈钢等技术参数型号 ZX7-400S/ST ZX7-500S/ST ZX7-630额定输入电压三相380V±20% 50HZ空载电压 60-75V电流调节范围 40-400A/ 40-500A/ 50-630A额定负载持续率 60%，效率η≥85%，防护等级 IP23，重量 37Kg， 38Kg， 43Kg外型尺寸（长×宽×高） 490×285×460 570×315×490 570×315×490，产品特点熊谷ZX7系列焊机是熊谷公司精心设计的通用型弧焊电源，特别在小电流时起弧、维弧、稳弧上，具有很好的焊接稳定性。
其主要设置如下：IGBT逆变焊机，逆变频率20kHz，动态性能好具有电流预设功能，电流调节精度极高焊接电流预设连续可调，起弧电流和推力电流从零到最大连续可调具有电弧软硬选择功能和长、短焊把线选择功能电弧力强弱可根据输出电缆长度进行长、短转换采用负反馈控制技术，在焊接的恒流阶段，电流恒定不变抗电网电压波动能力强具有完善的保护电路和故障显示功能，保障焊机的安全和快速查找故障原因可作为简易直流氩弧焊电源使用，一机多能引弧容易，电弧稳定，飞溅小，焊缝成型好体积小，重量轻，高负载持续率，高效节能7.5KW三相电动机，电流15A，距离150米，要用多少平方得铜芯电缆？每千瓦*百米需0.8平方，7.5KW，距离150米，要用7.5*1.5*0.8=8平方铜芯电缆电焊机一次侧的电流取决于什么? 除了空载时的变损外，取决于焊接电流。
