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基于SiC器件的大功率高功率密度弧焊电源 被引量：1
1
作者 赵千淇 程旭峰 +1 位作者 郝欣 李赫 《焊接》 2025年第4期34-42,49,共10页
【目的】旨在解决当前传统的工业级弧焊电源的效率低、功率密度低等问题。【方法】研制了一种基于SiC器件的大功率高功率密度弧焊电源,该电源的开关器件采用SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-oxide-semiconductor field-effect t... 【目的】旨在解决当前传统的工业级弧焊电源的效率低、功率密度低等问题。【方法】研制了一种基于SiC器件的大功率高功率密度弧焊电源,该电源的开关器件采用SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET),以提高电源的工作频率,从而减小电源中磁性元件的体积和开关损耗。同时,在电源的印刷电路板(Printed circuit board, PCB)结构布置上采用单板设计,进一步减小电源的整体体积。文中介绍了电源工作原理,并详细给出了电源的硬件设计原理。根据电弧焊工艺对电源的特性要求,搭建了一台输出功率为20 kW的弧焊电源样机,并进行了开环和闭环试验,测试了电源的外特性、整体效率以及功率密度。【结果】试验结果表明,文中所提出的弧焊电源与传统的工业级弧焊电源相比,功率密度提高了8倍以上,且峰值效率可达88.49%。【结论】文中基于SiC器件的大功率高功率密度的弧焊电源为电弧焊领域的发展与进步提供了试验数据。 展开更多
关键词 高频逆变 碳化硅器件 高功率密度 单板结构设计 弧焊电源
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基于高频变极性电流源的交叉耦合电弧焊摆动行为抑制 被引量：1
2
作者 赵红雁 吕涛 +3 位作者 余悦 张景璋 张国凯 陈树君 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期23-29,41,共8页
交叉耦合电弧焊工艺理论上可以实现焊接过程中传热、传质解耦和独立控制,具有很大的发展潜力,然而,传统的交叉耦合电弧工艺中旁路电弧电流一般由低频交流焊接热源提供,工作过程中会出现主电弧随着旁路电弧的极性改变而发生电弧摆动现象... 交叉耦合电弧焊工艺理论上可以实现焊接过程中传热、传质解耦和独立控制,具有很大的发展潜力,然而,传统的交叉耦合电弧工艺中旁路电弧电流一般由低频交流焊接热源提供,工作过程中会出现主电弧随着旁路电弧的极性改变而发生电弧摆动现象,使各个电弧之间的热力分配不平衡,传热、传质解耦不彻底.在增材制造应用中,会面临熔滴落点位置不可控、成型精度低等问题,为了解决主电弧的摆动问题,设计开发了旁路电弧为高频变极性电弧的交叉耦合电弧焊接热源.试验结果表明,这种焊接热源可以通过提高旁路电弧的变极性频率,有效地抑制主电弧的摆动行为,进一步实现交叉电弧中填充焊丝熔化速率与工件热输入之间的传热解耦,同时,抑制主电弧摆动后的现象表现为主电弧高频小幅度振动,理论上可以实现对熔池的搅拌作用,利于枝晶破碎、促进焊缝晶粒细化. 展开更多
关键词 交叉耦合电弧 电弧摆动 高频变极性电弧 传热解耦
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波形控制CO_(2)焊电源电路结构仿真研究
3
作者 张浩 陈克选 +2 位作者 杨新奇 栗银鹏 宫茂林 《电焊机》 2024年第2期52-57,97,共7页
短路过渡型CO_(2)弧焊系统在焊接过程中易产生飞溅,这主要是焊接过程中电弧能量不稳定和熔滴过渡状态不理想所致。为解决这一问题,从弧焊系统主电路结构出发,构建了全逆变和后级加入斩波两种不同控制方式的数学模型。在一定假设条件下,... 短路过渡型CO_(2)弧焊系统在焊接过程中易产生飞溅,这主要是焊接过程中电弧能量不稳定和熔滴过渡状态不理想所致。为解决这一问题,从弧焊系统主电路结构出发,构建了全逆变和后级加入斩波两种不同控制方式的数学模型。在一定假设条件下,使用MATLAB中的Simulink模块建立两种控制方式的仿真模型,并对两种主电路结构下的输出波形进行对比分析。结果表明,后级加入斩波控制的主电路结构能更有效地满足CO_(2)焊短路过渡低飞溅的需求。这种控制方式能够通过调节电弧能量和熔滴过渡状态,降低焊接过程中的飞溅,提高焊接质量。此外仿真结果还显示,后级加入斩波控制的主电路结构在降低飞溅的同时,还能够有效改善焊接过程的稳定性,提高焊接效率。这对于优化CO_(2)弧焊系统的控制方式和提高焊接质量具有重要的理论意义和实际应用价值。 展开更多
关键词 CO_(2)焊 短路过渡 MATLAB仿真 低飞溅
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一种EPS系统电机母线电源的控制电路设计及控制方法 被引量：1
4
作者 陈载邦 周廷明 《汽车零部件》 2024年第6期50-58,共9页
在汽车电动助力转向(EPS)系统中,对电机母线电源的控制大部分采用继电器的技术方案,小部分采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的技术方案,并且驱动电路基本是采用非隔离控制信号方式。在MOSFET技术方案中,还需要DC-DC升压电路... 在汽车电动助力转向(EPS)系统中,对电机母线电源的控制大部分采用继电器的技术方案,小部分采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的技术方案,并且驱动电路基本是采用非隔离控制信号方式。在MOSFET技术方案中,还需要DC-DC升压电路或集成升压芯片作为MOSFET的驱动电压源。但是,这两种技术方案在EPS系统出现崩溃等特定情况下无法切断电机母线电源控制电路。针对此问题,提出了一种采用电容器隔离传输控制信号并同时进行自举升压来驱动MOSFET的方案,提高了EPS系统的安全性能。 展开更多
关键词 EPS 母线电源 隔离控制 自举升压 预充电
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串联谐振式高频感应焊接逆变电源 被引量：11
5
作者 沈锦飞 颜文旭 +1 位作者 惠晶 吴雷 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期77-80,共4页
传统的高频感应加热电源通过改变逆变器的工作频率来调节输出功率,逆变器的输出功率因数很低,而且逆变器开关管工作在硬开关状态,开关损耗大,效率低。按照大功率发电机。变压器铜排绕组焊接工艺和不同规格铜排的焊接要求,这种设备不适... 传统的高频感应加热电源通过改变逆变器的工作频率来调节输出功率,逆变器的输出功率因数很低,而且逆变器开关管工作在硬开关状态,开关损耗大,效率低。按照大功率发电机。变压器铜排绕组焊接工艺和不同规格铜排的焊接要求,这种设备不适合这类应用。作者研究了新型频率跟踪电路,控制逆变器工作在谐振状态,负载等效阻抗呈电阻性,逆变器的输出功率因数接近1,大大减小了开关器件的功率损耗,提高了整机的效率。功率调节采用直流斩波调压实现。设计并制作了20kHz/30kw串联谐振式高频感应焊接逆变电源,改变了传统的焊接工艺,具有体积小、效率高、加热速度快等优点。 展开更多
关键词 高频感应加热电源 逆变电源 逆变器 串联谐振 零电流开关 发电机 变压器 焊接电源
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弧焊电源的数字化控制技术 被引量：21
6
作者 吴开源 黄石生 +1 位作者 李阳 陆沛涛 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期72-75,共4页
阐述了弧焊电源数字化控制技术的意义,介绍了用单片机、DSP及CPLD/FPGA等新型半导体器件实现弧焊电源数字化控制技术的方式,指出了弧焊电源数字化控制技术的发展趋势。
关键词 弧焊电源 逆变器 数字化控制 单片机
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双丝高速软开关脉冲MAG焊装备 被引量：10
7
作者 黄石生 蒋晓明 +2 位作者 薛家祥 李远波 王振民 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期5-8,共4页
将CAN(局域控制网)总线技术、软开关技术、脉冲焊技术等有机地结合,研制了结构紧凑、一体化、协同控制的TANDEM型双丝焊装备。在深入分析双丝焊工艺要求的基础上,引入新型双闭环控制模式,实现了适合双丝焊要求的脉冲焊电源动特性、外特... 将CAN(局域控制网)总线技术、软开关技术、脉冲焊技术等有机地结合,研制了结构紧凑、一体化、协同控制的TANDEM型双丝焊装备。在深入分析双丝焊工艺要求的基础上,引入新型双闭环控制模式,实现了适合双丝焊要求的脉冲焊电源动特性、外特性。为减少双丝焊电弧之间的干扰,将CAN总线技术成功应用于双丝焊装备的通信控制中,设计了双丝焊装备的协同控制装置。结果表明,电源各项电气性能都满足了设计要求,且焊接过程稳定、飞溅小、焊缝成形好、焊接速度快、热输入小、变形小,突出显示了双丝高速焊的优点。 展开更多
关键词 双丝焊 双闭环控制 局域控制网总线 软开关 协同控制
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双零软开关弧焊逆变电源 被引量：11
8
作者 陈树君 卢振洋 +2 位作者 黄鹏飞 殷树言 蒲春华 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期1-5,共5页
全桥零压零流脉宽调制变换器在全桥零电压脉宽调制变换器中增加一隔直电容 ,使原边电流在箝位续流时段很快的衰减到零并保持 ,固定臂的功率器件是零电流开关 ,移相臂的功率器件是零电压开关。这样 ,一方面使具有关断拖尾电流特性的IGBT... 全桥零压零流脉宽调制变换器在全桥零电压脉宽调制变换器中增加一隔直电容 ,使原边电流在箝位续流时段很快的衰减到零并保持 ,固定臂的功率器件是零电流开关 ,移相臂的功率器件是零电压开关。这样 ,一方面使具有关断拖尾电流特性的IGBT可以很容易的用到全桥软开关变换器中 ,另一方面大大减少了变换器的附加环路能量 ,同时具有小的占空比损失 ,低的副边寄生振荡和宽的软开关切换的负载范围等优点。最后 ,采用上述研究成果研制了一台 10kW级采用FB -ZVZCS -PWM变换器的软开关弧焊逆变电源样机。温升试验表明 ,研制的软开关焊机的温升比同类型的硬开关焊机的温升低近 2 0℃ ,大大减少了焊机的开关损耗。同时 ,由于焊机的功率元件是零开关 ,大大减少了器件的电压、电流应力 。 展开更多
关键词 弧焊逆变电源 软开关 零电压开关 零电流开关
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新颖方波交流TIG电源二次逆变主回路的研究 被引量：10
9
作者 杜春水 张承慧 +1 位作者 张光先 马永庆 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2003年第2期56-59,共4页
为了提高方波交流双逆变电源的整机效率 ,降低成本 ,提出了一种半桥式二次逆变电路拓扑 ,它采用了耦合电感及恒压吸收电路 ,既提供了换流回路 ,又保证了交流电流过零的快速性。分析了其工作原理 ,并给出相关计算。实验表明该电路设计合... 为了提高方波交流双逆变电源的整机效率 ,降低成本 ,提出了一种半桥式二次逆变电路拓扑 ,它采用了耦合电感及恒压吸收电路 ,既提供了换流回路 ,又保证了交流电流过零的快速性。分析了其工作原理 ,并给出相关计算。实验表明该电路设计合理可靠 ,在较小输出电流情况下无需特殊稳弧装置便可获得满足焊接工艺要求的稳定电弧。 展开更多
关键词 方波交流TIG电源 二次逆变主回路 控制策略 逆变电源 逆变器 焊接
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现代焊接电源的新发展 被引量：10
10
作者 黄石生 吴祥淼 +1 位作者 王志强 王振民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第14期1253-1256,共4页
根据近年来焊接电源的研究热点 ,从软开关电路、功率因素校正、电磁兼容和电磁干扰设计、电路仿真等几方面的研究阐述了焊接电源的新发展。指出开发高效率、低谐波、少电磁污染。
关键词 逆变焊接电源 软开关 电磁干扰 仿真
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三相大功率焊接逆变电源的网侧电流谐波抑制 被引量：7
11
作者 陈树君 殷树言 +2 位作者 卢振洋 冯雷 李亮玉 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期205-210,共6页
逆变焊接电源改善了焊机的效率和 控制性能，但 是却提高了 焊机输入电 流的谐波畸 变水平。有源功率因数校正技术通过电力电子元件的开关作用来消除非 线性负载的谐波电流，使来自 电网的电流是正弦波。本文分析了焊接逆变电源的功率... 逆变焊接电源改善了焊机的效率和 控制性能，但 是却提高了 焊机输入电 流的谐波畸 变水平。有源功率因数校正技术通过电力电子元件的开关作用来消除非 线性负载的谐波电流，使来自 电网的电流是正弦波。本文分析了焊接逆变电源的功率因数和输入电流 谐波畸变的关系，提出了一种 连续电流输入的三相功率因数校正电路的方案，其连续 的正弦电流 输入是通过 采用平均电 流控制技术 实现的。谐波抑制方案的理论分析通过数字仿真结果进行了验证。一台１０ｋ Ｗ 样机的部分试验结果例证了三相功率因数校正电路的工作过程。 展开更多
关键词 弧焊逆变电源 有源滤波器 电流谐波 焊接
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用饱和电感改善软开关弧焊逆变电源的性能 被引量：7
12
作者 陈树君 耿正 +2 位作者 冯雷 李亮玉 殷树言 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第S1期50-55,共6页
指出了常规ＦＢ－ＺＶＳ－ＰＷＭ变换器应用于弧焊逆变电源中的不足，采用一饱和谐振电感，减少了附加环路能量和有效占空比的损失，扩展了零电压切换的负载范围，提高了软开关弧焊逆变电源的效率和可靠性。
关键词 软开关 零电压切换 弧焊逆变电源 饱和电感
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弧焊逆变技术的研究现状与展望 被引量：9
13
作者 王振民 黄石生 +2 位作者 薛家祥 余文松 邓永翔 《电焊机》 2000年第8期3-6,共4页
主要从功率器件换流过程 ,逆变电源系统的控制技术 ,逆变电源的建模、理论分析、计算机辅助分析以及大功率逆变技术应用研究所面临的问题等方面 ,分析和探讨了弧焊逆变技术的现状与发展方向。
关键词 控制技术 弧焊逆变技术 逆变电源 功率器件
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多功能数字化弧焊逆变电源人机交互系统 被引量：13
14
作者 周雪珍 朱志明 +1 位作者 符策健 纪圣儒 《电焊机》 2007年第1期6-10,共5页
针对多功能数字化弧焊逆变电源用于不同焊接方法时工艺过程不同和焊接参数众多的特点,采用键盘输入和LCD显示设计开发了基于数字信号处理器DSP的人机交互系统。通过数据结构的通用化设计和程序流程的优化设计,该系统实现了焊接工艺过程... 针对多功能数字化弧焊逆变电源用于不同焊接方法时工艺过程不同和焊接参数众多的特点,采用键盘输入和LCD显示设计开发了基于数字信号处理器DSP的人机交互系统。通过数据结构的通用化设计和程序流程的优化设计,该系统实现了焊接工艺过程和焊接参数的方便设置和统一管理,用户操作和显示界面简洁、直观、灵活,极大地提高了多功能数字化弧焊逆变电源的实用性。 展开更多
关键词 人机交互 弧焊逆变电源 多功能 数字化控制
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IGBT逆变式波形控制CO_2弧焊电源的研究 被引量：11
15
作者 潘雪峰 都东 +1 位作者 韩赞东 张人豪 《电焊机》 1996年第6期16-18,共3页
本文针对ＩＧＢＴ弧焊逆变器，提出并实现了适于短路过渡ＣＯ_２气体保护焊的输出波形控制方法。对焊接电弧参数实时采样以及工艺试验均表明，所研制的逆变式波控ＣＯ_２弧焊电源对减小金属飞溅和改善焊缝成型均有明显效果。
关键词 焊接 波形控制 逆变电源 IGBT 二氧化碳
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逆变电源的非线性综合控制法 被引量：7
16
作者 黄鹏飞 陈树君 +1 位作者 卢振洋 殷树言 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期134-136,共3页
设计了一种非线性综合控制法，当系统的输出与给定值之差超过某阈值时，采用非线性控制，迅速改变逆变器工作脉冲宽度，提高系统的响应速度。由于采用了对称脉冲控制方式，在工作脉冲剧烈变化时，仍能保证中频变压器的正负伏秒数平衡，... 设计了一种非线性综合控制法，当系统的输出与给定值之差超过某阈值时，采用非线性控制，迅速改变逆变器工作脉冲宽度，提高系统的响应速度。由于采用了对称脉冲控制方式，在工作脉冲剧烈变化时，仍能保证中频变压器的正负伏秒数平衡，避免了变压器的偏磁现象，系统工作可靠。试验表明，非线性综合控制法有效地提高了逆变电源的动态响应性能，这对波形控制的逆变ＣＯ２电弧焊机、逆变脉冲ＭＩＧ焊机等具有重要意义。 展开更多
关键词 逆变电源 非线性控制 动态响应性能 焊接
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逆变焊接电源的发展及其可靠性研究 被引量：7
17
作者 吴祥淼 黄石生 +2 位作者 王志强 方平 薛家祥 《电焊机》 2001年第2期8-11,19,共5页
从功率器件、磁性材料、控制方式及智能控制方法等方面的发展介绍了逆变焊接电源的发展 。
关键词 逆变焊接电源 可靠性 功率开关器件 磁性材料 智能控制
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软开关逆变控制型IGBT弧焊电源 被引量：13
18
作者 朱贤龙 谢仲华 严仰光 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 1995年第3期11-14,共4页
介绍了采用ＩＧＢＴ作开关元件的弧焊电源。论述了移相控制的电压软开关桥式逆变电路的工作原理，采用电流传感器实现的电流反馈系统及驱电路。
关键词 焊接电源 逆变电路 IGBT 弧焊电源
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基于PWM整流器的弧焊逆变电源的PFC技术 被引量：6
19
作者 黄继强 陈树君 +1 位作者 王冬平 殷树言 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2003年第2期38-40,45,共4页
针对三相弧焊逆变电源功率因数校正技术特点 ,提出了基于PWM整流器的弧焊逆变电源PFC的新方案 ,并对PWM整流器模型进行了分析和研究 。
关键词 弧焊逆变电源 PWM整流器 PFC技术 脉宽调制 功率因数
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弧焊逆变电源动态性能的提高及其对短路过渡焊接过程的影响 被引量：5
20
作者 吴文楷 朱志明 +2 位作者 罗小锋 陈强 张人豪 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期90-95,共6页
采用可饱和输出电感大幅度提高了弧焊逆变电源的动态性能。在此基础上，研究了电源动态特性对ＣＯ２短路过渡焊接过程的影响规律。研究结果表明，增大短路后期电流的下降速度可以有效地减小焊接飞溅，而提高短路中期电流上升速度则有利... 采用可饱和输出电感大幅度提高了弧焊逆变电源的动态性能。在此基础上，研究了电源动态特性对ＣＯ２短路过渡焊接过程的影响规律。研究结果表明，增大短路后期电流的下降速度可以有效地减小焊接飞溅，而提高短路中期电流上升速度则有利于短路过渡焊接过程的规则性与稳定性。 展开更多
关键词 短路过渡焊接 焊接电源 电弧焊 逆变电源
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