西門子6ES7315-2EH14-0AB0詳細說明

電焊機之IGBT系列焊機工作原理

　逆變電焊機的基本工作原理：
　　逆變電焊機主要是逆變器產生的逆變式弧焊電源，又稱弧焊逆變器，是一種新型的焊接電源。是將工頻(50Hz)交流電，先經整流器整流和濾波變成直流，再通過大功率開關電子元件(晶閘管SCR、晶體管GTR、場效應管MOSFET或IGBT)，逆變成幾kHz~幾十kHz的中頻交流電，同時經變壓器降至適合于焊接的幾十V電壓，再次整流并經電抗濾波輸出相當平穩的直流焊接電流。
　　其變換順序可簡單地表示為：
　　工頻交流(經整流濾波)→直流(經逆變)→中頻交流(降壓、整流、濾波)→直流。
　　即為：AC→DC→AC→DC
　　因為逆變降壓后的交流電，由于其頻率高，則感抗大，在焊接回路中有功功率就會大大降低。所以需再次進行整流。這就是目前所常用的逆變電焊機的機制。
　　逆變電源的特點：弧焊逆變器的基本特點是工作頻率高，由此而帶來很多優點。因為變壓器無論是原繞組還是副繞組，其電勢E與電流的頻率f、磁通密度B、鐵芯截面積S及繞組的匝數W有如下關系：E=4.44fBSW
　　而繞組的端電壓U近似地等于E，即：
　　U≈E=4.44fBSW
　　當U、B確定后，若提高f，則S減小，W減少，因此，變壓器的重量和體積就可以大大減小。就能使整機的重量和體積顯著減小。還有頻率的提高及其他因素而帶來了許多優點，與傳統弧焊電源比較，其主要特點如下：
　　1.體積小、重量輕，節省材料，攜帶、移動方便。
　　2.高效節能，效率可達到80%~90%，比傳統焊機節電1/3以上。
　　3.動特性好，引弧容易，電弧穩定，焊縫成形美觀，飛濺小。
　　4.適合于與機器人結合，組成自動焊接生產系統。
　　5.可一機多用，完成多種焊接和切割過程。
　　電焊機之IGBT系列焊機工作原理
　　一、 功率開關管的比較
　　常用的功率開關有晶閘管、IGBT、場效應管等。其中，晶閘管(可控硅)的開關頻率約1000次/秒左右，一般不適用于高頻工作的開關電路。
　　1、效應管的特點：
　　場效應管的突出優點在于其的開關頻率，其每秒鐘可開關50萬次以上，耐壓一般在500V以上，耐溫150℃(管芯)，而且導通電阻，管子損耗低，是理想的開關器件，尤其適合在高頻電路中作開關器件使用。
　　但是場效應管的工作電流較小，高的約20A低的一般在9A左右，限制了電路中的最大電流，而且由于場效應管的封裝形式，使得其引腳的爬電距離(導電體到另一導電體間的表面距離)較小，在環境高壓下容易被擊穿，使得引腳間導電而損壞機器或危害人身安全。
　　2、IGBT的特點：
　　IGBT即雙極型絕緣效應管，符號及等效電路圖見圖11.1，其開關頻率在20KHZ~30KHZ之間。但它可以通過大電流(100A以上)，而且由于外封裝引腳間距大，爬電距離大，能抵御環境高壓的影響，安全可靠。 
　

一、 場效應管逆變焊機的特點

　　由于場效應管的突出優點，用場效應管作逆變器的開關器件時，可以把開關頻率設計得很高，以提高轉換效率和節省成本(使用高頻率變壓器以減小焊機的體積，使焊機向小型化，微型化方便使用。(高頻變壓器與低頻變壓器的比較見第三章《逆變弧焊電源整機方框圖》。
　　但無論弧焊機還是切割機，它們的工作電流都很大。使用一個場效應管滿足不了焊機對電流的需求，一般采用多只并聯的形式來提高焊機電源的輸出電流。這樣既增加了成本，又降低了電路的穩定性和可靠性。
　　二、 IGBT焊機的特點
　　IGBT焊機指的是使用IGBT作為逆變器開關器件的弧焊機。由于IGBT的開關頻率較低，電流大，焊機使用的主變壓器、濾波、儲能電容、電抗器等電子器件都較場效應管焊機有很大不同，不但體積增大，各類技術參數也改變了。
　　三、 IGBT焊機工作原理：
　　半橋逆變電路工作原理如圖11.2
　　 
　　工作原理：
　　①tl時間：開關K1導通，K2截止，電流方向如圖中①，電源給主變T供電，并給電容C2充電。
　　②t2時間：開關K1、K2都截止，負截無電流通過(死區)。
　　③t3時間：開關K1截止，K2導通，電容C2向負載放電。
　　④t4時間：開關K1、K2均截止，又形成死區。如此反復在負載上就得到了如圖11.3的電流，實現了逆變的目的。
　　2、IGBT焊機的工作原理
　　① 電源供給：
　　和場效應管作逆變開關的焊機一樣，焊機電源由市電供給，經整流、濾波后供給逆變器。
　　② 逆變：
　　由于IGBT的工作電流大，可采用半橋逆變的形式，以IGBT作為開關，其開通與關閉由驅動信號控制。
　　③ 驅動信號的產生：
　　驅動信號仍然采用處理脈寬調制器輸出信號的形式。使得兩路驅動信號的相位錯開(有死區)，以防止兩個開關管同時導通而產生過大電流損壞開關管。驅動信號的中點同樣下沉一定幅度，以防干擾使開關管誤導通。
　　④ 保護電路：
　　IGBT焊機也設置了過流、過壓、過熱保護等，有些機型也有截流，以保證焊機及人身安全，其工作原理與場效應管焊機相似。
　　逆變與整流是兩個相反的概念，整流是把交流電變換為直流電的過程，而逆變則使把直流電改變為交流電的過程，采用逆變技術的弧焊電源稱為逆變焊機。逆變過程需要大功率電子開關器件，采用絕緣柵雙極晶體管IGBT作為開關器件的逆變焊機成為IGBT逆變焊機。
　　逆變焊機的工作過程如下：將三相或單相工頻交流電整流，經濾波后得到一個較平滑的直流電，由IGBT組成的逆變電路將該直流電變為幾十KHZ的交流電，經主變壓器降壓后，再經整流濾波獲得平穩的直流輸出焊接電流。
　　逆變電焊機優點：由于逆變工作頻率很高，所以主變壓器的鐵心截面積和線圈匝數大大減少，因此，逆變焊機可以在很大程度上節省金屬材料，減少外形尺寸及重量，大大減少電能損耗，更重要的是，逆變焊機能夠在微妙級的時間內對輸出電流進行調整，所以就能實現焊接過程所要求的理想控制過程，獲得滿意的焊接效果

西門子6ES7315-2EH14-0AB0詳細說明

要了解一個建筑物的建筑電氣施工圖，必須首先熟悉建筑物的土建圖（包括建筑、結構、總平面）和工藝圖，了解建筑物的概貌、結構特點以及與電氣布置密切有關的部分，然后再詳細的進行電氣識圖。常用的電氣圖有系統圖，平剖面圖，原理圖和安裝圖等。

系統圖：是用來表示供電系統的組成部分及其連接方式，通常用粗實線表示。系統圖通常不表明電氣設備的具體安裝位置。但通過系統圖可以了解整個工程的供電全貌和接線關系。

平剖面圖：詳細地、具體地標注了所有電氣線路的具體走向及電氣設備的位置、坐標、并通過圖形符號將某些系統圖無法表達的設計意圖表達出來，具體指導施工。

原理圖：用來表示各控制信號回路的動作原理，并將各電氣設備及電氣元件之間的連接方式，按動作原理用展開法繪制出來，便于看清動作順序。原理圖分為一次回路（主回路）和二次回路（控制回路），二次回路包括控制、保護、測量、信號等線路。一次回路通常用粗實線繪制，二次回路通常用細實線繪制。原理圖是指導設備制作、施工和調試的主要圖紙。

安裝圖：又稱安裝大樣圖，用來表示電氣設備和電器元件的實際接線方式、安裝位置、配線場所的形狀特征等。對于某些電氣設備或電氣元件在安裝過程中有特殊要求或無標準圖的部分，設計者應繪制專門的構件大樣圖或安裝大樣圖，并詳細地標明施工方法、尺寸和貝體要求，指導設備制作和施一般施工圖都有文字說明，它的作用是對圖紙中不能用符號表明的與施工有關的或對工程有特殊技術要求的補充。比如與弱電線路并排敷設時的線間距離要求；與煤氣管、熱力管道交叉時的間距，電氣線路與建筑、結構的具體配合，電氣保護措施等。

識圖步驟

1. 先看圖上的文字說明：文字說明的主要內容包括施工圖圖紙目錄，設備、材料表和施工說明等三部分。比較簡單的工程只有幾張施工圖紙，往往不另單獨編制施工說明，一般將文字說明內容在平剖面圖或系統圖上表示出。

2. 看圖上所畫的電源從何而來，采用哪些供配線方式，使用多大截面的導線，通過哪些配電電氣設備，分配到哪些用電設備不同的工程有不同的要求，所以一定要搞清圖紙上所表達的工程內容。

3. 看比較復雜的電氣圖時，首先看系統圖，了解有哪些設備組成，有多少個回路，每個回路的作用和原理然后再看安裝圖，各個元件和設備安裝在什么位置，如何與外部連接，采用何種敷設方式等。

4. 熟悉建筑物的具體外貌，結構特點，設計功能，工藝要求，與電氣設計說明、設計意圖一道研究，明確施工方法。

5. 熟悉其他專業施工圖：盡可能地熟悉其他專業（給水排水、動力、采暖通風、弱電等）的施工圖或進行多專業交叉施工座談，了解有爭議的空間位置或互相重疊現象，盡量避免施工過程中的返工現象