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第1章 绪论 1

1.1 弧焊电源的分类 1

1.1.1 机械调节型弧焊电源 2

1.1.2 电磁控制型弧焊电源 2

1.1.3 电子控制型弧焊电源 2

1.2 常用弧焊电源的主要特点和应用 3

1.2.1 机械调节型弧焊电源 3

1.2.2 电磁控制型弧焊电源 4

1.2.3 电子控制型弧焊电源 4

1.2.4 脉冲弧焊电源 5

1.3 弧焊电源的发展 5

复习思考题 6

第2章 焊接电弧及其电特性 7

2.1 焊接电弧及其引燃 7

2.1.1 气体的电离与电子发射 7

2.1.2 焊接电弧的引燃 9

2.2 焊接电弧的结构和伏安特性 10

2.2.1 焊接电弧的结构及电弧电压 10

2.2.2 焊接电弧的静特性 11

2.2.3 焊接电弧的动特性 14

2.3 焊接电弧负载的特点 15

2.3.1 交流电弧 15

2.3.2 脉冲电弧 17

2.3.3 非熔化极焊接电弧 18

2.3.4 熔化极焊接电弧 18

复习思考题 19

第3章 弧焊电源的基本特性 21

3.1 弧焊电源的基础知识 21

3.2 弧焊电源的外特性 22

3.2.1 电源外特性的基本概念 22

3.2.2 “电源-电弧”系统的稳定性 23

3.2.3 电源外特性曲线的确定 25

3.3 弧焊电源的调节特性 31

3.3.1 电源调节特性的基本概念 31

3.3.2 调节参数及调节范围 31

3.3.3 弧焊电源的负载持续率与额定值 33

3.4 弧焊电源的动态特性 34

3.4.1 弧焊电源动特性的基本概念 34

3.4.2 电弧动态变化的特点及其对弧焊电源动特性的要求 34

3.4.3 弧焊电源动特性标准和评价方法 36

复习思考题 38

第4章 弧焊变压器 39

4.1 变压器基础知识 39

4.1.1 电与磁的常用量与基本定律 39

4.1.2 磁路及其计算 41

4.1.3 铁心磁性材料的磁性能 43

4.1.4 变压器常用磁性材料 44

4.2 变压器的工作原理 45

4.2.1 变压器工作的基本原理与结构 45

4.2.2 单相变压器的空载运行 49

4.2.3 单相变压器的负载运行 52

4.2.4 变压器的外特性 57

4.2.5 三相变压器及其联结组标号 58

4.3 弧焊变压器的特性及其分类 61

4.3.1 弧焊变压器的外特性 61

4.3.2 弧焊变压器的调节特性 63

4.3.3 弧焊变压器的损耗与效率 63

4.3.4 弧焊变压器的分类 64

4.4 增强漏磁式弧焊变压器 65

4.4.1 动铁心式弧焊变压器 65

4.4.2 动绕组式弧焊变压器 68

4.4.3 抽头式弧焊变压器 71

4.5 串联电抗器式弧焊变压器 73

4.5.1 电抗器 73

4.5.2 分体式弧焊变压器 75

4.5.3 同体式弧焊变压器 76

4.6 弧焊变压器基础上的弧焊整流器 77

4.6.1 下降特性的整流弧焊电源 77

4.6.2 平或缓降特性的整流弧焊电源 79

复习思考题 80

第5章 电子控制型弧焊电源基础 81

5.1 电力半导体器件 81

5.1.1 晶闸管 81

5.1.2 功率晶体管 84

5.1.3 场效应晶体管 87

5.1.4 绝缘栅双极型晶体管 90

5.2 电子控制型弧焊电源的基本工作原理 94

5.3 电子控制型弧焊电源的外特性控制 95

5.3.1 外特性控制的基本原理 95

5.3.2 电源外特性控制的应用 98

5.3.3 电流、电压信号的检测 102

5.4 电子控制型弧焊电源的调节特性控制 107

5.4.1 电子控制型弧焊电源中的稳压电源 107

5.4.2 脉冲弧焊电源的矩形波脉冲发生器 110

5.5 电子控制型弧焊电源的动态特性控制 113

5.5.1 电子电抗器控制 114

5.5.2 波形控制原理 114

复习思考题 116

第6章 晶闸管式弧焊整流器 117

6.1 概述 117

6.2 三相可控整流电路 118

6.2.1 三相半控桥式整流电路 118

6.2.2 三相全控桥式整流电路 121

6.2.3 六相半波可控整流电路 125

6.2.4 带平衡电抗器双反星形可控整流电路 127

6.3 晶闸管移相触发电路 132

6.3.1 对触发电路的要求 132

6.3.2 晶闸管的移相触发电路 134

6.3.3 晶闸管专用集成移相式触发器 142

6.4 ZX5系列晶闸管式弧焊整流器 146

6.4.1 概述 146

6.4.2 主电路 146

6.4.3 触发电路 147

6.4.4 信号控制电路 151

6.4.5 稳压电源电路 154

6.5 Deltaweld系列熔化极气体保护焊机 154

6.5.1 概述 154

6.5.2 电源主电路 154

6.5.3 控制电路 157

6.5.4 送丝机调速电路 160

6.5.5 引弧控制电路 161

6.5.6 过电流保护电路 162

6.5.7 程序控制电路 162

复习思考题 163

第7章 逆变式弧焊电源 164

7.1 逆变式弧焊电源的结构、分类和特点 164

7.1.1 逆变式弧焊电源系统的基本结构 164

7.1.2 逆变式弧焊电源的逆变形式 165

7.1.3 逆变式弧焊电源的分类 165

7.1.4 逆变式弧焊电源的特点 166

7.2 逆变电路 168

7.2.1 逆变电路的基本形式 168

7.2.2 各种逆变电路的特点与应用 172

7.2.3 双端逆变电路的直通及不平衡问题 174

7.2.4 变压器 177

7.3 输入输出电路 179

7.3.1 输入整流滤波电路 179

7.3.2 输出整流滤波电路 180

7.4 时间比率控制及驱动电路 181

7.4.1 时间比率控制 181

7.4.2 PWM控制器 183

7.4.3 驱动电路 187

7.5 逆变式弧焊电源的特性控制 191

7.5.1 电源的自然输出特性 191

7.5.2 外特性控制 192

7.5.3 调节特性控制 195

7.5.4 动特性控制 195

7.6 IGBT逆变式弧焊电源实例 196

7.6.1 下降特性的逆变式弧焊电源 196

7.6.2 平特性的逆变式弧焊电源 199

7.6.3 微机控制的平特性逆变弧焊电源 202

7.7 软开关IGBT逆变式弧焊电源简介 205

7.7.1 主电路 206

7.7.2 控制电路 208

7.8 逆变式交流方波弧焊电源简介 210

复习思考题 212

第8章 数字化弧焊电源 213

8.1 数字化弧焊电源的概念和特点 213

8.1.1 数字化弧焊电源的概念 213

8.1.2 数字化弧焊电源的基本结构 213

8.1.3 数字化弧焊电源的特点 214

8.2 DSP控制系统的基本概念 215

8.2.1 DSP的基本结构与特点 215

8.2.2 TMS320LF2407A型DSP 217

8.2.3 DSP工作原理及最小硬件系统 220

8.3 基于DSP控制的数字化弧焊电源 223

8.3.1 电源系统的硬件结构及工作原理 223

8.3.2 人机交互系统 224

8.3.3 PWM信号的生成 227

8.3.4 电源特性控制 237

8.3.5 送丝系统的DSP控制 238

8.3.6 焊接参数的一元化调节 239

8.3.7 控制系统软件结构 239

8.4 基于单片机和DSP控制的数字化弧焊电源 241

8.4.1 系统结构 241

8.4.2 数字控制系统 242

8.4.3 控制系统软件结构 247

复习思考题 250

第9章 弧焊电源的选择与使用 251

9.1 弧焊电源的选择 251

9.1.1 根据焊接工艺方法选择电源 251

9.1.2 弧焊电源种类的选择 253

9.1.3 弧焊电源功率的选择 254

9.1.4 根据工作条件和节能要求选择弧焊电源 254

9.2 弧焊电源的安装和使用 255

9.2.1 弧焊电源的安装 255

9.2.2 弧焊电源的使用 256

9.2.3 弧焊电源的安全使用 257

复习思考题 259

参考文献 260