弧焊逆变器单元组合

  根据当前功率半导体和磁性元件的制造水平，超过15kVA的大容量IGBT弧焊电源采用单元组合的模式，是在合理制造成本下扩展输出功率的有效途径。出于对系列机型批量化生产的考虑，应由n个独立的逆变器单元以全并联方式组合构成弧焊电源的功率回路，并由系统控制器统一调节各单元输出。图3示出了两单元组合（n=2）结构，每个逆变器单元可选择单端正激式电路。考虑系统电磁兼容，各单元IGBT元件工作于同步导通（但不一定要求同时截止）的开关方式为宜。
  针对多种弧焊工艺控制需求，逆变电源系统应具有相当宽的输出量连续调节范围和快速
响应能力，而电源输出回路感抗L在这二方面造成了矛盾。数学分析和试验研究表明，采用单元组合结构及合理的控制方式有助于解决这一问题：对各逆变器功率单元采取独立的电流闭环控制，系统控制单元根据电源总给定值Ig统一调节各功率单元的输出电流给定值；小电流时，限制其他单元输出，仅以单元I为主，其输出回路电感L1应能保证焊接电流波形连续和电弧稳定，以适应精密TIG或微束等离子焊接需要；大电流时，使n个单元均流输出，既提高了电源系统容量和负载持续率，又因其输出电流的开环时间常数为单个逆变器输出的1/n。，从而保证了系统动态响应速度；大小电流两状态在焊接过程中自动切换，图4示出了两单元组合（n=2）情况下输出电流调节情况。

图3 弧焊逆变器单元组合结构      图4 逆变器单元组合输出电流传输特性