ZXG系列硅整流弧焊机的工作原理解析

工作原理的重点，在于内反馈磁放大器（用于调节焊接电流的大小）的控制方式。

（1）电磁式稳压器

电磁式稳压器属于一种交流稳压电源，又称为磁饱和稳压器或铁磁谐振稳压器，是利用电感饱和后磁通和感应电压变化均很小的特性实现交流稳压的。该类稳压器具有结构简单、故障率低、使用寿命长、免维护等特点，但缺点是耗材多、效率较低、有一定的波形失真度，在早期电器设备中用于稳压交流电源电路。

变压器T2和电容C1构成铁磁谐振稳压器电路，输出稳定交流电压，又经ZL整流和C2滤波，得到稳压直流电源，用于焊接电流的调节。1L0为T2的电流输入绕组；1L1、1L2为串联绕组，即串联饱和电感，饱和电感1L1、1L2和电容C1并联，产生特有的铁磁谐振现象，C1接于串接绕组两端，可减小电容量。电路在接近谐振的状态下工作可减小无功损耗，改善功率因数和稳压效果；1L3为补偿绕组，与1L1、1L2呈反向串联关系，当输入电源电压上升，1L2感应电压随之上升时，1L3感应反向电压也上升，其电压增量与1L2的电压增量相抵消，以起到稳定输出电压的作用。

（2）内反馈磁放大器

控制线圈L1、饱和电感L2～L7和整流二极管VD1～VD6等元件组成内反馈磁放大器，利用小功率的直流信号，控制较大的交流功率的原理，调节L2～L7的电感量，实现对焊接电流的调节。

由于铁心的B（磁通密度）-H（磁场强度）曲线是非线性的，即H达一定值后，B至最大，此后虽然H上升，但B不再上升。此时H越大，铁心越饱和，磁导率μ越小。如果铁心内事先有一个直流磁通密度B_K使铁心饱和，则铁心磁导率μ减小，电感也随之减小（交流阻抗变小），故改变B_K的大小，能调节电感值。铁心磁化曲线如图7-4所示。

图7-4 铁心磁化曲线（0～B_S为线性段）

在铁心上同时加有交流和直流两种励磁电流，由于铁心材料的磁化曲线具有非线性的特点，改变（控制绕组）直流励磁电流的大小可以改变铁心的磁导率，从而使工作绕组的阻抗发生变化，使负载电流得以调节。

通常B_K由控制线路通上直流电I_K所产生，一般从零至几安变化，就可以改变铁心的电感量，使交流电流从几十安至几百安产生变化，即可以用一个很小的直流电流控制大的交流电流的变化，这种控制方式称为磁放大器控制方式。简易磁放大器的工作示意图，如图7-5a所示，利用直流电源U_K，产生流经控制线路的电流I_K，产生“预置磁通”——B_K，调节铁心的电感量，使工作绕组中I_j电流产生较大的变化。

简易磁放大器是不能直接应用的，原因如下：(www.xing528.com)

①当I_j为正半波时，B_j、B_K相加饱和；在I_j为负半波时，两者相减，不饱和，起不到饱和电感的作用，导致交流I_j的正负半波不对称。

②在I_j作用下产生的B_j，也在控制绕组中感应交流电动势，破坏直流线圈的正常工作。

图7-5 磁放大器（内反馈磁放大器）工作示意图

a）简易磁放大器示意图 b）改进后的内反馈磁放大器

因而改进型内反馈磁放大器的工作示意图如7-5b图所示，图中N_K1、N_K2为控制线圈，N_j1、Nj2为工作绕组。其改进措施如下：

让控制线圈变为两个串联线圈，使I_j的正、负半波分走两条路，用大功率二极管的接法确定电流方向：

①正半波时在铁心1中B_K+B_j；负半波时，在铁心2中同样实现两者的相加，使N_j1、N_j2在输入电源的正、负半波过程中，均起到受控饱和电抗的作用。

②在控制线圈N_j1、N_j2中由B_j基波产生的感应电动势，大小相等方位相反而互相抵消，不会对B_K产生影响。

③这种改进方式使每个铁心上I_j的方向保持不变，等于从电源的交流分量中“析出了”直流分量，且方向与B_K相同，为B_j和B_K两者的顺利相加创造了条件，由此产生了磁通的正反馈。此种反馈是在铁心和线圈（绕组）内部产生，故称之为内反馈磁放大器。改变U_K/I_K/B_K，改变了铁心总磁通密度的初始条件，也即改为了I_j输出电流的大小，这就是内反馈磁放大器的工作原理。