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| 逆变焊机 |
“逆变”与“整流”是两个相反的概念。整流是把交流电变换为直流电的过程，而逆变则是把直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为“逆变焊机”。逆变焊割设备的工作过程，是将三相或单相 50Hz 工频交流电整流、滤波后得到一个较平滑的直流电，由 IGBT或场效应管组成的逆变电路将该直流电变为15～100kHz 的交流电，经中频主变压器降压后，再次整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流（或再次逆变输出所需频率的交流电）。逆变焊割设备的控制电路由给定电路和驱动电路等组成，通过对电压、电流信号的回馈进行处理，实现整机循环控制，采用脉宽调制PWM 为核心的控制技术，从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊割工艺效果。
简介
我国逆变焊机的研究开发起步于 20世纪 70年代末期，于20世纪 80年代开始发展。1982年，成都电焊机研究所开始了对晶闸管逆变式弧焊整流器的研究，于1983年研制出我国第一台商品化的 ZX7-250 晶闸管逆变式焊割设备，并通过了该项目的部级鉴定。随后，清华大学、哈尔滨工业大学、华南理工大学等单位相继推出了采用各种开关元件的逆变式焊机。我国逆变焊机已形成三代产品，现正向第四代新兴数字化逆变焊机迈进。第一代为晶闸管逆变焊机，其逆变频率为2～3kHz。第二代是大功率晶体管逆变焊机，逆变频率近 20kHz。20世纪90年代初，多个规格的第一、第二、第三代的弧焊逆变器已在多所高校和研究所研究成功，并逐渐进入小批量生产，但大批量生产和大面积推广应用逆变式焊机却比较缓慢，主要原因在于：产品的可靠性差，返修率高；产品推出初期市场认知度较低；此外，当时半导体功率器件等原材料单价高造成生产成本偏高，导致其市场销售价格比传统焊机高。当时逆变焊机的可靠性差主要原因在于，逆变焊机是大功率电子产品，产品使用的电子元器件较多，相比一般的工业设备，要适应更加恶劣的工作环境，如高温、高湿度、高粉尘、电压不稳、强电磁干扰等，要保证、提高产品可靠性，则产品必须具备大规模、长时间应用经验，而当时的厂家规模普遍较小、投产时间短，未形成规模化生产，产品在实际用中的信息反馈有限。
评价
经反复改进和完善，积累了大量产品研发与生产经验，对决定着逆变焊机可靠性的关键因素主电路和产品整体设计逐步趋于合理，技术趋于成熟，实现了产品参数较优匹配，基本解决了逆变焊机可靠性问题。逆变焊割设备生产成本及售价均有所下降，性价比优势显现，呈现出快速发展趋势，其应用范围越来越广，比重越来越高。我国逆变弧焊设备技术已逐步趋于成熟，产品品种规格呈多样化，产品价格在国际市场上有较大竞争优势，但在产品可靠性、产品功能多样化方面与全球领先企业仍存在一定差距。我国逆变焊割设备产量每年以大约 20%的速度增长，其发展速度大大高于传统焊割设备，替代传统焊割设备的趋势明显。欧美等发达国家逆变焊割设备的比重约为 60%～70%，当前我国逆变焊割设备的使用比重约为28%，尚有巨大的上升空间。逆变焊割设备由逆变电源与外接设备组成。其中逆变电源是逆变焊割设备的核心，其工作过程为：工频交流－直流－高频交流－变压－直流，是将三相或单相50Hz工频交流电整流、滤波后得到一个较平滑的直流电，由IGBT或场效应管组成的逆变电路将该直流电变为15～100kHz 的交流电，经中频主变压器降压后，再次整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流（或再次逆变输出所需频率的交流电）。逆变焊割设备的控制电路由给定电路和驱动电路等组成，通过对电压、电流信号的回馈进行处理，实现整机循环控制，采用脉宽调制PWM 为核心的控制技术，从而获得快速脉宽调制的恒流特性和优异的焊割工艺效果。[1]