一體化高功率因數(shù)逆變式弧焊電源研究.pdf

1、焊接作為21世紀(jì)制造業(yè)重要的加工技術(shù),在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要性逐步加大。常規(guī)弧焊逆變電源往往采用不控整流電路作為輸入裝置,這樣會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)輸入電流波形產(chǎn)生畸變,需采取措施消除諧波并進(jìn)行功率因數(shù)校正,不然會(huì)造成電網(wǎng)污染,降低設(shè)備的功率因數(shù),從而增加電網(wǎng)的備用容量造成浪費(fèi)。隨著國(guó)內(nèi)外相關(guān)諧波標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,解決弧焊電源的諧波污染問(wèn)題,有助于推進(jìn)我國(guó)焊機(jī)事業(yè)的發(fā)展。高頻PWM整流器能夠提供低諧波的正弦化輸入電流,可調(diào)節(jié)的功率因數(shù),能夠解決傳統(tǒng)整流器給電網(wǎng)

2、帶來(lái)的污染問(wèn)題。本文選擇三相電壓型PWM整流器作為焊接逆變電源的輸入裝置,來(lái)解決電流諧波和功率因數(shù)問(wèn)題。
　　分析了三相電壓型PWM整流器的工作原理,推導(dǎo)了整流器的低頻數(shù)學(xué)模型。闡述了整流器的靜態(tài)特性,對(duì)整流器的運(yùn)行范圍進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述。闡明了載波脈寬調(diào)制和空間矢量調(diào)制的關(guān)系,指出在載波脈寬調(diào)制基礎(chǔ)上注入零序分量就可以等效為空間矢量調(diào)制。對(duì)兩者的工作原理進(jìn)行了分析,研究了空間矢量調(diào)制的工程實(shí)現(xiàn)方法。使用Matlab仿真驗(yàn)證了理論分析

3、的正確性。設(shè)計(jì)了三相電壓型PWM整流器的主電路參數(shù),計(jì)算了工程化的雙閉環(huán)控制器的參數(shù),空間矢量調(diào)制的電流控制方式使得整流器具有良好的動(dòng)態(tài)特性。為滿足弧焊電源負(fù)載的特點(diǎn),采用負(fù)載電流前饋的方案,解決負(fù)載突變時(shí)輸出直流側(cè)的電壓沖擊問(wèn)題。對(duì)一體化的弧焊電源裝置仿真驗(yàn)證了所用控制方案的可行性,仿真結(jié)果顯示能夠?qū)崿F(xiàn)較高功率因數(shù),較低的電流諧波,可以滿足相關(guān)諧波標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　構(gòu)建了前級(jí)高頻整流器實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并結(jié)合已有的逆變式弧焊電源裝置開展