弧焊逆变电源的谐波分析

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     自1972年美国研制出第一台300 A晶闸管弧焊逆变电源以来，弧焊逆变电源有了很大发展，经历了晶闸管逆变，大功率晶体管逆变，场效应逆变以及IGBT逆变,其容量和性能提高，目前弧焊逆变电源已成为工业发达国家焊接设备的主流产品。

　　弧焊逆变电源作为一种典型的电力电子装置,虽然具有体积小、质量轻、控制性能好等优点，但其电路中存在整流和逆变等环节,导致电流波形畸变,产生大量的高次谐波。高次电压和电流谐波之间存在严重相移，导致焊机的功率因数很低。

谐波产生的原因主要有以下两方面因素：

　　(1)逆变电源内部干扰源　逆变电源是一个强电和弱电组合的系统。在焊接过程中，焊接电流可达到几百甚至上千安培。因电流会产生较大的电磁场, 特别在逆变主电路采用高逆变频率的焊接电源系统中，整流管整流,高频变压器漏磁，控制系统振荡，高频引弧，功率管开关等均会产生较强的谐波干扰。

　　其次，钨极氩弧焊机如果采用高频引弧时，由于焊机利用频率达几十万赫兹,电压高达数千伏的高频高压击穿空气间隙形成电弧，因此高频引弧也是一个 很强的谐波干扰源。对于计算机控制的智能化弧焊逆变电源来说,由于采用的计算机控制系统运行速度越来越高，因此控制板本身也成了一个谐波干扰源，对控制板 的布线也提出了较高的要求。

　　(2)逆变电源外部干扰源　电网上的污染对电源系统来说是较为严重的干扰,由于加到电网上的负载千变万化,这些负载或多或少对电网产生谐波干 扰,如大功率设备的使用使电网电压波形产生畸变,偶然因素造成瞬时停电,高频设备的开启造成电网电压波形具有高频脉冲、尖峰脉冲成分。另外在焊接车间内, 由于不同焊接电源在使用时接地线可能相互连接,因此如不采取相应的措施,高频成分的谐波信号很容易窜入控制系统,使电源不能正常工作,甚至损坏。