一、概述

電焊機(jī)在進(jìn)行各種金屬焊接時(shí)，根據(jù)焊接工藝的不同，對(duì)焊接時(shí)電弧的電壓和電流有不同的要求，因此需要各種不同特性的交流或直流電源。例如：

• 在點(diǎn)、凸、峰焊、電阻焊時(shí)需要調(diào)節(jié)焊接隔離變壓器原邊的電壓大小（相控調(diào)壓或改變通過(guò)的周波數(shù)量），屬于晶閘管應(yīng)用于交流調(diào)壓
• 在各種氬弧焊、CO₂氣體保護(hù)焊中需要的是直流電源或交直流方波電源

交流應(yīng)用時(shí)，反并聯(lián)的晶閘管串接在主回路中，直流調(diào)壓應(yīng)用時(shí)，晶閘管可以組成單、三相全控或半控或雙反星型電路。改變晶閘管的導(dǎo)通角或控制晶閘管的開(kāi)關(guān)時(shí)間即可達(dá)到調(diào)節(jié)焊接電壓和電流的目的。

二、電焊機(jī)晶閘管模塊分類(lèi)及應(yīng)用

電焊機(jī)中用的晶閘管模塊按模塊散熱底板與電極是否絕緣可分為絕緣型和非絕緣型兩種，即俗稱(chēng)底板是否帶電。絕緣型的模塊多用在交流焊機(jī)中，如廣泛應(yīng)用于點(diǎn)焊、電阻焊機(jī)中的晶閘管模塊MTX系列；廣泛應(yīng)用于CO₂氣體保護(hù)焊機(jī)、WSM普通焊機(jī)等MTG系列模塊。

各焊機(jī)應(yīng)用晶閘管模塊在下表中簡(jiǎn)述：

整機(jī)種類(lèi)	使用模塊	常見(jiàn)主回路形式			電路特點(diǎn)
可控硅直流氬弧焊機(jī)	MFG				單相全波整流
	MDG				雙反星并聯(lián)（帶平衡電抗器）
	MTG				雙反星并聯(lián)（帶平衡電抗器）
	MDC MDQ MDS				單相或三相整流橋
	MTX MTC				電子開(kāi)關(guān)

三、CO₂焊機(jī)專(zhuān)用晶閘管MTG模塊

模塊內(nèi)部電路圖

[此處應(yīng)插入模塊內(nèi)部電路圖]

焊機(jī)專(zhuān)用MTG模塊特點(diǎn)簡(jiǎn)介

• MTG模塊是由三只共陽(yáng)極晶閘管封裝在一起的模塊化結(jié)構(gòu)組件
• 模塊內(nèi)管芯參數(shù)針對(duì)焊機(jī)特點(diǎn)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，額定結(jié)溫高、通態(tài)壓降低、通流和過(guò)載能力強(qiáng)動(dòng)態(tài)性能的一致性好、耐疲勞性強(qiáng)
• 免除螺栓式晶閘管裝機(jī)前參數(shù)挑選和配對(duì)的難題，提高工效

適用焊機(jī)典型主回路形式

適用于雙反星并聯(lián)帶平衡電抗器電路

焊機(jī)額定輸出電流對(duì)模塊的選擇

焊機(jī)型號(hào)	適用主回路	焊機(jī)額定輸出電流	MTG	MTG(AA)	替代國(guó)外模塊型號(hào)
ZX5 WSM NBK	雙反星并聯(lián)帶平衡電抗器	200A	MTG100A/800V	MTG(AA)60A/400V	三社(SanRex) PWB60A 三菱(MITSUBISHI) TM60SZ-M; TM60SA-6
		250A 315A	MTG150A/800V	MTG(AA)80A/400V	SanRex PWB90A MITSUBISHI TM100SZ-M TM90SA-6 英達(dá) PFT9003N
		350A 400A	MTG200A/800V	MTG(AA)130A/400V	SanRex PWB130A MITSUBISHI TM130SZ-M 英達(dá) PFT1303N
		500A 630A	MTG250A/800V	MTG(AA)160A/400V	MITSUBISHI TM150SZ-M 英達(dá) PFT1503N
			MTG300A/800V	MTG(AA)200A/400V	SanRex PWB200AA MITSUBISHI TM200SZ-M 英達(dá) PFT2003N

焊機(jī)用模塊電流和電壓計(jì)算

我公司MTG、MTG(AA)焊機(jī)專(zhuān)用模塊可以使用在很多不同型號(hào)規(guī)格的焊機(jī)中，如ZX5普通焊機(jī)；WSM直流氬弧焊機(jī)；NBK CO₂氣體保護(hù)焊機(jī)。這些焊機(jī)目前都采用流行的雙反星并聯(lián)帶平衡電抗器主回路形式。

• 該線(xiàn)路相當(dāng)于正極性和反極性?xún)山M三相半波整流電路并聯(lián)
• 每只晶閘管的最大導(dǎo)通角為120°，負(fù)載電流Id同時(shí)由兩個(gè)晶閘管和兩個(gè)變壓器繞組供給
• 該線(xiàn)路提高了變壓器利用率，變壓器磁路平衡，不存在磁化的問(wèn)題
• 整流輸出電壓：Ud=1.17U2cosa。當(dāng)負(fù)載電流小于額定值(Id)2~5%時(shí)，輸出電壓與三相半波電路一樣

實(shí)例1：晶閘管耐壓的選擇(V_RRM；V_DRM)

已知條件：空載電壓：100V，額定輸出電流：630A；暫載率：60%

實(shí)例2：晶閘管額定電流的選擇(I_T(AV))

當(dāng)然，焊機(jī)可靠長(zhǎng)期正常工作除了與模塊正確選型有關(guān)外，與以下因素還有一定的關(guān)系：

焊機(jī)暫載率即額定負(fù)荷工作持續(xù)率(FS)

根據(jù)焊機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)此類(lèi)焊機(jī)暫載率一般為：35%；60%；100%。其定義如下：

上式中T為焊機(jī)的工作周期，它是負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行和休止時(shí)間之和。我國(guó)焊機(jī)行業(yè)規(guī)定，手工氬弧焊時(shí)T為5分鐘；自動(dòng)氬弧焊時(shí)T為10分鐘；即工作6分鐘，休息4分鐘。

散熱條件

以上計(jì)算均是在假設(shè)散熱條件足夠的情況下考慮的。如果散熱條件發(fā)生變化，對(duì)模塊的選型要求可適當(dāng)增大或減小。

其它線(xiàn)路焊機(jī)對(duì)模塊的選型

對(duì)于使用在三相半控全橋整流線(xiàn)路中的模塊MTY；MDG，如下圖，對(duì)器件通流能力要求更高，同等輸出電流的情況下，該線(xiàn)路中的器件通過(guò)的電流是雙反星并聯(lián)線(xiàn)路中的兩倍；但對(duì)耐壓的要求低一倍。

實(shí)例

已知條件：Id=630A;空載電壓:100V

1. 器件耐壓(V_RRM；V_DRM)的計(jì)算

2. 器件額定電流I_T(AV)的計(jì)算

以上兩種線(xiàn)路對(duì)器件耐壓和通流能力的要求是不一樣的。后一種線(xiàn)路對(duì)器件耐壓要求比前一種線(xiàn)路低一倍，但通流能力要求大兩倍。

四、使用模塊產(chǎn)品注意事項(xiàng)

• 電力半導(dǎo)體模塊屬于溫度敏感性器件，使用時(shí)必須安裝于散熱器上。安裝前首先用酒精將模塊底板和散熱器表面擦拭干凈,待自然干燥后，在模塊底板上均勻涂上（采用滾柱來(lái)回滾動(dòng)涂抹）導(dǎo)熱硅脂，導(dǎo)熱硅脂剛好能夠覆蓋整個(gè)底板和散熱器。安裝之后可從散熱器上取下模塊，檢查模塊底板整個(gè)區(qū)域是否完全沾潤(rùn)。
• 手冊(cè)中額定電流[I_T(AV)、I_F(AV)]是在規(guī)定散熱器、強(qiáng)通風(fēng)冷(風(fēng)速6m/s)和額定殼溫Tc和純阻性負(fù)載下得出的。若使用條件發(fā)生變化(如感性負(fù)載)額定電流就會(huì)下降。
• 散熱器與模塊接觸面應(yīng)平整，散熱器的平面度≤ 0.03mm（12mil）,確保良好的熱傳導(dǎo)，電極與銅排連接時(shí)，必須擰緊螺絲，并按下圖方法將模塊緊固于散熱器上，緊固力矩按手冊(cè)中要求執(zhí)行。否則接觸熱阻變大，熱量向管芯傳遞。
• 采用自然風(fēng)冷散熱時(shí)，散熱器應(yīng)垂直放置，以利于熱量的循環(huán)。對(duì)模塊額定電流和散熱器長(zhǎng)度的選擇，相對(duì)于強(qiáng)制風(fēng)冷情況下，模塊額定電流和散熱器長(zhǎng)度都增加一倍為宜。