埋弧焊项目书Word文档格式.docx

1、七、 埋弧焊阶段性计划八、 埋弧焊样机评审表九、 埋弧焊设计输出1， 埋弧焊的用途MZ系列埋弧自动焊车与埋弧焊电源配套使用，可实现各种低碳钢、低合金钢、不锈钢及耐热钢等材料的自动焊接。焊缝形式可以是有坡口或无坡口的对接、搭接和角焊接，焊缝所在平面与水平面夹角一般小于15。该系列焊车具有调节灵活、使用方便、性能可靠、控制技术先进等优点，用户可以根据自己的需求实现良好的焊接效果。该系列焊车也可以根据用户要求与其他埋弧焊电源配套使用。埋弧焊MZ系列焊接电源广泛用于钢结构生产，造船厂等大型工厂，因为其是半自动化焊接，可大量节省人工成本，其焊接工艺也是人工无法比拟的，同时，MZ埋弧焊因采用IGBT逆变电

2、源技术，其损耗低，利用率高,可节省大量的电力，属于环保节能产品。车配2， 埋弧焊逆变电源技术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。逆变过程需要大功率电子开关器件，采用IGBT（绝缘栅双极晶体管）作为开关器件的逆变焊机称为IGBT逆变焊机。IGBT逆变焊机是20世纪90年代末本世纪初的主流焊接设备，它的出现充分体现了电子技术电子功率器件的优越性，其特点主要有：（1）可以对外特性进行任意的控制，满足各种弧焊方法的需要（2）可调参数多，采用数字控制精度高。（3）输出电压、电流稳定性好，抗干扰能力强，不易

3、受网路电压波动和温度变化的影响。（4）焊机本身具有体积小、重量轻、无噪声和高效能等特点。现在逆变电焊机的主要技术是采用PWM脉冲宽度调制技术，就是通过调节逆变开关管在一个周期内的导通时间来调节输出功率，这种方法等同于普通开关电源的调节方法，调节线性度好，范围大。表格编号：FM-RD-003 版本：A产品设计开发任务书项目名称：MZ埋弧焊产品型号： MZ1250项目设计部门：研发部编制人： 贾刚编号：旧产品存在以下问题 、售出产品MZ埋弧焊软开关逆变电源系列，有时会损坏IGBT.、埋弧焊小车控制箱接线方式的可靠性差，使用过程种经常发生断线，短路等不良现象 、埋弧焊小车控制箱连接方式复杂，接线多，

4、不利于量产、埋弧焊软开关逆变电源系列负载持续率高，使得产品成本偏高，不利于市场竞争和销售。 因此需要一款功能与其相似，但可靠性高，性能稳定价格低廉的产品来替代现有的MZ埋弧焊产品MZ1250埋弧焊项目人员列表姓 名名 称职责贾刚项目负责人负责整个项目的开发，原始清单，协调项目工作。吴总电子设计方案，原理图及PCB的设计余光照结构MZ1250结构图纸及结构打样王彦刚工艺及调试样机的走线、安装、调试及试验余继东邓小建试焊样机的敢接功能，性能及可靠性试验研发部意见：国贸部意见：总经理意见：FM-RD-010 版本：产品设计规格表项目名称MZ1250项目描述及要求一、MZ1250主要功能及参数:1，输

5、入电压380V15%,频率50/60Hz,2，额定输入电流105.4A3，空载电压72V3，延长电缆大于50M4，具有过压，欠压，缺相保护功能5，具有远距离控制箱遥控功能，方便作业。6，负载持续率满电流60%，1000A时负载持续率100%。7，推力调节功能，推力调节范围0-100A8，输出额定电压44V9，效率85%10，功率因数0。93二、 MZ1250小车控制箱参数1， 输入电压AC130V2， 焊接电压调节20-50V3， 焊接电流调节112-1250A4， 小车速度调节0CM/min-170CM/min三、 符合国家或国际制定的有关法令，法规GB15579-2004，弧焊设备 第一部

6、分：焊接电源国际标准体系IEC60974-1弧焊设备第一部分：焊接电源） 制订： 贾刚 2009.7.28 审 核： 是否确认设计开发： 是 否 确认签名：FM-RD-011 版本：产品设计方案编号设计方案1、采用IGBT硬开关逆变技术，在多种产品上已经得到验证，性能稳定，可靠性高。2、只需要一组逆变器，2只200A IGBT即可3、整流管采用8只200A并联。 4、小车控制箱只用一块PCB，接线方便，接线方式可靠性高，方便生产 5小车和弧焊电源使用14芯航空插座连接。 6、埋弧焊电源负载持续率60%，MZ1250在1000A时负载持续率100%, 7、该机带有过压，欠压，缺相保护功能。 8、

7、风机采用220V带电容交流风机。 9、产品成本较软开关逆变电源低廉，利于市场竞争及销售。产品设计原理设计原理一、 设计思路1， 逆变电源逆变电源是将工频50/60Hz的交流电整流为直流，通过PWM脉冲宽度调制技术，利用大功率开关器件IGBT将直流逆变为15KHz的交流，再通过变压器降压整流，输出大功率直流源为焊接设备提供焊接电源，因为输出电压U近似的等于输出电势E,所以有UE=4.44fNBmSf为工作频率,N为变压器匝数,S为铁心截面积Bm为铁心磁感应最大值变压器的重量、体积将直接取决于绕组匝数（N）与铁芯截面积（S）的乘积。当Bm为一定值时，NS与f呈反比关系，f越高，NS越小。如逆变焊机

8、主频在20kHz左右，晶闸管整流焊机频率是50Hz，因此，NS比起晶闸管来降低了400倍，绕组的匝数与长度减少，大大降低了损耗和变压器的铁耗。因此，逆变焊机可以在很大程度上减少外形尺寸及重量，大大降低了电能损耗，提高了利用效率。2， 主回路设计1）缺相保护，欠压保护缺相保护 当UV缺相时，工频变压器不工作，因此MZ1250整机不工作，当W缺相时，光耦U1输入端无电压，因此光耦不工作，从而达到封波的目的，使得整机不工作，达到缺相保护的目的。问题1，光耦的隔离，爬电距离是否可靠，是缺相保护的关键。需要实践验证。欠压保护当三相电压低于240V时，压敏电阻不能被击穿，光耦不工作，3525封波，使得不工

9、作。1） 埋弧焊主回路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。逆变过程需要大功率电子开关器件，采用IGBT（绝缘栅双极晶体管）作为开关器件的逆变焊机称为IGBT逆变焊机。逆变焊机的工作过程，是将三相或单相工频交流电整流，经滤波后得到一个较平滑的直流电，由IGBT组成的逆变电路将该直流电变为几十千赫兹的交流电，经主变压器降压后，再经整流滤波获得平稳的直流输出焊接电流。焊接电流的大小通过控制逆变器的脉宽改变，如图所示。 整流桥的选择 根据MZ1250的最大输出电流1250，电压44V，输出功率P=UoI

10、o 整流电压U=2Ui Ui=380380*15% Umax=617V Umin=456V IGBT逆变焊机功率因数0.93，效率90% I=（P/（0.93*0.9）/U=106A149A 取一定的余量，因此整流桥的电流选择200A，耐压1200 IGBT的选择由上述可以看出，选择大于149A的IGBT，考虑安全性和散热性，IGBT选择200A，耐压1200V 变压器的选择空载电压72V，额定输出电压44V变压器变比n=Umin/Uo=540/72=7.5:1一次侧匝数N=Umax*Tmax/（2*A*Bm）=17.8T选择匝数比为30：4或22：3上式中A为有效磁芯截面积，可根据情况选择快速恢复二极管的选择输出电流1250A，选用200A的二极管，取一定的余量，那么就需要8个快速恢复二极管，1250/8=156A，