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摘　要　在逆變弧焊機(jī)工作歷程中，其本身與電網(wǎng)之間相互發(fā)生電磁干擾，以致影響電網(wǎng)、焊機(jī)本身及其它裝備的正常工作。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，采用EMI電磁干擾的克制辦法，取得了良好的后果。要害詞　逆變弧焊機(jī)　電磁干擾　克制

Suppression of Electromagnetic Interference of Inversion Arc Welder

Fan Zhao

　　(Changsha Institute of Mining Research, Changsha, 410012)

Abstract　In the working process of inversion arc welder, an electromagnetic interference will be generated between it and electric network, resulting in an abnormal running of electric network, the welder and other equipements. Aiming at this problem, an EMI technology has been adopted to suppress electromagenetic interference, and good results have been achieved.

Key Words　Inversion arc welder, Electromagnetic interference, Suppression

　　逆變弧焊機(jī)以其性能優(yōu)秀、高效、節(jié)能、體積小、重量輕等長(zhǎng)處得到了普遍的利用。以長(zhǎng)沙礦山鉆研院電焊機(jī)廠近年來(lái)生產(chǎn)的星源牌IGBT逆變式弧焊機(jī)為例，與老式焊機(jī)相比，操縱性能進(jìn)步了幾百倍，可節(jié)能40%以上，體積與重量減少了75%～80%。但是，逆變弧焊機(jī)本身是嚴(yán)重的電磁干擾源，在作業(yè)中會(huì)發(fā)生多種類型的干擾信號(hào)，以致對(duì)其它裝備的正常運(yùn)行以及電網(wǎng)發(fā)生影響。同時(shí)，電網(wǎng)中的電磁干擾對(duì)逆變弧焊機(jī)的正常工作也有影響。因此，對(duì)于逆變弧焊機(jī)的生產(chǎn)廠家來(lái)講，必需采用對(duì)電磁干擾的克制辦法，以確保裝備的安全運(yùn)行。

1　電磁干擾及其迫害

　　逆變弧焊機(jī)系以逆變電源為核心的焊接裝置。其工作頻率一般到達(dá)幾十千赫茲，而容量往往到達(dá)幾十千瓦，所以逆變弧焊機(jī)工作時(shí)將發(fā)生很強(qiáng)的電磁干擾，其重要干擾有：

　　(1) 高頻噪聲。逆變弧焊機(jī)的開(kāi)關(guān)電源是依附功率器件對(duì)輸入直流電壓進(jìn)行高頻變脈寬斬波，而后整流濾波輸出的。而開(kāi)關(guān)電源在斬波歷程中將發(fā)生與斬波頻率同頻的高頻噪聲，其大小重要與開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率及輸出濾波器的構(gòu)造和參數(shù)有關(guān)。

　　(2) 共模噪聲。由于功率器件與散熱器底板和變壓器原、副邊之間存在寄生電容，導(dǎo)線也存在寄生電感，因此當(dāng)矩形波電壓作用于功率器件時(shí)，開(kāi)關(guān)電源將發(fā)生共模噪聲。

　　(3) 超高頻噪聲。由于DC/DC變換器副邊整流二極管存在反向恢復(fù)光陰。在由正偏到反偏的過(guò)度過(guò)程中，反偏的二極管存在存儲(chǔ)電荷，而不能立刻截止，表示出電容特征。該等效電容與導(dǎo)線的寄生電感一起發(fā)生超高頻振蕩，引起超高頻噪聲。

　　綜上所述，應(yīng)采用辦法下降逆變弧焊機(jī)的電磁干擾，否則將污染電網(wǎng)，導(dǎo)致其它裝備無(wú)法正常工作。同時(shí)，也要防止電網(wǎng)受到高次諧波影響而引起逆變弧焊機(jī)工作不正常，甚至逆變推翻。

2　采納EMI技能克制電磁干擾

　　采納EMI技能(即電磁干擾濾波器)，是逆變弧焊機(jī)抗電磁干擾的重要辦法。由于逆變弧焊機(jī)的電磁干擾源包含有多樣干擾信號(hào)，沒(méi)有單一克制器件能克制干擾源。實(shí)驗(yàn)鉆研采納的是一種應(yīng)用電容網(wǎng)絡(luò)、扼流圈等克制器件組合在一起進(jìn)行多級(jí)濾波的方式。

　　由圖1可知，所設(shè)計(jì)的電磁干擾濾波器是由Cx1、Cx2、Lc和Cy1、Cy2等組成。

圖1　電磁干擾濾波器對(duì)電網(wǎng)噪聲的克制

　　電磁干擾濾波器的工作原理如下：當(dāng)差模噪聲經(jīng)電源線L進(jìn)入電磁干擾濾波器，按圖示實(shí)線通路辨別經(jīng)Cx1和Lc、Cx2返回中性線N，并得到衰減，從而減少其對(duì)焊機(jī)的干擾。共模噪聲是從電源線(火線L或中性線N)對(duì)大地E參加干擾信號(hào)，當(dāng)它們進(jìn)入電磁干擾濾波器時(shí)，按圖示虛線通路辨別經(jīng)Lc、Cy2和Lc、Cy1入地，當(dāng)它們通過(guò)共模電感線圈Lc時(shí)因發(fā)生的磁場(chǎng)方向雷同而受到急劇的衰減，然后辨別經(jīng)Cy2和Cy1旁路，從而克制其對(duì)逆變弧焊機(jī)的干擾。

　　反過(guò)來(lái)，逆變弧焊機(jī)在逆變歷程中發(fā)生的高次諧波噪聲重要為共模噪聲和高頻差模噪聲兩部分。逆變管對(duì)散熱器有良好的絕緣性能，因此逆變管對(duì)地的耦合電容用Ck表現(xiàn)，其容值抉擇于所用資料的介電常數(shù)εr和幾何尺寸。逆變歷程發(fā)生的差模噪聲經(jīng)Ck耦合，按圖2所示的實(shí)線通路辨別流經(jīng)Cx2和Lc、Cx1，在內(nèi)部進(jìn)行衰減，克制其對(duì)電網(wǎng)的干擾。共模噪聲經(jīng)Ck耦合按圖示虛線所示通路構(gòu)成回路 。由于共模克制電感Lc和Cy1、Cy2的衰減，只使共模噪聲在電源線的耦合阻抗Z上還有少量的共模噪聲。從以上剖析可見(jiàn)，減少Ck值，可以加強(qiáng)對(duì)共模噪聲的衰減力度。為此，可以斟酌采納散熱器對(duì)機(jī)殼進(jìn)行絕緣的簡(jiǎn)略、便宜且有效的方式。

圖2　電源干擾濾波器對(duì)本身噪聲的克制

　　長(zhǎng)沙礦山鉆研院電焊機(jī)廠生產(chǎn)的WS—160型IGBT逆變弧焊機(jī)，已整個(gè)設(shè)備了EMI，各項(xiàng)指標(biāo)均到達(dá)質(zhì)量檢測(cè)尺度。在現(xiàn)場(chǎng)使用歷程中，逆變弧焊機(jī)既不干擾其它裝備的運(yùn)行，又不受電網(wǎng)的電磁干擾影響，焊機(jī)到達(dá)了非常高的可靠性，取得了滿意的后果。

3　收?qǐng)稣Z(yǔ)

　　在抗電磁干擾日益受到器重的今天，保證裝備正常運(yùn)行，促使電網(wǎng)更加凈化就顯得特殊首要。采納EMI抗電磁干擾技能，大大進(jìn)步了逆變弧焊機(jī)的可靠性，又防止了逆變弧焊機(jī)污染電網(wǎng)，是一種一舉兩得的辦法。此項(xiàng)技能可推廣到各種開(kāi)關(guān)電源中去。

作者單位：長(zhǎng)沙礦山鉆研院，長(zhǎng)沙，410012

參考文獻(xiàn)

*常　富.開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾克制.電力電子技能，1995(3)