西门子6ES7315-2EH14-0AB0详细说明

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电焊机之IGBT系列焊机工作原理

　逆变电焊机的基本工作原理：
　　逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。是将工频(50Hz)交流电，先经整流器整流和滤波变成直流，再通过大功率开关电子元件(晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT)，逆变成几kHz~几十kHz的中频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的几十V电压，再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。
　　其变换顺序可简单地表示为：
　　工频交流(经整流滤波)→直流(经逆变)→中频交流(降压、整流、滤波)→直流。
　　即为：AC→DC→AC→DC
　　因为逆变降压后的交流电，由于其频率高，则感抗大，在焊接回路中有功功率就会大大降低。所以需再次进行整流。这就是目前所常用的逆变电焊机的机制。
　　逆变电源的特点：弧焊逆变器的基本特点是工作频率高，由此而带来很多优点。因为变压器无论是原绕组还是副绕组，其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关系：E=4.44fBSW
　　而绕组的端电压U近似地等于E，即：
　　U≈E=4.44fBSW
　　当U、B确定后，若提高f，则S减小，W减少，因此，变压器的重量和体积就可以大大减小。就能使整机的重量和体积显著减小。还有频率的提高及其他因素而带来了许多优点，与传统弧焊电源比较，其主要特点如下：
　　1.体积小、重量轻，节省材料，携带、移动方便。
　　2.高效节能，效率可达到80%~90%，比传统焊机节电1/3以上。
　　3.动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小。
　　4.适合于与机器人结合，组成自动焊接生产系统。
　　5.可一机多用，完成多种焊接和切割过程。
　　电焊机之IGBT系列焊机工作原理
　　一、 功率开关管的比较
　　常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中，晶闸管(可控硅)的开关频率约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。
　　1、效应管的特点：
　　场效应管的突出优点在于其的开关频率，其每秒钟可开关50万次以上，耐压一般在500V以上，耐温150℃(管芯)，而且导通电阻，管子损耗低，是理想的开关器件，尤其适合在高频电路中作开关器件使用。
　　但是场效应管的工作电流较小，高的约20A低的一般在9A左右，限制了电路中的最大电流，而且由于场效应管的封装形式，使得其引脚的爬电距离(导电体到另一导电体间的表面距离)较小，在环境高压下容易被击穿，使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。
　　2、IGBT的特点：
　　IGBT即双极型绝缘效应管，符号及等效电路图见图11.1，其开关频率在20KHZ~30KHZ之间。但它可以通过大电流(100A以上)，而且由于外封装引脚间距大，爬电距离大，能抵御环境高压的影响，安全可靠。 
　

一、 场效应管逆变焊机的特点

　　由于场效应管的突出优点，用场效应管作逆变器的开关器件时，可以把开关频率设计得很高，以提高转换效率和节省成本(使用高频率变压器以减小焊机的体积，使焊机向小型化，微型化方便使用。(高频变压器与低频变压器的比较见第三章《逆变弧焊电源整机方框图》。
　　但无论弧焊机还是切割机，它们的工作电流都很大。使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求，一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这样既增加了成本，又降低了电路的稳定性和可靠性。
　　二、 IGBT焊机的特点
　　IGBT焊机指的是使用IGBT作为逆变器开关器件的弧焊机。由于IGBT的开关频率较低，电流大，焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同，不但体积增大，各类技术参数也改变了。
　　三、 IGBT焊机工作原理：
　　半桥逆变电路工作原理如图11.2
　　 
　　工作原理：
　　①tl时间：开关K1导通，K2截止，电流方向如图中①，电源给主变T供电，并给电容C2充电。
　　②t2时间：开关K1、K2都截止，负截无电流通过(死区)。
　　③t3时间：开关K1截止，K2导通，电容C2向负载放电。
　　④t4时间：开关K1、K2均截止，又形成死区。如此反复在负载上就得到了如图11.3的电流，实现了逆变的目的。
　　2、IGBT焊机的工作原理
　　① 电源供给：
　　和场效应管作逆变开关的焊机一样，焊机电源由市电供给，经整流、滤波后供给逆变器。
　　② 逆变：
　　由于IGBT的工作电流大，可采用半桥逆变的形式，以IGBT作为开关，其开通与关闭由驱动信号控制。
　　③ 驱动信号的产生：
　　驱动信号仍然采用处理脉宽调制器输出信号的形式。使得两路驱动信号的相位错开(有死区)，以防止两个开关管同时导通而产生过大电流损坏开关管。驱动信号的中点同样下沉一定幅度，以防干扰使开关管误导通。
　　④ 保护电路：
　　IGBT焊机也设置了过流、过压、过热保护等，有些机型也有截流，以保证焊机及人身安全，其工作原理与场效应管焊机相似。
　　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，而逆变则使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，采用绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关器件的逆变焊机成为IGBT逆变焊机。
　　逆变焊机的工作过程如下：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KHZ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。
　　逆变电焊机优点：由于逆变工作频率很高，所以主变压器的铁心截面积和线圈匝数大大减少，因此，逆变焊机可以在很大程度上节省金属材料，减少外形尺寸及重量，大大减少电能损耗，更重要的是，逆变焊机能够在微妙级的时间内对输出电流进行调整，所以就能实现焊接过程所要求的理想控制过程，获得满意的焊接效果

西门子6ES7315-2EH14-0AB0详细说明

要了解一个建筑物的建筑电气施工图，必须首先熟悉建筑物的土建图（包括建筑、结构、总平面）和工艺图，了解建筑物的概貌、结构特点以及与电气布置密切有关的部分，然后再详细的进行电气识图。常用的电气图有系统图，平剖面图，原理图和安装图等。

系统图：是用来表示供电系统的组成部分及其连接方式，通常用粗实线表示。系统图通常不表明电气设备的具体安装位置。但通过系统图可以了解整个工程的供电全貌和接线关系。

平剖面图：详细地、具体地标注了所有电气线路的具体走向及电气设备的位置、坐标、并通过图形符号将某些系统图无法表达的设计意图表达出来，具体指导施工。

原理图：用来表示各控制信号回路的动作原理，并将各电气设备及电气元件之间的连接方式，按动作原理用展开法绘制出来，便于看清动作顺序。原理图分为一次回路（主回路）和二次回路（控制回路），二次回路包括控制、保护、测量、信号等线路。一次回路通常用粗实线绘制，二次回路通常用细实线绘制。原理图是指导设备制作、施工和调试的主要图纸。

安装图：又称安装大样图，用来表示电气设备和电器元件的实际接线方式、安装位置、配线场所的形状特征等。对于某些电气设备或电气元件在安装过程中有特殊要求或无标准图的部分，设计者应绘制专门的构件大样图或安装大样图，并详细地标明施工方法、尺寸和贝体要求，指导设备制作和施一般施工图都有文字说明，它的作用是对图纸中不能用符号表明的与施工有关的或对工程有特殊技术要求的补充。比如与弱电线路并排敷设时的线间距离要求；与煤气管、热力管道交叉时的间距，电气线路与建筑、结构的具体配合，电气保护措施等。

识图步骤

1. 先看图上的文字说明：文字说明的主要内容包括施工图图纸目录，设备、材料表和施工说明等三部分。比较简单的工程只有几张施工图纸，往往不另单独编制施工说明，一般将文字说明内容在平剖面图或系统图上表示出。

2. 看图上所画的电源从何而来，采用哪些供配线方式，使用多大截面的导线，通过哪些配电电气设备，分配到哪些用电设备不同的工程有不同的要求，所以一定要搞清图纸上所表达的工程内容。

3. 看比较复杂的电气图时，首先看系统图，了解有哪些设备组成，有多少个回路，每个回路的作用和原理然后再看安装图，各个元件和设备安装在什么位置，如何与外部连接，采用何种敷设方式等。

4. 熟悉建筑物的具体外貌，结构特点，设计功能，工艺要求，与电气设计说明、设计意图一道研究，明确施工方法。

5. 熟悉其他专业施工图：尽可能地熟悉其他专业（给水排水、动力、采暖通风、弱电等）的施工图或进行多专业交叉施工座谈，了解有争议的空间位置或互相重叠现象，尽量避免施工过程中的返工现象