IGBT数字化焊机

数字化焊机采用高速DSP控制，能够及时发现和纠正主变偏磁，有效避免了焊机因主变偏磁而损坏，大大提高了其可靠性;具备欠压、过压及过热保护功能;IGBT与风道隔离，避免了淋雨、灰尘等损坏焊机。此外，由于采用数字化技术，大大减少了元器件数量，提高了电路的可靠性。

模拟控制的精度一般由元件参数值引起的误差和运算放大器非理想特性参数引起的误差所决定，很难做到高精度控制。而数字化控制的精度仅仅与模-数转化的量化误差及系统有限字长有关，因此数字化控制可以获得很高的精度。特别是对于像脉冲气保这样先进的焊接方式，对电弧能量控制要求非常严格，要实现无飞溅、短弧、低热输入量的目的，必须精确控制每个脉冲的电流电压，真正实现一脉一滴基值过渡。Nebula 500D系列焊机的电流误差<1A,电压误差<1V,时间误差<1微秒，很好地实现了脉冲过渡。

传统焊机的构成特点决定了它的性能特点完全依靠各元器件的参数，元器件参数的不一致直接导致焊机性能的不一致，而任何厂家生产的元器件都不可能保证其参数完全一致，所以经常出现同一品牌的焊机一台和一台不一样的问题。另外，元器件的参数都会随温度、湿度等环境的变化而变化，所以焊机性能会出现时好时坏的现象。

数字化电路的特点是对元器件参数变化不敏感，比如一个输入或输出电阻从1K变化到10K都不会影响焊机的性能。所以数字化焊机的一致性、稳定性远比传统焊机要好。

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作为开关器件的的逆变焊机成为IGBT逆变焊机。

传统焊机的功能是靠许多模拟和逻辑电路来实现的，每增加一种功能都要增加很多元器件，要具备两种以上的功能就需要很多电路板，这样不仅会大幅度提高焊机成本，而且焊机的性能和可靠性会随元器件的增加而急剧下降，所以传统焊机很难将多种焊接功能综合的一台焊机中。

数字化焊机的功能是靠软件来实现的，增加焊机功能只需改变其软件即可，各功能模块相互独立，增加新功能完全不影响原有功能和性能，所以数字化焊机功能可以做的很丰富。比如Nebula系列焊机具有药皮手工焊、直流氩弧焊、脉冲氩弧焊、氩弧点焊、气保焊(CO2,MIG,MAG)、脉冲气保焊、双脉冲气保焊和碳弧气刨八种焊接方式。每种功能都具有很多可调参数，用户既可以采用系统默认的参数非常方便地设置焊机，也可以根据不同的焊接要求精细地调整焊机，使之达到最佳焊接效果。

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。

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。

对于如何提高焊接性能国内外专家作了很多工作，提出了很多优秀的数学控制模型，但这些复杂的数学模型很难在传统模拟焊机上实现，因为这需要非常复杂的电路，所以长期以来一直停留在理论阶段。数字化焊机的出现使得这些数学模型很容易在焊机上实现。NEBULA系列数字化焊机采用了世界最先进的控制模型，焊接性能达到了世界先进水平。

随着网络和自动化技术的发展，越来越多的企业要求其各类设备能连接成一个网络，能集中监测和控制，实现自动化作业。这两年焊接领域用机器人替代人工焊接的趋势发展得很快，这种应用场合只有数字化焊机才可能胜任。星云的500D数字化焊机是世界上唯一一家内部集成现场总线DEVICENET的焊机，由于省去了外接DEVICENET转换模块，其通讯速度至少比FRONIUS快20倍，而且可以直接对焊机内部的几百个参数和变量直接读取和设置，大大提高了机器人焊接的应用水平。它完整地支持DEVICENET协议，可与世界上绝大多数厂家的机器人直接通讯。

数字化技术的应用使得焊机成为了一台智能设备，可以象计算机一样具有数据库功能，能把很多焊接专家的经验存储到数据库中，使普通焊工很容易焊出专家的焊接水平。尤其是一些先进的焊接方式，需要调节的参数很多，如果由用户自己去匹配这么多参数是一件很困难的是，所以专家数据库已经成为了数字化焊机最突出的优点。Nebula 500D系列焊机内置100套专家数据库，适应的材料有铝、铝镁合金、铝硅合金、铜硅合金、铜铝合金、不锈钢307、不锈钢308、不锈钢药芯焊丝、碳钢、碱性药芯焊丝、酸性药芯焊丝、铁粉芯药芯焊丝等，特别适合于焊接质量要求高的军工、机车、钢结构、造船、有色金属焊接等领域。

数字化逆变焊机是由DSP，ARM等嵌入式微处理器控制的逆变焊机，是焊机发展的主流方向

新型的数字化焊机大都采用了高频软开关技术，大大提高了焊机的动态相应速度，比如FRONIUS的TPS5000焊机逆变频率高达70KHZ，动态相应速度很快，动态速度的提高极大地提升了焊机的焊接性能，使FRONIUS成为全世界公认的焊接性能最好的数字化焊机。星云最新研制的NEBULA 500D系列焊机采用了100KHZ的高频软开关技术和自适应控制技术，其动态相应速度大大提高，脉宽调节从最小到最大只需20微秒，是目前世界上调节速度最快的焊机。

焊机具有LVO功能，能有效节约电能，避免空载电压电击伤人，符合欧洲危险场合作业安全要求。