Перспективные инверторные сварочные источники питания с повышенным коэффициентом мощности

Abstract

Предложено схемное решение преобразователя с высокочастотной трансформаторной развязкой и трехфазным входом без промежуточного выпрямления входного напряжения. Использован модульный принцип построения системы: в каждой фазе установлены одинаковые высокочастотные AC/DC преобразователи с трансформаторной развязкой, выходы этих преобразователей соединены последовательно. Применение принципа непосредственного преобразования позволяет уменьшить количество элементов в силовой цепи источника, снизив тем самым потери энергии в нем. Кроме этого, преобразование энергии на высокой частоте позволяет значительно улучшить массогабаритные характеристики системы. Путем применения специального алгоритма управления силовыми ключами возможна активная коррекция входного коэффициента мощности и нейтрализация гармоник частоты сети в выходном напряжении источника, что значительно снижает требования к выходному фильтру. Разработанный источник имеет высокое быстродействие и может использоваться для обеспечения процессов сварки, требующих высоких скоростей изменения тока дуги.

The paper proposes circuit design of high-frequency transformer-isolated converter and three-phase input without intermediate rectification of input voltage. A system was built using modular approach, i.e. each phase contains identical high-frequency AC/DC transformer-isolated converters, the outputs of these converters have series connection. Application of principle of direct conversion allows reducing amount of elements in the source power circuit, thus, reducing energy loss. Besides, high-frequency energy transformation allows significant improvement of weight-dimension characteristics of the system. Application of special algorithm of power key control provides for the possibility of active correction of input power factor and neutralization of circuit frequency harmonics in source output voltage that significantly reduces the requirements to output filter. The developed source has fast response and can be used for welding processes requiring high rates of change of arc current.