华中科技大学博士学位论文特种数字化弧焊电源关键技术研究姓名：朱国荣申请学位级别：博士专业：电气工程指导教师：康勇;段善旭20090331I华中科技大学博士学位论文摘要近年来逆变式弧焊电源有了很大的进展和长足的进步，但也存在着不少问题，其中之一就是逆变式弧焊电源的谐波干扰问题。谐波问题本身又包括两个方面：一是高频谐波问题，采用软开关方式，不仅可以有效消除高频干扰的产生，而且由于开关损耗的减少而使逆变式弧焊电源的效率和可靠性进一步得到提高；二是低频谐波问题，由于逆变式弧焊电源对电网来说，本质上是一个大的整流电源，输入电流波形畸变严重，需要进行功率因数校正和降低谐波畸变率。从国内外发展情况看，具有可靠性、高效性、电磁兼容性、先进焊接工艺性的智能型绿色焊接电源已经成为未来焊接电源的发展方向。针对特种弧焊电源对整流系统输出电压等级、输入电流谐波畸变率以及功率因数等需求，本文研究了轴向分裂自耦变压器的多脉波整流技术，分析了这种拓扑在空载和负载两种情况下的输出特性，以及输入电压畸变对系统性能的影响。针对三相不控整流系统中输入不平衡电压对系统的影响，分析了不平衡输入电压对不控整流换流过程切换点的影响，精确推导出系统输入电压的不平衡度与开关函数的精确关系，得出开关函数偏移角与负序初相角呈正弦函数关系，三个开关函数偏移角的三条曲线互差120度，正弦的幅值与负序占正序的比例值呈线性关系的结论，这一结论为精确分析不控整流电路中不平衡输入对系统性能的影响提供了分析工具。利用精确的开关函数，推导了多脉波整流系统输入不平衡电压与输出电压非特征谐波的精确关系，进而得到电阻、电感负载时系统输入电流与输入电压不平衡度的关系，为精确地选择滤波元件做了有意义的探索。仿真和实验验证了理论分析的正确性。大功率逆变式弧焊电源大多应用移相全桥ZVS软开关拓扑，针对移相全桥ZVS软开关拓扑结构特点，建立了全波整流抽头变压器的等效模型，并将移相全桥ZVS软开关拓扑结构开关过程的分析统一于基于变压器等效模型的结构，给基于移相全桥ZVS电路的各种电路结构的分析提供了一种新的思路。然后，基于此等效电路模型做了如下研究：精确定义了滞后桥臂实现ZVS的谐振电感和并联电容必须满足的II华中科技大学博士学位论文充要条件；分析了非理想工作情况下的过渡过程；分析了变压器原副边漏感对工作过程的不同阶段的不同影响。仿真和实验验证了理论分析的正确性，为后续工作者提供...
