目前固態(tài)焊機(jī)主要分為兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：串聯(lián)型焊機(jī)和并聯(lián)型焊機(jī)。兩種拓?fù)涞暮笝C(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中串聯(lián)型焊機(jī)可以采用逆變側(cè)調(diào)功技術(shù)以實(shí)現(xiàn)焊機(jī)的阻抗匹配；而并聯(lián)型焊機(jī)只能采用直流調(diào)壓+槽路調(diào)節(jié)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。

　　1.新一代固態(tài)高頻焊機(jī)節(jié)能原因分析

　　1.1實(shí)現(xiàn)焊機(jī)阻抗匹配

　　由于焊接鋼管規(guī)格或者焊接方式的變化，負(fù)載折射的等效阻抗不是固定值。在不自動(dòng)改變電氣參數(shù)的前提下，常規(guī)焊機(jī)要實(shí)現(xiàn)所有規(guī)格或焊接方式切換時(shí)的負(fù)載匹配是不可能的。因此，常規(guī)焊機(jī)無(wú)法保證額定功率輸出，從而影響機(jī)組的產(chǎn)量和焊接效率。

　　脈沖屏蔽技術(shù)（Pulses Shielded Modulation-PSM）是一種新型的逆變側(cè)調(diào)功技術(shù)，是傳統(tǒng)均勻脈沖密度技術(shù)（PDM）的升級(jí)。采用該技術(shù)使焊機(jī)對(duì)負(fù)載的適應(yīng)能力大幅度提高，很好解決了常規(guī)焊機(jī)的負(fù)載匹配難題。

  圖1 新型固態(tài)焊機(jī)的伏安曲線

　　1.2脈沖屏蔽技術(shù)（PSM）可保證焊機(jī)的額定功率輸出、焊速提高、噸耗降低

　　脈沖屏蔽技術(shù)在保證直流電壓達(dá)到高額定值后，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)逆變脈沖的占空比來(lái)調(diào)節(jié)焊機(jī)的輸出功率。對(duì)于不同規(guī)格的鋼管焊接，不需要改變焊機(jī)任何參數(shù)都可實(shí)現(xiàn)額定功率輸出，進(jìn)而機(jī)組的焊接速度得以有效提高。眾所周知，焊速和噸耗是成反比關(guān)系的，焊速的提高帶來(lái)整線噸電耗的有效降低。

　　1.2高功率因數(shù)、低諧波提高了供電系統(tǒng)和焊機(jī)的整體電效率

　　采用脈沖屏蔽技術(shù)（PSM）的固態(tài)高頻焊機(jī)，功率因數(shù)恒定高（0.9~0.92）、網(wǎng)側(cè)諧波電流相對(duì)比較小。因此，高頻焊機(jī)的直流電流相對(duì)比較小，交流電網(wǎng)側(cè)的進(jìn)線電流相對(duì)比較小。由于損耗和電流的平方成正比，較小的電流一方面大大降低了供電變壓器和供電電纜的損耗，另一方面也降低了焊機(jī)自身的銅損，設(shè)備綜合用電效能得到明顯提高。

　　1.3脈沖屏蔽技術(shù)（PSM）使逆變功率器件損耗降低

　　脈沖屏蔽技術(shù)（PSM）使MOS管和二極管一直工作于諧振軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)損耗***低。而常規(guī)角度控制、脈沖移相控制等逆變調(diào)功控制方式，運(yùn)行環(huán)境破壞了MOS管的諧振軟開(kāi)關(guān)條件，增大了器件損耗。因此，逆變功率器件的損耗降低也會(huì)帶來(lái)設(shè)備效率的提高。

　　1.4優(yōu)化的槽路設(shè)計(jì)和感應(yīng)器設(shè)計(jì)有效提高焊接效率

　　焊接效率和焊機(jī)的頻率設(shè)計(jì)、感應(yīng)器設(shè)計(jì)、阻抗器設(shè)計(jì)密切相關(guān)！我公司可根據(jù)用戶的具體焊接需求為用戶設(shè)計(jì)較優(yōu)的焊接頻率、感應(yīng)器、阻抗器，有效提高焊接效率。

　　2.新一代固態(tài)高頻焊機(jī)的高穩(wěn)定性原因分析

　　2.1脈沖屏蔽技術(shù)確保MOS器件工作在零電流換流，減小了器件損耗

　　脈沖屏蔽技術(shù)（PSM）使MOS管一直工作于諧振軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)損耗較低。而常規(guī)角度控制、脈沖移相控制等逆變調(diào)功控制方式，運(yùn)行環(huán)境破壞了MOS管的諧振軟開(kāi)關(guān)條件，在實(shí)現(xiàn)部分負(fù)載匹配功能時(shí)，增大了開(kāi)關(guān)損耗，降低了焊機(jī)的安全性和可靠性。

　　2.2逆變橋板新工藝設(shè)計(jì)使逆變功率器件散熱良好

　　新逆變橋板由全數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的嵌銅管表面鍍錫工藝，水冷板表面更平整、冷卻效果更好，功率元件溫度在同等環(huán)境下比原逆變橋板低3~5℃，提高了功率器件的安全性。

　　表一不同逆變調(diào)功方式對(duì)比分析

            PS-PWM調(diào)功控制技術(shù)  脈沖屏蔽技術(shù)

調(diào)功范圍     80%~100%           30%~100%

MOS管開(kāi)關(guān)損耗 大                 小

水冷要求        高                 低

輸出頻率      有變化               無(wú)變化

功率因數(shù)      0.7~0.85              0.9~0.92

諧波電流      大                    小

負(fù)載匹配調(diào)節(jié)  中                    優(yōu)

鋼管規(guī)格適應(yīng)能力 中                 優(yōu)

接觸焊和感應(yīng)焊切換 需手動(dòng)調(diào)節(jié)變比    無(wú)需任何調(diào)節(jié)

控制難度         中                   高

綜合噸電         中                   低

　　2.3高頻PCB電容工藝改善了逆變功率器件的工作條件

　　逆變橋板的高頻吸收電容布局更加合理，電容數(shù)量為原橋板的3倍，吸收效果更好，保證了功率器件的安全運(yùn)行。

　　2.4全新MOS驅(qū)動(dòng)板保護(hù)更加完善可靠

　　新驅(qū)動(dòng)板增加了MOS負(fù)壓檢測(cè)功能、MOS管脈沖檢測(cè)功能、控制電源檢測(cè)功能，可有效防止設(shè)備帶病工作、減小維修不徹底帶來(lái)的二次損壞。

　　2.5匹配變壓器和槽路電容的溫度保護(hù)防止堵水損壞

　　匹配變壓器和槽路電容加裝溫度保護(hù)開(kāi)關(guān)，防止水管管路堵塞造成的器件過(guò)熱損壞。