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功率开关器件、磁芯材料、逆变电路拓扑形式和控制技术的飞速发展加速了弧焊逆变电源的开发和应用。弧焊逆变电源与传统焊接电源相比具有体积小、重量轻、节能省材、控制性能好、动态响应快、易于实现焊接过程的实时控制等优点,是国际上公认的先进电焊机,具有巨大的发展潜力。但普通的弧焊逆变电源的功率开关器件工作在硬开关方式下,存在开关损耗大、开关应力大、电磁干扰严重等缺点,从而降低了逆变主回路的可靠性和焊机的效率。而采用软开关逆变技术可显著减小开关损耗和开关过程中激起的振荡,为逆变电源的小型化、高效率和高可靠性创造了条件。本文针对目前大功率弧焊逆变电源常用的PS - ZVS - PWM控制全桥拓扑存在占空比损失、软开关负载范围有限、开关管附加导通损耗大等固有缺点,设计了新型的PS - ZVZCS - PWM控制全桥拓扑,实验证明能有效减小占空比损失、降低开关管的导通损耗、实现滞后臂在所有负载范围内的ZVS。为了提高系统的控制精度将先进的数字化技术引入到控制过程中,采用数字PID控制算法得出PWM输出脉宽数据,利用DSP事件管理器中的全比较单元产生PWM移相波形,实现对焊接过程的各阶段进行精确控制,获得稳定的焊接过程。目前大功率的逆变电源均采用电容滤波的三相不可控整流电路,其网侧的输入电流呈严重的畸变,存在大量的谐波。本文通过谐波的理论分析,进行了弧焊逆变电源功率因数的理论计算,并对软开关弧焊逆变电源、硬开关弧焊逆变电源、可控硅整流弧焊电源进行了网侧THDI值的对比,在相同电阻性负载的情况下,可控硅整流弧焊电源的THDI值明显低于弧焊逆变电源,而弧焊逆变电源的THDI值主要取决于负载大小以及工频整流电路的滤波形式,与功率开关器件的工作方式无关。本文还对弧焊逆变电源和可控硅整流弧焊电源进行了节能对比分析,得出弧焊逆变电源具有明显的节能优势,且在整个负载范围内功率因数均高于可控硅整流弧焊电源,实验样机在额定输出时功率因数高达0.94。