聚乙烯（Polyethylene,PE）管道具有耐腐蚀、寿命长等优点,被广泛应用于核电、燃气输送、城镇供水、化工以及邮电通讯等领域。在聚乙烯管道的工程应用中,影响管网质量与结构完整性的关键是管道连接技术,其中电熔焊接是一种在国内外广泛应用的管道连接技术。为了适应我国聚乙烯管道焊接技术的发展,根据现有理论与实践研究成果,进一步开展电熔焊接技术与焊接设备的研究有着重要的实践意义。目前市面上聚乙烯管道电熔焊机主要有交流相控型与直流逆变型两种,在实际工程施工中并不区分这两种焊机在电路原理与调压技术上的差别,存在交、直流焊机混用的现象。然而由于电熔管件属于感性负载,交流相控型电熔焊机的输出功率因数小于1,当交、直流焊机按照同一焊接工艺参数进行焊接时,交、直流焊机输入至电熔管件的能量并不一致,所得电熔接头的焊接效果也不一致。本文在“雏鹰计划”培育项目（资助编号:CY2022002）和首批山东省重点研发计划（重大科技创新工程）项目（项目编号:2021CXGC010303）的支持下,针对焊接施工中存在的这一问题,对交流相控型电熔焊机的输出功率因数展开了定量研究,并基于功率因数研究结果,研制了具有功率自动补偿功能的直流逆变电熔焊机。主要完成的研究工作如下:（1）提出了基于功率因数的直流逆变电熔焊机功率补偿策略。针对交流相控型电熔焊机的电熔焊接过程,进行了输出功率因数的理论计算以及计算结果的数值拟合,并完成了实验验证。根据理论计算所需的电气参数设计了电阻、电感测量方案,提出了适用于直流逆变电熔焊机的功率补偿策略,通过此功率补偿策略保证交、直流焊机焊接效果一致。（2）研制了直流逆变电熔焊机。基于所设计的功率补偿策略,完成了直流逆变电熔焊机的系统需求分析以及系统硬件架构设计。在焊机技术参数与功能要求下,分别完成了电路原理设计、相关元器件选型、PCB制板图设计、实物电路板制作与调试等工作,最终成功搭建出能够自主测量功率因数并实现功率补偿的直流逆变电熔焊机。（3）实现了功率补偿策略的应用与验证。完成焊机系统搭建后,首先对焊机的基本输出功能进行了测试。确定了焊机基本功能满足系统设计要求后,应用功率补偿策略进行了电熔管件焊接实验,从温度场模拟、接头超声检测、拉伸剥离实验三个角度对焊接效果进行了验证分析,结果表明直流逆变电熔焊机的功率补偿策略能够有效保证其焊接效果与交流相控型电熔焊机的焊接效果一致,能够提升电熔接头的焊接质量。