弧焊逆变电源谐波抑制策略：产生原因与国内外研究进展

弧焊逆变电源谐波的产生与抑制分析是一篇深入探讨电力电子技术在弧焊设备中的应用及其挑战的研究论文。自从20世纪70年代逆变技术进入焊接领域，弧焊电源尤其是逆变电源的发展取得了显著进步，显著提高了能源效率和响应速度。然而，这些优势伴随着谐波问题，特别是电磁兼容性（EMC）问题，成为亟待解决的关键难题。 逆变电源的谐波主要源于其内部的强电弱电交互系统，包括高电流导致的电磁场效应、高频变压器的漏磁、控制系统振荡以及功率管开关的快速切换等。在高频率的焊接系统中，例如采用晶闸管、大功率晶体管、场效应管或IGBT的逆变器，电流波形的非线性会导致大量的高次谐波，降低系统的功率因数。此外，高频引弧过程，如钨极氩弧焊的几十万赫兹工作频率，会进一步加剧谐波的产生。 对于计算机控制的弧焊逆变电源，由于集成的电子控制元件和高速运算，也可能引入额外的谐波。这些问题不仅影响设备的稳定性和效率，还可能对周边电子设备造成电磁干扰，不符合日益严格的电磁兼容标准，尤其是在欧洲市场。 为了解决这个问题，论文着重分析了谐波的产生机制，并探讨了传统的功率因数校正（PF）方法的局限性。它指出，单纯依靠PF技术不足以有效抑制谐波，需要结合谐波源分析，采用更先进的滤波技术和控制策略，如多重滤波器设计、谐波检测与补偿算法等。同时，随着法规的趋严，如中国自2003年起实施的相关标准，对弧焊逆变电源的电磁兼容性要求更高，这推动了谐波抑制技术的研究和发展。 弧焊逆变电源的谐波问题既是技术挑战也是市场驱动，研究者们正在不断寻求创新解决方案，以实现高效、环保和可靠的焊接设备。