中频无源电焊机是一种体积小、重量轻,由内置500～1000 Hz中频发电机自供电的轻型移动电焊设备,广泛用于石油管道,铁路,桥梁等建设的野外施工中。但由于机内发电机不能发出50Hz的工频交流电,所以在野外施工中不能利用焊机内的发电机给现场的检测仪器和泥浆泵等设备供电。在这种情况下由电焊机厂提出了本项目,并通过合作方式完成了本项目即2000W 50Hz工频方波逆变电源的研制,项目于2007年12月完成后已与该厂生产的6～8KW 500 Hz中频无源电焊机产品配套使用。根据技术要求,本逆变电源的各个部分均由焊机内的中频电源供电,研制的最大技术难点是系统必须具有承受两台750W的泥浆泵直接硬启动和硬关断的能力和抵抗周边数米内3～5台电焊机同时烧焊时所产生的电弧火花而形成的强电磁干扰能力,此外还应具有适应野外恶劣气候环境,同时,对成本、体积和抗击震动等亦有要求。因此,本项目研制过程的最大特点是通过合理设计电路、合理安排器件的布局和连线方式,以及严格的调试程序等多个成熟技术综合来解决实际产品开发中的新问题。系统由主回路、脉冲波形发生电路、驱动电路、保护电路和电源共5个单元电路组成。主逆变开关元件采用60A、800V的IGBT,而控制电路和驱动电路均采用专用集成电路,保护电路自行设计,采用通用比较集成电路和分立元件组成具有强抗干扰能力的过流、欠压和过热保护电路。为解决电机直接硬启动和硬关断所带来的开关器件安全威威胁问题,在主回路的设计中采用能量的缓冲转移方式,在负载端设置既能限制启动冲击电流,又能吸收关断火花能量的储能缓冲电路,较好地解决了负载电机在硬启动和硬关断时,电机漏抗储能对功率IGBT的安全威胁问题;而在解决抗强干扰问题上,首先通过原理设计在系统的易干扰点上设置延迟环节或滤波环节,以减少串入干扰信号对系统电路的影响,同时在电路元件的布局和布线上工艺的设计上,虽采用计算机辅助设计但主要以人工设计为主,通过合理安排滤波电容的位置、调整布线的宽度以及采用印制板双面覆铜的方式,彻底解决了外部强电磁信号对系统工作的影响这个难题。