5.1 概述
20世纪60年代初，随着大功率晶闸管的问世，晶闸管式弧焊整流器开辟了电子控制型弧焊电源的先河。由于晶闸管式弧焊整流电源具有良好的可控性，可以利用电子电路对其特性进行控制，因此它的性能优于机械调节式、电磁控制式弧焊电源。
晶闸管整流式弧焊电源由电子功率系统和电子控制系统组成，如图5-1所示。图5-1a为电路结构示意图，表示了晶闸管整流式弧焊电源的电路结构与组成；图5-1b为电路系统框图，表示了系统的控制原理。
在图5-1a所示的电源电路结构中，电子功率系统又称为弧焊电源的主电路，由主变压器T、晶闸管整流器组UR和直流输出电抗器L组成。电子控制系统又称为控制电路，主要由晶闸管触发脉冲移相控制及驱动电路，控制器以及反馈电路等组成。Ugi、Ugu分别是电子控制系统中电流、电压的给定信号，Ufi、Ufu分别是弧焊电源输出电流、电压的反馈信号，Uk为控制器产生的控制信号。
图5-1b为电路系统框图，表示了系统的结构、系统控制的原理与控制信号的传递关系。晶闸管整流式弧焊电源输出电压和电流的大小决定于弧焊整流电源中晶闸管的导通角，晶闸管导通角越大，弧焊电源输出的电压和电流越大。晶闸管导通角的大小是由其触发脉冲的相位所决定的。由图5-1b可见，弧焊电源的电流、电压给定信号Ugi、Ugu和电流、电压反馈信号Ufi、Ufu比较，其偏差量送入控制器C，通过信号放大等处理得到控制信号Uk，Uk送入到触发脉冲移相控制及驱动电路AT中，Uk的大小决定着晶闸管触发脉冲的相位，也就决定了晶闸管导通角的大小，Uk的变化规律决定了弧焊电源输出电压和电流的变化规律，通过对Uk的控制，可以控制晶闸管整流式弧焊电源的输出特性。
从图5-1b还可以看出，晶闸管整流式弧焊电源是一个闭环控制系统，可以根据需要，采用电流负反馈、电压负反馈或者复合反馈控制，获得所需要的电源外特性。
与机械调节式、电磁控制式弧焊电源相比，晶闸管整流式弧焊电源具有以下特点：
图5-1 晶闸管整流式弧焊电源
a）电路结构示意图 b）系统框图
1）动特性好。与弧焊发电机和磁放大器式弧焊整流器相比，晶闸管整流式弧焊电源内部感抗要小得多，因此具有电磁惯性小、响应速度快等特点，可以获得比较满意的动特性。
2）控制性能好。由于晶闸管整流式弧焊电源是采用电子控制电路进行电源特性的控制，而且电源的电磁惯性小，因而其控制性能好。不仅可以对电源输出电流、电压的大小在较宽的范围内进行快速、准确、均匀的调节，而且很容易获得所需的各种各样的外特性。
3）省材节能。与磁放大器式硅弧焊整流器相比，晶闸管整流式弧焊电源没有磁放大器；与直流弧焊发电机相比，晶闸管整流式弧焊电源无原动机，没有机械损耗，输入功率较小，其效率、功率因数较高；因而晶闸管整流式弧焊电源具有省材、节能的特点。
4）噪声小。与直流弧焊发电机相比，无旋转运动的部分，晶闸管整流式弧焊电源的噪声明显减小。
5）电路较复杂。晶闸管整流式弧焊电源除主电路之外，还有各种电子控制电路以及辅助电路等，与机械调节式弧焊电源相比，其电路复杂。对制造人员、使用人员和维修人员的技术水平有较高要求。