主電路主要由輸入整流器、逆變電路和輸出整流器所組成，現以逆變電路為半橋式串聯逆變電路為例，如圖1所示。
圖1(1) ZX7系列晶閘管逆變直流弧焊機主電路電氣原理圖(1) 圖1(2)ZX7系列晶閘管逆變直流弧焊機主電路電氣原理圖(2){{分頁}} (一) 輸入整流器
輸入整流電路由三相整流橋堆VC1、限流電阻R2和濾波電容C1~C4所組成。此外，還有自動空氣開關QF1、電阻R1。QF1內有熱脫扣和電磁脫扣裝置，當發生過載、短路等故障時，能自動切斷電源以保護焊機。本開關只作保護用。啟動焊機和停止焊接時，應由用戶配電板的空氣開關控制。R1為壓敏電阻，作過電壓保護。三相380V的電壓經三相橋式整流后以及由于濾波電容的作用，電壓高達600V，帶電檢查焊機的故障時，應特別注意人身安全，做好防護工作。
(二) 逆變電路
這是主電路的核心部分，它由換向電容C5~C8、開關元件——晶閘管VT7和VT8、主變壓器T1、限制沖擊電流的電感L1等組成。現通過其電路簡圖來說明逆變的原理和過程。
圖2 逆變電路簡圖 參看圖2，當VT7被觸發導通而VT8為關斷時，C5、C6經VT7、變壓器T1的一次繞組N1放電，電流為I1’，電壓U5-6逐漸下降至零，于是C5、C6中電場的能量轉變成變壓器的磁場能量。接著，磁場釋放能量而向C5、C6反向充電；與此同時，輸入整流器經VT7、N1給電容C7、C8充電，充電電流為I1”。I1’和I1”構成了變壓器T1一次側繞組N1中的正半波電流I1，即I1=I1’+I1”。當C5、C6被反向充電，U5-6為負值時促使VT7關斷。
VT7關斷后，VT8被觸發導通，逆變工作過程與上述相似，即C7、C8經T1的N1、VT8放電，電流為I’2。放電至零時，接著變壓器磁場能量向C7、C8反向充電，UC7-8為負值；與此同時，輸入整流器向C5、C6充電，電流為I2”。顯然，與電流I1方向相反，因而構成了N1中的負半波電流。在UC7-8為負值時，促使VT8關斷。
這樣，每當VT7和VT8交替導通、關斷一次，就在主變壓器T1繞組中產生一個周波的電流。晶閘管每秒鐘通、斷的次數就決定了逆變器的工作頻率。
由上述逆變過程可以看出：一個晶閘管關斷后，另一個晶閘管才能導通。否則，將造成短路，燒壞晶閘管，并使逆變過程失敗。為使逆變器能正常工作，在任意工作范圍內，必須使流經晶閘管的瞬時電流過零的時刻（即換向電容放電，電壓降到零后又出現負值）至其關斷的這段時間間隔tx（稱晶閘管的休止時間）均應大于晶閘管的關斷時間tq，即
tx>tq
而且，還應該對晶閘管的最高工作頻率加以限制，即要求：
fm≤1/2tx
這樣，才能確保逆變過程穩定地進行。{{分頁}}
另外，防止過大的沖擊電流、沖擊電壓損壞晶閘管，這也是逆變電路至關重要的問題。在弧焊逆變器中，晶閘管的工作條件十分惡劣。在電壓高達數百V的初級側，開關數千次/s；由于變壓器的漏感，一個晶閘管導通時，就會在另一個關斷的晶閘管兩端施加上很大的驟增電壓；在焊接過程中，電弧負載由空載到短路、燃弧之間頻繁交替變化，特別是在由空載到短路和晶閘管本身的開、關過程中，都會引起電流上升率di/dt和電壓上沒有足夠大的電感L1A、L1B來限制di/dt，并通過R16、C15和R18、C16阻容吸收環節來限制dv/dt，以保證晶閘管的可靠工作和避免損壞。
關于規范參數的調節和外特性的控制：本機是采用“定脈寬調頻率”的方法來調節規范參數，即通過改變晶閘管的開關頻率（即逆變器工作頻率）來調節輸出電流。開關頻率愈高，則焊接電壓愈高，焊接電流愈大。
應當指出，逆變器的頻率有2種參數。一種是逆變器主電路電感L和電容C決定的固有頻率fo，在忽略主電路的電阻時，有：
fo愈大，則逆變器脈沖周期愈小。另一種是人為調節（電流調節電位器）的逆變器工作頻率f，它由觸發脈沖的頻率來確定。
電流的調節分粗調和細調。粗調即調節fo，通過開關S2，改變電容的個數（即容量）來實現。本機粗調分2擋（即兩大范圍），電容量小的擋fo較高，焊接電流較大；細調，即通過調節電位器RP1（或RP2），以“定脈寬調頻率”的方式，改變逆變器的工作頻率f，使之對應的焊接規范在某一擋范圍內均勻調節。
晶閘管弧焊逆變器的外特性，是通過電流、電壓負反饋以改變頻率f來控制的。
（三）輸出整流器
由二極管VD9、VD10、電感L2、電容C9~C12、分流器FL等元件所組成。VD9、VD10與變壓器的二次側繞組構成單相全波整流電路，L2與C9~C12組成濾波電路。
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