Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Tradiční svařovací stroj, který nutně obsahuje objemný transformátor, byl nedávno aktivně nahrazen střídači. Abychom pochopili, jak svářečský invertor pracuje, je nutné pochopit jeho konstrukci, princip činnosti a provozní vlastnosti, které určují výhody a odhalují nevýhody tohoto zařízení.

Invertorový svařovací stroj se používá pro svařování různých detailů z kovu.

Obecné zásady provozu střídače

Na rozdíl od známých svařovacích transformátorů dochází v tomto zařízení k přeměně elektrického napětí na svařovaný proud v několika fázích: pomocí nízkoenergetického transformátoru, v rozměrech téměř úměrných krabičce cigaret a elektronickému obvodu. Jednotka měniče má také řídicí systém (jednotka), který výrazně usnadňuje proces svařování a umožňuje vytvořit vysoce kvalitní svar. Jak pracuje invertorový svařovací stroj?

Zařízení invertorového svařovacího stroje.

Zaprvé, vstupní proud 220 V s frekvencí 50 A prochází usměrňovačem svařovacího stroje, je přeměněn na konstantní a je současně vyhlazován filtry (obvykle ve formě elektrolytických kondenzátorů). Výsledné stejnosměrné napětí pomocí modulátoru sestaveného na polovodičích se opět převádí na střídavé, ale s vyšší frekvencí (až 100 kHz). Dále je rovnání a snižování napětí na hodnotu požadovanou pro svařování kovu.

Použití vysokofrekvenčního měniče umožnilo použití transformátoru s relativně malou velikostí, v důsledku čehož byly výrazně zmenšeny rozměry a hmotnost měniče. Například pro získání svařovacího proudu 160 ampérů ve střídači potřebujete transformátor o hmotnosti přibližně 0, 25 kg: pro dosažení stejného výsledku na tradičním svářecím stroji budete muset použít transformátor o hmotnosti nejméně 18 kg. Když je invertorový svařovací stroj v provozu, elektronika hraje důležitou roli: poskytuje zpětnou vazbu elektrickému oblouku, což umožňuje přísnou kontrolu a udržování jeho parametrů na požadované úrovni. Jejich nejmenší odchylka je okamžitě "potlačena" mikroprocesory. Všechny tyto "dodatky" zaručují stabilní oblouk, který zaručuje vysokou kvalitu práce při použití svařovacího stroje s invertorovým typem.

Jak funguje hlavní elektronický obvod?

Vnitřní zařízení svařovacího měniče.

V síťovém usměrňovači je elektrický proud (220 V) usměrňován pomocí silného diodového můstku (obvykle diodové sestavy), vyhřívání pulzací střídavého proudu je vytvářeno elektrolytickými kondenzátory. Protože Protože diodový můstek je během provozu velmi horký, je instalován na chladicích tělesech. Navíc je zde tepelná pojistka, která se spouští, když se diody zahřejí na teplotu vyšší než + 90 ° C a chrání drahou sestavu diod. Vedle můstku usměrňovače vyčnívají elektrolytické kondenzátory (kulaté „sudy“) svými rozměry, jejichž kapacita se pohybuje mezi 140-800 mikrofaradem. Navíc je ve svářečce instalován filtr, který zabraňuje rušení rádiového signálu.

Samotný obvod měniče obsahuje 2 vysoce výkonné tranzistory (obvykle MOSFET nebo IGBT), instalované také na radiátorech. Tyto polovodiče přepínají proud procházející pulzním transformátorem: zároveň spínací frekvence dosahuje desítek kHz. Výsledkem je vytvoření střídavého proudu s vysokou frekvencí. Pro ochranu drahých tranzistorů před napěťovými rázy se používají ochranné obvody, včetně rezistorů a malých kondenzátorů. Poté, co tranzistory „zpracovaly“, je nižší napětí odebráno ze sekundárního vinutí stupňovitého transformátoru (až 70 V), ale proud může být 130-140 nebo více ampérů.

Elektronický obvod invertorového svařovacího stroje.

Pro dosažení konstantního napětí na výstupu je použit spolehlivý výstupní usměrňovač. Obvykle je toto zařízení sestaveno na základě duálních diod se společnou katodou. Tato zařízení se vyznačují maximální rychlostí, tzn. rychle se otevírá a zavírá, zatímco doba obnovy nepřesahuje 50 nanosekund. Poslední kvalita je velmi důležitá, protože Tyto diody napravují proud velmi vysoké frekvence: běžné polovodiče by se s podobným úkolem nevyrovnávaly, neměly by čas přepnout. Při opravách je proto důležité tyto diody nahradit stejnými vysokofrekvenčními (nejběžnější zařízení typu VS 60CPH03, STTH6003CW, FFH30US30DN), která by měla být navržena pro zpětné napětí 300 V a proud 30 A.

Pracovní rada

Regulátor napětí navržený pro 15 V a namontovaný na chladiči radiátoru se používá k napájení deskových prvků. Napájecí napětí pochází z hlavního usměrňovače. Jednou z funkcí výkonového kondicionéru je dodávat do relé napětí, které zajišťuje „hladký start“ zařízení. Když je aplikováno napětí, kondenzátory se začnou nabíjet: napětí se zvyšuje a za účelem ochrany sestavy diody je použit omezovací obvod, který obsahuje silný (8 W) odpor. Jakmile jsou kondenzátory nabity, bude měnič pracovat, relé sepne kontakty a odpor se nebude podílet na další práci.

Řízení svařovacích strojů.

Kromě regulátoru napětí, v elektronickém obvodu střídače existuje mnoho dalších systémů, které poskytují vysoce výkonné zařízení. Mezi tyto elektronické komponenty patří:

  1. Řídicí systém a ovladače: zde je hlavním prvkem řídicí jednotka PWM, která se „zabývá“ řízením výkonových tranzistorů;
  2. Seřizovací a řídicí obvody: hlavním prvkem je proudový transformátor, jehož úkolem je řídit proudový výstup transformátoru;
  3. Systém pro monitorování napájecího napětí a výstupního proudu: sestává z operačního zesilovače (op-amp) namontovaného na čipu (například LM324). Účelem systému je v případě potřeby zahrnout nouzovou ochranu, sledovat provoz a provozuschopnost hlavních prvků elektronické jednotky.

Zvláštní vlastnosti střídačů

Kromě výhod malé hmotnosti umožňují svařovací stroje s invertorovým typem použití elektrod pro střídavý i stejnosměrný proud. To je důležité zejména při svařování prvků z litiny, neželezných kovů. Většina modelů má možnosti, díky nimž je svařovací proces pohodlnější, zejména tyto doplňky jsou vhodné pro ty, kteří se jen učili zvládat svařování:

  • horký start (nebo Hot start): nastavuje optimální parametry pro zapálení oblouku;
  • proti nalepení (nebo AntiSticking): v případě zkratu se svařovací proud automaticky sníží na minimum, v důsledku čehož elektroda nepřilne k dílu:
  • ArcForce: tato volba poskytuje optimální proud v okamžiku oddělení kovu od elektrody, což také zabraňuje lepení.

Dobré zapálení oblouku ve svařovacím střídači je realizováno díky nezávislosti výstupního napětí od vstupu, který je přítomen v tradičních svařovacích zařízeních. V konvenčním svařování, příliš malý proud způsobí, že elektroda se nalepí, a příliš mnoho je naplněno přepálením kovové části. Tj při práci s měničem není možné „dílčí“ nebo „vypálit“ díl, což zaručuje pevnost švu (nejsou zde žádné skořepiny ani trhliny).

V běžném zařízení je nutné udržovat vzdálenost asi 2 průměry elektrody ke spoji částí, které mají být spojeny, jinak se aktuální hodnota bude měnit. Střídače udržují proud v přesně definovaných mezích, navíc jsou konstantní, ne střídají. To umožňuje ne tak kritický pohled na délku oblouku, což usnadňuje práci, zejména pokud je svářeč začátečník. Kvalita švu nezávisí na délce oblouku.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Obrábění kovů