Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Tendința de scădere constantă a prețurilor pentru mașinile de sudat cu invertor a dus la o creștere semnificativă a popularității acestui echipament atât în rândul profesioniștilor, cât și în cazul celor care utilizează sudura numai pentru nevoile proprii. Este destul de ușor de înțeles faptul că mulți utilizatori care au un astfel de aparat sunt interesați de structura și principiul de funcționare a acestuia, deoarece informațiile de acest fel vor ajuta la repararea echipamentelor în caz de defecțiune sau chiar la îmbunătățirea unui model ieftin cu funcționalitate "trunchiată". După cum vom vedea mai târziu, nu este deloc dificil să rezolvăm aceste probleme, este suficient să avem cunoștințe de bază despre ingineria electrică.

Mașină de sudat invertor.

Informații generale

Circuitul electric al diferitelor modele de invertoare de sudură poate diferi în anumite detalii, însă, în termeni generali, toate aceste dispozitive funcționează pe același principiu. Sarcina principală a fiecăruia este de a converti energia electrică care provine din rețea pentru a obține un curent mare la ieșire. Procesul de conversie este împărțit în mai multe etape:

Invertor de sudare a circuitului de accelerație.

  • rectificarea curentului alternativ provenit din rețea;
  • Conversia DC înapoi la AC, dar cu o frecvență mult mai mare de oscilație;
  • amplificarea curentului alternativ de înaltă frecvență prin scăderea tensiunii;
  • îndreptarea amplificată de curent alternativ de înaltă frecvență.

Oricine este cel puțin puțin versat în hardware-ul calculatorului știe probabil că unitatea de alimentare cu comutare a unui computer personal funcționează în același mod. Punctul central al acestui circuit este o creștere a frecvenței curentului alternativ și aceasta este exact sarcina pe care o realizează invertorul. Pentru ce este? Faptul este că dimensiunile și greutatea unui transformator depinde nu numai de puterea sa, ci și de frecvența curentului pentru care este proiectat să fie convertit. Cu cât frecvența este mai mică, cu atât este mai mare și mai mare este transformatorul. Această dependență este foarte semnificativă. De exemplu, cu o creștere de patru ori a frecvenței unui curent alternativ, dimensiunile unui transformator sunt înjumătățite. Invertorul de circuit ridică frecvența curentului electric de la 50 Hz la 60-80 kHz, astfel încât câștigul de greutate și dimensiune este destul de tangibil. Ca rezultat, obținem o mașină de sudare ușoară și compactă, care necesită produse mult mai puțin materiale, inclusiv cupru scump.

În continuare, analizăm în detaliu principalele blocuri ale aparatului invertor și relațiile dintre ele.

Unitate de alimentare: redresor de rețea

Schema mașinii de sudură invertor.

Particularitatea circuitului invertorului este că lucrarea sa necesită un curent constant. Prin urmare, curentul alternativ al sursei obișnuite de alimentare, alimentat cu o tensiune de 220 V și o frecvență de 50 Hz, este supus în primul rând rectificării. Circuitul redresorului include o punte diodă și două condensatoare, a căror sarcină este de a netezi pulsațiile. Datorită puterii ridicate a curentului, puntea diodă se încălzește suficient în timpul funcționării, deci este echipată cu un radiator cu o siguranță termică. Acesta din urmă realizează deschiderea circuitului când este încălzit la o temperatură de 90 de grade.

La ieșirea diodei se obține un curent continuu pulsatoriu cu o tensiune de 220 V, dar pe condensatori se mărește de 1, 41 ori și este deja de 310 V. Având în vedere posibilitatea unui salt inițial de tensiune în direcția unei creșteri, redresorul de rețea al mașinii de sudură invertor instalează condensatori care rezistă tensiunii de până la 400 In (corespunde tensiunii inițiale de 280 V).

Redresorul de rețea este conectat la sursa de alimentare printr-un filtru de compatibilitate electromagnetică, care împiedică interferența de înaltă frecvență cu funcționarea invertorului în rețeaua electrică.

Circuitul de alimentare a mașinii de sudură a invertorului.

Imediat după pornirea mașinii de sudură, curentul de încărcare furnizat condensatorilor poate ajunge la o valoare suficientă pentru dezactivarea punții de diodă. Pentru a împiedica acest lucru, toate tipurile de invertoare de sudură sunt echipate cu un circuit de pornire ușoară. Se realizează prin intermediul unui releu și al unui rezistor a cărui putere este de aproximativ 8 W, iar rezistența este de aproximativ 50 Ohmi (în diferite modele de invertoare de sudură, caracteristicile rezistenței pot diferi de cele indicate). Rezistorul este conectat la circuitul redresorului, iar la pornirea mașinii de sudură, acesta slăbește curentul de pornire. După ce echipamentul intră în modul de funcționare, se declanșează un releu, care închide terminalele rezistorului astfel încât curentul să curgă deja "în trecut".

Invertor: principiu de lucru

Circuitul electric al invertorului, care este echipat cu mașini de sudură de acest tip, include două tranzistoare cheie, care sunt conectate conform principiului "podului înclinat". Particularitatea lor este că pot comuta cu o frecvență foarte ridicată, de la 60 la 80 kHz. În acest caz, curentul direct care curge în invertor este transformat într-un curent alternativ având aceeași frecvență. Din curentul obișnuit din rețeaua electrică, el diferă de asemenea prin caracteristica sa: nu este sinusoidal, ci dreptunghiular.

Tranzistoarele cheie sunt instalate pe radiator, ceea ce permite evitarea supraîncălzirii. Protecția împotriva tensiunilor excesive este asigurată de un circuit de amortizare RC.

Transformator de înaltă frecvență (puls)

Principiul de funcționare al invertorului.

Partea principală a oricărei mașini de sudura este un transformator pas cu pas. Designul său în dispozitivele invertor este aproape același ca de obicei, dar în același timp este mai compact. O altă diferență importantă este prezența unei înfășurări suplimentare secundare, care este utilizată pentru alimentarea circuitului de comandă.

Înfășurarea primară a unui transformator de înaltă frecvență este furnizată de un curent alternativ produs de invertor cu o tensiune de 310 V și o frecvență de câteva zeci de kilohertzi. La ieșirea bobinei secundare, care are un număr mai mic de ture, tensiunea scade la 60-70 V, iar curentul crește la 110-130 A. Rămâne pentru el să treacă încă o etapă ultima.

Iesire redresor

Curentul provenit de la transformatorul de înaltă frecvență trebuie transformat într-un curent constant - doar un astfel de curent este necesar pentru sudare. În acest scop, o mașină de sudură invertor este echipată cu un redresor de ieșire, circuitul electric al căruia constă din diode duale cu un catod comun. Ele diferă de diodele obișnuite prin viteză mare. Ciclul deschis-închidere al acestor elemente este de numai 50 de nanosecunde (această caracteristică se numește timpul de recuperare). Această calitate este necesară pentru lucrul cu curenți de frecvență ultra-înaltă.

Diodele redresorului de ieșire sunt de asemenea instalate pe radiator, iar pentru protecția lor, această unitate este echipată cu un circuit RC.

Aparatul circuitului de pornire

Moduri de conectare a unui invertor de sudură.

În momentul pornirii dispozitivului de la redresorul de rețea, alimentarea este furnizată circuitului de comandă printr-un stabilizator de 15 volți.

După ce circuitul de comandă lansează tranzistoarele cheie ale invertorului, apare o tensiune pe bobina secundară adițională a transformatorului de înaltă frecvență. Acesta este rectificat prin diode și prin tot același stabilizator începe să alimenteze circuitul de comandă, în timp ce este deconectat de la redresorul de rețea.

Schema de control

Coordonarea funcționării traductorului de curent de tip invertor se realizează de către circuitul de comandă. Elementul principal este un cip de controler PWM. Sarcina acestui cip include comutarea tranzistorilor cheie ai invertorului. Funcționarea lor este controlată de controlerul PWM nu direct, ci prin intermediul a două elemente consecutive: un tranzistor cu efect de câmp și un transformator de izolare.

Convertirea curentului în invertorul de sudură.

Din tranzistorul cu efect de câmp, un curent de înaltă frecvență (aproximativ 65 kHz) cu o caracteristică dreptunghiulară intră în bobina primară a transformatorului de izolare. Transformatorul convertește tensiunea acestui curent la valoarea necesară pentru a controla tranzistoarele cheie ale invertorului. Semnalele de pe acestea provin din două înfășurări secundare ale unui transformator de izolare, fiecare dintre acestea fiind conectate la un tranzistor.

În plus față de aceste elemente, circuitul electric al plăcii de comandă și monitorizare conține tranzistoare auxiliare, care ajută la închiderea tranzistorilor cheie ai circuitului invertorului, iar diodele zener care le protejează împotriva tensiunilor de tensiune. Există, de asemenea, un limitator de analiză-curent. Elementul principal al analizorului este un transformator care este inclus în circuitul primar al transformatorului de înaltă frecvență instalat în unitatea de alimentare. Limitatorul de analiză controlează curentul în invertorul mașinii de sudură și utilizează semnalele care provin de la bobina primară a transformatorului de putere pentru a regla curentul de sudură și formarea impulsurilor transmise la cipul de controler PWM.

Pentru reglarea curentului de sudare, în circuitul electric al unității de comandă este inclus un rezistor variabil, rezistența acestuia fiind stabilită prin rotirea butonului afișat pe panoul de comandă al mașinii de sudură a invertorului.

Controlul tensiunii de ieșire și de rețea

Funcționalitatea invertorului de sudură.

Pe lângă toate cele de mai sus, sarcina circuitului de comandă al mașinii de sudat este de a monitoriza tensiunea din rețea și la redresorul de ieșire. Pentru a face acest lucru, circuitul său electric este completat cu un amplificator operațional. Unele dintre elementele sale sunt conectate la un redresor de rețea pentru a detecta tensiunile de tensiune în rețeaua electrică. În caz de încălcări, aceste elemente reproduc semnalele de protecție de curent și de tensiune care intră în modulul de însumare și apoi în generatorul de impulsuri al controlerului PWM. Funcționarea generatorului, prin urmare, a întregului circuit este blocată.

Tensiunea de funcționare la ieșirea convertizorului este monitorizată într-un mod similar. Valoarea sa poate să se abată de la normă în cazul unei defecțiuni în funcționarea punții diodice a redresorului sau a altor elemente. În acest caz, circuitul de comandă este, de asemenea, dezactivat.

Blocarea circuitului este însoțită de alimentarea cu tensiune a diodei de semnal, care avertizează utilizatorul mașinii de sudură despre defecțiuni.

Instrucțiuni pentru repararea mașinii-invertor de sudură

La fel ca orice echipament, mașinile de sudura invertoare pot eșua. Se observă adesea următoarele simptome: dispozitivul pare a fi complet intact (afișajul "normal" este aprins, ventilatorul poate fi auzit în carcasă), dar nu apare o scânteie atunci când electrodul intră în contact cu metalul. Uneori puteți auzi un zgomot neobișnuit. În unele cazuri, repararea dispozitivului poate fi efectuată singură, fără a implica specialiști din compania de servicii.

Schema de sudare a metalelor subțiri folosind sudură invertor.

Conform instrucțiunilor, în primul rând, trebuie verificat cu multimetrul starea siguranțelor termice instalate pe radiatoarele diferitelor elemente din unitatea de alimentare. Temperatura la care sunt deschise contactele lor este de obicei de 90 de grade. Tipurile separate de astfel de siguranțe sunt disponibile, după declanșare trebuie schimbate. Alții deschid circuitul când sunt supraîncălziți, dar atunci când radiatorul se răcește, se restabilește conexiunea. Astfel de elemente pot fi instalate pe înfășurările primare ale transformatoarelor de putere. Declanșarea lor duce adesea la rătăcire pe amatori electrice care cred că a avut loc o pauză în lichidare. Dacă găsiți o siguranță termică defectuoasă, puteți încerca să-i scurtați contactele. Această opțiune este potrivită ca tratament temporar, vă va permite să terminați lucrarea, dacă este urgentă.

Deoarece protecția împotriva supraîncălzirii este acum parțial absentă, mașina de sudura ar trebui să funcționeze foarte atent, complet. După terminarea lucrărilor, trebuie să vă deplasați imediat la magazinul de componente radio pentru a achiziționa o piesă de schimb.

Un alt loc "sensibil" al invertoarelor de sudură este redresorul de ieșire, mai exact diodele incluse în compoziția sa. Curenții cu care trebuie să lucreze ating 130 A și uneori provoacă o defecțiune a acestor diode.

Este ușor să se verifice inoperabilitatea redresorului de ieșire utilizând un multimetru, dar fără "continuitatea" fiecărei diode separat, este imposibil să se determine care dintre ele este rupt. Sunt utilizate diode (trei diode duale aici) care vor fi lipite și scoase din radiator la care sunt înșurubate. De asemenea, radiatorul va trebui să fie înlăturat.

Controlați invertorul de sudură.

Diodele de lipit și alte elemente pot fi dificile. În invertoarele moderne de sudură, lipirea se face foarte calitativ, cu o cantitate mare de lipit, mai ales în acele locuri unde există curenți de curent înalt. În plus, se utilizează un lipit fără plumb, al cărui punct de topire este mai mare decât cel al plumbului obișnuit. Prin urmare, pentru lipirea diodelor și a altor elemente este mai bine să folosiți un fier de lipit puternic de 50 W, un 40-watt poate să nu fie suficient. Sarcina este complicată de faptul că trebuie să dezlănțuiți trei pini în același timp, deci nu puteți face fără o bună încălzire. Pentru a îndepărta lipitorul, puteți utiliza un tampon de dezlipire sau de cupru.

După ce se detectează dioda perforată (ambele părți pot fi perforate în diode duale), ar trebui să cumpărați unul nou, același sau similar. Utilizatorul trebuie să acorde atenție unui fapt important: diodele redresoare de ieșire sunt rapide, timpul de recuperare este de numai 50 ns. Numai astfel de elemente pot funcționa cu o frecvență de curent alternativ de 60-80 kHz. Diode convenționale nu pot fi instalate aici. În specificațiile străine, diodele de mare viteză pot fi denumite Hyper-Fast, Ultra-Fast, Stealth Diode, Super-Fast, Redresor secundar de înaltă frecvență etc.

Înainte de montarea diodelor sau a tranzistorilor cheie, pe radiator trebuie aplicat un strat proaspăt de pastă conductibilă termic (KPT-8 sau similar). Pasta trebuie aplicată în cantități suficiente, dar nu prea copios. Acesta asigură disiparea căldurii de la element în direcția unui radiator de cupru sau aluminiu.

Se întâmplă că din cauza neglijenței în timpul dezmembrării radiatorului, piesele de cupru și "patch" -ul plăcii au fost deteriorate, ele sunt construite cu sârmă de cupru și sunt bine lipite.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie:

Prelucrarea metalelor