Преглед на стандартната схема на инверторни заваръчни машини

Постоянната тенденция на спад в цените на заваръчните машини тип инвертор доведе до значително увеличаване на популярността на това оборудване както сред професионалисти, така и сред тези, които използват заваряване само за свои нужди. Напълно разбираемо е, че много потребители, които имат такова устройство, се интересуват от неговата структура и принцип на работа, тъй като информацията от този вид ще помогне за ремонт на оборудването в случай на неизправност или дори ще подобри евтин модел с "скъсена" функционалност. Както ще видим по-късно, не е трудно да се справим с тези въпроси, достатъчно е да имаме основни познания по електротехниката.

Инверторна машина за заваряване

Инверторна машина за заваряване.

Обща информация

Електрическата верига на различни модели заваръчни инвертори може да се различава в някои подробности, но като цяло всички тези устройства работят по същия принцип. Основната задача на всеки от тях е да преобразуват електрическата енергия, идваща от мрежата, така че да получи голям ток на изхода. Процесът на преобразуване е разделен на няколко етапа:

Инвертор за заваряване на веригата на газта

Инвертор за заваряване на веригата на газта.

  • рециклиране на променлив ток, идващ от електрическата мрежа;
  • DC обратно обратно към AC, но с много по-висока честота на трептене;
  • усилване на редуващи се високочестотни токове чрез намаляване на напрежението им;
  • усилващ усилващ високочестотен променлив ток.

Всеки, който е поне малко опитен в компютърен "хардуер", вероятно знае, че комутационният захранващ блок на персонален компютър работи по същия начин. Централната точка на тази схема е увеличаването на честотата на променливия ток и точно това е задачата на инвертора. За какво е това? Факт е, че размерите и теглото на един трансформатор зависят не само от неговата мощност, но и от честотата на тока, за който е предназначен да бъде преобразуван. Колкото по-ниска е честотата, толкова по-масивна и по-голяма е трансформаторът. Тази зависимост е много важна. Така например, с четирикратно увеличение на честотата на променлив ток, размерите на трансформатора са намалени наполовина. Инверторната схема повишава честотата на електрически ток от 50 Hz до 60-80 kHz, така че увеличаването на теглото и размерите е доста осезаемо. В резултат на това получаваме лека и компактна заваръчна машина, чието производство изисква много по-малко материали, включително скъпа мед.

След това разгледаме подробно основните блокове на инверторния апарат и техните взаимоотношения.

Връщане към съдържанието

Захранващо устройство: токоизправител

Схема на инверторната машина за заваряване

Схемата на инверторната машина за заваряване.

Особеността на инверторната схема е, че нейната работа изисква постоянен ток. Следователно, променлив ток на обикновеното захранване, захранван с напрежение 220 V и честота 50 Hz, се подлага основно на коригиране. Устройството за токоизправител включва диоден мост и два кондензатора, чиято задача е да изглажда пулсациите. Поради високата мощност на тока, диодният мост се загрява достатъчно по време на работа, така че е оборудван с радиатор с термичен предпазител. Последният изпълнява отварянето на веригата, когато се загрява до температура от 90 градуса.

На изхода на диодния мост се получава пулсиращ постоянен ток с напрежение 220 V, но при кондензатори той се увеличава с 1,41 пъти и вече е 310 V. Като се има предвид възможността за начален скок на напрежението в посока на нарастване, кондензаторите се монтират в мрежовия токоизправител на инверторната заваръчна машина, за да издържат на напрежение до 400 In (съответства на началното напрежение 280 V).

Главният токоизправител е свързан към източника на електрозахранване чрез филтър за електромагнитна съвместимост, който предотвратява високочестотната смущения от работата на инвертора в електрическата мрежа.

Електрическа верига за заваръчна машина за инверторни заваръчни машини

Електрическа верига за заваръчна машина за инверторни заваръчни машини

Непосредствено след включването на заваръчната машина, зареждащият ток, който се подава към кондензаторите, може да достигне стойност, която е достатъчна за изключване на диодния мост. За да се предотврати това, всички видове заваръчни инвертори са оборудвани с верига за мек старт. Той се реализира с помощта на реле и резистор, чиято мощност е около 8 W, а съпротивлението е около 50 ома (при различни модели заваръчни инвертори, характеристиките на резистора могат да се различават от посочените). Резисторът е свързан към токоизправителната верига и по време на включването на машината за заваряване тя отслабва стартовия ток. След като оборудването навлезе в режим на работа, се задейства реле, което затваря резисторните клеми, така че токът вече преминава през него.

Връщане към съдържанието

Инвертор: работен принцип

Електрическата верига на инвертора, който е оборудван със заваръчни машини от този тип, включва два ключови транзистора, които са свързани съгласно принципа на "скосен мост". Тяхната особеност е, че те могат да превключват с много висока честота от 60 до 80 kHz. В този случай постоянният ток, постъпващ в инвертора, се трансформира в променлив ток със същата честота. От обичайния ток в електрическата мрежа, той също се различава по своята характеристика: тя не е синусоидална, но правоъгълна.

На радиатора са монтирани ключови транзистори, което позволява да се избегне прегряване. Защитата срещу прекомерно напрежение е осигурена от RC верига за смущения.

Връщане към съдържанието

Трансформатор с висока честота (импулс)

Принципът на работа на инвертора

Принципът на работа на инвертора.

Основната част на всяка машина за заваряване е трансформатор, който е стъпка надолу. Дизайнът му на инверторни устройства е почти същият, както обикновено, но в същото време е по-компактен. Друга важна разлика е наличието на допълнителна вторична намотка, която се използва за захранване на управляващата верига.

Първичната намотка на високочестотен трансформатор се захранва от променлив ток, произведен от инвертора с напрежение 310 V и честота от няколко десетки kilohertz. На изхода на вторичната намотка, която има по-малък брой завои, напрежението намалява до 60-70 V, а токът се увеличава до 110-130 A. Остава да му премине още един, последен етап.

Връщане към съдържанието

Изходен токоизправител

Токът, идващ от високочестотния трансформатор трябва да се превърне в постоянен ток - точно такъв ток е необходим за заваряване. За тази цел инверторната заваръчна машина е оборудвана с изходен токоизправител, чиято електрическа верига се състои от двойни диоди с общ катод. Те се различават от обикновените диоди при висока скорост. Цикълът на отваряне и затваряне на тези елементи е само 50 наносекунди (тази характеристика се нарича време за възстановяване). Това качество е необходимо за работа с ултра-високи честотни токове.

Диодите на изходния токоизправител също са монтирани на радиатора, а за тяхната защита този уред е оборудван с RC схема.

Връщане към съдържанието

Апаратура за стартова верига

Начини за свързване на заваръчен инвертор

Начини за свързване на заваръчен инвертор.

В момента на включване на устройството от главния токоизправител, захранването се подава към управляващата верига през 15-волтов стабилизатор.

След като веригата за управление стартира транзисторите на ключа на инвертора, на допълнителната вторична намотка на високочестотния трансформатор се появява напрежение. Той се ректифицира чрез диоди и чрез един и същ стабилизатор започва да захранва управляващата верига, докато е изключен от мрежовия токоизправител.

Връщане към съдържанието

Схема за контрол

Координацията на инверторния тип токов преобразувател работи от управляващата верига. Основният й елемент е чип контролер PWM. Задачата на този чип е превключването на ключовите транзистори на инвертора. Тяхната работа се контролира от контролера PWM не директно, а чрез два последователни елемента: транзистор с полеви ефекти и изолационен трансформатор.

Текущо преобразуване в заваръчния инвертор

Текущо преобразуване в заваръчния инвертор.

От транзистора с полеви ефекти, високочестотен (около 65 kHz) ток с правоъгълна характеристика влиза в първичната намотка на изолационния трансформатор. Трансформаторът преобразува напрежението на този ток до стойността, която е необходима за управление на ключовите транзистори на инвертора. Сигналите върху тях идват от две вторични намотки на изолационен трансформатор, като всяка от намотките е свързана към един транзистор.

В допълнение към тези елементи, електрическата верига на контролната и мониторинговата платка съдържа допълнителни транзистори, които помагат на ключовите транзистори на веригата на инвертора да се затворят, а ценерови диоди, които ги предпазват от пренапрежения на напрежението. Има и ограничител на тока на анализатора. Основният елемент на анализатора е трансформатор, който е включен в първичния контур на високочестотния трансформатор, монтиран в задвижващия блок. Ограничителят на анализатора контролира тока в конвертора на заваръчната машина и използва сигналите от първичната намотка на силовия трансформатор за регулиране на заваръчния ток и образуването на импулси, предавани на чипа на контролера на PWM.

За регулиране на заваръчния ток се включва променлив резистор в електрическата верига на управляващото устройство, чието съпротивление се регулира чрез завъртане на копчето на контролния панел на заваръчната машина на инвертора.

Връщане към съдържанието

Контрол на изходното и мрежовото напрежение

Функция за заваряване на инвертора

Функционалността на заваръчния инвертор.

В допълнение към всичко това, задачата на контролната верига на заваръчната машина е да наблюдава напрежението в мрежата и на изходния токоизправител. За да направите това, неговата електрическа верига е завършена с операционен усилвател. Някои от елементите му са свързани към мрежов токоизправител, за да открият напрежението в електрическата мрежа. В случай на нарушения тези елементи възпроизвеждат сигнали за защита от ток и напрежение, които преминават към модула за сумиране и след това до генератора на импулси на контролера на PWM. Ето защо работата на генератора на цялата верига е блокирана.

По подобен начин се наблюдава работното напрежение на изхода на преобразувателя. Стойността му може да се отклони от нормата в случай на неизправност в работата на диодния мост на мрежовия токоизправител или други елементи. В този случай веригата за управление също е деактивирана.

Блокирането на веригата е придружено от подаване на напрежение към сигналния диод, което уведомява потребителя на заваръчната машина за неизправността.

Връщане към съдържанието

Инструкции за ремонт на заваръчен машинен инвертор

Както всяко оборудване, инверторните заваръчни машини могат да се повредят. Следните симптоми често се наблюдават: устройството изглежда напълно непокътнато ("нормалният" дисплей е включен, вентилаторът може да бъде чут в кутията), но когато електродът е в контакт с метала, не се появява искра. Понякога можете да чуете необичайна бръмчене. В някои случаи ремонтът на устройството може да се извърши сам, без да се включват специалисти от обслужващата компания.

Схемата за заваряване на тънък метал чрез инверторно заваряване

Схемата за заваряване на тънък метал чрез инверторно заваряване.

Съгласно инструкциите първо трябва да се провери с мултицет състоянието на термичните предпазители, монтирани на радиаторите на различните елементи в задвижващия блок. Температурата, при която контактите им се отварят обикновено е 90 градуса. Отделни типове такива предпазители са за еднократна употреба, след като са задействани, те трябва да бъдат променени. Други отвори веригата при прегряване, но когато радиаторът се охлади, те отново възстановяват връзката. Такива елементи могат да бъдат монтирани върху първичните намотки на силовите трансформатори. Тяхното задействане често води до заблуда на електрическите аматьори, които смятат, че е имало прекъсване в ликвидацията. Ако откриете повреден термичен предпазител, можете да опитате да намалите контактите му. Тази опция е подходяща за временно "лечение", тя ще ви позволи да завършите работата, ако тя е спешна.

Тъй като защитата срещу прегряване вече частично отсъства, машината за заваряване трябва да работи много внимателно, напълно. След завършване на работата незабавно трябва да се преместите в магазина за радиосъоръжения за закупуване на резервна част.

Друго "чувствително" място на заваръчните инвертори е изходният токоизправител, по-точно диодите, включени в неговия състав. Токовете, с които трябва да работят, достигат до 130 А и понякога причиняват срив в тези диоди.

Лесно е да се провери неизползването на изходния токоизправител с мултицет, но без "непрекъснатостта" на всеки диод поотделно, не е възможно да се определи кое от тях е счупено. Диодите (тук се използват три двойни диода) ще трябва да бъдат запоени и извадени от радиатора, към който са завинтени. Радиаторът също трябва да бъде премахнат.

Контрол на заваръчния инвертор

Контрол на заваръчния инвертор.

Появяването на диоди и други елементи може да бъде трудно. В модерните заваръчни инвертори, запояването се извършва много качествено, с голямо количество спойка, особено в местата, където има силни токове. Освен това се използва спойка без олово, чиято точка на топене е по-висока от тази на обикновен оловен калай. Ето защо за запояване на диоди и други елементи е по-добре да използвате мощна 50 W спойка, 40 watt може да не е достатъчно. Задачата е усложнена от факта, че трябва да отделите три изхода едновременно, така че не можете да направите без добро загряване. За да премахнете спойлера, можете да използвате декодер или мед.

След установяване на ударен диод (и двете части могат да бъдат ударени в двойни диоди), трябва да си купите нов, същия или подобен. Потребителят трябва да обърне внимание на важния факт: изходните токоизправители диоди са бързи, времето за възстановяване е само 50 ns. Само такива елементи могат да работят с честота на променлив ток от 60-80 kHz. Тук не могат да се инсталират традиционни диоди. В чуждестранни спецификации високоскоростните диоди могат да се наричат ​​Hyper-Fast, Ultra-Fast, Стелт диод, Super-Fast, Високочестотен вторичен токоизправител и др.

Преди да монтирате диоди или ключови транзистори, към радиатора трябва да се постави нов слой топлиннопроводна паста (KPT-8 или подобна). Пастата трябва да се прилага в достатъчни количества, но не и прекалено много. Той осигурява отвеждане на топлината от елемента в посока на меден или алуминиев радиатор.

Диодите за запояване трябва да се извършват много внимателно. Поради голямата мощност на тока при лошо качество, ще се наблюдава силно нагряване и значителни загуби на мощност.

Това се случва, поради небрежност по време на разглобяването на радиатора, медните песни и "пластирите" на дъската са били повредени, те са уголемени с медни консервирани телчета и са правилно запоени.

Добавете коментар