Katsaus invertterityyppisten hitsauskoneiden vakiokaavioon

Invertterityyppisten hitsauskoneiden hintojen jatkuva lasku on johtanut tämän laitteen suosion kasvuun merkittävästi sekä ammattilaisille että hitsausta käyttäville vain omiin tarpeisiinsa. On aivan ymmärrettävää, että monet käyttäjät, joilla on tällainen laite, ovat kiinnostuneita sen rakenteesta ja toimintaperiaatteesta, koska tällaiset tiedot auttavat korjaamaan laitteita toimintahäiriön sattuessa tai jopa parantamaan edullista mallia, jossa on "katkaistu" toiminto. Kuten näemme myöhemmin, näitä kysymyksiä ei ole lainkaan vaikea käsitellä, riittää, että sähkötekniikasta on perustiedot.

Inverterin hitsauskone

Invertorin hitsauslaite.

Yleistä tietoa

Erilaisten hitsausmuuntimien mallien sähköpiiri voi poiketa joistakin yksityiskohdista, mutta yleisesti ottaen kaikki nämä laitteet toimivat samalla periaatteella. Kunkin tehtävän päätehtävä on muuntaa verkosta tulevan sähköenergian niin, että ulostulossa saadaan suuri virta. Muuntamisprosessi on jaettu useisiin vaiheisiin:

Hitsauksen invertterin kuristinpiiri

Kaasupiirin hitsaus invertteri.

  • sähköverkosta tulevan vaihtovirran korjaus;
  • DC-muuntaminen takaisin AC: hen, mutta jossa on paljon suurempi värähtelytaajuus;
  • vaihtuvan suurtaajuusvirran vahvistaminen alentamalla sen jännitettä;
  • suoristus vahvistettu korkeataajuinen vaihtovirta.

Jokainen, joka on ainakin vähän perehtynyt "laitteistoon" tietysti tietää, että henkilökohtaisen tietokoneen kytkentävirtalähde toimii samalla tavalla. Tämän piirin keskipiste on vaihtovirran taajuuden lisääntyminen, ja tämä on juuri se tehtävä, joka taajuusmuuttajalla on. Mitä se on? Tosiasia on, että muuntajan mitat ja paino eivät riipu pelkästään sen tehosta, vaan myös sen virran taajuudesta, jolle se on suunniteltu muunnettavaksi. Mitä pienempi taajuus, sitä massiivisempi ja suurempi muuntaja on. Tämä riippuvuus on hyvin merkittävä. Niinpä esimerkiksi vaihtovirran taajuuden nelinkertaisella kasvulla muuntajan mitat puolittuvat. Invertteripiiri nostaa sähkövirran taajuutta 50 Hz: stä 60-80 kHz: iin, niin että painon ja koon kasvu on varsin konkreettista. Tämän tuloksena saadaan kevyt ja kompakti hitsauskone, jonka valmistukseen tarvitaan paljon vähemmän materiaaleja, kuten kallis kupari.

Seuraavaksi tarkastelemme yksityiskohtaisesti invertterilaitteen päälohkoja ja niiden välisiä suhteita.

Takaisin sisällysluetteloon

Virtalähde: verkkojohdin

Vaihtosuuntaajan hitsauslaitteen järjestelmä

Vaihtosuuntaajan hitsauslaitteen järjestelmä.

Invertteripiirin erityispiirre on, että sen työ vaatii jatkuvaa virtaa. Siksi tavanomaisen virtalähteen vaihtovirta, joka on varustettu 220 V: n jännitteellä ja taajuudella 50 Hz, altistetaan ensisijaisesti oikaisulle. Tasasuuntaajapiirissä on diodisilta ja kaksi kondensaattoria, joiden tehtävänä on tasoittaa pulssiot. Virran suuren tehon ansiosta diodisilta lämpenee riittävästi käytön aikana, joten se on varustettu lämpösulakkeella varustetulla jäähdyttimellä. Jälkimmäinen suorittaa piirin aukon kuumennettuna 90 asteen lämpötilaan.

Diodisillan ulostulossa saadaan pulssi- ​​nen tasavirta 220 V, mutta kondensaattoreilla se kasvaa 1,41 kertaa ja on jo 310 V. Kun otetaan huomioon mahdollisuus alkujännitteen hyppäämiseen nousun suuntaan, invertterin hitsauskoneen tasasuuntaajaan asennetaan kondensaattorit kestämään jopa 400 jännitettä In (vastaa alkuperäistä jännitettä 280 V).

Verkkojohdin on kytketty virtalähteeseen sähkömagneettisen yhteensopivuussuodattimen kautta, joka estää taajuusmuuttajan toiminnan aiheuttamat suurtaajuushäiriöt sähköverkkoon.

Inverterin hitsauskoneen virtalähde

Inverterin hitsauskoneen virtalähde.

Heti hitsauskoneen kytkemisen jälkeen kondensaattoreihin syötetty latausvirta voi saavuttaa arvon, joka riittää diodisillan poistamiseen käytöstä. Tämän estämiseksi kaikentyyppiset hitsausmuuntimet on varustettu pehmeällä käynnistyspiirillä. Se toteutetaan releen ja vastuksen avulla, jonka teho on noin 8 W, ja vastus on noin 50 ohmia (eri hitsausmuuntimien malleissa vastuksen ominaisuudet voivat poiketa ilmoitetuista). Vastus on kytketty tasasuuntaajapiiriin, ja hitsauskoneen kytkemisen yhteydessä se heikentää käynnistysvirtaa. Kun laite siirtyy käyttötilaan, rele käynnistyy, joka sulkee vastuksen johtimet niin, että virta virtaa jo ”ohi” sitä.

Takaisin sisällysluetteloon

Invertteri: toimintaperiaate

Taajuusmuuttajan sähköpiirissä, joka on varustettu tämän tyyppisillä hitsauskoneilla, on kaksi keskeistä transistoria, jotka on kytketty "kaltevan sillan" periaatteen mukaisesti. Niiden erityispiirteenä on, että ne voivat vaihtaa hyvin korkealla taajuudella 60 - 80 kHz. Tällöin invertteriin virtaava tasavirta muunnetaan vaihtovirraksi, jolla on sama taajuus. Sähköverkon tavanomaisesta virrasta se eroaa myös sen ominaispiirteiden mukaan: se ei ole sinimuotoinen, vaan suorakulmainen.

Tärkeimmät transistorit asennetaan jäähdyttimeen, mikä mahdollistaa ylikuumenemisen välttämisen. Suojaus liiallisia jännitteitä vastaan ​​on RC-vaimenninpiirillä.

Takaisin sisällysluetteloon

Korkean taajuuden (pulssi) muuntaja

Taajuusmuuttajan toiminnan periaate

Taajuusmuuttajan toiminnan periaate.

Minkä tahansa hitsauskoneen pääosa on askelmuuntaja. Sen suunnittelu invertterilaitteissa on lähes sama kuin tavallisesti, mutta samalla se on kompakti. Toinen tärkeä ero on toissijaisen lisäkäämityksen läsnäolo, jota käytetään ohjaamaan virtapiiriä.

Suurtaajuusmuuntajan ensisijainen käämitys toimitetaan vaihtovirralla, jonka taajuusmuuttaja tuottaa 310 V: n jännitteellä ja useiden kymmenien kilohertsin taajuudella. Toissijaisen käämityksen ulostulossa, jossa on pienempi kierrosluku, jännite laskee 60-70 V: iin, ja virta nousee arvoon 110-130 A. Hänen on edelleen kuljettava yksi viimeinen vaihe.

Takaisin sisällysluetteloon

Lähdön tasasuuntaaja

Suurtaajuusmuuntajasta tulevaa virtaa on muutettava vakiovirraksi - juuri tällaista virtaa tarvitaan hitsaukseen. Tätä varten invertterihitsauskoneessa on lähtöohjain, jonka sähköpiiri koostuu kaksoisdiodeista, joilla on yhteinen katodi. Ne eroavat tavallisista diodeista suurella nopeudella. Näiden elementtien avoin sykli on vain 50 nanosekuntia (tätä ominaisuutta kutsutaan palautumisajaksi). Tämä laatu on tarpeen työskennellä erittäin korkean taajuuden virroilla.

Ulostulon tasasuuntaajan diodit asennetaan myös jäähdyttimeen, ja niiden suojaamiseksi tämä laite on varustettu RC-piirillä.

Takaisin sisällysluetteloon

Käynnistyspiirin laite

Keinot kytkeä hitsaus invertteri

Keinot kytkeä hitsaus invertteri.

Kun laite kytketään verkkovirtaan tasasuuntaajasta, teho syötetään ohjauspiiriin 15 voltin stabilointilaitteen kautta.

Sen jälkeen, kun ohjauspiiri käynnistää taajuusmuuttajan avain- transistorit, jännite ilmaantuu suurtaajuusmuun- timen toissijaiseen lisäkäämin. Se korjataan diodeilla ja samalla vakautuslaitteella käynnistyy ohjauspiiri, kun se on irrotettu verkkovirtaan.

Takaisin sisällysluetteloon

Valvontajärjestelmä

Vaihtosuuntaajan tyyppisen virtamuuntajan toiminnan koordinointi tapahtuu ohjauspiirin avulla. Sen pääelementti on PWM-ohjainpiiri. Tämän sirun tehtävänä on vaihtaa taajuusmuuttajan keskeiset transistorit. Niiden toimintaa ohjaa PWM-ohjain ei suoraan, vaan kahden peräkkäisen elementin kautta: kenttätransistori ja erotusmuuntaja.

Virta-muunnos hitsaus invertterissä

Virta-muunnos hitsaus invertterissä.

Kenttävaikutransistorista suurtaajuinen (noin 65 kHz) virta, jolla on suorakulmainen ominaisuus, siirtyy erotusmuuntajan primäärikäämiin. Muuntaja muuntaa tämän virran jännitteen arvoon, jota tarvitaan taajuusmuuttajan avaimen transistoreiden ohjaamiseen. Heillä olevat signaalit tulevat erotusmuuntajan kahdesta toissijaisesta käämityksestä, jolloin kukin käämi kytketään yhteen transistoriin.

Näiden elementtien lisäksi ohjaus- ja valvontalevyn sähköpiirissä on aputransistoreita, jotka auttavat invertteripiirin keskeisiä transistoreita sulkemaan, ja zener-diodit, jotka suojaavat niitä jännitevirroilta. On myös analysaattorin virta-rajoitin. Analysaattorin pääelementti on muuntaja, joka on kytketty voimayksikköön asennetun suurtaajuusmuuntajan ensisijaiseen käämityspiiriin. Analysaattorin rajoitin ohjaa hitsauskoneen taajuusmuuttajan virtaa ja käyttää tehomuuntajan primäärikäämityksen signaaleja hitsausvirran ja PWM-ohjaimen mikropiirille lähetettyjen pulssien muodostamiseksi.

Hitsausvirran säätämiseksi säätöyksikön sähköpiiriin kuuluu muuttuva vastus, jonka vastus asetetaan kääntämällä invertterin hitsauskoneen ohjauspaneelissa näkyvää nuppia.

Takaisin sisällysluetteloon

Lähtö- ja verkkojännitteen ohjaus

Hitsaus Inverter-toiminnot

Hitsausmuuntimen toiminnallisuus.

Kaikkien edellä mainittujen lisäksi hitsauskoneen ohjauspiirin tehtävänä on seurata verkon jännitettä ja lähtösuuntaajaa. Tätä varten sen sähköiset piirit on valmistettu operatiivisella vahvistimella. Osa sen elementeistä on kytketty verkkotasasuuntaajaan sähköverkon jännitevirtojen havaitsemiseksi. Rikkomusten tapauksessa nämä elementit toistavat sum- mausmoduuliin ja sitten PWM-ohjainpulssigeneraattoriin menevät virran- ja jännite- suojaussignaalit. Siksi koko piirin generaattorin toiminta estetään samanaikaisesti.

Muuntimen lähtöjännitettä valvotaan samalla tavalla. Sen arvo voi poiketa normistosta verkon tasasuuntaajan diodisillan tai muiden elementtien toimintahäiriön sattuessa. Tässä tapauksessa ohjauspiiri on myös poissa käytöstä.

Piirin lukitsemiseen liittyy signaalidiodin jännitteen syöttö, joka ilmoittaa hitsauskoneen käyttäjälle vikailmoituksista.

Takaisin sisällysluetteloon

Ohjeet hitsauskoneen invertterin korjaamiseksi

Kuten muutkin laitteet, invertterin hitsauskoneet voivat epäonnistua. Usein havaitaan seuraava oire: laite näyttää olevan täysin ehjä (”normaali” -näyttö palaa, puhallin voidaan kuulla kotelossa), mutta kipinää ei näy, kun elektrodi koskettaa metallia. Joskus voi kuulla epätavallista hum. Joissakin tapauksissa laitteen korjaus voidaan tehdä yksinään ilman, että palveluyrityksen asiantuntijoita otetaan mukaan.

Ohuiden metallien hitsaussuunnittelu invertterihitsauksella

Ohuiden metallien hitsaussuunnittelu invertterihitsauksella.

Ohjeiden mukaan on ensinnäkin tarkistettava monimittarilla eri yksiköiden lämpöpattereille asennettujen lämpösulakkeiden tila. Lämpötila, jossa niiden koskettimet ovat auki, on tyypillisesti 90 astetta. Erilaiset tällaiset sulakkeet ovat kertakäyttöisiä, kun ne on käynnistetty, ne on vaihdettava. Toiset avaavat piirin ylikuumenemisen aikana, mutta kun jäähdytin jäähtyy, ne palauttavat yhteyden uudelleen. Tällaiset elementit voidaan asentaa tehomuuntajien ensisijaisiin käämiin. Niiden laukaiseminen johtaa usein harhaanjohtaviin sähköamateihin, jotka ajattelevat, että käämityksessä on tapahtunut tauko. Jos havaitset viallisen lämpösulakkeen, voit yrittää lyhentää sen yhteystietoja. Tämä vaihtoehto sopii väliaikaiseksi "hoitoksi", jonka avulla voit lopettaa työn, jos se on kiireellinen.

Koska ylikuumenemissuoja on nyt osittain poissa, hitsauslaitetta tulisi käyttää hyvin huolellisesti. Ja työn päätyttyä sinun on välittömästi siirryttävä radio-osien varastoon ostamaan varaosa.

Toinen "herkkä" paikka hitsausmuuntimille on ulostulotasasuuntaaja, tarkemmin sanoen sen koostumukseen sisältyvät diodit. Virrat, joiden kanssa heidän on työskenneltävä, saavuttavat 130 A: n ja aiheuttavat joskus näiden diodien hajoamisen.

Lähtösuuntaajan käyttökelvottomuutta on helppo tarkistaa käyttämällä multimetriä, mutta ilman kunkin diodin "jatkuvuutta" on mahdotonta määrittää, mikä niistä on rikki. Diodit (tässä käytetään kolmea diodia) on juotettava ja poistettava säteilijästä, johon ne ruuvataan. Jäähdytin on myös poistettava.

Hitsauksen invertterin ohjaus

Ohjaushitsauksen invertteri.

Juotosdiodit ja muut elementit voivat olla vaikeita. Nykyaikaisissa hitsausmuuntimissa juottaminen tapahtuu erittäin laadukkaasti, juottamalla paljon, etenkin niissä paikoissa, joissa on suuria virtavirtoja. Lisäksi käytetään lyijytöntä juotetta, jonka sulamispiste on korkeampi kuin tavallisen lyijy-tinan. Siksi juotosdiodien ja muiden elementtien osalta on parempi käyttää tehokasta 50 W: n juotoskuparia, 40 wattia ei välttämättä riitä. Tehtävää monimutkaistaa se, että tarvitset kolme nastaa samaan aikaan, joten et voi tehdä ilman hyvää lämmitystä. Jos haluat poistaa juotteen, voit käyttää desolder- tai kuparipunaa.

Kun lävistetty diodi on havaittu (molemmat osat voidaan lävistää kaksoisdiodeina), sinun pitäisi ostaa uusi, sama tai vastaava. Käyttäjän on kiinnitettävä huomiota tärkeään seikkaan: lähtösuuntaajadiodit ovat nopeita, niiden palautumisaika on vain 50 ns. Vain tällaiset elementit voivat toimia vaihtovirralla 60-80 kHz. Tavanomaisia ​​diodeja ei voi asentaa tähän. Ulkomaisissa spesifikaatioissa suurnopeusdiodit voidaan nimetä Hyper-Fast, Ultra-Fast, Stealth Diode, Super-Fast, High Frequency Secondary Rectifier jne.

Ennen diodien tai keskeisten transistoreiden asentamista jäähdyttimen päälle tulee levittää uusi lämpöä johtava tahna (KPT-8 tai vastaava). Liitä on käytettävä riittävässä määrin, mutta ei liian paljon. Se tarjoaa lämmönpoiston elementistä kupari- tai alumiinisäteilijän suuntaan.

Juotosdiodit tulisi tehdä hyvin huolellisesti. Huonolaatuisissa liitännöissä vallitsevan suuren voimakkuuden vuoksi havaitaan voimakasta lämmitystä ja merkittäviä tehohäviöitä.

On tapahtunut, että jäähdyttimen laiminlyönnin takia kupariraidat ja laudan ”laastari” vahingoittuivat, ne on rakennettu tinatulla kuparilangalla ja juotettu oikein.

Lisää kommentti