Yleiset ja yksityiset periaatteet

Perinteinen hitsauskone, joka sisältää välttämättä suurikokoisen muuntajan, on äskettäin vaihdettu aktiivisesti vaihtosuuntaajiin. Jotta ymmärrettäisiin, miten hitsausmuunnin toimii, on ymmärrettävä sen suunnittelu, toimintaperiaate ja toiminnalliset ominaisuudet, jotka määrittävät laitteen edut ja paljastavat haitat.

Invertorin hitsauskonetta käytetään eri yksityiskohtien hitsaamiseen metallista.

Muuntimen yleiset periaatteet

Toisin kuin tutuissa hitsausmuuntajissa, tässä laitteessa sähköjännitteen muuntaminen hitsatuksi virraksi tapahtuu useissa vaiheissa: pienitehoisen muuntajan avulla, jonka mitat ovat lähes samansuuntaisia ​​savukkeiden paketin kanssa, ja elektroninen piiri. Lisäksi taajuusmuuttajayksikössä on ohjausjärjestelmä (yksikkö), joka helpottaa suuresti hitsausprosessia ja mahdollistaa laadukkaan hitsin. Miten taajuusmuuttajan hitsauskone toimii?

Invertorin hitsauskoneen laite.

Ensinnäkin 220 V: n tulovirta, jonka taajuus on 50 A, kulkee hitsauskoneen tasasuuntaajan läpi, muunnetaan vakioksi ja tasoitetaan samanaikaisesti suodattimilla (yleensä elektrolyyttikondensaattoreiden muodossa). Tuloksena oleva DC-jännite modulaattorin avulla, joka on asennettu puolijohteisiin, muunnetaan uudelleen vuorotellen, mutta korkeammalla taajuudella (jopa 100 kHz). Seuraavaksi suoristetaan ja lasketaan jännite metallin hitsaukseen tarvittavaan arvoon.

Korkean taajuuden muuntimen käyttö mahdollisti suhteellisen pienikokoisen muuntajan käytön, minkä seurauksena invertterilaitteen mitat ja paino pienenivät merkittävästi. Esimerkiksi 160 ampeerin hitsausvirran saamiseksi taajuusmuuttajassa tarvitset noin 0,25 kg painavan muuntajan: saman tuloksen saavuttamiseksi perinteisessä hitsauskoneessa on käytettävä vähintään 18 kg painavaa muuntajaa. Kun taajuusmuuttajan hitsauskone on käytössä, elektroniikalla on tärkeä rooli: se antaa palautetta sähkökaarelle, mikä mahdollistaa sen parametrien tarkan hallinnan ja ylläpidon vaaditulla tasolla. Mikroprosessorit estävät välittömästi niiden pienimmän poikkeaman. Kaikki nämä "lisäykset" takaavat vakaan kaaren, joka takaa korkean työn laadun invertterityyppistä hitsauslaitetta käytettäessä.

Miten tärkein sähköinen piiri toimii?

Sisäinen laitehitsaus invertteri.

Verkon tasasuuntajassa sähkövirta (220 V) korjataan vahvalla diodisillalla (tavallisesti diodikokoonpanolla), vaihtovirtapulssien tasoittamista tuottaa elektrolyyttikondensaattorit. koska Koska diodisilta on käytön aikana erittäin kuuma, se asennetaan jäähdytyspattereille. Lisäksi on olemassa terminen sulake, joka käynnistyy, kun diodit lämmitetään yli + 90 ° C: ssa ja suojaa kalliita diodikokoonpanoja. Tasasuuntaussillan vieressä erottuvat elektrolyyttikondensaattorit (pyöreät ”tynnyrit”), joiden kapasitanssi vaihtelee välillä 140–800 mikrofaradia. Lisäksi hitsauslaitteeseen asennetaan suodatin, joka estää radiohäiriöitä.

Itse invertterin piirissä on 2 tehokasta transistoria (useammin MOSFET tai IGBT), jotka on asennettu myös lämpöpattereille. Nämä puolijohteet vaihtavat pulssimuuntajan läpi kulkevaa virtaa: samanaikaisesti kytkentätaajuus saavuttaa kymmeniä kHz. Tämän seurauksena muodostuu vaihtovirta, jolla on korkea taajuus. Jotta kalliita transistoreita voitaisiin suojata jännitevirroilta, käytetään suojapiirejä, mukaan lukien vastukset ja pienet kondensaattorit. Kun transistorit on "kehitetty", pienempi jännite poistetaan alasmuuntajan (enintään 70 V) toissijaisesta käämityksestä, mutta virta voi olla 130-140 tai enemmän ampeeria.

Invertterin hitsauskoneen elektroninen piiri.

Jotta saadaan vakiojännite ulostulossa, käytetään luotettavaa lähtösuuntaajaa. Yleensä tämä laite on koottu kahden diodin perusteella, joilla on yhteinen katodi. Näille laitteille on tunnusomaista suurin nopeus, so. nopeasti avata ja sulkea, kun taas toipumisaika ei ylitä 50 nanosekuntia. Viimeinen laatu on erittäin tärkeä, koska Nämä diodit korjaavat hyvin korkean taajuuden virran: tavalliset puolijohteet eivät pysty selviämään tästä tehtävästä, heillä ei olisi aikaa vaihtaa. Siksi korjataessa on tärkeää korvata nämä diodit samoilla suurtaajuuksilla (yleisimmät tyypit VS 60CPH03, STTH6003CW, FFH30US30DN), jotka tulisi suunnitella 300 V: n käänteiseen jännitteeseen ja 30 A: n virtaan.

Työvaliokunta

Johtokappaleiden voimanlähteenä käytetään 15 V: n lämpötilaan suunniteltua ja jäähdytyselementin jäähdyttimeen asennetun jännitteen stabilointiainetta. Tulojännite tulee päätasasuuntaajasta. Yksi tehonsäätimen toiminnoista on jännitteen syöttäminen releelle, joka takaa laitteen "sujuvan käynnistyksen". Kun jännitettä käytetään, kondensaattorit alkavat latautua: jännite kasvaa ja diodikokoonpanon suojaamiseksi käytetään rajoittavaa piiriä, joka sisältää voimakkaan (8 W) vastuksen. Heti kun kondensaattorit latautuvat, taajuusmuuttaja toimii, rele sulkeutuu koskettimiinsa ja vastus ei osallistu jatkotyöhön.

Hitsauslaitteen ohjaus.

Jännitteen säätimen lisäksi invertterin elektronisessa piirissä on monia muita järjestelmiä, jotka tarjoavat korkean suorituskyvyn laitteen. Nämä sähköiset komponentit ovat pääasiassa seuraavat:

1. Ohjausjärjestelmä ja ohjaimet: tässä tärkein elementti on PWM-ohjainpiiri, joka "käsittelee" suuritehoisten transistoreiden toiminnan ohjaamista;
2. Säätö- ja säätöpiirit: pääelementti on virtamuuntaja, jonka tehtävänä on säätää muuntajan virtalähdettä;
3. Järjestelmä syöttöjännitteen ja lähtövirran valvomiseksi: koostuu sirulle (esimerkiksi LM324) kootusta op-amp (op amp). Järjestelmän tarkoituksena on tarvittaessa sisällyttää hätä- suoja, seurata sähköisen yksikön pääelementtien toimintaa ja toimivuutta.

Muuntimien erityispiirteet

Pienpainon lisäksi invertterityyppiset hitsauskoneet mahdollistavat elektrodien käytön sekä vaihtovirrassa että tasavirrassa. Tämä on erityisen tärkeää hitsaamalla valurautaa, ei-rautametalleja. Useimmissa malleissa on vaihtoehtoja, joiden avulla hitsausprosessi on helpompaa, erityisesti nämä lisäykset soveltuvat niille, jotka vain oppivat hallitsemaan hitsausta:

• hot start (tai Hot start): asettaa optimaaliset parametrit kaaren syttymiselle;
• anti-stick (tai AntiSticking): oikosulun tapauksessa hitsausvirta pienenee automaattisesti minimiin, minkä seurauksena elektrodi ei tartu osaan:
• ArcForce: tämä vaihtoehto tarjoaa optimaalisen virran, kun metalli erottuu elektrodista, mikä myös estää tarttumisen.

Hyvän kaaren sytytys hitsauksen invertterissä toteutuu johtuen lähtöjännitteen riippumattomuudesta perinteisissä hitsauslaitteissa olevasta tulosta. Perinteisessä hitsauksessa liian pieni virta aiheuttaa elektrodin tarttumisen, ja liikaa on täynnä metalliosan ylikuumenemista. eli taajuusmuuttajan kanssa työskennellessä on mahdotonta "alittaa" tai "polttaa" osaa, joka takaa sauman vahvuuden (ei ole kuoret, ei halkeamia).

Toinen taajuusmuuttajan ominaisuus - kaaren pituuden puuttuminen.

Tavanomaisessa laitteessa on välttämätöntä säilyttää elektrodin noin 2 halkaisijan etäisyys liitettävien osien liitokseen, muuten nykyinen arvo vaihtelee. Invertterit pitävät virran tiukasti määritellyissä rajoissa, ja lisäksi se on vakio, ei vuorotellen. Tämä sallii niin kriittisen tarkastelun kaaren pituudesta, mikä helpottaa työtä, varsinkin jos hitsaaja on aloittelija. Samalla sauman laatu ei riipu kaaren pituudesta.