Prezentare generală a schemei standard a mașinilor de sudură

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 rândul celor care folosesc sudarea numai pentru propriile nevoi. Este destul de ușor de înțeles că mulți utilizatori care au un astfel de dispozitiv 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". Așa cum vom vedea mai târziu, nu este deloc dificil să ne ocupăm de aceste probleme, este suficient să avem cunoștințe de bază despre ingineria electrică.

Mașină de sudat invertor

Mașină de sudat invertor.

Informații generale

Circuitul electric al diferitelor modele de invertoare de sudură poate diferi în anumite detalii, dar, în termeni generali, toate aceste dispozitive funcționează conform aceluiași 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

Invertor de sudare a circuitului de accelerație.

  • rectificarea curentului alternativ provenit de la rețea;
  • Convertirea DC înapoi la AC, dar cu o frecvență mult mai mare de oscilație;
  • amplificarea curentului alternativ de înaltă frecvență prin scăderea tensiunii;
  • îndreptarea amplificată a curentului 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 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. Circuitul inversor ridică frecvența curentului electric de la 50 Hz la 60-80 kHz, astfel încât câștigul de greutate și mărime este destul de tangibil. Ca rezultat, obținem o mașină de sudură ușoară și compactă, pentru producția căreia sunt necesare mai puține materiale, inclusiv cupru scump.

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

Înapoi la cuprins

Unitate de alimentare: redresor de rețea

Schema mașinii de sudură invertor

Schema mașinii de sudat 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 în principal supus 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 punții diodice se obține un curent continuu pulsatoriu cu o tensiune de 220 V, dar pe condensatori crește de 1,41 ori și este deja de 310 V. Având în vedere posibilitatea unui salt inițial de tensiune în direcția unei creșteri, condensatoarele sunt instalate în redresorul de rețea al mașinii de sudură invertor pentru a rezista 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 a funcționării invertorului în rețeaua de alimentare.

Circuitul de alimentare a mașinii de sudură a invertorului

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 preveni 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, puterea acestuia fiind 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 de redresor, 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 fie deja "trecut".

Înapoi la cuprins

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 în conformitate cu principiul "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 intră în invertor este transformat într-un curent alternativ având aceeași frecvență. De la curentul obișnuit din rețeaua electrică, acesta diferă de asemenea prin caracteristica sa: nu este sinusoidal, ci dreptunghiulară.

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

Înapoi la cuprins

Transformator de înaltă frecvență (puls)

Principiul de funcționare al invertorului

Principiul de funcționare al invertorului.

Partea principală a oricărei mașini de sudat 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 până la 110-130 A. Rămâne pentru el să treacă încă o etapă ultima.

Înapoi la cuprins

Iesire redresor

Curentul provenit de la transformatorul de înaltă frecvență trebuie să fie 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 la 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.

Înapoi la cuprins

Aparatul circuitului de pornire

Moduri de conectare a unui invertor de sudură

Moduri de conectare a unui invertor de sudură.

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

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

Înapoi la cuprins

Schema de control

Coordonarea convertorului de curent de tip invertor funcționează de către circuitul de comandă. Elementul său principal este un cip de controler PWM. Sarcina acestui cip este trecerea tranzistoarelor cheie ale invertorului. Funcționarea lor este controlată de controlerul PWM nu direct, ci prin intermediul a două elemente succesive: un tranzistor cu efect de câmp și un transformator de izolare.

Conversia curentului în invertorul de sudură

Conversia 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 tranzistori auxiliari, 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 convertorul mașinii de sudură și utilizează semnalele de la înfășurarea primară a transformatorului de putere pentru a regla curentul de sudură și formarea impulsurilor transmise la cipul controlerului PWM.

Pentru reglarea curentului de sudare, în circuitul electric al unității de comandă este pornit un rezistor variabil, rezistența căruia este reglat prin rotirea butonului de pe panoul de comandă al mașinii de sudură a invertorului.

Înapoi la cuprins

Controlul tensiunii de ieșire și de rețea

Funcția invertorului de sudură

Funcționalitatea invertorului de sudură.

În afară de 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 cazul unor încălcări, aceste elemente reproduc semnalele de protecție de curent și de tensiune care ajung la modulul de însumare și apoi la generatorul de impulsuri al controlerului PWM. Funcționarea generatorului, prin urmare, a întregului circuit este blocată.

În mod similar, se monitorizează tensiunea de lucru la ieșirea convertorului. Valoarea sa se poate abate de la normă în cazul unei funcționări defectuoase a punții diode a redresorului de rețea sau a altor elemente. În acest caz, circuitul de control este, de asemenea, dezactivat.

Blocarea circuitului este însoțită de alimentarea cu tensiune a diodei de semnal, care avertizează utilizatorul mașinii de sudură în legătură cu defecțiunile.

Înapoi la cuprins

Instrucțiuni pentru repararea mașinii-invertor de sudură

La fel ca orice echipament, mașinile de sudură invertoare pot eșua. Se observă adesea următoarele simptome: dispozitivul pare a fi complet intact (afișajul "normal" este pornit, ventilatorul poate fi auzit în carcasă), dar o scânteie nu apare 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 utilizând sudură invertor

Schema de sudare a metalelor subțiri utilizând sudură invertor.

Conform instrucțiunilor, în primul rând, trebuie verificat cu multimetrul starea siguranțelor termice instalate pe radiatoarele diferitelor elemente ale unității 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 atunci când se supraîncălzește, dar când radiatorul se răcește, se restabilește conexiunea. Aceste 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 de verificat inoperabilitatea redresorului de ieșire cu un multimetru, dar fără "continuitatea" fiecărei diode separat, este imposibil să se determine care dintre ele este rupt. Diodele (trei diode duale sunt utilizate aici) vor fi lipite și scoase din radiator la care sunt înșurubate. De asemenea, radiatorul va trebui să fie înlăturat.

Controlul invertorului prin sudura

Controlul invertorului de sudură.

Diode de lipire și alte elemente pot fi dificile. În invertoarele moderne de sudură, lipirea se face foarte calitativ, cu o cantitate mare de lipire, în special în acele locuri unde există curenți de mare rezistență. 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 se utilizeze un fier de lipit puternic de 50 W, de 40 wați poate să nu fie suficient. Sarcina este complicată de faptul că trebuie să dezlănțuiți trei ieșiri simultan, deci nu puteți face fără o bună încălzire. Pentru a îndepărta lipirea, 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 faptului important: diodele redresoare de ieșire sunt rapide, timpul de recuperare al acestora 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, Diode stealth, 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 de conducție termică (KPT-8 sau similar). Pasta trebuie aplicată în cantități suficiente, dar nu prea copios. Oferă eliminarea căldurii din element în direcția unui radiator de cupru sau aluminiu.

Diodele de lipit trebuie să fie foarte atent. Datorită puterii mari a curentului în conexiuni de calitate slabă, se vor observa încălziri puternice și pierderi semnificative de putere.

Se întâmplă că din cauza neglijenței în timpul dezmembrării radiatorului, șinele de cupru și "plăcuțele" plăcii au fost deteriorate, sunt lărgite cu sârmă de cupru și sunt lipite corespunzător.

Adăugați un comentariu