Översikt över standardschemat för inverter-typ svetsmaskiner

Den stadiga nedåtgående trenden i priserna på inverter-typ svetsmaskiner har lett till en betydande ökning av populariteten hos denna utrustning bland både yrkesverksamma och de som använder svetsning endast för sina egna behov. Det är ganska förståeligt att många användare som har en sådan enhet är intresserade av sin struktur och driftsprincip eftersom information av detta slag kommer att hjälpa till att reparera utrustning vid fel eller till och med förbättra en billig modell med "trunkerad" funktionalitet. Som vi kommer se senare är det inte alls svårt att ta itu med dessa problem, det är nog att ha grundläggande kunskaper om elteknik.

Inverter svetsmaskin

Inverterare svetsmaskin.

Allmän information

Den elektriska kretsen av olika modeller av svetsomformare kan skilja sig åt i vissa detaljer, men i allmänhet fungerar alla dessa enheter enligt samma princip. Huvuduppgiften för var och en av dem är att omvandla den elektriska energin som kommer från nätverket för att uppnå en stor ström vid utgången. Konverteringsprocessen är indelad i flera steg:

Svetsomvandlare choke krets

Gasskretssvetsomriktare.

  • korrigering av växelström som kommer från elnätet;
  • DC-omvandling tillbaka till AC, men med en mycket högre oscillationsfrekvens;
  • förstärkning av växlande högfrekvent ström genom sänkning av dess spänning;
  • rätning förstärkt högfrekvent växelström.

Någon som är minst lite känd i datorns hårdvara vet förmodligen att den växlande strömförsörjningsenheten på en persondator fungerar på samma sätt. Den centrala punkten i denna krets är en ökning i växelströmens frekvens, och detta är exakt den uppgift som omriktaren utför. Vad är det för? Faktum är att dimensionerna och vikten av en transformator beror inte bara på dess effekt utan också på frekvensen för den ström som den är konstruerad för att omvandlas. Ju lägre frekvensen desto mer massiv och större transformatorn är. Detta beroende är väldigt signifikant. Så, till exempel, med en fyrfaldig ökning i frekvensen för en växelström, halveras dimensionerna för en transformator. Omriktarkretsen ökar frekvensen av elektrisk ström från 50 Hz till 60-80 kHz, så att vinsten i vikt och storlek är ganska konkret. Som ett resultat får vi en lätt och kompakt svetsmaskin för produktion av vilka mycket mindre material behövs, inklusive dyra koppar.

Därefter beaktar vi i detalj inverterarapparatens huvudblock och deras inbördes samband.

Tillbaka till innehållsförteckningen

Strömförsörjning: nätdämpare

Schema för inverterarsvetsmaskinen

Schema för inverterarsvetsmaskinen.

Inverterarkretsens särdrag är att dess arbete kräver en konstant ström. Därför utsätts växelströmmen för den vanliga strömförsörjningen, försedd med en spänning på 220 V och en frekvens på 50 Hz, i första hand till rättelse. Likriktarkretsen innefattar en diodbro och två kondensatorer, vars uppgift är att jämna pulsationerna. På grund av strömens höga effekt uppvärms diodbroen tillräckligt under drift, så den är utrustad med en radiator med termisk säkring. Den senare utför kretsens öppning när den upphettas till en temperatur av 90 grader.

Vid utgången av diodbroen erhålls en pulserande likström på 220 V, men på kondensatorer ökar den med 1,41 gånger och är redan 310 V. Med tanke på möjligheten att ett initialspänningshopp i riktning mot en ökning installeras kondensatorer i nätverksriktaren av invertersvetsmaskinen för att motstå spänning upp till 400 In (motsvarar initialspänningen på 280 V).

Strömriktaren är ansluten till strömkällan genom ett elektromagnetiskt kompatibilitetsfilter, vilket förhindrar högfrekvensinterferens från omvandlarens funktion till elnätet.

Inverter svetsmaskin strömförsörjningskrets

Inverter svetsmaskin strömförsörjningskrets.

Omedelbart efter att svetsmaskinen slås på, kan laddningsströmmen som tillförs kondensatorerna nå ett värde som är tillräckligt för att deaktivera diodbroen. För att förhindra att det händer, är alla typer av svetsomformare utrustade med en mjukstartskrets. Det realiseras med hjälp av ett relä och ett motstånd, vars effekt är ca 8 W och motståndet är ca 50 ohm (i olika modeller av svetsomvandlare kan resistansens egenskaper skilja sig från de som anges). Motståndet är anslutet till likriktarkretsen, och vid tidpunkten för att sätta på svetsmaskinen försvagar den startströmmen. När utrustningen har kommit i driftläge utlöses ett relä, vilket stänger motståndsledningarna så att strömmen redan rinner "förbi" den.

Tillbaka till innehållsförteckningen

Omformare: arbetsprincip

Omriktarens elektriska krets, som är utrustad med svetsmaskiner av denna typ, innefattar två nyckeltransistorer, vilka är anslutna enligt principen om "lutande bro". Deras särdrag är att de kan växla med en mycket hög frekvens, från 60 till 80 kHz. I detta fall omvandlas likströmmen i omformaren till en växelström med samma frekvens. Från den vanliga strömmen i det elektriska nätverket skiljer det sig också från dess karaktäristik: det är inte en sinusformad men rektangulär.

Nyckeltransistorer installeras på radiatorn, vilket gör det möjligt att undvika överhettning. Skydd mot överdriven spänning tillhandahålls av en RC-spjällkrets.

Tillbaka till innehållsförteckningen

Högfrekvent (puls) transformator

Inverteringsprincipen

Inverteringsprincipen.

Huvuddelen av en svetsmaskin är en down-down transformer. Dess design i inverterenheter är nästan densamma som vanligt, men samtidigt är den mer kompakt. En annan viktig skillnad är närvaron av en ytterligare sekundärlindning, som används för att driva styrkretsen.

Den primära lindningen hos en högfrekvent transformator levereras av en växelström som produceras av växelriktaren med en spänning på 310 V och en frekvens av flera tiotals kilohertz. Vid utgången av sekundärlindningen, med ett mindre antal varv, minskar spänningen till 60-70 V, och strömmen ökar till 110-130 A. Det förblir för honom att passera ytterligare ett, sista steget.

Tillbaka till innehållsförteckningen

Utmatningslikriktare

Strömmen från högfrekventa transformatorn måste omvandlas till en konstant ström - bara en sådan ström behövs för svetsning. För detta ändamål är en inverter-svetsmaskin utrustad med en utgångslikriktare, vars elektriska krets består av dubbla dioder med en gemensam katod. De skiljer sig från vanliga dioder med hög hastighet. Den öppna stängningen av dessa element är bara 50 nanosekunder (denna egenskap kallas återhämtningstiden). Denna kvalitet är nödvändig för att arbeta med ultrahögfrekvensströmmar.

Dioderna på utgångslikriktaren installeras också på radiatorn, och för deras skydd är denna enhet utrustad med en RC-krets.

Tillbaka till innehållsförteckningen

Startkretsapparat

Sätt att ansluta en svetsomriktare

Sätt att ansluta en svetsomriktare.

När strömmen slås på från strömriktaren matas ström till styrkretsen via en 15-volts stabilisator.

Efter att styrkretsen startat omriktarens nyckeltransistorer visas en spänning på den extra sekundära lindningen hos högfrekventa transformatorn. Det korrigeras av dioder och genom samma stabilisator börjar strömmen styra kretsen, medan den är urkopplad från elnätet.

Tillbaka till innehållsförteckningen

Kontrollschema

Koordinering av strömtransduktoroperatorns omvandlar-typ utförs av styrkretsen. Huvudelementet är ett PWM-styrspår. Uppgiften för detta chip är att växla omriktarens nyckeltransistorer. Deras drift styrs inte av PWM-styrenheten direkt, men genom två på varandra följande element: en fälteffekttransistor och en isoleringstransformator.

Aktuell omvandling i svetsomriktare

Aktuell omvandling i svetsomriktare.

Från fälteffekttransistorn går en högfrekvent (omkring 65 kHz) ström med en rektangulär egenskap in i isolationstransformatorns primära lindning. Transformatorn omvandlar spänningen för denna ström till det värde som behövs för att styra inverterarens nyckeltransistorer. Signalerna på dem kommer från två sekundära lindningar av isolationstransformatorn, med var och en av lindningarna anslutna till en transistor.

Förutom dessa element innehåller den elektriska kretsen på kontroll- och övervakningskortet hjälptransistorer, vilket hjälper omvandlarens nyckeltransistorer att stänga och zenerdioderna som skyddar dem mot spänningsöverskott. Det finns också en analysator-strömbegränsare. Analysatorens huvudelement är en transformator, som är ansluten till den primära lindningskretsen hos en högfrekvent transformator installerad i kraftenheten. Analysatorbegränsaren styr strömmen i svetsmaskinens växelriktare och använder signalerna från krafttransformatorns primära lindning för att justera svetsströmmen och bildandet av pulser som överförs till PWM-styrenhetens mikrokrets.

För att reglera svetsströmmen ingår ett variabelt motstånd i styrenhetens elektriska krets, vars motstånd ställs in genom att vredet vrids på kontrollpanelen på växelriktarens svetsmaskin.

Tillbaka till innehållsförteckningen

Styrning av utgång och nätspänning

Svetsomriktare Funktionalitet

Funktionen hos svetsomvandlaren.

Förutom alla ovanstående är uppgiften för svetsmaskinens styrkrets att övervaka spänningen i nätverket och vid utgångsriktaren. För att göra detta, är dess elektriska kretsar färdigställd med en operationsförstärkare. Några av dess element är anslutna till en nätverkslikriktare för att detektera spänningsöverskott i elnätet. Vid överträdelser reproducerar dessa element nuvarande och spänningsskyddssignaler som går till summeringsmodulen och sedan till PWM-regulatorens pulsgenerator. Generationen av generatorn, alltså av hela kretsen, blockeras samtidigt.

Driftsspänningen vid omvandlarens utgång övervakas på liknande sätt. Dess värde kan avvika från normen i händelse av funktionsfel vid driften av nätdriktorns diodbrygga eller andra element. I detta fall är även styrkretsen inaktiverad.

Blockeringen av kretsen åtföljs av spänningsförsörjningen till signaldioden, som meddelar användaren av svetsmaskinen om felen.

Tillbaka till innehållsförteckningen

Instruktioner för reparation av svetsmaskinomriktaren

Liksom någon utrustning kan invertersvetsmaskiner misslyckas. Följande symptom är ofta observerad: enheten verkar vara helt intakt (den "normala" displayen lyser, fläkten hörs i fallet), men en gnista visas inte när elektroden kontaktar metallen. Ibland kan du höra en ovanlig hum. I vissa fall kan reparationen av enheten utföras på egen hand utan att involvera specialister från serviceföretaget.

Schemat för svetsning av tunn metall med invertersvetsning

Schemat för svetsning av tunn metall med invertersvetsning.

Enligt instruktionerna bör det först och främst kontrolleras med en multimeter tillståndet för termiska säkringar installerade på radiatorerna av olika element i kraftenheten. Temperaturen vid vilken deras kontakter är öppna är typiskt 90 grader. Separata typer av sådana säkringar är disponibla, efter utlösning måste de ändras. Andra öppnar kretsen vid överhettning, men när kylaren kyler, återställer de anslutningen igen. Sådana element kan installeras på transformatorernas primära lindningar. Deras utlösning leder ofta avledande elektriska amatörer som tror att en paus har uppstått i lindningen. Om du hittar en defekt termisk säkring kan du försöka korta kontakterna. Det här alternativet är lämpligt som en tillfällig "behandling", så att du kan slutföra arbetet, om det är brådskande.

Eftersom överhettningsskyddet nu delvis är frånvarande, ska svetsmaskinen köras mycket noggrant, helt. Och när arbetet är klart, ska du omedelbart flytta till radioredelsbutiken för att köpa en reservdel.

En annan "känslig" plats för svetsomvandlare är en utgångslikriktare, mer exakt, dioderna som ingår i dess sammansättning. Strömmarna som de måste arbeta upp till 130 A och ibland orsakar en nedbrytning i dessa dioder.

Det är enkelt att verifiera omriktningen av utgångslikriktaren med hjälp av en multimeter, men utan "kontinuitet" för varje diod separat är det omöjligt att bestämma vilken av dem som är trasig. Dioder (tre dubbeldioder används här) måste lödas och avlägsnas från radiatorn till vilken de skruvas. Radatorn måste också tas bort.

Svetsomriktarens kontroll

Styrsvetsomriktare.

Löddioder och andra element kan vara svåra. I moderna svetsomvandlare görs lödning mycket kvalitativt, med en stor mängd lödder, speciellt i de ställen där det finns höga strömströmmar. Dessutom används blyfritt lödmedel, vars smältpunkt är högre än för vanlig blytenn. För löddioder och andra delar är det därför bättre att använda ett kraftfullt 50 W lödstryk, kanske 40 watt inte räcker till. Uppgiften är komplicerad av det faktum att du behöver sätta upp tre stift samtidigt, så att du inte kan göra utan en bra uppvärmning. För att ta bort löddet, kan du använda löstråd eller kopparfläta.

När den stansade dioden har detekterats (båda delarna kan stansas i dubbeldioder), bör du köpa en ny, samma eller liknande. Användaren bör vara uppmärksam på det viktiga faktum: utgångsdriktardioderna är snabba, deras återhämtningstid är bara 50 ns. Endast sådana element kan fungera med en växelströmsfrekvens på 60-80 kHz. Konventionella dioder kan inte installeras här. I utländska specifikationer kan höghastighetsdioder betecknas som Hyper-Fast, Ultra-Fast, Stealth Diode, Super-Fast, High Frequency Secondary Rectifier, etc.

Innan du monterar dioder eller nyckeltransistorer bör ett nytt lager av värmeledande pasta (KPT-8 eller liknande) appliceras på radiatorn. Pasta måste appliceras i tillräckliga kvantiteter, men inte för mycket. Det ger värmeavlägsnande från elementet i riktning mot en koppar eller aluminium radiator.

Löddioder ska göras mycket noggrant. På grund av den stora strömstyrkan i anslutningar med dålig kvalitet kommer stark uppvärmning och signifikanta effektförluster att observeras.

Det händer att på grund av försumlighet under demonteringen av radiatorn var kopparspåren och plåstret på brädan skadade, de är uppbyggda med tinnad koppartråd och är ordentligt lödda.

Lägg till en kommentar