Pregled standardne sheme strojeva za zavarivanje invertera

Stalni trend smanjenja cijena strojeva za zavarivanje s inverterom dovela je do znatnog povećanja popularnosti ove opreme kako stručnjaka, tako i onih koji koriste zavarivanje samo za vlastite potrebe. Jasno je da su mnogi korisnici koji imaju takav uređaj zainteresirani za njegovu strukturu i načelo rada, jer će takve informacije pomoći u popravljanju opreme u slučaju kvara ili čak poboljšati jeftin model s "skraćenom" funkcijom. Kao što ćemo kasnije vidjeti, uopće nije teško nositi se s tim pitanjima, dovoljno je imati osnovno znanje o elektrotehnici.

Uređaj za zavarivanje invertora

Uređaj za zavarivanje invertora.

Opće informacije

Električni krugovi različitih modela zavarivačkih pretvarača mogu se razlikovati u pojedinim detaljima, ali općenito govoreći, svi uređaji rade prema istom principu. Glavni zadatak svakog od njih je pretvoriti električnu energiju koja dolazi iz mreže kako bi se dobila velika struja na izlazu. Proces pretvorbe podijeljen je u nekoliko faza:

Pretvarač zavarivanja kruga prigušne zaklopke

Pretvarač zavarivanja kruga prigušne zaklopke.

  • ispravljanje izmjenične struje koja dolazi iz mreže;
  • DC pretvorba natrag u AC, ali s mnogo višom frekvencijom oscilacije;
  • pojačavanje izmjenične visokofrekventne struje spuštanjem napona;
  • izravnavanje pojačane visokofrekventne izmjenične struje.

Svatko tko je barem malo upućen u "hardver" računala vjerojatno zna da je jedinica za izmjenično napajanje osobnog računala na isti način. Središnja točka ovog kruga je povećanje frekvencije izmjenične struje, a to je upravo zadatak koji inverter izvodi. Zašto je to? Činjenica je da dimenzije i težina transformatora ovise ne samo o njezinoj snazi, već io učestalosti struje za koju je dizajnirana da se pretvori. Što je niža frekvencija, to je masivni i veći transformator. Ta je ovisnost vrlo značajna. Tako, na primjer, s četverostrukom povećanjem frekvencije izmjenične struje, dimenzije transformatora su prepolovljene. Krug pretvarača podiže frekvenciju električne struje od 50 Hz do 60-80 kHz, tako da je dobitak težine i veličine prilično opipljiv. Kao rezultat toga dobivamo lagani i kompaktni strojevi za zavarivanje, za proizvodnju kojih je potrebno mnogo manje materijala, uključujući i skupe bakar.

Zatim detaljno razmotrimo glavne blokove uređaja pretvarača i njihova međusobna povezanost.

Natrag na sadržaj

Jedinica snage: mrežni ispravljač

Shema stroja za zavarivanje invertera

Shema stroja za zavarivanje pretvarača.

Posebnost kruga pretvarača je da njegov rad zahtijeva konstantnu struju. Stoga se izmjenična struja običnog napajanja, isporučena s naponom od 220 V i frekvencijom od 50 Hz, prvenstveno podvrgava ispravljanju. Ispravljački krug uključuje diodni most i dva kondenzatora čija je zadaća glatko pulsiranje. Zbog velike snage struje, diodni most se dovoljno zagrijava tijekom rada, pa je opremljen radijatorom s termalnim osiguračem. Potonji provodi otvaranje kruga kada se zagrije na temperaturu od 90 stupnjeva.

Na izlazu diodnog mosta dobiva se pulsirajuća istosmjerna struja s naponom od 220 V, ali na kondenzatorima povećava se za 1,41 puta i iznosi 310 V. Uzimajući u obzir mogućnost početnog napona naprezanja u smjeru povećanja, kondenzatori se instaliraju u mrežni ispravljač stroja za zavarivanje pretvarača kako bi izdržali napon do 400 U (odgovara početnom naponu od 280 V).

Mrežni ispravljač je priključen na izvor napajanja kroz filtar elektromagnetske kompatibilnosti, koji sprečava visoke frekvencije smetnji od rada pretvarača u mrežu napajanja.

Krug napajanja stroja za zavarivanje invertera

Krug napajanja stroja za zavarivanje invertera.

Neposredno nakon uključenja stroja za zavarivanje, struja punjenja koja se isporučuje kondenzatorima može dosegnuti vrijednost koja je dovoljna za onemogućavanje diodnog mosta. Kako bi se to spriječilo, sve vrste zavarivačkih pretvarača opremljene su mekom startnom krugu. Realizira se pomoću releja i otpornika, čija snaga iznosi oko 8 W, a otpor je oko 50 Ohm (u različitim modelima zavarivačkih pretvarača, karakteristike otpornika mogu se razlikovati od navedenih). Otpornik je povezan s ispravljačkim krugom, au trenutku uključivanja stroja za zavarivanje slabi početni struj. Nakon što oprema uđe u način rada, aktivira se relej koji zatvara terminala otpornika tako da struja teče već "prošlosti".

Natrag na sadržaj

Inverter: princip rada

Električni krug pretvarača, koji je opremljen strojevima za zavarivanje ovog tipa, uključuje dva ključna tranzistora, koji su spojeni prema principu "kosog mosta". Njihova je osobitost da se mogu prebaciti s vrlo visokom frekvencijom, od 60 do 80 kHz. U tom slučaju, istosmjerna struja koja struji u pretvarač transformira se u izmjeničnu struju koja ima istu frekvenciju. Od uobičajene struje u električnoj mreži, također se razlikuje po svojoj karakteristici: nije sinusoidno, već pravokutno.

Ključni tranzistori su instalirani na radijatoru, što omogućuje izbjegavanje pregrijavanja. Zaštita od prekomjernog napona osigurava krug RC snubber.

Natrag na sadržaj

Transformator visoke frekvencije (Pulse)

Načelo rada pretvarača

Načelo rada pretvarača.

Glavni dio bilo kojeg stroja za zavarivanje je transformator za spuštanje. Njegov dizajn u inverter uređajima je gotovo isti kao i obično, ali istodobno je kompaktniji. Druga važna razlika je prisutnost dodatnog sekundarnog namota koji se koristi za napajanje upravljačkog kruga.

Primarno navijanje visokofrekventnog transformatora opskrbljuje se izmjeničnom strujom koju proizvodi inverter s naponom od 310 V i frekvencijom od nekoliko desetaka kilohertza. Na izlazu sekundarnog namota, koji ima manji broj zavoja, napon se smanjuje na 60-70 V, a struja se povećava na 110-130 A. Ostaje mu da prođe još jedna zadnja faza.

Natrag na sadržaj

Izlazni ispravljač

Struja koja dolazi iz visokofrekventnog transformatora mora se pretvoriti u konstantnu struju - samo je takva struja potrebna za zavarivanje. U tu svrhu, stroj za zavarivanje pretvarača opremljen je izlaznim ispravljačem, električni krug koji se sastoji od dvodijelnih dioda s uobičajenom katodom. Oni se razlikuju od običnih dioda u velikoj brzini. Otvoreni zatvoreni ciklus ovih elemenata je samo 50 nanosekundi (ova se značajka naziva vrijeme oporavka). Ova je kvaliteta potrebna za rad s ultra-visokim frekvencijskim strujama.

Na radijatoru su instalirane i diode izlaznog ispravljača, a za njihovu zaštitu ovaj uređaj je opremljen RC krugom.

Natrag na sadržaj

Uređaj pokretanja kruga

Načini spajanja invertera za zavarivanje

Načini spajanja invertera za zavarivanje.

U trenutku uključivanja uređaja iz mrežnog ispravljača, struja se isporučuje u upravljački krug preko stabilizatora od 15V.

Nakon što upravljački krug pokrene transistorske ključeve pretvarača, na dodatnom sekundarnom namotaju visokofrekventnog transformatora pojavljuje se napon. Ispravlja se diodama i kroz sve isto stabilizator počinje napajanje upravljačkog kruga, dok je isključen iz mrežnog ispravljača.

Natrag na sadržaj

Kontrolna shema

Koordiniranje pretvarača strujnog pretvarača funkcionira preko upravljačkog kruga. Njegov glavni element je čip PWM kontrolera. Zadatak ovog čipa je prebacivanje ključnih tranzistora pretvarača. Upravljanje PWM kontrolom ne upravlja izravno, već pomoću dva uzastopna elementa: tranzistor s poljem i izolacijski transformator.

Trenutna pretvorba u pretvaraču za zavarivanje

Trenutna pretvorba u pretvaraču za zavarivanje.

Iz tranzistora s poljem učinka, visokofrekventna struja (oko 65 kHz) s pravokutnim karakteristikama ulazi u primarno navijanje izolacijskog transformatora. Transformator pretvara napon ovog struja na vrijednost koja je potrebna za upravljanje ključnim tranzistorima pretvarača. Signali na njih dolaze iz dva sekundarna namota izolacionog transformatora, sa svakim od namotaja povezanih na jedan tranzistor.

Pored ovih elemenata, električni krug kontrolnog i nadzornog odbora sadrži pomoćne tranzistore, koji pomažu pri zatvaranju ključnih tranzistora kruga pretvarača i zener diodama koji ih štite od naponskih udara. Tu je i limitator strujnog analizatora. Glavni element analizatora je transformator koji je uključen u primarni krug visokofrekventnog transformatora ugrađenog u jedinicu snage. Ograničivač analizatora kontrolira struju u pretvaraču stroja za zavarivanje i koristi signale primarnog namota transformatora za snagu kako bi prilagodio struju zavarivanja i formiranje impulsa koji se prenose na čip PWM kontrolera.

Kako bi se regulirala struja zavarivanja, u električnom krugu upravljačke jedinice uključen je promjenjivi otpornik čiji je otpor postavljen okretanjem ručice na upravljačkoj ploči invertera.

Natrag na sadržaj

Kontrola izlaza i mrežnog napona

Zahvaljujući inverterskoj funkcionalnosti

Funkcija zavarivačkog pretvarača.

Pored svega navedenog, zadatak upravljačkog kruga stroja za zavarivanje je praćenje napona u mreži i na izlaznom ispravljaču. Da biste to učinili, njegov električni krug završava s operativnim pojačalom. Neki od njegovih elemenata povezani su s mrežnim ispravljačem radi otkrivanja naponskih udara u mreži napajanja. U slučaju kršenja ovih elemenata reproduciraju signale struje i napona koji dolaze do sabirnog modula, a zatim generator pulsa PWM regulatora. Rad generatora, dakle, cijelog kruga je blokiran.

Slično se nadzire radni napon na izlazu pretvarača. Njegova se vrijednost može odstupati od norme u slučaju kvara u radu diodnog mosta mrežnog ispravljača ili drugih elemenata. U tom je slučaju upravljački krug također onemogućen.

Blokiranje kruga prati napajanje napona na signalnu diodu, koja obavještava korisnika stroja za zavarivanje o neispravnostima.

Natrag na sadržaj

Upute za popravak strojnog pretvarača za zavarivanje

Kao i svaka oprema, strojevi za zavarivanje invertera mogu uspjeti. Često se uočava sljedeći simptom: uređaj izgleda potpuno netaknut ("normalni" zaslon je uključen, ventilator se može čuti u kućištu), ali se iskra ne pojavljuje kada se elektroda uđe u metal. Ponekad možete čuti neobičan hum. U nekim slučajevima popravak uređaja može se obaviti samostalno, bez uključivanja stručnjaka iz servisne tvrtke.

Shema zavarivanja tankih metala pomoću inverterskog zavarivanja

Shema zavarivanja tankih metala pomoću inverterskog zavarivanja.

Prema uputama, prije svega, s multimetrom treba provjeriti stanje termičkih osigurača ugrađenih na radijatore različitih elemenata u jedinici snage. Temperatura na kojoj su otvoreni kontakti tipično je 90 stupnjeva. Odvojene vrste takvih osigurača su jednokratne, nakon pokretanja moraju se mijenjati. Drugi otvaraju krug kod pregrijavanja, ali kada se radijator ohladi, opet vraćaju spoj. Takvi elementi mogu se ugraditi na primarne namote energetskih transformatora. Njihov poticaj često dovodi u zabludu električne amatere koji misle da je u zavoju došlo do prekida. Ako pronađete neispravnu toplinsku osigurač, možete pokušati skratiti svoje kontakte. Ova je opcija prikladna kao privremeni "tretman", omogućit će vam da završite posao, ako je hitno.

Budući da je zaštita od pregrijavanja sada djelomično odsutna, stroj za zavarivanje treba raditi vrlo pažljivo, potpuno. Nakon završetka rada, odmah se prebacite u trgovinu radioprijevozima za kupnju rezervnog dijela.

Još jedno "osjetljivo" mjesto zavarivačkih pretvarača je izlazni ispravljač, točnije, diode uključene u njegov sastav. Struje s kojima moraju raditi dosežu 130 A, a ponekad uzrokuju kvar u tim diodama.

Lako je provjeriti neucinkovitost izlaznog ispravljača s multimetrom, ali bez "kontinuiteta" svake diode zasebno, nemoguće je utvrditi koji je od njih prekinut. Diode (ovdje se koriste tri dvodijelne diode) moraju se lemiti i ukloniti iz hladnjaka na koji su pričvršćeni. Radijator će također morati biti uklonjen.

Kontrola zavarivanja pretvarača

Kontrola pretvarača zavarivanja.

Valjkaste diode i drugi elementi mogu biti teški. U modernim zavarivačkim pretvaračima, lemljenje se vrši vrlo kvalitativno, s velikom količinom lemljenja, posebno u onim mjestima gdje postoje struje velike snage. Uz to, koristi se bezvodni lem, čija točka taljenja je veća od običnog olovnog kositra. Stoga je za lemljenje dioda i drugih elemenata bolje koristiti snažno 50 W lemljenje, 40 W nije dovoljno. Zadatak je kompliciran činjenicom da istovremeno trebate unositi tri izlaza, tako da ne možete bez ugodnog zagrijavanja. Za uklanjanje lemljenja možete upotrijebiti pletenicu za dezinfekciju ili bakar.

Nakon otkrivanja bušene diode (oba dijela mogu biti bušena u dvodijelnim diodama), trebali biste kupiti novi, isti ili sličan. Korisnik treba obratiti pažnju na važnu činjenicu: izlazne ispravljačke diode su brze, njihovo vrijeme oporavka je samo 50 ns. Samo takvi elementi mogu raditi s frekvencijom izmjenične struje od 60 do 80 kHz. Ovdje se ne mogu instalirati uobičajene diode. U stranim specifikacijama, velike brzine diode se mogu nazvati Hyper-Fast, Ultra-Fast, Stealth Diode, Super-Fast, High Frequency Sekundarni ispravljač, itd.

Prije montaže dioda ili ključnih tranzistora, na radijator treba nanijeti svježi sloj pasta za provođenje topline (KPT-8 ili slično). Lijepljenje se mora nanositi u dovoljnim količinama, ali ne previše obilno. Omogućuje uklanjanje topline iz elementa u smjeru bakrenog ili aluminijskog radijatora.

Valjkaste diode treba biti vrlo pažljivo. Zbog velike struje u slaboj kvaliteti priključaka, uočit će se jaka grijanja i značajni gubitci snage.

Čini se da su zbog nemara tijekom demontaže radijatora oštećene bakrene trake i "zakrpe" ploče, oni su povećani bakrenom konzerviranom žicom i pravilno su lemljeni.

Dodajte komentar