- Общи принципи на работа на инвертора
- Как работи основната електронна схема?
- Управителен съвет за работа
- Особености на инверторите
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Традиционната заваръчна машина, която по необходимост включва обемист трансформатор, наскоро беше активно заменена от инвертори. За да се разбере как работи заваръчният инвертор, е необходимо да се разбере неговият дизайн, принципа на работа и експлоатационните характеристики, които определят предимствата и разкриват недостатъците на това устройство.
Инверторната заваръчна машина се използва за заваряване на различни детайли от метал.
Общи принципи на работа на инвертора
За разлика от по-познатите заваръчни трансформатори, в това устройство преобразуването на електрическото напрежение в заварен ток се осъществява в няколко етапа: посредством трансформатор с ниска мощност, с размери почти съизмерими с пачка цигари и електронна верига. Също така инверторното устройство има система за управление (единица), която значително улеснява процеса на заваряване и ви позволява да създадете висококачествена заварка. Как работи инверторна заваръчна машина?
Устройство на инверторната заваръчна машина.
Първо, входният ток от 220 V с честота 50 А преминава през изправителя на заваръчната машина, превръща се в постоянен и едновременно се изглажда от филтри (обикновено под формата на електролитни кондензатори). Полученото постоянно напрежение посредством модулатор, сглобен на полупроводници, се преобразува отново в променлив, но с по-висока честота (до 100 kHz). Следва изправяне и понижаване на напрежението до стойността, необходима за заваряване на метала.
Използването на високочестотен преобразувател позволява използването на трансформатор с относително малък размер, в резултат на което размерите и теглото на инверторния апарат са значително намалени. Например, за да получите заваръчен ток от 160 ампера в инвертора, трябва да имате трансформатор с тегло около 0, 25 кг: за да постигнете същия резултат на традиционна заваръчна машина, ще трябва да използвате трансформатор с тегло най-малко 18 кг. Когато работи инверторна заваръчна машина, електрониката играе важна роля: осигурява обратна връзка към електрическата дъга, което позволява строг контрол и поддържане на параметрите му на необходимото ниво. Най-малкото им отклонение веднага се "потиска" от микропроцесорите. Всички тези "допълнения" гарантират стабилна дъга, което гарантира високо качество на работа при използване на инверторен заваръчен апарат.
Как работи основната електронна схема?
Вътрешно устройство на заваръчния инвертор.
При мрежовия токоизправител електрическият ток (220 V) се отстранява чрез силен диоден мост (обикновено диоден комплект), изглаждането на променливите токове се предизвиква от електролитни кондензатори. защото Тъй като диодният мост е много горещ по време на работа, той се монтира на охлаждащи радиатори. Плюс това, има термичен предпазител, който се задейства, когато диодите се загреят повече от + 90 ° C и предпазва скъп диоден комплект. В непосредствена близост до изправителния мост се открояват електролитни кондензатори (кръгли "бъчви") с размери, чийто капацитет варира между 140-800 микрофарада. Освен това в заваръчната машина е инсталиран филтър, който предотвратява радиосмущенията.
Инверторът сам по себе си включва 2 мощни транзистора (обикновено MOSFET или IGBT), също инсталирани на радиатори. Тези полупроводници превключват тока, преминаващ през импулсен трансформатор: в същото време честотата на превключване достига десетки kHz. В резултат на това се формира променлив ток с висока честота. За защита на скъпите транзистори от пренапрежения, се използват защитни вериги, включително резистори и малки кондензатори. След като транзисторите „изработят”, от вторичната намотка на понижаващия трансформатор (до 70 V) се премахва по-ниско напрежение, но токът може да бъде 130-140 или повече ампера.
Електронната верига на инверторната заваръчна машина.
За да се получи постоянно напрежение на изхода, се използва надежден изходящ токоизправител. Обикновено това устройство се сглобява на базата на двойни диоди, които имат общ катод. Тези устройства се характеризират с максимална скорост, т.е. бързо се отварят и затварят, докато времето за възстановяване не надвишава 50 наносекунди. Последното качество е много важно, защото Тези диоди коригират тока с много висока честота: обикновените полупроводници няма да се справят с подобна задача, няма да имат време да превключват. Ето защо при ремонта е важно тези диоди да се заменят със същите високочестотни (най-често срещаните устройства от тип VS 60CPH03, STTH6003CW, FFH30US30DN), които трябва да бъдат проектирани за обратно напрежение 300 V и ток от 30 A.
Управителен съвет за работа
За захранване на елементите на борда се използва регулатор на напрежение, проектиран за 15 V и монтиран на радиатор на радиатора. Захранващото напрежение идва от главния изправител. Една от функциите на устройството за захранване е да подаде напрежение на релето, което осигурява "плавно стартиране" на устройството. Когато се приложи напрежение, кондензаторите започват да се зареждат: напрежението се увеличава и, за да се защити диодната система, се прилага ограничителна верига, която включва мощен (8 W) резистор. Веднага щом кондензаторите се заредят, инверторът ще работи, релето ще затвори контактите си и резисторът няма да участва в по-нататъшна работа.
Управление на заваръчната машина.
В допълнение към регулатора на напрежение, в електронната схема на инвертора има много други системи, които осигуряват високопроизводително устройство. Основните от тези електронни компоненти са:
- Система за управление и драйвери: тук основният елемент е чипът на PWM контролера, който “се занимава” с контролиране на работата на високомощни транзистори;
- Регулиращи и управляващи вериги: основният елемент е токов трансформатор, чиято задача е да контролира токовия изход на трансформатора;
- Системата за наблюдение на захранващото напрежение и изходния ток се състои от оп-усилвател (op amp), сглобен на чип (например LM324). Целта на системата, ако е необходимо, е да включи аварийна защита, да следи за функционирането и експлоатацията на основните елементи на електронния блок.
Особености на инверторите
В допълнение към предимството на малко тегло, заваръчните машини с инверторен тип позволяват използването на електроди за променлив и за постоянен ток. Това е особено важно при заваряване на елементи от чугун, цветни метали. Повечето модели имат опции, които правят процеса на заваряване по-удобен, особено тези добавки са подходящи за онези, които просто се учат да се справят със заваряването:
- горещ старт (или горещ старт): определя оптималните параметри за запалване на дъгата;
- против прилепване (или против прилепване): в случай на късо съединение, заваръчният ток се намалява автоматично до минимум, в резултат на което електродът не се придържа към частта:
- ArcForce: тази опция дава оптимален ток в момента на отделяне на метала от електрода, което също предотвратява залепването.
Доброто запалване на дъгата в заваръчния инвертор се осъществява поради независимостта на изходното напрежение от входа, който се намира в традиционните заваръчни устройства. При конвенционалното заваряване, твърде малко ток причинява залепване на електрода и твърде много е изпълнен с прегаряне на металната част. Т.е. при работа с инвертор е невъзможно да се „подложат” или „изгорят” частта, която гарантира здравината на шва (няма черупки или пукнатини).
В конвенционален апарат е необходимо да се поддържа разстояние от около 2 диаметъра на електрода до свързването на частите, които трябва да се съединят, в противен случай величината на тока ще варира. Инверторите поддържат тока в строго определени граници, освен това, той е постоянен, а не редуващ се. Това позволява не толкова критично да се гледа дължината на дъгата, което улеснява работата, особено ако заварчикът е начинаещ. Качеството на шева не зависи от дължината на дъгата.