Mga inverter welding machine

Ang malaking interes at rurok ng katanyagan na tumaas sa huling dekada sa mga bagong disenyo ng mga welding machine na gumagana sa prinsipyo ng mga inverters ay dahil sa mga sumusunod na pangunahing dahilan:

• nadagdagan ang kalidad ng tahi;

• ang pagkakaroon ng mga operasyon kahit na para sa mga baguhan na welders dahil sa pagsasama ng isang kumplikadong mga function para sa mainit na pagsisimula, anti-sticking ng elektrod at arc burning;

• pagliit ng disenyo ng mga kagamitan sa hinang, tinitiyak ang kadaliang mapakilos nito;

• makabuluhang pagtitipid ng enerhiya kumpara sa mga transformer.

Ang mga pakinabang na ito ay naging posible dahil sa isang pagbabago sa diskarte sa teknolohiya ng paglikha ng isang welding arc sa isang elektrod dahil sa pagpapakilala ng mga pinakabagong pagsulong sa teknolohiya ng microprocessor.

Paano ang mga welding inverters

Pinapatakbo ang mga ito ng 220 V 50 Hz na kuryente, na nagmumula sa isang regular na saksakan ng kuryente. (Ang apparatus na tumatakbo sa isang three-phase network ay gumagamit ng mga katulad na algorithm.) Ang tanging limitasyon na dapat mong bigyang pansin ay ang paggamit ng kuryente ng apparatus.Hindi ito dapat lumampas sa rating ng mga mains protective device at ang conductive properties ng mga kable.

Ang pagkakasunud-sunod ng limang teknolohikal na cycle na ginamit upang lumikha ng isang welding arc mula sa inverter ay ipinapakita sa larawan.

Kabilang dito ang mga prosesong isinagawa ng:

• rectifier;

• filter ng condenser line;

• mataas na dalas ng converter;

• high-frequency boltahe step-down transpormer;

• mataas na dalas ng rectifier;

• control scheme.

Ang lahat ng mga device na ito ay matatagpuan sa board sa loob ng kahon. Sa pagtanggal ng takip, ang hitsura nila ay katulad ng ipinapakita sa larawan.

Pangunahing boltahe rectifier

Ito ay ibinibigay sa alternating boltahe ng isang nakatigil na de-koryenteng network sa pamamagitan ng isang manu-manong switch na matatagpuan sa katawan. Ito ay na-convert ng isang diode bridge sa isang pulsating value. Ang lahat ng enerhiya ng welding arc ay dumadaan sa mga elemento ng semiconductor ng bloke na ito. Samakatuwid, ang mga ito ay pinili na may kinakailangang margin ng boltahe at kasalukuyang.

Upang mapabuti ang pagwawaldas ng init, ang pagpupulong ng diode, na napapailalim sa malubhang pag-init sa panahon ng operasyon, ay naka-mount sa mga radiator ng paglamig, na dinaragdagan ng ibinibigay na hangin mula sa fan.

Ang pag-init ng diode bridge ay kinokontrol ng isang sensor ng temperatura na nakatakda sa thermal fuse mode. Ito, bilang isang elemento ng proteksyon, kapag ang mga diode ay pinainit sa +90 ОC, nagbubukas ng power circuit.

Filter ng linya ng condenser

Kaayon ng output contact ng rectifier, na lumilikha ng ripple boltahe, dalawang malakas na electrolytic capacitor ay konektado upang gumana nang magkasama. Pinapakinis nila ang mga pagbabago sa ripple at palaging pinipili na may margin ng boltahe.Sa katunayan, kahit na sa normal na mode ng filter, tumataas ito ng 1.41 beses at umabot sa 220 x 1.41 = 310 volts.

Para sa kadahilanang ito, ang mga capacitor ay pinili para sa isang operating boltahe ng hindi bababa sa 400 V. Ang kanilang kapasidad ay kinakalkula para sa bawat istraktura ayon sa kapangyarihan ng maximum na kasalukuyang hinang. Ito ay karaniwang saklaw mula sa 470 microfarads o higit pa para sa isang solong kapasitor.

Filter ng pagkagambala

Ang isang gumaganang welding inverter ay nagko-convert ng sapat na kuryente upang magdulot ng electromagnetic na ingay. Sa ganitong paraan, nakakasagabal ito sa natitirang mga kagamitang elektrikal na konektado sa network. Upang alisin ang mga ito sa input ng rectifier, itakda inductive-capacitive filter.

Ang layunin nito ay pakinisin ang mga high-frequency na kaguluhan na nagmumula sa isang gumaganang circuit patungo sa network ng kuryente ng iba pang mga consumer ng kuryente.

Inverter

Ang conversion ng direktang boltahe sa mataas na dalas ay maaaring gawin ayon sa iba't ibang mga prinsipyo.

Sa mga welding inverters, ang dalawang uri ng mga circuit na tumatakbo sa prinsipyo ng "slanted bridge" ay madalas na matatagpuan:

• half-bridge half-bridge pulse converter;

• full-bridge pulse converter.

Ang figure ay nagpapakita ng isang pagpapatupad ng unang circuit.

Dalawang malakas na transistor switch ang ginagamit dito. Maaari silang tipunin sa mga seryeng semiconductor device MOSFET o IGBT.

Ang mga Cascade MOSFET ay mahusay na gumagana sa mababang boltahe na mga inverter at mahusay ding humahawak ng mga welding load. Para sa high-capacity fast charge/discharge, kailangan nila ng push driver na may anti-phase signal control para mag-fast charge ang mga capacitor na may isang transistor at short to ground para idischarge sa isa pa.

Ang mga bipolar IGBT ay nakakakuha ng katanyagan sa mga welding inverters.Madali silang magpadala ng malalaking kapangyarihan na may mataas na boltahe, ngunit nangangailangan ng mas kumplikadong mga algorithm ng kontrol.

Ang scheme ng isang half-bridge pulse converter ay matatagpuan sa mga constructions ng welding inverters ng middle price category. Ito ay may mahusay na kahusayan, ito ay maaasahan, ito ay bumubuo ng isang transpormer hugis-parihaba na pulso na may mataas na dalas ng ilang sampu ng kHz.

Ang buong bridge pulse converter ay mas kumplikado, kabilang dito ang dalawang karagdagang transistors.

Kinukuha nito nang husto ang lahat ng mga posibilidad ng isang high-frequency na transpormer na may mga transistor switch na tumatakbo nang magkapares sa mode ng dalawang pinagsamang mga slant na tulay.

Ang circuit na ito ay ginagamit sa pinakamalakas at mahal na welding inverters.

Ang lahat ng mga pangunahing transistor ay naka-install sa mga makapangyarihang heatsink upang alisin ang init. Bilang karagdagan, ang mga ito ay higit na protektado mula sa posibleng mga spike ng boltahe sa pamamagitan ng pamamasa ng mga filter ng RC.

Transpormer ng mataas na dalas

Ito ay isang espesyal na istraktura ng transpormer, kadalasan ng isang ferrite magnetic circuit, na bumababa sa high-frequency na boltahe pagkatapos ng inverter na may kaunting pagkalugi sa isang matatag na arc ignition na humigit-kumulang 60 — 70 volts.

Ang mga malalaking alon ng hinang na hanggang ilang daang amperes ay dumadaloy sa pangalawang paikot-ikot nito. Kaya, kapag nagko-convert ng vol. / H enerhiya na may medyo mababang halaga ng kasalukuyang at mataas na boltahe sa pangalawang paikot-ikot, ang mga alon ng hinang ay nabuo na may nabawasang boltahe.

Dahil sa paggamit ng mataas na dalas at ang paglipat sa isang ferrite magnetic circuit, ang bigat at sukat ng transpormer mismo ay makabuluhang nabawasan, ang mga pagkalugi ng kuryente dahil sa pagbabalik ng iron magnetism ay nabawasan at ang kahusayan ay nadagdagan.

Halimbawa, ang isang welding transpormer ng isang lumang disenyo na may isang iron magnetic core, na nagbibigay ng welding current na 160 amperes, ay tumitimbang ng mga 18 kg, at ang isang high-frequency (na may parehong mga de-koryenteng katangian) ay bahagyang mas mababa sa 0.3 kilo.

Ang mga pakinabang sa bigat ng aparato at, nang naaayon, sa mga kondisyon ng pagtatrabaho ay halata.

Power output rectifier

Ito ay batay sa isang tulay na binuo mula sa espesyal na high-speed, very high-speed diodes na may kakayahang tumugon sa high-frequency current — pagbubukas at pagsasara na may oras ng pagbawi na humigit-kumulang 50 nanosecond.

Ang mga maginoo na diode ay hindi makayanan ang gawaing ito. Ang tagal ng kanilang lumilipas ay tumutugma sa halos kalahati ng panahon ng sinusoidal harmonic ng kasalukuyang, o mga 0.01 segundo. Dahil dito, mabilis silang uminit at nasusunog.

Ang power diode bridge, tulad ng mga transistor ng high-voltage transformer, ay inilalagay sa mga heat sink at pinoprotektahan ng isang damping RC circuit laban sa mga spike ng boltahe.

Ang mga output terminal ng rectifier ay ginawa gamit ang makapal na tansong lug para sa isang secure na koneksyon ng mga welding cable sa electrode circuit.

Mga katangian ng control scheme

Ang lahat ng mga operasyon ng welding inverter ay kinokontrol at kinokontrol ng processor sa pamamagitan ng feedback gamit ang iba't ibang mga sensor. Nagbibigay ito ng halos perpektong welding current parameter para sa pagsali sa lahat ng uri ng metal.

Salamat sa tumpak na dosed load, ang mga pagkawala ng enerhiya sa panahon ng hinang ay makabuluhang nabawasan.

Upang patakbuhin ang control circuit, isang patuloy na nagpapatatag na boltahe ay ibinibigay mula sa power supply, na panloob na konektado sa 220 V input circuits.Ang pag-igting na ito ay naglalayong:

• cooling fan para sa mga radiator at board;

• soft start relay;

• Mga tagapagpahiwatig ng LED;

• supply ng kuryente sa microprocessor at operational amplifier.

Ang relay para sa soft start inverter ay malinaw sa pangalan. Gumagana ito sa sumusunod na prinsipyo: sa sandali ng paglipat sa inverter, ang mga electrolytic capacitor ng network filter ay nagsisimulang mag-charge nang napakabilis. Ang kanilang charging current ay napakataas at maaaring makapinsala sa rectifier diodes.

Upang maiwasan ito, ang singil ay limitado sa pamamagitan ng isang malakas na risistor, na kasama ang aktibong pagtutol nito ay binabawasan ang paunang inrush na kasalukuyang. Kapag ang mga capacitor ay sinisingil at ang inverter ay nagsimulang gumana sa disenyo na mode, ang soft start relay ay nag-a-activate at sa pamamagitan ng mga normal na bukas na mga contact nito ay minamanipula ang risistor na ito, sa gayon ay inaalis ito mula sa mga stabilization circuit.

Halos lahat ng inverter logic ay nakapaloob sa loob ng microprocessor controller. Kinokontrol nito ang pagpapatakbo ng mga makapangyarihang transistor ng converter.

Ang proteksyon ng overvoltage ng gate at emitter power transistors ay batay sa paggamit ng zener diodes.

Ang isang sensor ay konektado sa paikot-ikot na circuit ng high-frequency na transpormer - isang kasalukuyang transpormer, na kasama ang mga pangalawang circuit nito ay nagpapadala ng signal na proporsyonal sa magnitude at anggulo para sa pagproseso ng lohika. Sa ganitong paraan, ang lakas ng mga alon ng hinang ay kinokontrol upang maapektuhan ang mga ito sa panahon ng pagsisimula at pagpapatakbo ng inverter.

Upang kontrolin ang magnitude ng input boltahe sa input ng mains rectifier ng apparatus, isang operational amplifier microcircuit ay konektado.Patuloy nitong sinusuri ang mga signal mula sa boltahe at kasalukuyang proteksyon, na tinutukoy ang sandali ng isang sitwasyong pang-emergency kung kinakailangan upang harangan ang operating generator at idiskonekta ang inverter mula sa power supply.

Ang pinakamataas na deviations ng supply boltahe ay kinokontrol ng isang comparator. Na-trigger ito kapag naabot ang mga kritikal na halaga ng enerhiya. Ang signal nito ay sunud-sunod na pinoproseso ng mga elemento ng lohika upang patayin ang generator at ang inverter mismo.

Para sa manu-manong pagsasaayos ng kasalukuyang ng welding arc, ginagamit ang isang adjusting potentiometer, ang knob na kung saan ay dinadala sa katawan ng device. Ang pagpapalit ng resistensya nito ay nagbibigay-daan sa isa sa mga paraan ng kontrol na magamit, na nakakaapekto sa:

• amplitude sa / h boltahe ng inverter;

• dalas ng mga high-frequency na pulso;

• tagal ng pulso.

Mga pangunahing patakaran ng pagpapatakbo at mga sanhi ng mga pagkabigo ng mga welding inverters

Ang paggalang sa mga kumplikadong elektronikong kagamitan ay palaging ang susi sa pangmatagalan at maaasahang operasyon nito. Ngunit, sa kasamaang-palad, hindi lahat ng user ay naglalapat ng probisyong ito sa pagsasanay.

Ang mga welding inverters ay gumagana sa mga workshop ng produksyon, sa mga construction site o ginagamit ng mga manggagawa sa bahay sa mga personal na garage o mga cottage ng tag-init.

Sa isang kapaligiran ng produksyon, ang mga inverter ay kadalasang dumaranas ng alikabok na nakolekta sa loob ng kahon. Ang mga mapagkukunan nito ay maaaring maging anumang mga tool o metalworking machine, pagproseso ng mga metal, kongkreto, granite, brick. Ito ay karaniwan lalo na kapag nagtatrabaho sa mga grinder, bricklayer, perforators...

Ang susunod na dahilan para sa kabiguan na naganap sa panahon ng hinang ay ang paglikha ng mga hindi pamantayang pag-load sa electronic circuit ng isang walang karanasan na welder.Halimbawa, kung susubukan mong i-cut ang frontal armor ng tank tower o railway rail na may low-power welding inverter, ang resulta ng naturang gawain ay hindi mapag-aalinlanganan: pagsunog ng IGBT o MOSFET na mga elektronikong sangkap.

Sa loob ng control circuit, gumagana ang isang thermal relay, na nagpoprotekta laban sa unti-unting pagtaas ng mga thermal load, ngunit hindi ito magkakaroon ng oras upang tumugon sa gayong mabilis na pagtalon sa mga alon ng hinang.

Ang bawat welding inverter ay nailalarawan sa pamamagitan ng parameter na «PV» - ang tagal ng paglipat sa kumpara sa tagal ng stop pause, na ipinahiwatig sa teknikal na pasaporte. Ang hindi pagsunod sa mga rekomendasyong ito ng halaman ay humahantong sa mga hindi maiiwasang pag-crash.

Ang walang ingat na paggamot sa aparato ay maaaring ipahayag sa mahinang transportasyon o transportasyon nito, kapag ang katawan ay nalantad sa mga panlabas na mekanikal na shocks o vibrations ng frame ng isang gumagalaw na kotse.

Sa mga empleyado, may mga kaso ng pagpapatakbo ng mga inverters na may malinaw na mga palatandaan ng mga malfunction na nangangailangan ng agarang pag-alis, halimbawa, pag-loosening ng mga contact na nag-aayos ng mga welding cable sa mga socket ng pabahay. At ang pagbibigay ng mga mamahaling kagamitan sa mga di-skilled at poorly trained personnel ay kadalasang humahantong sa mga aksidente.

Sa bahay, madalas na nangyayari ang pagbaba ng boltahe ng supply, lalo na sa mga kooperatiba ng garahe, at hindi ito binibigyang-pansin ng welder at sinusubukang gawin ang kanyang trabaho nang mas mabilis, "pinipisil" ang lahat ng bagay na kaya niya at hindi kaya mula sa inverter ...

Ang pag-iimbak ng taglamig ng mga mamahaling elektronikong kagamitan sa isang hindi magandang pinainit na garahe o kahit na sa isang malaglag ay humahantong sa pagtitiwalag ng condensate mula sa hangin sa mga board, oksihenasyon ng mga contact, pinsala sa mga track at iba pang panloob na pinsala.Gayundin, ang mga device na ito ay dumaranas ng operasyon sa mababang temperatura sa ibaba -15 degrees o atmospheric precipitation.

Ang paglilipat ng inverter sa isang kapitbahay para sa welding work ay hindi palaging nagtatapos sa isang kanais-nais na resulta.

Gayunpaman, ang pangkalahatang istatistika ng mga workshop ay nagpapakita na para sa mga pribadong may-ari, ang mga kagamitan sa hinang ay gumagana nang mas mahaba at mas mahusay.

Mga bahid ng disenyo

Ang mga welding inverter mula sa mga mas lumang bersyon ay mas mababa sa pagiging maaasahan welding transformer… At ang kanilang modernong disenyo, lalo na ng IGBT modules, ay mayroon nang maihahambing na mga parameter.

Sa panahon ng proseso ng hinang, ang isang malaking halaga ng init ay nabuo sa loob ng pabahay. Ang sistemang ginamit upang alisin at palamig ang mga circuit board at mga elektronikong elemento sa kahit na mga mid-range na modelo ay hindi masyadong mahusay. Samakatuwid, sa panahon ng operasyon, kinakailangan na obserbahan ang mga pagkagambala upang mabawasan ang temperatura ng mga panloob na bahagi at aparato.

Tulad ng lahat ng mga electronic circuit, ang mga inverter device ay nawawalan ng functionality na may mataas na humidity at condensation.

Sa kabila ng pagsasama ng mga filter sa pag-alis ng ingay sa disenyo, ang medyo makabuluhang high-frequency interference ay tumagos sa power circuit. Ang mga teknikal na solusyon na nag-aalis ng problemang ito ay makabuluhang nagpapalubha sa aparato, na humahantong sa isang matalim na pagtaas sa presyo ng lahat ng kagamitan.