Zasady ogólne i prywatne

Tradycyjna spawarka, która koniecznie zawiera masywny transformator, została ostatnio aktywnie zastąpiona przez inwertery. Aby zrozumieć, jak działa falownik spawalniczy, konieczne jest zrozumienie jego konstrukcji, zasady działania i cech operacyjnych, które określają zalety i ujawniają wady tego urządzenia.

Zgrzewarka inwertorowa

Spawarka inwertorowa służy do spawania różnych detali z metalu.

Ogólne zasady falownika

W przeciwieństwie do bardziej znanych transformatorów spawalniczych, w tym urządzeniu konwersja napięcia elektrycznego na prąd spawany odbywa się w kilku etapach: za pomocą transformatora małej mocy, w wymiarach niemal współmiernych do paczki papierosów i obwodu elektronicznego. Ponadto, jednostka inwertera ma układ sterowania (jednostkę), co znacznie ułatwia proces spawania i umożliwia tworzenie spoiny o wysokiej jakości. Jak działa zgrzewarka inwerterowa?

Urządzenie spawarki inwertorowej

Urządzenie spawarki inwertorowej.

Po pierwsze, prąd wejściowy 220 V z częstotliwością 50 A przechodzi przez prostownik spawarki, jest konwertowany na stały i jest jednocześnie wygładzany przez filtry (zwykle w postaci kondensatorów elektrolitycznych). Powstałe napięcie DC za pomocą modulatora zmontowanego na półprzewodnikach jest przekształcane ponownie na przemienne, ale na wyższą częstotliwość (do 100 kHz). Następnie prostowanie i obniżanie napięcia do wartości wymaganej do spawania metalu.

Zastosowanie przetwornicy wysokiej częstotliwości umożliwiło zastosowanie transformatora o stosunkowo niewielkich rozmiarach, w wyniku czego znacznie zmniejszyły się wymiary i ciężar urządzenia inwertera. Na przykład, aby uzyskać prąd spawania o wartości 160 amperów w falowniku, potrzebny będzie transformator o wadze około 0,25 kg: aby osiągnąć podobny wynik w tradycyjnym zespole spawalniczym, należy zastosować transformator o wadze co najmniej 18 kg. Gdy spawarka inwerterowa działa, elektronika odgrywa ważną rolę: zapewnia sprzężenie zwrotne do łuku elektrycznego, co pozwala ściśle kontrolować i utrzymywać jego parametry na wymaganym poziomie. Ich najmniejsze odchylenie jest natychmiast "tłumione" przez mikroprocesory. Wszystkie te "dodatki" gwarantują stabilny łuk, który gwarantuje wysoką jakość pracy przy spawarce falownikowej.

Powrót do spisu treści

Jak działa główny układ elektroniczny?

Wewnętrzne urządzenie falownika spawalniczego

Wewnętrzny falownik do spawania urządzenia.

W prostowniku sieciowym prąd elektryczny (220 V) jest rektyfikowany za pomocą mocnego mostka diodowego (zwykle zespołu diod), wygładzanie pulsacji prądu przemiennego jest wytwarzane przez kondensatory elektrolityczne. Od Ponieważ mostek diodowy jest bardzo gorący podczas pracy, jest instalowany na grzejnikach chłodniczych. Do tego dochodzi bezpiecznik termiczny, który uruchamia się, gdy diody są rozgrzane ponad + 90 ° C i chroni drogi zestaw diod. Obok mostu prostownika, kondensatory elektrolityczne (okrągłe "beczki") wyróżniają się swoimi wymiarami, których pojemność mieści się w granicach 140-800 mikroparadów. Dodatkowo w urządzeniu spawalniczym zainstalowany jest filtr, który zapobiega zakłóceniom radiowym.

Obwód samego falownika zawiera 2 potężne tranzystory (zwykle MOSFET lub IGBT), również zainstalowane na grzejnikach. Te półprzewodniki przełączają prąd przepływający przez transformator impulsowy: w tym samym czasie częstotliwość przełączania osiąga dziesiątki kHz. W wyniku tego powstaje prąd przemienny o wysokiej częstotliwości. Aby chronić drogie tranzystory przed skokami napięcia, stosuje się obwody ochronne, w tym rezystory i małe kondensatory. Po "wypracowaniu" tranzystorów, z uzwojenia wtórnego transformatora obniżającego (do 70 V) pobierane jest niższe napięcie, ale prąd może wynosić 130-140 lub więcej.

Obwód elektroniczny spawarki inwerterowej

Obwód elektroniczny spawarki inwerterowej.

Aby uzyskać stałe napięcie na wyjściu, stosowany jest niezawodny prostownik wyjściowy. Zwykle to urządzenie jest montowane na podstawie podwójnych diod posiadających wspólną katodę. Te urządzenia charakteryzują się maksymalną prędkością, tj. szybko otwieraj i zamykaj, a czas odzyskiwania nie przekracza 50 nanosekund. Ostatnia jakość jest bardzo ważna, ponieważ Diody te prostują prąd o bardzo wysokiej częstotliwości: zwykłe półprzewodniki nie poradzą sobie z tym zadaniem, nie będą miały czasu na zmianę. Dlatego przy naprawach ważne jest, aby wymienić te diody na te same o wysokiej częstotliwości (najpopularniejsze urządzenia typu VS 60CPH03, STTH6003CW, FFH30US30DN), które powinny być zaprojektowane dla napięcia wstecznego 300 V i prądu 30 A.

Powrót do spisu treści

Zarząd pracy

Do zasilania elementów tablicy służy regulator napięcia zaprojektowany na 15 V i zamontowany na radiatorze. Napięcie zasilania pochodzi z głównego prostownika. Jedną z funkcji kondycjonera mocy jest doprowadzenie napięcia do przekaźnika, co zapewnia "płynny start" urządzenia. Po przyłożeniu napięcia kondensatory zaczynają ładować: napięcie wzrasta i, w celu ochrony zespołu diod, stosowany jest obwód ograniczający, który obejmuje mocny (8 W) rezystor. Gdy tylko kondensatory zostaną naładowane, falownik zadziała, przekaźnik zamknie styki, a rezystor nie będzie uczestniczył w dalszych pracach.

Sterowanie spawarką

Sterowanie spawarką.

Oprócz regulatora napięcia, w obwodzie elektronicznym falownika znajduje się wiele innych systemów zapewniających wysoką wydajność urządzenia. Główne z tych komponentów elektronicznych to:

  1. System sterowania i sterowniki: tutaj głównym elementem jest układ kontrolera PWM, który "zajmuje się kontrolowaniem działania wydajnych tranzystorów;
  2. Regulacja i sterowanie obwodami: głównym elementem jest transformator prądowy, którego zadaniem jest kontrola prądu wyjściowego transformatora;
  3. Układ sterowania napięcia zasilania i prądu wyjściowego: składa się z wzmacniacza operacyjnego (wzmacniacza operacyjnego) zmontowanego na chipie (na przykład LM324). Celem systemu jest, jeśli to konieczne, włączenie zabezpieczenia awaryjnego, w celu monitorowania działania i działania głównych elementów jednostki elektronicznej.
Powrót do spisu treści

Szczególne cechy falowników

Oprócz zalet niskiej masy, spawarki typu falownik umożliwiają zastosowanie elektrod zarówno do prądu przemiennego, jak i stałego. Jest to szczególnie ważne przy spawaniu elementów z żeliwa, metali nieżelaznych. Większość modeli ma opcje, które sprawiają, że proces spawania jest bardziej wygodny, szczególnie te dodatki są odpowiednie dla tych, którzy dopiero uczą się opanować spawanie:

  • gorący start (lub Hot start): ustawia optymalne parametry zapłonu łuku;
  • anti-sticking (lub AntiSticking): w przypadku zwarcia prąd spawania jest automatycznie redukowany do minimum, w wyniku czego elektroda nie przykleja się do części:
  • ArcForce: ta opcja zapewnia optymalny prąd w momencie separacji metalu od elektrody, co również zapobiega przywieraniu.

Dobre zajarzanie łuku w falowniku spawalniczym jest realizowane dzięki niezależności napięcia wyjściowego od wejścia, które występuje w tradycyjnych urządzeniach spawalniczych. W konwencjonalnym spawaniu zbyt mały prąd powoduje, że elektroda się przykleja, a zbyt dużo jest obarczone nadmiernym spalaniem metalowej części. Tj podczas pracy z falownikiem niemożliwe jest "podpalenie" lub "wypalenie" części, która gwarantuje wytrzymałość szwu (nie ma w nim skorup ani pęknięć).

Inna cecha inwertera - brak zgodności z długością łuku.

W konwencjonalnym urządzeniu konieczne jest utrzymanie odległości około 2 średnic elektrody od połączenia łączonych części, w przeciwnym razie wartość prądu będzie się zmieniać. Falowniki utrzymują prąd w ściśle określonych ramach, co więcej, jest stały, a nie naprzemienny. To nie jest tak istotne, aby spojrzeć na długość łuku, co ułatwia pracę, zwłaszcza jeśli spawacz jest początkujący. Jakość szwu nie zależy od długości łuku.

Dodaj komentarz