Zastosowanie źródeł prądu spawania inwertera (IIST) obecnie prawie całkowicie zastępuje wykorzystanie źródeł transformatorów, które były ich poprzednikami. Sercem ich zasady działania był transformator obniżający napięcie działający z sieci o częstotliwości 50-65 Hz. Był dość uciążliwym urządzeniem. Aby stworzyć nowoczesne falowniki spawalnicze, stosuje się schematy obwodów różniące się od obwodów transformatora.
W przypadku stosowania falownika spawalniczego konieczne jest stosowanie elektrod powlekanych MMA.
Każdy model falownika charakteryzuje się odpowiednim rozwiązaniem obwodu, które zapewnia wysokiej jakości cechy konstrukcyjne urządzenia. Obwód elektryczny zakłada działanie urządzenia na podstawie przetworników impulsów wysokiej częstotliwości. Łuk elektryczny musi być utrzymywany przez długi czas, aby szew był bardzo gładki, dlatego bardzo podstawowy obwód elektryczny umożliwia wytwarzanie falowników spawalniczych o niewielkiej wadze, dzięki czemu są wygodne do trzymania i przemieszczania.
Rodzaje źródeł falownika prądu spawania
Spawanie łukowe, automatyczne i półautomatyczne
Rynek urządzeń spawalniczych dostarcza nie tylko przemysł, ale także sferę gospodarstwa domowego, przy czym IIST jest używany przede wszystkim w życiu codziennym. Producenci dostarczają co roku najnowsze urządzenia spawalnicze tego typu. Wysoki poziom zapotrzebowania na urządzenia inwerterowe wynika z zastosowania obwodu elektrycznego opartego na modulacji szerokości impulsu. IIST jest powszechnie stosowany, który służy do:
Schemat falownika spawalniczego.
- Spawanie łukowe przy użyciu niezużywalnych elektrod jednostkowych.
- Spawanie półautomatyczne lub automatyczne.
- Cięcie plazmowe lub inne rodzaje spawania, takie jak części aluminiowe.
Szeroko stosowane ręczne spawanie łukowe (MMA) z użyciem ręcznego monolitu elektrodowego nie wymaga zbyt dużego zużycia energii. Urządzenie, które ma dość zmniejszoną masę, pozwala spawaczowi łatwo przesunąć go bliżej żądanego punktu połączenia. Urządzenie do ręcznego spawania łukowego jest kompatybilne z generatorem, który służy do generowania napięcia przemiennego 220 V.
Zastosowane obwody prądu przemiennego lub bezpośredniego prądu spawania łukiem argonowym (TIG) są powiązane z zaawansowanymi funkcjami, które umożliwiają precyzyjną kontrolę różnych parametrów trybu ustawiania. Do spawania używa się elektrody wolframowej, która może dokładnie wykonywać wszystkie prace. Pozwala to na odpowiedni wygląd szwu i jego jakości. Jednocześnie wymiary urządzenia, jego waga oraz zużycie energii mają szczególne zalety.
Spawanie półautomatyczne (MIG / MAG) wiąże się z zastosowaniem schematu urządzenia, który zapewnia wybór odpowiedniej metody przenoszenia metalu. Warianty mogą być związane z kroplówką, przenoszeniem strumienia itp. Ta metoda nie obejmuje rozpryskiwania kropelek metalu.
Falowniki do cięcia łukiem plazmowym
Falownik spawalniczy.
Nowy rodzaj zaawansowanej technologii zapewnia cięcie łukiem plazmowym (PAC). Proces spawania i przerwy występują z wysoką stabilnością łuku w urządzeniu inwertera. Proces cięcia musi odbywać się z dużą prędkością, aby uzyskać gładką i zgrabną krawędź, która nie wymaga obróbki.
Niektóre falowniki charakteryzują się samoograniczającą mocą, ponieważ ich działanie opiera się na falownikach rezonansowych. Jeśli ustawisz urządzenie w trybie nadprądowym, nie nastąpi zwarcie. Ogólnie rzecz biorąc, IIST jest spawarką, której zasada działania przypomina działanie zasilacza komputerowego. To właśnie odróżnia IIST od klasycznego zasilacza transformatorowego.
Mniejszy rozmiar falownika odróżnia go od urządzenia transformatora. Jednocześnie IIST charakteryzuje się wysokim poziomem częstotliwości, który przekracza częstotliwość działania urządzenia transformatorowego o częstotliwości 50 Hz. Obwód elektryczny falownika spawalniczego zapewnia pracę w zakresie częstotliwości od 55 do 75 kHz.
Cechy obwodu elektrycznego spawarki
Schemat inwertera spawalniczego.
Element jednocześnie służy do korygowania napięcia wejściowego. Po wyrównaniu dzięki kondensatorom filtrującym można uzyskać stały prąd o napięciu powyżej 220 V.
Wyjście etapu początkowego jest związane z obecnością prostownika pierwotnego napięcia sieciowego (220 V) z częstotliwością prądu przemiennego 50 Hz. Montaż tego źródła odbywa się na podstawie mostka diodowego, a kondensator służy jako prosty filtr. Ograniczenie prądu po włączeniu urządzenia związane jest z obecnością nieliniowego obwodu ładowania. Jego głównymi elementami są tyrystor bocznikowy i rezystor ograniczający prąd.
Generalnie schemat obwodu elektrycznego spawarki inwerterowej jest związany z działaniem funkcji źródła zasilania, które zapewnia działanie jednostki tranzystora IIST. Działanie tego bloku występuje przy częstotliwości 60-80 kHz, dlatego wymagany jest transformator obniżający napięcie działający przy wymaganych częstotliwościach. Ta funkcja pozwala produkować falowniki spawalnicze o mniejszym rozmiarze niż urządzenia transformatorowe.
Przy najmniejszym rozmiarze współczesnego IIST, w przeciwieństwie do aparatury transformatorowej, moc urządzenia ma stały poziom. Ważnym krokiem jest rozwiązanie problemu związanego z wyborem niezbędnej technologii, która optymalizuje działanie jednostki mocy. Jest to element składowy obwodu elektrycznego każdego profesjonalnego falownika. Możliwe jest zbudowanie jednostki napędowej w oparciu o topologię polegającą na zastosowaniu konwertera mostkowego, konwertera z pojedynczym zakończeniem linii prostej i mostka półmostkowego.
Opis zasady działania obwodu inwertera spawalniczego
Schemat ideowy inwertera spawalniczego można śledzić na podstawie kolejności działań podejmowanych przez to urządzenie. Początkowo zawarte w urządzeniu sieciowym do spawania IIST odbiera prąd przemienny o napięciu 220 V, którego prostowanie występuje, gdy w obwodzie znajduje się mostek diodowy. Aby wyeliminować niepotrzebne zakłócenia w celu ochrony wysokiej jakości skraplacza, instalowane są specjalne filtry interferencyjne, które stanowią przeszkodę.
Następnie prąd jest wyrównywany w obecności kondensatora i jest podawany do jednostki tranzystorowej. Przez kondensatory przepływa prąd, który jest wyższy niż wyjście mostków diodowych. Transformator obniżający napięcie ma uzwojenie, w którym częstotliwość występowania prądu stałego jest kilka razy większa niż jego pierwotna wartość. W wyniku tego na wyjściu wytwarzany jest przemienny prąd spawania o wysokiej częstotliwości.
Następnie prąd przechodzi przez obwód transformatora wysokiej częstotliwości o obniżonej częstotliwości, który ma uzwojenie wtórne o dużym przekroju. Jednocześnie można stosować różne rodzaje materiałów do nawijania. Transformator obniża prąd do poziomu napięcia 50-70 V. Jednocześnie następuje wzrost siły prądu spawania, który przekracza 130 A.
Zasada działania diody wyjściowej
Jeśli zespół jest rzemieślniczy, wówczas stosuje się transformator z uzwojeniem wtórnym wykonanym z miedzi (rozmiar grubości - 0, 3, szerokość - 40 mm). Warunki tego podejścia polegają na doprowadzeniu prądu o wysokiej częstotliwości do powierzchni przewodów, których rdzeń nie jest aktywowany, dlatego urządzenie jest ogrzewane. Następnie wynikowy prąd jest prostowany przez diody wyjściowe.
Rysunek 1. Obwód elektryczny, w którym pracuje falownik.
Cechą diody wyjściowej jest jej działanie przy prądzie wysokiej częstotliwości, z którym nie radzą sobie wszystkie typy diod. Dlatego powinieneś stosować szybkie diody. Czas odzyskiwania nie przekracza 50 nanosekund.
W tych samych warunkach nie można użyć zwykłej diody ze względu na brak jej działania w zestawie częstotliwości o wysokim natężeniu. Wynik jest związany z wydajnością stałego prądu spawania, którego siła jest bardzo wysoka, a napięcie niskie.
Uniwersalność koncepcji falownika spawalniczego
Obwód elektryczny, za pomocą którego przekształtnik działa, pokazano na rys. 1. Producenci zapewniają dla każdego modelu pewne cechy, które pozwalają zwiększyć niezawodność działania urządzenia i zapewnić środki bezpieczeństwa podczas pracy z nim. Obwód elektryczny urządzenia zakłada obecność termicznej jednostki sterującej, która służy jako zabezpieczenie jednostki przed silnym nagrzaniem i przegrzaniem. Urządzenie steruje działaniem układu chłodzenia.
Rysunek 2. Obwód elektryczny falownika spawalniczego.
Obecność różnic w szczegółach niektórych typów falowników spawalniczych nie wpływa na schematy koncepcyjne ich pracy, które są zredukowane do zasady opisanej wcześniej. Przedmiotowy sprzęt ma obwód elektryczny zawierający kilka ważnych elementów. Jednostka kontroli temperatury pozwala obwodowi sterować pracą systemu wentylacji, co zapewnia wymuszone chłodzenie całego urządzenia.
Transformator mocy obwodu elektrycznego jest wyposażony w czujnik temperatury, którego typ jest bimetaliczny i ma stałą temperaturę reakcji, jeśli osiągnie 75 ° w obwodzie. Radiator tranzystora mocy jest kontrolowany przez zintegrowany czujnik odpowiedzialny za jego temperaturę.
Możliwość wytwarzania falowników w oparciu o koncepcję
Gotowanie cienkiego falownika metalowego.
Schemat elektryczny falownika, wyprodukowany przez krajowego producenta Resant, pozwala firmie zaopatrywać rynek w kompaktowe urządzenia, które mieszczą się w obudowie o niezbyt dużych rozmiarach. Pomimo różnych pojemności urządzeń produkowanych przez firmę, charakteryzują się one pewnym obwodem elektrycznym (rys. 2). Łączy w sobie zasadę działania przecinarek plazmowych i spawarek łukowych argonowych Resant.
Niemiecka firma FUBAG produkuje sprzęt spawalniczy zagranicznej produkcji. Godny uwagi jest wyjątkowa niezawodność, wielofunkcyjność, a jednocześnie wysoka specjalizacja. W przypadku inwerterów spawalniczych produkowanych w Niemczech istnieje wiele opcjonalnych funkcji. Obejmują one wymuszone chłodzenie, pracę przy małej mocy, sterowanie mikroprocesorowe itp.
Są mistrzowie, dla których montaż falownika spawalniczego nie zajmuje dużo czasu. Musisz tylko posiadać podstawową wiedzę z zakresu elektrotechniki. Schematyczne schematy inwerterów spawalniczych są dostępne, jeśli rysunek lub instrukcja jest wymagana do niezależnej produkcji. Ważne jest, aby utworzyć inwerter spawalniczy, schematy obwodów elektrycznych, które są ograniczone do uzyskania wysokiej stabilności łuku spawalniczego.