- Ogólne zasady działania falownika
- Jak działa główny układ elektroniczny?
- Zarząd pracy
- Szczególne cechy falowników
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Tradycyjna spawarka, która z konieczności zawiera duży transformator, została ostatnio aktywnie zastąpiona przez falowniki. Aby zrozumieć, jak działa falownik spawalniczy, należy zrozumieć jego konstrukcję, zasadę działania i cechy operacyjne, które określają zalety i ujawniają wady tego urządzenia.
Zgrzewarka inwertorowa służy do spawania różnych detali z metalu.
Ogólne zasady działania 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 o małej mocy, w wymiarach prawie proporcjonalnych do paczki papierosów i układu elektronicznego. Ponadto jednostka inwerterowa posiada system sterowania (jednostka), który znacznie ułatwia proces spawania i pozwala na stworzenie wysokiej jakości spoiny. Jak działa spawarka inwerterowa?
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). Wynikowe napięcie DC za pomocą modulatora zamontowanego na półprzewodnikach jest ponownie zamieniane na przemienne, ale o wyższej częstotliwości (do 100 kHz). Następnie prostowanie i obniżanie napięcia do wartości wymaganej do spawania metalu.
Zastosowanie przetwornicy wysokiej częstotliwości pozwoliło na zastosowanie transformatora o stosunkowo niewielkich rozmiarach, w wyniku czego wymiary i waga urządzenia inwerterowego zostały znacznie zmniejszone. Na przykład, aby uzyskać prąd spawania 160 amperów w falowniku, potrzebny jest transformator o wadze około 0, 25 kg: aby osiągnąć ten sam wynik na tradycyjnej spawarce, trzeba użyć transformatora o wadze co najmniej 18 kg. Gdy pracuje spawarka inwerterowa, elektronika odgrywa ważną rolę: zapewnia sprzężenie zwrotne do łuku elektrycznego, co umożliwia ścisłą kontrolę i utrzymanie parametrów na wymaganym poziomie. Ich najmniejsze odchylenie jest natychmiast „tłumione” przez mikroprocesory. Wszystkie te „dodatki” gwarantują stabilny łuk, co gwarantuje wysoką jakość pracy przy użyciu spawarki inwerterowej.
Jak działa główny układ elektroniczny?
Wewnętrzne urządzenie falownika spawalniczego.
W prostowniku sieciowym prąd elektryczny (220 V) jest prostowany za pomocą silnego mostka diodowego (zwykle zespołu diodowego), wygładzanie pulsacji prądu przemiennego jest wytwarzane przez kondensatory elektrolityczne. Ponieważ Ponieważ mostek diodowy jest bardzo gorący podczas pracy, jest zainstalowany na chłodnicach chłodniczych. Ponadto istnieje bezpiecznik termiczny, który uruchamia się, gdy diody nagrzewają się powyżej + 90 ° C i chronią drogi zespół diod. Obok mostka prostownika, kondensatory elektrolityczne (okrągłe „beczki”) wyróżniają się swoimi wymiarami, których pojemność waha się między 140-800 mikromadów. Dodatkowo w spawarce zainstalowany jest filtr, który zapobiega zakłóceniom radiowym.
Sam obwód falownika zawiera 2 tranzystory dużej mocy (zwykle MOSFET lub IGBT), również zainstalowane na grzejnikach. Te półprzewodniki zmieniają prąd przepływający przez transformator impulsowy: w tym samym czasie częstotliwość przełączania osiąga dziesiątki kHz. W rezultacie powstaje prąd przemienny o wysokiej częstotliwości. Aby chronić drogie tranzystory przed skokami napięcia, stosowane są obwody ochronne, w tym rezystory i małe kondensatory. Po „rozpracowaniu” tranzystorów niższe napięcie jest usuwane z uzwojenia wtórnego transformatora obniżającego napięcie (do 70 V), ale prąd może wynosić 130-140 lub więcej amperów.
Układ elektroniczny spawarki inwerterowej.
W celu uzyskania stałego napięcia na wyjściu stosuje się niezawodny prostownik wyjściowy. Zwykle to urządzenie jest montowane na podstawie podwójnych diod mających wspólną katodę. Urządzenia te charakteryzują się maksymalną prędkością, tj. szybko otwierać i zamykać, 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 podobnym zadaniem, nie będą miały czasu na zmianę. Dlatego podczas naprawy ważne jest, aby wymienić te diody na te same wysokiej częstotliwości (najpopularniejsze urządzenia typu VS 60CPH03, STTH6003CW, FFH30US30DN), które powinny być zaprojektowane na napięcie wsteczne 300 V i prąd 30 A.
Zarząd pracy
Regulator napięcia zaprojektowany na 15 V i zamontowany na radiatoru radiatora służy do zasilania elementów płyty. Napięcie zasilania pochodzi z głównego prostownika. Jedną z funkcji kondycjonera mocy jest doprowadzanie napięcia do przekaźnika, co zapewnia „płynny rozruch” urządzenia. Po przyłożeniu napięcia kondensatory zaczynają ładować: napięcie wzrasta i, w celu ochrony zespołu diody, stosuje się obwód ograniczający, który zawiera mocny (8 W) rezystor. Gdy tylko kondensatory zostaną naładowane, falownik zadziała, przekaźnik zamknie swoje styki, a rezystor nie będzie uczestniczył w dalszych pracach.
Sterowanie maszyną spawalniczą.
Oprócz regulatora napięcia w obwodzie elektronicznym falownika znajduje się wiele innych systemów zapewniających wysoką wydajność urządzenia. Główne elementy elektroniczne to:
- System sterowania i sterowniki: tutaj głównym elementem jest układ kontrolera PWM, który „zajmuje się” sterowaniem pracą tranzystorów dużej mocy;
- Układy regulacji i sterowania: głównym elementem jest przekładnik prądowy, którego zadaniem jest sterowanie wyjściem prądowym transformatora;
- System monitorowania napięcia zasilania i prądu wyjściowego: składa się z wzmacniacza operacyjnego (wzmacniacza operacyjnego) zamontowanego na chipie (na przykład LM324). Celem systemu jest, jeśli to konieczne, włączenie ochrony awaryjnej, monitorowanie działania i operacyjności głównych elementów jednostki elektronicznej.
Szczególne cechy falowników
Oprócz zalet niewielkiej wagi, urządzenia spawalnicze typu inwertorowego umożliwiają stosowanie elektrod zarówno dla 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 wygodniejszy, zwłaszcza te dodatki są odpowiednie dla tych, którzy dopiero uczą się opanować spawanie:
- gorący start (lub gorący start): ustawia optymalne parametry zapłonu łuku;
- antyadhezyjny (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 oddzielenia metalu od elektrody, co również zapobiega przywieraniu.
Dobry zapłon łuku w falowniku spawalniczym jest realizowany dzięki niezależności napięcia wyjściowego od wejścia, które jest obecne w tradycyjnych urządzeniach spawalniczych. W konwencjonalnym spawaniu zbyt mały prąd powoduje przyklejenie elektrody, a zbyt wiele jest obarczone nadmiernym spalaniem części metalowej. To znaczy podczas pracy z falownikiem niemożliwe jest „zanurzenie” lub „spalenie” części, co gwarantuje wytrzymałość szwu (nie ma w nim skorup ani pęknięć).
W konwencjonalnym urządzeniu konieczne jest zachowanie odległości około 2 średnic elektrody od połączenia części, które mają być łączone, w przeciwnym razie wartość prądu będzie się zmieniać. Falowniki utrzymują prąd w ściśle określonych granicach, a ponadto są stałe, a nie naprzemienne. Pozwala to nie tak krytycznie patrzeć na długość łuku, co ułatwia pracę, zwłaszcza jeśli spawacz jest początkujący. Jakość szwu nie zależy od długości łuku.