A frekvenciaváltó típusú hegesztőgépek standard sémájának

Az inverteres hegesztőgépek folyamatosan csökkenő tendenciája jelentősen megnövelte a berendezés népszerűségét mind a szakemberek körében, mind azok között, akik csak a saját igényeik szerint használják a hegesztést. Érthető, hogy sokan vannak egy ilyen eszköz, érdekli annak szerkezetét és funkcióját, mert ez a fajta információ segít javítani a berendezés a hibás működés esetén, vagy akár, hogy javítsa az alacsony költségű modell egy „cut-down” funkciót. Amint később látni fogjuk, egyáltalán nem nehéz ezekkel a kérdésekkel foglalkozni, elegendő az elektrotechnika alapvető ismerete.

Inverteres hegesztőgép

Inverteres hegesztőgép.

Általános információk

A hegesztési inverterek különböző típusainak elektromos áramköre néhány részletben eltérhet, de általánosságban ezek az eszközök ugyanolyan elven működnek. Mindegyikük fő feladata a hálózatból érkező villamos energia átalakítása annak érdekében, hogy nagy áramot kapjon a kimeneten. Az átalakítási folyamat több szakaszra oszlik:

Fojtószelep-hegesztő inverter

Fojtószelep-hegesztő inverter.

  • a hálózatról érkező váltakozó áram helyesbítése;
  • DC átváltás AC-re, de sokkal nagyobb oszcillációs frekvenciával;
  • a váltakozó nagyfrekvenciájú áram erősítése a feszültségének csökkentésével;
  • egyenesítő erősített nagyfrekvenciás váltakozó áram.

Bárki, aki legalább kevés számítógépes hardverrel rendelkezik, valószínűleg tudja, hogy a személyi számítógép kapcsolóüzemű tápegysége ugyanúgy működik. Ennek a körnek a központi pontja, hogy növelje a váltakozó áram frekvenciáját, és ez a feladat az inverter feladata. Mi az? Az a tény, hogy a transzformátor méretei és súlya nem csak a hatalomra, hanem az áramnak a frekvenciájára is, amelyre átalakítani szándékozik. Minél alacsonyabb a frekvencia, annál masszívabb és nagyobb a transzformátor. Ez a függőség nagyon fontos. Így például egy váltakozó áram frekvenciájának négyszeres növekedésével a transzformátor méretei felére csökkentek. Az inverter áramkör 50 Hz-ről 60-80 kHz-re emeli az elektromos áram frekvenciáját, így a súly és méret nyeresége meglehetősen kézzelfogható. Ennek eredményeként könnyű és kompakt hegesztőgépet kapunk, amelynek előállításához sokkal kevesebb anyagra van szükség, beleértve a drága rézeket is.

Ezután részletesen megvizsgáljuk a frekvenciaváltó főbb blokkjait és azok összefüggéseit.

Vissza a tartalomjegyzékhez

Tápegység: hálózati egyenirányító

Az inverteres hegesztőgép rendszere

Az inverteres hegesztőgép szerkezete.

Az inverter áramkörének sajátossága, hogy munkája állandó áramot igényel. Ezért a szokásos tápegység váltakozó áramát, amelyet 220 V feszültséggel és 50 Hz frekvenciával szállítanak, elsősorban helyesbítésnek vetik alá. Az egyenirányító áramkör tartalmaz egy diódahídot és két kondenzátort, amelyek feladata a pulzálások simítása. Az áram nagy teljesítményének köszönhetően a dióda híd eléggé felmelegszik működés közben, ezért hőforrással ellátott radiátorral van felszerelve. Ez utóbbi az áramkör nyitását 90 fokos hőmérsékletre melegíti.

A kimenet a diódahíd kapjuk lüktető egyenárammal feszültség 220 V, de ez növeli a kondenzátorok a 1,41-szor, és már 310 V. Tekintettel a lehetőségét kiindulási feszültség ugrik felfelé a hálózati inverter-egyenirányító hegesztőgép szerelt kondenzátorok átütési feszültség akár 400 In (megfelel a kezdeti 280 V feszültségnek).

A hálózati egyenirányító elektromágneses kompatibilitási szűrőn keresztül van csatlakoztatva az áramforráshoz, ami megakadályozza a frekvenciaváltó működésének nagyfrekvenciás interferenciáját az elektromos hálózathoz.

Inverteres hegesztőgép áramellátó áramköre

Inverteres hegesztőgép áramellátó áramköre.

Közvetlenül a hegesztőgép bekapcsolása után a kondenzátorokhoz szállított töltőáram olyan értéket érhet el, amely elegendő a diódahíd letiltásához. Ennek megakadályozása érdekében a hegesztőáramú inverterek mindegyike puha indító áramkörrel van felszerelve. Ez egy relé és egy ellenállás segítségével valósul meg, amelynek teljesítménye körülbelül 8 W, és az ellenállás kb. 50 Ohm (különböző hegesztőáramú inverterek esetén az ellenállás jellemzői eltérhetnek a jelzettektől). Az ellenállás az egyenirányító áramkörhöz csatlakozik, és a hegesztőgép bekapcsolásakor gyengíti az indító áramot. Miután a berendezés belép a működési módba, egy relé aktiválódik, amely lezárja az ellenállókábeleket, így az áramlás már "múlt".

Vissza a tartalomjegyzékhez

Inverter: működési elv

A frekvenciaváltó elektromos áramköre, amely ilyen típusú hegesztőgépekkel van felszerelve, két kulcs tranzisztort tartalmaz, amelyek a "ferde híd" elvének megfelelően vannak csatlakoztatva. Különlegességük, hogy nagyon nagy frekvenciával, 60-tól 80 kHz-ig válthatnak. Ebben az esetben a frekvenciaváltóba áramló egyenáram ugyanolyan frekvenciájú váltakozó áramká alakul át. A villamos hálózat szokásos áramától a jellemzője is különbözik: nem szinuszos, hanem téglalap alakú.

A fűtőtestre kulcsfontosságú tranzisztort szerelnek fel, amely lehetővé teszi a túlmelegedés elkerülését. A túlzott feszültség elleni védelmet egy RC leeresztő áramkör biztosítja.

Vissza a tartalomjegyzékhez

Nagyfrekvenciás (impulzus) transzformátor

A frekvenciaváltó működési elve

A frekvenciaváltó működési elve.

A hegesztőgép fő része egy leeresztő transzformátor. A konverter az inverteres készülékeknél gyakorlatilag megegyezik, de ugyanakkor kompaktabb is. Egy másik fontos különbség egy további szekunder tekercs jelenléte, amelyet a vezérlő áramkör táplálására használnak.

A nagyfrekvenciás transzformátor primer tekercselését a frekvenciaváltó által termelt váltakozó áram szolgáltatja 310 V feszültséggel és több tíz kilohertz frekvenciával. A szekunder tekercs kimenetén, amelynek kisebb a fordulatszáma, a feszültség 60-70 V-ra csökken, és az áramerősség 110-130 A-ra emelkedik. Még egy utolsó utolsó szakaszban marad.

Vissza a tartalomjegyzékhez

Kimeneti egyenirányító

A nagyfrekvenciás transzformátorból érkező áramot állandó áramforrássá kell átalakítani - csak egy ilyen áram szükséges a hegesztéshez. E célból az inverteres hegesztőgép kimeneti egyenirányítóval van ellátva, amelynek elektromos áramköre kettős diódákból áll, amelyek közös katóddal rendelkeznek. A normál diódáktól nagy sebességgel különböznek egymástól. Ezeknek az elemeknek a nyitott zárási ciklusa mindössze 50 nanosecont (ez a jellemző a helyreállítási időnek nevezik). Ez a minőség szükséges az ultra-magas frekvenciájú árammal való munkavégzéshez.

A kimeneti egyenirányító diódái szintén a radiátoron vannak felszerelve, és ezek védelme érdekében ez a berendezés egy RC áramkörrel van felszerelve.

Vissza a tartalomjegyzékhez

Indító áramköri berendezés

A hegesztő inverter csatlakoztatásának módjai

A hegesztő inverter csatlakoztatásának módjai.

A készüléket a hálózati egyenirányító bekapcsolása pillanatában a vezérlőáramkörön 15 voltos stabilizátoron keresztül táplálják.

Miután a vezérlő áramkör elindította az inverter kulcs tranzisztorokat, egy feszültség jelenik meg a nagyfrekvenciás transzformátor további szekunder tekercselésén. Ezt diódákkal helyreállítják, és ugyanazon stabilizátoron keresztül kezdik a tápfeszültséget a vezérlőáramkörön keresztül, miközben lekapcsolják a hálózati egyenirányítót.

Vissza a tartalomjegyzékhez

Ellenőrzési rendszer

A frekvenciaváltó-típusú áramváltó koordinálása a vezérlő áramkör által történik. Fő eleme egy PWM vezérlő chip. A chip feladata a frekvenciaváltó kulcs tranzisztorainak átkapcsolása. Működésüket a PWM vezérlő nem közvetlenül, hanem két egymást követő elem segítségével szabályozza: egy térhatású tranzisztort és egy elkülönítő transzformátort.

Hegesztési inverteres átalakítás

Hegesztési inverteres átalakítás.

A térhatású tranzisztorból egy nagyfrekvenciás (kb. 65 kHz) áram, négyszögletes karakterisztikával, bejut az elkülönítési transzformátor primer tekercsébe. A transzformátor átalakítja az áram feszültségét a frekvenciaváltó kulcs tranzisztorainak szabályozásához szükséges értékre. A jelek rájuk két izolációs transzformátor szekunder tekercséből származnak, amelyek mindegyike egy tranzisztorhoz kapcsolódik.

Ezeken az elemeken kívül a vezérlő és figyelő tápegység elektromos áramköre tartalmaz segéd tranzisztorokat, amelyek segítik az inverter áramkörének kulcs tranzisztorainak zárását, és a zener diódák védik őket a feszültség túlfeszültségétől. Van egy analizátor-áramkorlátozó is. Az elemző fő eleme egy transzformátor, amely a nagyfrekvenciás transzformátor primer áramkörébe kerül a hajtóműbe. Analyzer határoló figyeli az áramot az inverter hegesztőgép és jelzések használatával az elektromos transzformátor primer, hogy állítsa be a hegesztőáram és impulzusaiakító közvetítenek a PWM vezérlő chip.

A hegesztőáram szabályozására változó ellenállást kapcsolnak be a vezérlőegység elektromos áramkörében, amelynek ellenállását az inverter hegesztőgépének kezelőpaneljén lévő forgatógomb elforgatásával lehet beállítani.

Vissza a tartalomjegyzékhez

A kimenet és a hálózati feszültség ellenőrzése

Hegesztő inverter funkciók

A hegesztő inverter funkcionalitása.

A fentiek mellett a hegesztőgép vezérlőáramkörének feladata a hálózat és a kimeneti egyenirányító feszültségének figyelése. Ehhez az elektromos áramkör működési erősítővel van ellátva. Néhány eleme hálózati egyenirányítóval van összekötve a feszültségcsúcsok kimutatása érdekében. Sérülések esetén ezek az elemek reprodukálják az aktuális és feszültségvédelmi jeleket, amelyek az összegző modulhoz, majd a PWM vezérlő impulzusgenerátorhoz érkeznek. Ezért a generátor működését az egész áramkör blokkolja.

Hasonlóképpen figyeli a konverter kimeneti feszültségét is. Az érték eltérhet a normától a hálózati egyenirányító vagy más elemek diódahídjának működési hibája esetén. Ebben az esetben a vezérlő áramkör is le van tiltva.

Az áramkör blokkolását a jelző dióda feszültségellátása kíséri, amely a hegesztőgép felhasználóját jelzi a hibás működésről.

Vissza a tartalomjegyzékhez

A hegesztőgép-inverter javítására vonatkozó utasítások

Mint bármely berendezés, az inverteres hegesztőgépek is meghibásodhatnak. A következő tüneteket gyakran megfigyelhetjük: a készülék teljesen sértetlennek tűnik (a "normál" kijelző be van kapcsolva, a ventilátor hallható a házban), de nem jelenik meg szikra, amikor az elektróda érintkezik a fémmel. Néha szokatlan zümmögést hall. Bizonyos esetekben az eszköz javítása önállóan végezhető, anélkül, hogy szakembereket bevonná a szerviz társaságtól.

A hegesztés vékonyrétegének tervezése inverteres hegesztéssel

A hegesztés vékonyrétegének tervezése inverteres hegesztéssel.

Az utasítások szerint először egy multiméterrel ellenőrizni kell a hajtómű különböző elemeinek radiátoraira szerelt hőbiztosítók állapotát. Az a hőmérséklet, amelynél az érintkezők nyitottak, jellemzően 90 fok. Az ilyen biztosítékok különféle típusai eldobhatóak, miután kiváltották őket, meg kell változtatni őket. Mások kinyitják az áramkört, amikor túlmelegednek, de amikor a radiátor lehűl, ismét helyreállítják a kapcsolatot. Ezeket az elemeket az erőátalakítók primer tekercsére lehet felszerelni. A kiváltás gyakran elveti az elektromos amatőröket, akik úgy vélik, hogy a tekercsben megszakadt. Ha hibás hőérzékelőt talál, megpróbálhatja rövidre zárni a kapcsolatait. Ez az opció alkalmas ideiglenes "kezelésre", ez lehetővé teszi, hogy befejezze a munkát, ha sürgős.

Mivel a túlmelegedés elleni védelem részben hiányzik, a hegesztőgépet nagyon óvatosan kell működtetni, teljesen. A munka befejezésekor azonnal lépjen a rádiókészülékbe, hogy alkatrészeket vásároljon.

A hegesztési inverterek egy másik "érzékeny" helyzete egy kimeneti egyenirányító, pontosabban a kompozíció részét képező diódák. Az áramok, amelyekkel dolgozniuk kell, elérik a 130 A-ot, és néha megszakítják ezeket a diódákat.

Könnyen ellenőrizhető a kimeneti egyenirányító nem működőképessége multiméterrel, de az egyes diódák "folytonossága" nélkül külön-külön, lehetetlen meghatározni, hogy melyik hibás. Diódákat (három kettős diódát használnak itt) forrasztásra és eltávolításra kerülnek a hűtőbordából, amelyhez csavarják őket. A radiátorot is el kell távolítani.

Hegesztő invertervezérlés

A hegesztő inverter vezérlése.

A forrasztódiódák és egyéb elemek nehézkesek lehetnek. A modern hegesztőáramú invertereknél a forrasztás nagyon jó minőségű, nagy mennyiségű forrasztással történik, különösen olyan helyeken, ahol nagy áramerősséggel rendelkeznek. Ezenkívül ólommentes forrasztót alkalmaznak, amelynek olvadáspontja nagyobb, mint a hagyományos ólom-ón. Ezért forrasztódiódák és egyéb elemek esetében jobb, ha 50 W-os forrasztópáét használnak, a 40 wattos teljesítmény nem elegendő. A feladatot bonyolítja, hogy egyszerre három kimenetre van szüksége, így nem lehet jó bemelegítés nélkül elvégezni. A forrasz eltávolításához használhatja a desolder vagy a réz pálcát.

Miután a lyukasztott diódát észlelték (mindkét rész kettős diódákkal lyukasztható), akkor egy új, ugyanazt vagy hasonló terméket kell megvásárolnia. A felhasználónak figyelmet kell fordítania egy fontos tényre: a kimeneti egyenirányító diódák gyorsak, helyreállítási ideje csak 50 ns. Csak olyan elemek működtethetők, amelyek váltakozó áramfrekvenciája 60-80 kHz. A hagyományos diódákat nem lehet itt telepíteni. Külföldi specifikációkban a nagysebességű diódákat Hyper-Fast, Ultra-Fast, Stealth Diode, Super-Fast, High Frequency Secondary Rectifier stb.

A diódák vagy kulcs-tranzisztorok behelyezése előtt egy friss réteg hővezető pasztát (KPT-8 vagy hasonló) kell alkalmazni a radiátorhoz. A pasztát elegendő mennyiségben kell alkalmazni, de nem túl bõséges. Ez biztosítja a hő eltávolítását az elemről egy réz vagy alumínium radiátor irányába.

A forrasztódiódákat nagyon óvatosan kell elvégezni. A gyenge minőségű csatlakozások nagy áramerőssége miatt erős fűtés és jelentős teljesítményveszteségek figyelhetők meg.

Előfordul, hogy a hűtőrész szétszerelése során bekövetkezett hanyagság miatt a rézlemezek és a tábla "patchjei" megsérültek, rézbevonatú drótokkal bővültek és megfelelően forrasztottak.

Megjegyzés hozzáadása