Mazda4you.ru

Мазда №4
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулировка сварочного тока в сварочном инверторе

Регулировка сварочного тока в сварочном инверторе

Генератор сварочный относится к многофункциональным устройствам, преобразующим энергию вращения якоря в постоянный ток. Эту энергию можно направить на сварочные работы, а можно просто использовать сварочный генератор в качестве источника питания.

Сила тока при сварке

Сила тока при сварке зависит от диаметра электрода и толщины свариваемого изделия. Тем не менее, при регулировке тока сварки, в зависимости от применяемого электрода, можно использовать и упрощённый принцип: 1 миллиметр диаметра электрода умножаем на 35 ÷ 40 А сварочного тока.

Класс защиты по IP

У всех сварочных аппаратов в технической документации указан класс защиты, например IP21. И, естественно, возникает вопрос, а что это за класс защиты такой и от чего он, собственно, защищает? Класс защиты по IP — это класс защиты электрооборудования от внешних факторов по стандарту IEC-952.

Выбираем инвертор

Многих начинающих сварщиков занимает вопрос о том, как выбрать инверторный сварочный аппарат. Какой сварочный аппарат выбрать для дома. В этом нехитром деле имеет смысл обратить внимание на соотношение цены и качества, а не просто хвататься за то, что дешевле. При выборе сварочного инвертора учтите следующее.

Сила тока при сварке

Сварочный ток выбираем в зависимости от диаметра электрода. А выбор диаметра электрода во многом зависит от толщины свариваемого изделия.

Диаметр электрода, ммСварочный ток, А
1,635-60
2,030-80
2,550-110
3,070-130
3,280-140
4,0110-170
5,0150-220

Рекомендации для нижнего положения шва

Толщина металла, ммДиаметр электрода, мм
2 — 31,6; 2,0
3 — 52,0; 2,5; 3,0; 3,2; 4,0
5 — 83,0; 3,2; 4,0; 5,0

При подборе источника тока (сварочного инвертора), в зависимости от применяемого электрода, можно использовать упрощенную формулу: 1 мм диаметра электрода умножаем на 35 ÷ 40 А сварочного тока.

Пример : диаметр электрода 3 мм.
3 х (35. 40) = 105. 120 А, т.е. источник (сварочный инвертор) должен иметь максимальный ток не менее 120 А.

Важно : для сварки вертикальных и потолочных швов силу тока уменьшают на 10 — 20 %.

  • < Назад
  • Вперёд >

© 1998-2021 ООО «ВЕСНА-ТЕХНО».
Запчасти на экскаваторы-погрузчики JCB, KOMATSU, HYUNDAI, подшипники SKF, насосное оборудование PIUSI, FILL-RITE,
смазочное оборудование GROZ, распылители MESTO, GLORIA, смазочные материалы MOBIL, Газпром, СОЖ для станка.
Данный сайт носит исключительно информационно-справочный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

Как работает сварочный инвертор?

Устройство сварочного инвертора

Продолжаем изучение сварочного инвертора Telwin. В первой части было рассказано о силовой части схемы аппарата. Пришло время разобраться в управляющей части схемы.

Вот принципиальная схема управляющей части и драйвера (control and driver).

Кликните по картинке. Рисунок схемы откроется в новом окне. Так будет удобнее более детально изучить схему.

Схема управления и драйвера Telwin Tecnica 144-164

Схема управления и драйвер.

Мозгом устройства можно считать микросхему ШИМ-контроллера. Именно она управляет работой мощных транзисторов и, так сказать, задаёт темп работы преобразователя. В зависимости от модели аппарата могут использоваться микросхемы ШИМ-контроллера типа UC3845AD (Tecnica 144-164) или VIPer20A (Tecnica 141-161, 150, 152, 170, 168GE). Микросхему ШИМ-контроллера легко найти на принципиальной схеме. Ну, а что в железе?

Далее на фото показана часть платы инвертора Telwin Force 165.

Элементы схемы управления

Схема управления выполнена в основном из поверхностно-монтируемых элементов (SMD). Как видно на фото поверхность платы покрыта слоем защитного лака и это затрудняет считывание маркировки с микросхем и некоторых элементов. Но, несмотря на это, можно предположительно определить, что микросхема в 14-ти выводном корпусе – это микросхема LM324. Неподалёку смонтирована микросхема в 8-ми выводном планарном корпусе. Это ШИМ-контроллер (UC3845AD).

Обратимся к схеме.

По схеме микросхема ШИМ-контроллера U1 управляет работой полевого N-канального MOSFET транзистора IRFD110 (Q4). Корпус у этого полевого транзистора довольно нестандартный (HEXDIP) – внешне похож на оптопару.

Внешний вид транзистора IRFD110

С вывода стока (D) транзистора Q4 на первичную обмотку разделителного трансформатора T1 поступают прямоугольные импульсы частотой около 65 кГц. У трансформатора T1 имеется 2 вторичные обмотки (3-4 и 5-6), с которых снимаются сигналы для управления мощными ключевыми транзисторами Q5, Q8 (см. схему силовой части). Схема на транзисторах Q6, Q7 и "обвязка" этих транзисторов нужна для правильной работы ключевых транзисторов Q5, Q8. Транзисторы Q6, Q7 в основном помогают транзисторам Q5, Q8 закрываться. Как мы уже знаем из первой части, в качестве транзисторов Q5, Q8 используются либо IGBT-транзисторы, либо MOSFET. А это накладывает некоторые требования на процесс управления ими.

Стабилитроны D16, D17, D29, D30 (на 18V) защищают IGBT-транзисторы от превышения допустимого напряжения между затвором (G) и эмиттером (E).

Цепи регулировки и контроля.

На печатной плате сварочного инвертора TELWIN Force 165 можно обнаружить занятную деталь – трансформатор тока T2.

Трансформатор тока

Эта деталь участвует в работе анализатора-ограничителя тока. По принципиальной схеме видно, что трансформатор тока включен в цепь первичной обмотки трансформатора T3. За счёт индукции электромагнитного поля в трансформаторе тока T2 наводится переменное напряжение. Далее это напряжение выпрямляется и ограничивается схемой на элементах D2, D4, R49, R25,R15, R9, R3, R20, R10. За счёт этой схемы контролируется сила тока в первичной обмотке трансформатора T3, а сигналы, полученные от неё, участвуют в работе «задатчика» сварочного тока и генератора импульсов на микросхеме U1.

Читать еще:  Регулировка хода ручки кпп
Схема контроля напряжения сети и выходного напряжения.

Для контроля напряжения в электросети, а также выходного напряжения (OUT+, OUT-) сварочного аппарата используется схема, состоящая из элементов операционного усилителя (ОУ) на микросхеме LM324: U2A и U2B.

Элементы делителя R1, R5, R14, R19, R24, R29, R36 и R38 подключены к входному сетевому выпрямителю и служат для обнаружения завышенного или заниженного напряжения в электросети.

На элементе U2C операционного усилителя LM324 выполнен суммирующий блок. Он складывает сигналы защиты по напряжению и току. Результирующий сигнал подаётся на задающий генератор импульсов – ШИМ контроллер (UC3845AD). При аварии, схема защиты и контроля подаёт сигнал на суммирующий блок. Он в свою очередь блокирует работу генератора, а, следовательно, и всей схемы.

Микросхемы узла контроля и управления

Выходное напряжение снимается с выходов OUT+, OUT- и через элемент гальванической развязки – оптрон ISO1 (H11817B), поступает в схему контроля (U2A, U2B). Так осуществляется отслеживание параметров выходного напряжения.

Оптрон обратной связи и выходные разъёмы

В случае если напряжение в электросети завышено или занижено, сработает компаратор на элементе U2A и подаст сигнал на транзистор Q1 (BC807) через делитель на резисторах R12, R11. Транзистор Q1 откроется и закоротит на корпус (общий провод) вход 10 элемента U2C. Это приведёт к блокировке работы микросхемы U1 – генератора задающих импульсов. Схема выключится.

Одновременно с этим, за счёт подачи напряжения с выхода 1 компаратора U2A засветится жёлтый светодиод D12 (Giallo – "жёлтый"), указывающий на то, что в схеме неисправность или есть проблемы с сетевым питанием. Светодиод D12 показан на силовой части схемы и подключен к CN1-1. Таким же образом сработает схема, если на выходе выпрямителя (OUT+, OUT-) параметры выйдут за рамки установленных. Такое может произойти, например, при неисправностях выпрямительных диодов или если выйдут из строя детали узла контроля – оптрон ISO1 или элементы его «обвязки», полупроводниковый диод D25, стабилитрон D15, резисторы R57, R52, R51, R50 и электролитический конденсатор C29.

О других элементах схемы.

Биполярный транзистор Q9 подаёт напряжение питания на микросхему ШИМ-контроллера U1 (UC3845AD). Этот транзистор управляется элементом операционного усилителя U2B. На вывод 6 U2B подаётся напряжение с делителя на резисторах R64, R39 (см. схему силовой части). Если напряжение с делителя поступает, то U2B подаёт сигнал на транзистор Q9, который открывается и подаёт напряжение на микросхему U1. Можно сказать, что эта схема участвует в запуске мощного инвертора, так как именно она подаёт питание на управляющий инвертором ШИМ-контроллер.

Ручная установка сварочного тока осуществляется переменным резистором R23.

Переменный резистор ручной регулировки сварочного тока

Ручка резистора выводится на панель управления аппарата.

Ручка задачи сварочного тока на панели сварочного инвертора

Также в цепи регулировки задействованы резисторы R73, R74, R21, R66, R68, R13 и конденсатор C14. Напряжение с цепи ручной регулировки поступает на 10 вывод элемента U2C суммирующего блока.

Как уже говорилось, сварочный инвертор имеет в своём составе множество регулирующих, контролирующих и защитных цепей. Все они нужны для штатной работы аппарата, а также защищают силовые элементы инвертора в случае аварийного режима.

Теперь, когда мы разобрались в работе сварочного инвертора пора рассказать о реальном примере ремонта сварочного инвертора TELWIN Force 165. Об этом читайте здесь.

Принцип работы и устройство сварочного инвертора

Чтобы правильно выбрать оборудование для выполнения сварочных работ, необходимо знать устройство конструкции и принцип работы сварочного инвертора. Если хорошо разбираться в таких вопросах, можно не только эффективно использовать, но и самостоятельно ремонтировать инверторные устройства.

Инверторные сварочные аппараты производства Италии

Инверторные сварочные аппараты производства Италии

Как работает инверторный сварочный аппарат

Принцип действия инверторного аппарата во многом схож с работой импульсного блока питания. И в инверторе, и в импульсном блоке питания энергия трансформируется похожим образом.

Процесс преобразования электрической энергии в сварочном аппарате инверторного типа можно описать так.

  • Переменный ток с напряжением 220 Вольт, протекающий в обычной электрической сети, преобразуется в постоянный.
  • Полученный постоянный ток при помощи специального блока электрической схемы инвертора опять преобразуется в переменный, но обладающий очень высокой частотой.
  • Понижается напряжение высокочастотного переменного тока, что значительно увеличивает его силу.
  • Сформированный электрический ток, обладающий высокой частотой, значительной силой и низким напряжением, преобразуется в постоянный, на котором и выполняется сварка.

Принцип работы сварочного инвертора

Принцип работы сварочного инвертора

Основным типом сварочных аппаратов, которые использовались ранее, были трансформаторные устройства, повышавшие сварочный ток за счет уменьшения значения напряжения. Самыми серьезными недостатками такого оборудования, которое активно используется и сегодня, являются низкий КПД (так как в них большое количество потребляемой электрической энергии тратится на нагрев железа), большие габариты и вес.

Читать еще:  Регулировка фар гранта своими руками по высоте

Изобретение инверторов, в которых сила сварочного тока регулируется совершенно по иному принципу, позволило значительно уменьшить размеры сварочных аппаратов, а также снизить их вес. Эффективно регулировать сварочный ток в таких аппаратах становится возможным благодаря его высокой частоте. Чем выше частота тока, который формирует инвертор, тем меньшими могут быть габариты оборудования.

Одна из основных задач, которую решает любой инвертор, – это увеличение частоты стандартного электрического тока. Возможно это благодаря использованию транзисторов, которые переключаются с частотой 60–80 Гц. Однако, как известно, на транзисторы можно подавать только постоянный ток, в то время как в обычной электрической сети он переменный и имеет частоту 50 Гц. Чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, в инверторных аппаратах устанавливают выпрямитель, собранный на основе диодного моста.

После транзисторного блока, в котором формируется переменный ток с высокой частотой, в сварочных инверторах расположен трансформатор, который понижает напряжение и, соответственно, увеличивает силу тока. Для регулировки напряжения и тока, имеющих высокую частоту, требуются менее габаритные трансформаторы (при этом по своей мощности они не уступают более крупным аналогам).

Сварочный инвертор без защитного кожуха

Сварочный инвертор без защитного кожуха

Элементы электрической схемы инверторных устройств

Устройство сварочного инвертора составляют следующие базовые элементы:

  • выпрямитель переменного тока, поступающего из обычной электрической сети;
  • инверторный блок, собранный на основе высокочастотных транзисторов (такой блок и является генератором высокочастотных импульсов);
  • трансформатор, который понижает высокочастотное напряжение и увеличивает высокочастотный ток;
  • выпрямитель переменного высокочастотного тока;
  • рабочий шунт;
  • электронный блок, отвечающий за управление инвертором.

Пример принципиальной схемы инвертора (нажмите для увеличения)

Пример принципиальной схемы инвертора (нажмите для увеличения)

Выпрямительный и инверторный блоки оборудования в процессе своей работы сильно нагреваются, поэтому их устанавливают на радиаторы, активно отводящие тепло. Кроме того, для защиты выпрямительного блока от перегрева используется специальный термодатчик, отключающий его электропитание при достижении им температуры 90 градусов.

Инверторный блок, являющийся, по сути, генератором высокочастотных импульсов большой мощности, собирается на основе транзисторов, соединяемых по типу «косого моста». Высокочастотные электрические импульсы, формирующиеся в таком генераторе, поступают на трансформатор, необходимый для того, чтобы понизить значение их напряжения.

Наиболее распространенными трансформаторами, используемыми для оснащения сварочных инверторов, являются устройства со следующими характеристиками: первичная обмотка – 100 витков провода марки ПЭВ (толщина 0,3 мм); 1-я вторичная обмотка – 15 витков из медной проволоки диаметром 1 мм; 2-я и 3-я вторичные обмотки – 20 витков медного провода диаметром 0,35 мм. Все обмотки тщательно изолируются друг от друга, а места их выхода защищаются и запаиваются.

Внутреннее устройство сварочного инвертора

Внутреннее устройство сварочного инвертора

На выходной выпрямитель сварочного инвертора поступает ток, обладающий высокой частотой. С преобразованием такого тока в постоянный простые диоды не справятся. Именно поэтому основу выпрямителя составляют мощные диоды, обладающие большой скоростью открывания и закрывания. Чтобы предотвратить перегревание диодного блока, его размещают на специальном радиаторе.

Обязательным элементом любого сварочного инвертора является резистор высокой мощности, обеспечивающий устройству мягкий пуск. Необходимость использования такого резистора объясняется тем, что при включении питания на оборудование подается мощный электрический импульс, который может стать причиной выхода из строя диодов выпрямительного блока. Чтобы этого не произошло, ток подается через резистор на электролитические конденсаторы, которые начинают заряжаться. При достижении конденсаторами полного заряда и перехода устройства в штатный режим работы замыкаются контакты электромагнитного реле и ток начинает поступать на диоды выпрямителя, уже минуя резистор.

Выходные дроссели на плате сварочного инвертора

Выходные дроссели на плате сварочного инвертора

Работой всех элементов такого сварочного аппарата, отличающегося компактными габаритами, небольшим весом и высокой мощностью, управляет специальный ШИМ-контроллер. Электрические сигналы поступают на контроллер от операционного усилителя, питающегося выходным током самого инвертора. На основе характеристик этих сигналов котроллер формирует корректирующие выходные сигналы, которые могут подаваться на диоды выпрямителя и транзисторы инверторного блока – генератора высокочастотных электрических импульсов.

Кроме основных, современные сварочные инверторы обладают еще целым перечнем полезных дополнительных опций. К таким характеристикам, которые значительно облегчают работу с устройством и дают возможность получать качественные, надежные и красивые сварные соединения, следует отнести форсирование сварочной дуги (быстрый розжиг), антизалипание электрода, плавную регулировку сварочного тока, наличие системы защиты от возникающих перегрузок.

Монтажная плата с основными элементами инвертора

Монтажная плата с основными элементами инвертора

Целесообразность использования инверторов и их основные недостатки

Широкое применение сварочных инверторов объясняется целым рядом весомых преимуществ, которыми они обладают.

  • Устройства данного типа отличаются высокой мощностью и производительностью.
  • Сварной шов, формируемый с использованием инверторов, характеризуется высоким качеством и надежностью.
  • Наряду с высокой мощностью, устройства данного типа отличаются компактными размерами и небольшим весом, что дает возможность легко переносить их в то место, где будут выполняться сварочные работы.
  • Сварочные инверторы обладают большим КПД (порядка 90%), потребляемая электрическая энергия используется в них эффективнее, чем в трансформаторах.
  • Благодаря высокому КПД такие аппараты отличаются экономичным расходованием потребляемой электроэнергии.
  • В процессе выполнения сварочных работ с помощью инвертора расплавленный металл разбрызгивается незначительно, что отражается на более рациональном потреблении расходных материалов.
  • Инверторы обеспечивают возможность плавной регулировки сварочного тока.
  • Благодаря наличию в таких устройствах дополнительных опций уровень квалификации сварщика почти не влияет на качество выполнения работ.
  • Широкая универсальность инверторов упраздняет вопрос о том, какой аппарат выбрать для выполнения сварки по различным технологиям.
Читать еще:  Регулировка угла тнвд паджеро

Инверторные устройства выбирают в том случае, когда нужен аппарат, характеристики которого обеспечивают высокую стабильность горения сварочной дуги в любой ситуации. При использовании инверторов не возникает вопрос и о том, какой электрод выбрать для выполнения сварочных работ, так как с помощью этого оборудования можно варить металл электродами любого типа.

Конечно, недостатки у инверторов тоже есть, но их не так много. Сюда следует отнести достаточно высокую стоимость таких устройств, по сравнению с обычными сварочными трансформаторами. Дороги такие устройства и в ремонте, который чаще всего связан с необходимостью замены мощных транзисторов (их стоимость может составлять до 60% цены всего аппарата).

Регулятор сварочного тока и сварочный выпрямитель

Регулятор сварочного тока для многопостовых сварочных установок и сварочных машин (авт. свид. № 398367) отличается от известных тем, что в нем регулирующий элемент выполнен в виде автономного инвертора, который через трансформатор и токоограничивающие реакторы соединен с выпрямителем и через него подключен к источнику постоянного тока. В цепь сварочного тока регулятора (рис. 8) включен автономный инвертор 1, к выводам переменного тока которого подключен трансформатор 2, соединенный через реактор 3 с выпрямителем 4. Выпрямитель обеспечивает возврат мощности в сеть постоянного тока. Работа инвертора обеспечивается блоком управления 5.

Принцип действия регулятора состоит в следующем. При малом сопротивлении нагрузки все напряжение источника питания приложено к инвертору 1, а максимальное значение сварочного тока определяется величиной реактивного сопротивления реактора 3. В таком состоянии в контуре, состоящем из инвертора, сварочного поста 6 и выпрямителя, постоянный ток практически одинаков на всех участках. От источника постоянного тока потребляется только минимальный ток, определяемый потерями в элементах схемы, при этом величина активной мощности, отводимой от инвертора, максимальна. С увеличением сопротивления в сварочной цепи уменьшаются напряжение на инверторе, а также ток и величина автономной мощности, отводимой от инвертора.


Рис. 8. Электрическая схема регулятора сварочного тока.

Таким образом, изменение сварочного тока (в цепи постоянного тока) производится за счет изменения индуктивности в цепи возврата энергии. Это позволяет увеличить к. п. д. и улучшить эксплуатационные характеристики регулятора.

Автором регулятора является новатор Г. JI. Бенедиктов.

Сварочный выпрямитель, предложенный новаторами В. Е. Смирновым и А. А. Куклешовым, от промышленных отличается меньшими габаритными размерами и массой, что позволяет использовать его при монтаже на строительных работах. Выпрямитель обеспечивает ведение ручной сварки и резки металлоконструкций и арматуры, а также наплавку металла с высоким качеством сварных соединений.

Выпрямитель размещен в прямоугольном металлическом корпусе (рис. 9), установленном на колесах. На лицевой панели расположены сетевой разъем 1, разъем для подключения сварочных концов кабелей 3, амперметр 6 и вольтметр 9 для контроля сварочного тока и напряжения, переключатель режима работ 7, шкала регулировки сварочного тока 4, сетевой автомат 10, предохранители цепей управления 2, сигнальные лампы «Сеть» и «Работа» 8 и кнопки управления 5.

Электрическая схема содержит понижающий трехфазный трансформатор с подвижными катушками, собственно выпрямитель, выполненный на диодах В-200, пускорегулирующую и защитную аппаратуру.

При включении выпрямителя в сеть загорается лампа «Сеть», и ток подается на трансформатор, питающий выпрямитель. Сварочный ток регулируется кнопками «Больше» или «Меньше», при этом световой луч, перемещаясь по шкале 4, показывает значение тока сварки.

Номинальное напряжение, В. 380

Рабочее напряжение, В. . 30

Номинальный сварочный ток, А . . . 200 Пределы регулировки сварочного тока, А:

при соединении звездой. 60—120

при соединении треугольником . . 80—120

Потребляемая мощность, кВт. 6,5

Габаритные размеры, мм. 800X420X650


Рис. 9. Сварочный выпрямитель.

Внедрение выпрямителя дало государству экономию

Переносный регулятор тока предложен новаторами Г. Н. Вальдом и О. В. Красилыциковым. Предназначен он для использования в условиях монтажа, где применение стационарных регуляторов затруднено. Данный регулятор может быть включен в схему многопостового или какого-либо другого источника питания сварочной дуги. Диапазон регулирования сварочного тока — от 45 до 200 А. Габаритные размеры регулятора тока 320X X260X360 мм, масса 6,7 кг..

Переносный регулятор тока способствует повышению производительности труда, расширяет возможности однопостовых источников питания и повышает качество сварки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector