Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Stalni trend pada cijena za aparate za zavarivanje tipa invertera doveo je do značajnog povećanja popularnosti ove opreme kod profesionalaca i onih koji koriste zavarivanje samo za vlastite potrebe. Sasvim je razumljivo da su mnogi korisnici koji imaju takav uređaj zainteresirani za njegovu strukturu i princip rada, jer će informacije ove vrste pomoći popraviti opremu u slučaju kvara ili čak poboljšati jeftin model s "skraćenom" funkcionalnošću. Kao što ćemo vidjeti kasnije, nije uopće teško baviti se tim pitanjima, dovoljno je imati osnovno znanje elektrotehnike.

Invertor aparat za zavarivanje.

Opće informacije

Električni krug različitih modela zavarivačkih invertera može se razlikovati u nekim pojedinostima, ali općenito, svi ovi uređaji rade na istom principu. Glavni zadatak svakog od njih je pretvoriti električnu energiju koja dolazi iz mreže kako bi se na izlazu dobila velika struja. Postupak pretvorbe podijeljen je u nekoliko faza:

Pretvarač za zavarivanje prigušnog kruga.

  • ispravljanje izmjenične struje koja dolazi iz mreže;
  • DC konverzija natrag u AC, ali s mnogo većom frekvencijom oscilacija;
  • pojačanje izmjenične visokofrekventne struje snižavanjem napona;
  • ravnanje pojačane visoke frekvencije izmjenične struje.

Svatko tko je barem malo upućen u "hardver" računala vjerojatno zna da jedinica za napajanje osobnog računala radi na isti način. Središnja točka ovog kruga je povećanje frekvencije izmjenične struje, a to je upravo zadatak koji pretvarač obavlja. Što je to? Činjenica je da dimenzije i težina transformatora ovise ne samo o njegovoj snazi, već io frekvenciji struje za koju je projektirana. Što je niža frekvencija, to je transformator masivniji i veći. Ta je ovisnost vrlo značajna. Tako, na primjer, s četverostrukim povećanjem frekvencije izmjenične struje, dimenzije transformatora su prepolovljene. Inverterski krug povećava frekvenciju struje od 50 Hz na 60-80 kHz, tako da je dobitak u težini i veličini prilično opipljiv. Kao rezultat toga dobivamo lagan i kompaktan aparat za zavarivanje, koji zahtijeva mnogo manje materijala, uključujući i skupi bakar.

Zatim ćemo detaljno razmotriti glavne blokove pretvarača i njihove međusobne odnose.

Pogonski uređaj: mrežni ispravljač

Shema aparata za invertersko zavarivanje.

Osobitost inverterskog kruga je da njegov rad zahtijeva stalnu struju. Prema tome, izmjenična struja uobičajenog napajanja, napajana naponom od 220 V i frekvencijom od 50 Hz, primarno je podvrgnuta ispravljanju. Ispravljački sklop uključuje diodni most i dva kondenzatora čija je zadaća glatkoća pulsiranja. Zbog velike snage struje, diodni most se tijekom rada dovoljno zagrijava, pa je opremljen radijatorom s toplinskim osiguračem. Potonji izvodi otvaranje kruga kada se zagrije na temperaturu od 90 stupnjeva.

Na izlazu diodnog mosta dobiva se pulsirajuća istosmjerna struja napona 220 V, ali na kondenzatorima se povećava za 1, 41 puta i već je 310 V. Uzimajući u obzir mogućnost početnog skoka napona u smjeru povećanja, mrežni ispravljač aparata za zavarivanje instalira kondenzatore koji podnose napon do 400 U (odgovara početnom naponu od 280 V).

Mrežni ispravljač je spojen na izvor napajanja preko filtra elektromagnetske kompatibilnosti, što sprječava visokofrekventne smetnje od rada pretvarača u električnu mrežu.

Krug napajanja inverter aparata za zavarivanje.

Odmah nakon uključivanja aparata za punjenje, struja punjenja koja dolazi do kondenzatora može dostići vrijednost koja je dovoljna za onemogućavanje diodnog mosta. Da bi se to spriječilo, svi tipovi zavarivačkih pretvarača opremljeni su sklopom soft starta. Realizira se pomoću releja i otpornika čija je snaga oko 8 W, a otpor je oko 50 Ohma (u različitim modelima zavarivačkih invertera karakteristike otpornika mogu se razlikovati od navedenih). Otpornik je spojen na ispravljački sklop, au vrijeme uključivanja aparata za zavarivanje slabi početnu struju. Nakon što oprema uđe u način rada, pokreće se relej, koji zatvara otpornike tako da struja već prolazi.

Inverter: princip rada

Električni krug pretvarača, koji je opremljen ovakvim aparatima za zavarivanje, uključuje dva ključna tranzistora, koji su spojeni po principu "kosi most". Njihova osobitost je da se mogu prebacivati s vrlo visokom frekvencijom, od 60 do 80 kHz. U tom slučaju, istosmjerna struja koja ulazi u pretvarač pretvara se u izmjeničnu struju iste frekvencije. Od uobičajene struje u električnoj mreži ona se također razlikuje po svojim karakteristikama: nije sinusoidna, nego pravokutna.

Ključni tranzistori su instalirani na radijatoru, što omogućuje izbjegavanje pregrijavanja. Zaštita od prekomjernog napona osigurava krug za prigušivanje RC-a.

Visokofrekventni (pulsni) transformator

Princip rada pretvarača.

Glavni dio svakog aparata za zavarivanje je step-down transformer. Njegov dizajn u inverterskim uređajima gotovo je isti kao i obično, ali istovremeno je i kompaktniji. Druga važna razlika je prisutnost dodatnog sekundarnog namota koji se koristi za napajanje upravljačkog kruga.

Primarni namot visokofrekventnog transformatora napaja se izmjeničnom strujom koju proizvodi pretvarač s naponom od 310 V i frekvencijom od nekoliko desetaka kiloherca. Na izlazu sekundarnog namota, koji ima manji broj zavoja, napon se smanjuje na 60-70 V, a struja raste na 110-130 A. Ostaje mu proći još jedan, posljednji stupanj.

Izlazni ispravljač

Struja koja dolazi iz visokofrekventnog transformatora mora se pretvoriti u konstantnu struju - upravo takva struja je potrebna za zavarivanje. U tu svrhu je inverter aparat za zavarivanje opremljen izlaznim ispravljačem, čiji se električni krug sastoji od dvostrukih dioda sa zajedničkom katodom. Oni se od običnih dioda razlikuju velikom brzinom. Ciklus otvorenog zatvaranja ovih elemenata je samo 50 nanosekundi (ta se značajka naziva vrijeme oporavka). Ta kvaliteta je potrebna za rad s ultra-visokim frekvencijama struje.

Diode izlaznog ispravljača također su instalirane na radijatoru, a za njihovu zaštitu ovaj uređaj je opremljen RC krugom.

Aparati za pokretanje kruga

Načini priključivanja zavarivačkog pretvarača.

U trenutku uključivanja uređaja iz mrežnog ispravljača, napajanje se dovodi u upravljački krug putem stabilizatora od 15 V.

Nakon što upravljački krug pokrene tranzistore ključa pretvarača, pojavljuje se napon na dodatnom sekundarnom namotu visokofrekventnog transformatora. Ispravlja se pomoću dioda i kroz isti stabilizator počinje napajanje upravljačkog kruga, dok se on odvaja od mrežnog ispravljača.

Kontrolna shema

Koordinaciju rada pretvarača strujnog pretvarača provodi upravljački krug. Njegov glavni element je čip PWM kontrolera. Zadatak ovog čipa uključuje prebacivanje ključnih tranzistora pretvarača. Njihov rad kontrolira PWM kontroler ne izravno, već pomoću dva uzastopna elementa: tranzistor s efektom polja i izolacijski transformator.

Pretvorba struje u inverteru za zavarivanje.

Iz tranzistora s efektom polja, struja visoke frekvencije (oko 65 kHz) s pravokutnom karakteristikom ulazi u primarni namot izolacijskog transformatora. Transformator pretvara napon te struje u vrijednost koja je potrebna za upravljanje tranzistorima ključa pretvarača. Signali na njima dolaze iz dva sekundarna namotaja izolacijskog transformatora, pri čemu je svaki od namotaja spojen na jedan tranzistor.

Osim ovih elemenata, električni krug upravljačke i nadzorne ploče sadrži pomoćne tranzistore koji pomažu ključnim tranzistorima inverterskog kruga da se zatvore, a zener diode koje ih štite od prenapona. Tu je i graničnik struje analizatora. Glavni element analizatora je transformator, koji je uključen u primarni krug visokofrekventnog transformatora ugrađenog u pogonsku jedinicu. Ograničivač analizatora kontrolira struju u pretvaraču aparata za zavarivanje i koristi signale koji dolaze iz primarnog namota energetskog transformatora za podešavanje struje zavarivanja i formiranje impulsa koji se prenose na čip PWM kontrolera.

Za regulaciju struje zavarivanja u električni krug upravljačke jedinice uključen je promjenjivi otpornik, a njegov otpor se podešava okretanjem gumba prikazanog na upravljačkoj ploči aparata za zavarivanje invertera.

Kontrola izlaznog i mrežnog napona

Funkcionalnost invertera za zavarivanje.

Pored svega navedenog, zadatak kontrolnog kruga aparata za zavarivanje je praćenje napona u mreži i izlaznom ispravljaču. Da bi se to postiglo, njegov električni krug je dovršen s operativnim pojačalom. Neki od njegovih elemenata povezani su s mrežnim ispravljačem kako bi otkrili prenapone u električnoj mreži. U slučaju kršenja, ovi elementi reproduciraju signale struje i napona koji ulaze u modul za zbrajanje, a zatim u PWM regulator impulsa. Rad generatora, dakle, cijelog kruga je blokiran.

Na sličan način prati se radni napon na izlazu pretvarača. Njegova vrijednost može odstupati od norme u slučaju kvara u radu diodnog mosta mrežnog ispravljača ili drugih elemenata. U tom slučaju, upravljački krug je također onemogućen.

Blokiranje strujnog kruga popraćeno je napajanjem signalne diode, koja korisnika upozorava na greške.

Upute za popravak invertera aparata za zavarivanje

Kao i svaka oprema, inverter uređaji za zavarivanje mogu uspjeti. Često se primjećuje sljedeći simptom: uređaj izgleda potpuno netaknut ("normalni" zaslon je osvijetljen, ventilator se može čuti u slučaju), ali iskra se ne pojavljuje kada elektroda kontaktira metal. Ponekad možete čuti neobičan zvuk. U nekim slučajevima popravak uređaja može se obaviti samostalno, bez uključivanja stručnjaka iz uslužne tvrtke.

Shema zavarivanja tankog metala pomoću inverterskog zavarivanja.

Prema uputama, prije svega, multimetrom treba provjeriti stanje toplinskih osigurača ugrađenih na radijatore različitih elemenata u agregatu. Temperatura na kojoj su njihovi kontakti otvoreni je obično 90 stupnjeva. Odvojeni tipovi takvih osigurača su jednokratni, nakon aktiviranja moraju se promijeniti. Drugi otvaraju strujni krug kada se pregrijavaju, ali kada se hladnjak ohladi, ponovno uspostavljaju vezu. Takvi elementi mogu se ugraditi na primarne namotaje energetskih transformatora. Njihovo pokretanje često dovodi u zabludu električne amatere koji misle da je došlo do prekida u namotavanju. Ako pronađete neispravan toplinski osigurač, možete pokušati skratiti njegove kontakte. Ova opcija je pogodna kao privremeni "tretman", to će vam omogućiti da završite posao, ako je hitno.

Budući da je zaštita od pregrijavanja sada djelomično odsutna, aparat za zavarivanje treba raditi vrlo pažljivo, u potpunosti. Po završetku radova odmah se trebate preseliti u trgovinu radio dijelova kako biste kupili rezervni dio.

Još jedno "osjetljivo" mjesto zavarivačkih pretvarača je izlazni ispravljač, točnije diode uključene u njegov sastav. Struje s kojima moraju raditi dostižu 130 A i ponekad uzrokuju kvar u tim diodama.

Lako je provjeriti neispravnost izlaznog ispravljača pomoću multimetra, ali bez "kontinuiteta" svake diode odvojeno, nemoguće je odrediti koji je od njih prekinut. Diode (ovdje se koriste tri dvostruke diode) morat će se zalemiti i ukloniti s hladnjaka na koji su pričvršćene. Radijator će također morati biti uklonjen.

Kontrolni zavarivački pretvarač.

Diode za lemljenje i drugi elementi mogu biti teški. U modernim inverterima za zavarivanje lemljenje se obavlja vrlo kvalitetno, s velikom količinom lemljenja, posebno u onim mjestima gdje postoje struje velike struje. Osim toga, koristi se bezolovni lem, čija je točka taljenja viša od točke običnog olovnog kalaja. Dakle, za lemljenje dioda i drugih elemenata bolje je koristiti snažan lemilicu od 50 W, a 40 W ne mora biti dovoljno. Zadatak je kompliciran činjenicom da morate istovariti tri igle istovremeno, tako da ne možete bez dobrog zagrijavanja. Da biste uklonili lem, možete upotrijebiti desolder ili bakrenu pletenicu.

Nakon što se otkrije probušena dioda (oba se dijela mogu probiti u dvostrukim diodama), trebate kupiti novu, istu ili sličnu. Korisnik treba obratiti pozornost na važnu činjenicu: izlazne ispravljačke diode su brze, njihovo vrijeme oporavka je samo 50 ns. Samo takvi elementi mogu raditi s frekvencijom izmjenične struje od 60-80 kHz. Konvencionalne diode ovdje se ne mogu instalirati. U stranim specifikacijama, velike brzine diode mogu se nazivati Hyper-Fast, Ultra-Fast, Stealth Diode, Super-Fast, High Frequency Secondary Rectifier, itd.

Prije ugradnje dioda ili tranzistora s ključem, svježi sloj paste za provođenje topline (KPT-8 ili slično) treba staviti na radijator. Zalijevanje treba primijeniti u dovoljnim količinama, ali ne previše. Omogućuje odvajanje topline od elementa u smjeru bakra ili aluminija.

Događa se da su zbog nemara tijekom demontaže radijatora oštećeni bakreni tragovi i "patch" ploče, izgrađeni su od bakarne žice i pravilno su zalemljeni.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Prerada metala