Pregled standardne šeme aparata za zavarivanje tipa

Stalni opadajući trend cijena mašina za zavarivanje tipa invertora dovela je do značajnog povećanja popularnosti ove opreme i među profesionalcima i među onima koji koriste zavarivanje samo za svoje potrebe. Potpuno je razumljivo da mnogi korisnici koji imaju takav uređaj zainteresovani su za njegovu strukturu i princip rada, jer će informacije ove vrste pomoći u popravci opreme u slučaju neispravnosti ili čak poboljšati jeftin model sa "skraćenim" funkcionalnostima. Kao što ćemo vidjeti kasnije, uopšte nije teško riješiti ova pitanja, dovoljno je osnovno znanje elektrotehnike.

Invertorska mašina za zavarivanje.

Opšte informacije

Električni krug različitih modela zavarivača može se razlikovati po nekim detaljima, ali uopšteno govoreći, svi ovi uređaji rade po istom principu. Glavni zadatak svake od njih je pretvaranje električne energije koja dolazi iz mreže kako bi se dobila velika struja na izlazu. Proces konverzije podijeljen je u nekoliko faza:

Pretvarač zavarivanja kola gasa.

• ispravljanje naizmenične struje koja dolazi iz mreže;
• DC pretvaranje nazad u AC, ali sa mnogo većom frekvencijom oscilacije;
• pojačavanje izmenjene struje visoke frekvencije snižavanjem napona;
• izoštravanje pojačane visokofrekventne naizmenične struje.

Svako ko je barem malo upućen u kompjuterski "hardver" vjerovatno zna da jedinica za prebacivanje napajanja na lični računar radi na isti način. Centralna tačka ovog kola je da poveća frekvenciju izmenjive struje, a ovaj zadatak je zadatak invertora. Zbog čega? Činjenica je da dimenzije i težina transformatora zavise ne samo od njegove snage, već i od frekvencije struje za koju je dizajniran da se konvertuje. Što je frekvencija niža, veći i veći je transformator. Ova zavisnost je veoma značajna. Na primer, sa četvorostrukim porastom frekvencije naizmenične struje, dimenzije transformatora su prepolovljene. Inverter krug podiže frekvenciju struje od 50 Hz do 60-80 kHz, tako da je dobitak u težini i veličini prilično opipljiv. Kao rezultat toga dobijamo laganu i kompaktnu mašinu za zavarivanje, za proizvodnju čega je potrebno manje materijala, uključujući i skupi bakar.

Zatim, detaljno razmatramo glavne blokove uređaja za pretvarače i njihove međusobne veze.

Napajanje: glavni ispravljač

Šema mašine za zavarivanje invertora.

Posebnost kruga invertora je da njegov rad zahteva stalnu struju. Stoga, naizmeničnu struju običnog napajanja, snabdevenu naponom od 220 V i frekvencijom od 50 Hz, primarno je podvrgnuta ispravljanju. Krug ispravljača uključuje diodni most i dva kondenzatora, čiji je zadatak da se glatke pulsacije prevaziđu. Zbog velike snage struje, diodni most se dovoljno zagreva tokom rada, tako da je opremljen radijatorom sa termičkim osiguračem. Posljednje vrši otvaranje sklopa kada se zagreje do temperature od 90 stepeni.

Na izlazu diodnog mosta dobija se pulsirajuća jednosmerna struja sa naponom od 220 V, ali se na kondenzatorima povećava za 1,41 puta i već je 310 V. Uzimajući u obzir mogućnost inicijalnog napona skočiti u pravcu povećanja, kondenzatori se ugrađuju u mrežni ispravljač aparata za zavarivanje da izdrže napon do 400 In (odgovara početnom naponu od 280 V).

Glavni ispravljač je povezan sa izvora napajanja putem filtera za elektromagnetsku kompatibilnost, koji sprečava visoke frekvencije od rada pretvarača u električnu mrežu.

Krug za napajanje strujnog aparata za zavarivanje.

Odmah nakon uključivanja aparata za punjenje, struja punjenja koja se isporučuje kondenzatorima može doseći vrijednost koja je dovoljna za onemogućavanje mosta za diode. Da bi se ovo sprečilo, sve vrste zavarivača su opremljene mekom početnim krugom. Realizuje se pomoću releja i otpornika čija je snaga oko 8 W, a otpor je oko 50 Ohma (u različitim modelima varilačkih invertora karakteristike otpornika mogu se razlikovati od onih koje su naznačene). Otpornik je povezan sa ispravljačkim krugom i u trenutku uključivanja mašine za zavarivanje slabi startnu struju. Nakon što oprema uđe u režim rada, rele se aktivira, što zatvara otporne priključke tako da strujni tok već "proširi".

Inverter: princip rada

Električno kolo pretvarača, koje je opremljeno ovakvim aparatima za zavarivanje, uključuje dva ključna tranzistora, koja su povezana prema principu "kosog mosta". Njihova posebnost je što mogu da se prebace sa veoma visokom frekvencijom, sa 60 na 80 kHz. U ovom slučaju, direktna struja koja teče u pretvarač pretvara se u izmenjivu struju koja ima istu frekvenciju. Od uobičajene struje u električnoj mreži, takođe se razlikuje po svojoj karakteristici: nije sinusoidna, već pravougaona.

Ključevi tranzistori su instalirani na radijator, što omogućava izbjegavanje pregrevanja. Zaštita od prekomernih napona obezbeđuje RC snubber krug.

High Frequency (Pulse) Transformer

Princip rada pretvarača.

Glavni dio bilo koje mašine za zavarivanje je stepeni niz transformator. Njegov dizajn u uređajima za pretvaranje je skoro isti kao i obično, ali istovremeno je kompaktniji. Druga važna razlika je prisustvo dodatnog sekundarnog namotaja, koji se koristi za napajanje upravljačkog kruga.

Primarni namotaj visokofrekventnog transformatora snabdeva se izmenjivom strujom koju proizvodi inverter sa naponom od 310 V i frekvencijom od nekoliko desetina kilohertz-a. Na izlazu sekundarnog namotaja, koji ima manji broj okreta, napon se smanjuje na 60-70 V, a struja se povećava na 110-130 A. Ostaje mu da prođe još jednu, poslednju fazu.

Izlazni ispravljač

Struja koja dolazi od visokofrekventnog transformatora mora se pretvoriti u konstantnu struju - samo takva struja je potrebna za zavarivanje. U tu svrhu, mašina za zavarivanje invertora opremljena je izlaznim ispravljačem, električno kolo čine dvostruke diode sa uobičajenom katodom. Oni se razlikuju od običnih diodova u velikoj brzini. Ciklus otvorenog zatvaranja ovih elemenata je samo 50 nanosekundi (ova karakteristika se zove vreme oporavka). Ovaj kvalitet je neophodan za rad sa ultra-visokim frekvencijskim strujama.

Diodi izlaznog ispravljača takođe su instalirani na radijatoru, a za njihovu zaštitu ova jedinica je opremljena RC krugom.

Aparat za startni krug

Načini priključenja zavarivača.

U trenutku uključivanja uređaja iz glavnog ispravljača, napajanje se napaja preko upravljačkog kruga pomoću 15-voltnog stabilizatora.

Nakon što kontrolni krug pokrene tranzistore ključeva invertora, pojavljuje se napon na dodatnom sekundarnom namotaju visokofrekventnog transformatora. Ispravlja se pomoću dioda i kroz isti isti stabilizator počinje da napaja upravljački krug, dok je isključen iz mrežnog ispravljača.

Kontrolna šema

Koordinacija strujnog pretvarača pretvarača radi preko upravljačkog kola. Njegov glavni element je PWM kontrolni čip. Zadatak ovog čipa je prebacivanje ključnih tranzistora pretvarača. Njihova funkcija kontroliše PWM kontroler ne direktno, već pomoću dva uzastopna elementa: tranzistora polja i izolacionog transformatora.

Trenutna konverzija u zavarivanju.

Od tranzistora sa efektom polja, visokofrekventna (oko 65 kHz) struja sa pravougaonom karakteristikom ulazi u primarni namotaj izolacionog transformatora. Transformator pretvara napon ove struje na vrednost koja je potrebna za kontrolu ključnih tranzistora pretvarača. Signali na njima dolaze iz dva sekundarna namotaja izolacionog transformatora, sa svakim od namotaja povezanih na jedan tranzistor.

Pored ovih elemenata, električno kolo kontrolne i nadzorne ploče sadrži pomoćne tranzistore, koji pomažu da se ključni tranzistori sklopa pretvarača zatvore i zener diode koji ih štite od napona napona. Postoji i ograničivač struje analizatora. Glavni element analizatora je transformator koji je uključen u primarni krug visokofrekventnog transformatora instaliranog u pogonskoj jedinici. Limiter analizatora kontroliše struju u pretvaraču aparata za zavarivanje i koristi signale iz primarnog namotaja transformatora snage da podesi struju zavarivanja i formira impulse prenijeti na čip kontrolera PWM.

Da bi regulisali struju zavarivanja, promenljivi otpornik se uključuje u električnom krugu upravljačke jedinice, čiji je otpor podešen okretanjem dugmeta na kontrolnoj tabli aparata za zavarivanje.

Kontrola izlaza i mrežnog napona

Funkcionalnost zavarivačkog pretvarača.

Pored svega navedenog, zadatak upravljačkog kruga mašine za zavarivanje je nadgledanje napona u mreži i na izlaznom ispravljaču. Da bi to učinili, električno kolo je završeno operativnim pojačavačem. Neki od njegovih elemenata su povezani sa mrežnim ispravljačem kako bi se otkrili naponski napon u mrežnoj mreži. U slučaju kršenja, ovi elementi reprodukuju signale za struju i napon koji prelaze u modul za sumiranje, a zatim i na pulzni generator PWM kontrolera. Stoga je rad agregata blokiran.

Slično tome, nadgleda 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 ovom slučaju, upravljački krug je takođe onemogućen.

Blokiranje kola prati napon napona na signalnu diodu, koja obaveštava korisnika aparata o kvarima.

Uputstvo za popravku zavarivača

Kao i svaka oprema, mašine za zavarivanje u invertoru mogu propasti. Često se primećuje sledeći simptom: aparat izgleda potpuno netaknut ("normalan" ekran je uključen, ventilator se može čuti u slučaju), ali se iskra ne pojavljuje kada elektroda stupi u kontakt sa metalom. Ponekad čuješ neobičan hum. U nekim slučajevima, popravak uređaja može se izvršiti samostalno, bez uključivanja stručnjaka iz servisne kompanije.

Šema zavarivanja tankih metala pomoću zavarivanja invertora.

Prema uputstvima, pre svega treba proveriti multimetrom stanje termičkih osigurača instaliranih na radijatorima različitih elemenata u pogonskoj jedinici. Temperatura na kojoj se kontakti otvaraju tipično je 90 stepeni. Odvojeni tipovi takvih osigurača su za jednokratnu upotrebu, nakon što ih aktiviraju, moraju se menjati. Drugi otvaraju kolo kada se pregreje, ali kada se hladnjak hladi, ponovo ponovo uspostavljaju vezu. Takvi elementi se mogu instalirati na primarnim namotajima energetskih transformatora. Njihov izazov često dovodi do gubitaka električnih amatera koji misle da je došlo do pauze u namotaju. Ako nađete neispravni termalni osigurač, možete pokušati da skrati kontakte. Ova opcija je pogodna kao privremeni "tretman", ona će vam omogućiti da završite posao, ako je hitno.

Pošto je zaštita od pregrijavanja sada djelomično odsutna, aparat za zavarivanje treba da radi potpuno pažljivo. I po završetku rada, odmah se preselite u radionicu za delove radi kupovine rezervnog dela.

Drugo "osetljivo" mesto varilačkih invertora je izlazni ispravljač, tačnije, diode uključene u njegov sastav. Struja sa kojima rade do 130 A, a ponekad prouzrokuju raspad u ovim diodama.

Lako je provjeriti neoperabilnost izlaznog ispravljača sa multimetarom, ali bez "kontinuiteta" svake diode posebno, nije moguće odrediti koji od njih je slomljen. Diodi (koriste se tri dualne diode) moraju biti pričvršćene i uklonjene sa hladnjaka na koji su pričvršćeni. Radijator će takođe morati da se ukloni.

Kontrola zavarivačkog pretvarača.

Lamelne diode i drugi elementi mogu biti teški. U savremenim varilačkim invertorima, lemljenje se vrši vrlo kvalitativno, sa velikom količinom lemljenja, posebno u onim mestima gde postoje struje visokog struje. Pored toga, koristi se i lemilik bez lanca, čija je tačka topljenja veća od običnog olova. Zbog toga je za lemljenje i druge elemente bolje koristiti moć 50 W, a 40 W nije dovoljno. Zadatak je kompliciran činjenicom da morate istovremeno smanjiti tri izlaza, tako da ne možete učiniti bez dobrog zagrevanja. Da biste uklonili pričvršćivač, možete koristiti odvojivu ili bakarnu pletivu.

Nakon otkrivanja udubljene diode (oba dela mogu se udariti u dvostruke diode), trebalo bi da kupite novu, istu ili sličnu. Korisnik treba obratiti pažnju na važnu činjenicu: izlazne ispravljačke diode su brze, njihovo oporavak je samo 50 ns. Samo takvi elementi mogu raditi sa frekvencijom naizmenične struje od 60-80 kHz. Ovde se ne mogu ugraditi konvencionalne diode. U inostranim specifikacijama, velike brzine diode se mogu nazvati Hyper-Fast, Ultra-Fast, Stealth Diode, Super-Fast, High Frequency Secondary Rectifier itd.

Prije montiranja dioda ili ključnih tranzistora, na radijator treba nanijeti novi sloj toplotno provodljive paste (KPT-8 ili slično). Pasta se mora primenjivati ​​u dovoljnim količinama, ali ne previše obilno. Omogućava uklanjanje topline od elementa u pravcu bakra ili aluminijskog radijatora.

Solarne diode treba raditi veoma pažljivo. Zahvaljujući velikoj strujnoj snazi ​​u lošim kvalitetnim priključcima, primećuje se jako zagrevanje i znatni gubici snage.

Čini se da je zbog nemara tokom demontaže radijatora bakarne trake i "zakrpe" ploče oštećene, uvećane su bakarnom žicom i pravilno spajale.