Svařovací obvod invertoru. Schéma zapojení svařovacího měniče

Článek se zabývá klasickým schématem svařovací střídač.

Základní informace o jednotkách střídače

Ve skutečnosti je tento napájecí zdroj princip fungování podobný tomu, který se používá v osobních počítačích. Transformace elektrické energie probíhá podle stejných principů, a to i přesto, že velikost a funkce těchto zařízení jsou odlišné. Existuje několik stupňů, které lze identifikovat v měniči svařování. První věcí je přeměnit střídavé napětí, které pochází ze sítě 220 V, na konstantu. O tom, jak k tomu dojde, bude o něco menší, stejně jako o elektrickém schématu svařovacího měniče.

Pak se toto napětí mění na střídavé napětí, ale s vyšší frekvencí. Víte, že frekvence proudu v elektrické síti je 50 Hz. V invertorové svařování Zařízení se zvyšuje až na 80 tisíc Hz. Poté je nutné snížit hodnotu napětí s vysokou frekvencí. V poslední fázi se toto nízké napětí mění na frekvenci přibližně 80 000 Hz. To je stručný popis, ve skutečnosti, všechny fáze mohou být rozděleny do menších částí. Ale pochopit princip fungování to stačí.

Vzhledem k tomu, jak se snižuje hmotnost svařovacího zařízení

A teď o tom, proč byly zvoleny schémata typu měniče. Podívejte se na svařovací stroje, které byly používány dříve, včetně domácích. Jejich hlavním účelem je snížit střídavé napětí, které pochází z domácnosti elektrické sítě na bezpečnou hodnotu, ale s velkým sekundárním proudem. Z tohoto důvodu je primární vinutí navíjeno tenším drátem než sekundární vinutí. Tloušťka drátu určuje, jaký proud máte ve vinutí. Níže je schéma svařovací střídač v článku. Pečlivě si ho prostudujte, abyste věděli, jaké prvky jsou v něm obsaženy. Pro svařování je někdy nutné několik set ampér. Vzhledem k tomu, že výkon těchto transformátorů je velmi vysoký a pracují pouze s frekvencí 50 Hz, navíc mají velmi velké rozměry. Jak jste pochopili, frekvence příchozích a odchozích proudů je stejná. Jinými slovy, pokud jste použili primární vinutí 50 Hz se sekundárním vinutím elektrický proud se stejnými parametry.

Provozní frekvence měniče

Ale teď díky invertor svářecí stroje, což zvyšuje provozní frekvenci řádově osmdesát tisíc hertzů, a v některých zařízeních a více, může být mnohokrát zmenšit velikost transformátorů, které se používají při přeměně elektrického proudu. Pokud zvýšíte provozní frekvenci, můžete transformátor snížit nejméně čtyřikrát. Proto bude celková hmotnost celé svářeče velmi malá. Náklady na toto zařízení jsou také sníženy, protože dochází k úspoře mědi a oceli, které se používají při výrobě transformátorů. Abychom však získali takovou frekvenční hodnotu, je třeba použít invertorové obvody. Skládají se z výkonných tranzistorů s efektem pole, které pracují v režimu kláves. S jejich pomocí se proud přepne na kmitočet potřebný pro provoz. Mějte prosím na paměti, že tranzistor s polním efektem může pracovat pouze s konstantním napětím. Za zmínku stojí, že schéma svařovacího měniče "Resanta" je v mnoha ohledech podobné jako u jiných zařízení.

Princip fungování usměrňovače

Proto před tím, než na ně použijete napájení, musíte narovnat příchozí proud. Za tímto účelem se používá usměrňovač, ve kterém jsou k dispozici výkonné diody. Jsou spojeny mostovým okruhem. Poté je variabilní složka odříznuta elektrolytickými kondenzátory. K tomu dochází v první fázi transformace. Tranzistory s efektem pole jsou připojeny k transformátoru. S ním můžete snížit napětí. Jak bylo uvedeno výše, tyto tranzistory produkují proudové přepínání s frekvencí někdy dokonce více než 80 000 Hz. Je zřejmé, že transformátor musí být navržen tak, aby pracoval s takovými parametry. Rozměry tohoto zařízení jsou velmi malé, nelze je srovnávat s těmi, které se používají u konvenčních svařovacích strojů. Ale jeho síla je stejná. Je zřejmé, že existuje mnoho dalších prvků, které jsou nezbytné pro stabilní provoz svařovacího stroje. A nyní podrobněji o tom, jak funguje každá jednotka běžného svařovacího měniče. Má dvě hlavní části - napájecí a řídicí obvod.

Usměrňovací kaskáda

V tomto bloku probíhá střídavá konverze, která pochází ze sítě s napětím 220 voltů. Má několik polovodičových diod s vysokým výkonem, stejně jako elektrolytické kondenzátory a tlumivku. To vede k tomu, že střídavý proud s provozní frekvencí 50 Hz se stává konstantní. Kondenzátory jsou nutné k odpojení proměnné součásti, která zůstává v usměrněném napětí. Všimněte si, že existuje několik variant obvodů pro opravu napětí. Pokud má být připojení k třífázové síti, obvod polovodičových diod se bude mírně lišit. Proto se musíte rozhodnout, co potřebujete pro svařovací invertorový obvod. S vašimi rukama lze takové zařízení jednoduše sestavit.

Filtry

Mějte na paměti, že po dosažení filtru shromážděného na elektrolytických kondenzátorech vzroste téměř polovina napětí. Jinými slovy, pokud je hlavní přívod 220 voltů, pak kondenzátor terminály, když se provádět měření, je 310 V. S cílem vyhladit zvlnění proudu, aby nedošlo k rušení vysokofrekvenční, stejně jako, aby se zabránilo jejich pádu do sítě, je nutné nainstalovat speciální filtr. Obvykle je sestavena na škrtící klapce, která je navinutá na prstencovitém jádru, a do okruhu je také zahrnuto několik kondenzátorů.

Invertorová kaskáda

Obvykle se pro realizaci střídače používají dva silné tranzistory, které pracují v režimu kláves. Je třeba poznamenat, že jsou nutně namontovány na hliníkovém radiátoru. K dispozici je také další nucené chlazení s ventilátorem. Kvůli těmto tranzistorům dochází ke komutaci stejnosměrného napětí, které je pak přiváděno do sítě impulsní transformátor. Přepínání se navíc vyskytuje při frekvenci přibližně 80 kHz. Ale existuje rozdíl od střídavého proudu, který proudí v elektrickém systému pro domácnost. Za prvé, samotná hodnota frekvence je mnohonásobně větší než je. Za druhé, tvar pulsu tohoto střídavého napětí, který je produkován tranzistory s efektem pole, je obdélníkový a ne sinusová. Pro ochranu tranzistorů před nadměrným přepětí je nutné použít obvod sestávající z odporů a kondenzátorů. Stojí za zmínku, že základní schéma svařovacího měniče bez těchto prvků nedělá.

HF transformátor

Vysokofrekvenční transformátor, který je napájen z tranzistorů pracujících v režimu klíčů, umožňuje snížit jeho průměrnou hodnotu na 65 voltů. Současně může být proud asi 130 A. Můžete dokonce nakreslit analogii se zapalovací cívkou, která se používá v automobilech. U svařovacích střídačů je na primární vinutí aplikováno vysoké napětí, ale proud je velmi malý. Napětí ze sekundárního vinutí je odstraněno s nižší hodnotou, ale proud se zvyšuje. Vezměte prosím na vědomí, že zapalovací cívka vozidla působí opačným směrem. To znamená, že na primární vinutí je aplikováno nízké napětí s vysokým proudem. Se sekundárním zdrojem je odstraněno vysoké napětí, ale s nižší hodnotou proudu.

Výstupní usměrňovač

Ale stojí za to se podívat na to, jaké komponenty e. Svařovací obvod invertoru. Výstup je rovněž vybaven usměrňovačem, který je sestaven z vysoce výkonných polovodičových diod. Mají velmi vysokou rychlost, otvírají se a uzavírají v čase, který je mnohem méně než 50 nanosekund. Při projektování svařovacích střídačů si všimněte, že je nutné tyto polovodičové prvky volit tak, aby jejich parametry vyhovovaly provoznímu režimu. Jednoduché diody nemohou s úkolem zvládnout, protože nemohou včas otevřít a zavřít. Okamžitě začne nadměrné vytápění a v důsledku toho selhání. Z tohoto důvodu je nutné instalovat diody, které mají během návrhu nebo během opravy velmi krátké spínací časy.