Mesin kimpalan penyongsang

Minat besar dan kemuncak populariti yang telah meningkat dalam dekad yang lalu dalam reka bentuk baru mesin kimpalan yang bekerja pada prinsip penyongsang adalah disebabkan oleh sebab utama berikut:

• peningkatan kualiti jahitan;

• ketersediaan operasi walaupun untuk pengimpal pemula kerana kemasukan kompleks fungsi untuk permulaan panas, anti-melekat elektrod dan pembakaran arka;

• meminimumkan reka bentuk peralatan kimpalan, memastikan mobilitinya;

• penjimatan tenaga yang ketara berbanding dengan transformer.

Kelebihan ini menjadi mungkin disebabkan oleh perubahan dalam pendekatan kepada teknologi mencipta arka kimpalan pada elektrod kerana pengenalan kemajuan terkini dalam teknologi mikropemproses.

Bagaimanakah penyongsang kimpalan

Ia dikuasakan oleh elektrik 220 V 50 Hz, yang datang dari salur keluar elektrik biasa. (Radas yang beroperasi dalam rangkaian tiga fasa menggunakan algoritma yang serupa.) Satu-satunya had yang perlu anda perhatikan ialah penggunaan kuasa radas.Ia tidak boleh melebihi penarafan peranti pelindung utama dan sifat konduktif pendawaian.

Urutan lima kitaran teknologi yang digunakan untuk mencipta arka kimpalan daripada penyongsang ditunjukkan dalam foto.

Ini termasuk proses yang dilakukan oleh:

• penerus;

• penapis talian pemeluwap;

• penukar frekuensi tinggi;

• pengubah injak turun voltan frekuensi tinggi;

• penerus frekuensi tinggi;

• skim kawalan.

Semua peranti ini terletak pada papan di dalam kotak. Dengan penutup dikeluarkan, ia kelihatan seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Penerus voltan sesalur

Ia dibekalkan dengan voltan bergantian rangkaian elektrik pegun melalui suis manual yang terletak pada badan. Ia ditukar oleh jambatan diod kepada nilai berdenyut. Semua tenaga arka kimpalan melalui elemen semikonduktor blok ini. Oleh itu, mereka dipilih dengan margin voltan dan arus yang diperlukan.

Untuk meningkatkan pelesapan haba, pemasangan diod, yang tertakluk kepada pemanasan yang serius semasa operasi, dipasang pada radiator penyejuk, yang ditiup tambahan oleh udara yang dibekalkan dari kipas.

Pemanasan jambatan diod dikawal oleh penderia suhu yang ditetapkan kepada mod fius terma. Ia, sebagai elemen perlindungan, apabila diod dipanaskan hingga +90 ОC, membuka litar kuasa.

Penapis saluran pemeluwap

Selari dengan hubungan keluaran penerus, yang menghasilkan voltan riak, dua kapasitor elektrolitik yang berkuasa disambungkan untuk berfungsi bersama. Mereka melancarkan turun naik riak dan sentiasa dipilih dengan margin voltan.Malah, walaupun dalam mod penapis biasa, ia meningkat sebanyak 1.41 kali dan mencapai 220 x 1.41 = 310 volt.

Atas sebab ini, kapasitor dipilih untuk voltan operasi sekurang-kurangnya 400 V. Kapasiti mereka dikira untuk setiap struktur mengikut kuasa arus kimpalan maksimum. Ia biasanya berkisar antara 470 mikrofarad atau lebih untuk satu kapasitor.

Penapis gangguan

Penyongsang kimpalan yang berfungsi menukarkan kuasa elektrik yang mencukupi untuk menyebabkan bunyi elektromagnet. Dengan cara ini, ia mengganggu seluruh peralatan elektrik yang disambungkan ke rangkaian. Untuk mengeluarkannya pada input penerus, tetapkan penapis induktif-kapasitif.

Tujuannya adalah untuk melancarkan gangguan frekuensi tinggi yang datang dari litar kerja ke rangkaian kuasa pengguna elektrik lain.

Penyongsang

Penukaran voltan terus kepada frekuensi tinggi boleh dilakukan mengikut prinsip yang berbeza.

Dalam penyongsang kimpalan, dua jenis litar yang beroperasi pada prinsip "jambatan condong" paling kerap dijumpai:

• penukar nadi separuh jambatan separuh jambatan;

• penukar nadi jambatan penuh.

Rajah menunjukkan pelaksanaan litar pertama.

Dua suis transistor berkuasa digunakan di sini. Mereka boleh dipasang pada peranti semikonduktor siri MOSFET atau IGBT.

MOSFET lata berfungsi dengan baik dalam penyongsang voltan rendah dan juga mengendalikan beban kimpalan dengan baik. Untuk pengecasan/nyahcas pantas berkapasiti tinggi, mereka memerlukan pemacu tolak dengan kawalan isyarat anti-fasa untuk mengecas kapasitor pantas dengan satu transistor dan pendek ke tanah untuk melepaskan dengan yang lain.

IGBT bipolar semakin popular dalam penyongsang kimpalan.Mereka boleh menghantar kuasa besar dengan mudah dengan voltan tinggi, tetapi memerlukan algoritma kawalan yang lebih kompleks.

Skim penukar denyut separuh jambatan ditemui dalam pembinaan penyongsang kimpalan kategori harga pertengahan. Ia mempunyai kecekapan yang baik, ia boleh dipercayai, ia membentuk pengubah denyutan segi empat tepat dengan frekuensi tinggi beberapa puluh kHz.

Penukar nadi jambatan penuh adalah lebih kompleks, ia termasuk dua transistor tambahan.

Ia memanfaatkan sepenuhnya semua kemungkinan pengubah frekuensi tinggi dengan suis transistor yang beroperasi secara berpasangan dalam mod dua jambatan condong yang digabungkan.

Litar ini digunakan dalam penyongsang kimpalan yang paling berkuasa dan mahal.

Semua transistor utama dipasang pada heatsink berkuasa untuk mengeluarkan haba. Di samping itu, ia lebih dilindungi daripada kemungkinan lonjakan voltan dengan meredam penapis RC.

Pengubah frekuensi tinggi

Ini ialah struktur pengubah khas, biasanya litar magnet ferit, yang menurunkan voltan frekuensi tinggi selepas penyongsang dengan kehilangan minimum kepada pencucuhan arka stabil kira-kira 60 — 70 volt.

Arus kimpalan besar sehingga beberapa ratus ampere mengalir dalam belitan sekundernya. Oleh itu, apabila menukar vol. / Tenaga H dengan nilai arus yang agak rendah dan voltan tinggi dalam penggulungan sekunder, arus kimpalan terbentuk dengan voltan yang sudah berkurangan.

Oleh kerana penggunaan frekuensi tinggi dan peralihan kepada litar magnet ferit, berat dan dimensi pengubah itu sendiri berkurangan dengan ketara, kehilangan kuasa akibat pembalikan kemagnetan besi berkurangan dan kecekapan meningkat.

Sebagai contoh, pengubah kimpalan reka bentuk lama dengan teras magnet besi, memberikan arus kimpalan 160 ampere, berat kira-kira 18 kg, dan frekuensi tinggi (dengan ciri elektrik yang sama) kurang sedikit daripada 0.3 kilogram.

Kelebihan dalam berat peranti dan, dengan itu, dalam keadaan kerja adalah jelas.

Penerus keluaran kuasa

Ia berdasarkan jambatan yang dipasang daripada diod berkelajuan tinggi, sangat tinggi khas yang mampu bertindak balas kepada arus frekuensi tinggi — membuka dan menutup dengan masa pemulihan kira-kira 50 nanosaat.

Diod konvensional tidak dapat menampung tugas ini. Tempoh sementara mereka sepadan dengan kira-kira separuh tempoh harmonik sinusoidal arus, atau kira-kira 0.01 saat. Kerana ini, mereka cepat panas dan terbakar.

Jambatan diod kuasa, seperti transistor pengubah voltan tinggi, diletakkan pada sink haba dan dilindungi oleh litar RC redaman terhadap pancang voltan.

Terminal keluaran penerus dibuat dengan lug tembaga tebal untuk sambungan selamat kabel kimpalan ke litar elektrod.

Ciri-ciri skim kawalan

Semua operasi penyongsang kimpalan dikawal dan dikawal oleh pemproses melalui maklum balas menggunakan pelbagai sensor. Ini menyediakan parameter arus kimpalan yang hampir ideal untuk menyambung semua jenis logam.

Terima kasih kepada beban dos yang tepat, kehilangan tenaga semasa kimpalan dikurangkan dengan ketara.

Untuk mengendalikan litar kawalan, voltan stabil malar dibekalkan daripada bekalan kuasa, yang disambungkan secara dalaman kepada litar input 220 V.Ketegangan ini bertujuan untuk:

• kipas penyejuk untuk radiator dan papan;

• geganti mula lembut;

• Penunjuk LED;

• bekalan kuasa kepada mikropemproses dan penguat operasi.

Relay untuk penyongsang mula lembut jelas dari namanya. Ia berfungsi berdasarkan prinsip berikut: pada saat menghidupkan penyongsang, kapasitor elektrolitik penapis rangkaian mula mengecas dengan sangat mendadak. Arus pengecasan mereka sangat tinggi dan boleh merosakkan diod penerus.

Untuk mengelakkan ini, caj dihadkan oleh perintang yang kuat, yang dengan rintangan aktifnya mengurangkan arus masuk awal. Apabila kapasitor dicas dan penyongsang mula beroperasi dalam mod reka bentuk, geganti mula lembut diaktifkan dan melalui sesentuhnya yang biasanya terbuka memanipulasi perintang ini, dengan itu mengeluarkannya daripada litar penstabilan.

Hampir semua logik penyongsang disertakan di dalam pengawal mikropemproses. Ia mengawal operasi transistor berkuasa penukar.

Perlindungan voltan lampau transistor kuasa get dan pemancar adalah berdasarkan penggunaan diod zener.

Sensor disambungkan ke litar penggulungan pengubah frekuensi tinggi - pengubah semasa, yang dengan litar sekundernya menghantar isyarat berkadar dalam magnitud dan sudut untuk pemprosesan logik. Dengan cara ini, kekuatan arus kimpalan dikawal untuk menjejaskannya semasa permulaan dan operasi penyongsang.

Untuk mengawal magnitud voltan input pada input penerus utama radas, litar mikro penguat operasi disambungkan.Ia secara berterusan menganalisis isyarat daripada perlindungan voltan dan arus, menentukan saat situasi kecemasan apabila perlu untuk menyekat penjana operasi dan memutuskan sambungan penyongsang daripada bekalan kuasa.

Sisihan maksimum voltan bekalan dikawal oleh pembanding. Ia dicetuskan apabila nilai tenaga kritikal dicapai. Isyaratnya diproses secara berurutan oleh elemen logik untuk mematikan penjana dan penyongsang itu sendiri.

Untuk pelarasan manual arus arka kimpalan, potensiometer pelarasan digunakan, tombolnya dibawa keluar ke badan peranti. Menukar rintangannya membolehkan salah satu kaedah kawalan digunakan, yang menjejaskan:

• amplitud dalam / h voltan penyongsang;

• kekerapan denyutan frekuensi tinggi;

• tempoh nadi.

Peraturan asas operasi dan punca kegagalan penyongsang kimpalan

Menghormati peralatan elektronik yang kompleks sentiasa menjadi kunci kepada operasi jangka panjang dan boleh dipercayainya. Tetapi, malangnya, tidak semua pengguna menggunakan peruntukan ini dalam amalan.

Penyongsang kimpalan berfungsi di bengkel pengeluaran, di tapak pembinaan atau digunakan oleh tukang rumah di garaj peribadi atau kotej musim panas.

Dalam persekitaran pengeluaran, penyongsang paling kerap mengalami habuk yang terkumpul di dalam kotak. Sumbernya boleh menjadi sebarang alat atau mesin kerja logam, pemprosesan logam, konkrit, granit, batu bata. Ini adalah perkara biasa apabila bekerja dengan pengisar, tukang batu, penebuk...

Sebab seterusnya kegagalan yang berlaku semasa kimpalan ialah penciptaan beban bukan standard pada litar elektronik oleh pengimpal yang tidak berpengalaman.Sebagai contoh, jika anda cuba memotong perisai hadapan menara kereta kebal atau rel kereta api dengan penyongsang kimpalan kuasa rendah, hasil kerja sedemikian boleh diramalkan dengan jelas: pembakaran komponen elektronik IGBT atau MOSFET.

Di dalam litar kawalan, geganti terma berfungsi, yang melindungi daripada beban terma yang meningkat secara beransur-ansur, tetapi ia tidak akan mempunyai masa untuk bertindak balas terhadap lompatan pantas dalam arus kimpalan.

Setiap penyongsang kimpalan dicirikan oleh parameter «PV» - tempoh menghidupkan berbanding dengan tempoh jeda berhenti, yang ditunjukkan dalam pasport teknikal. Kegagalan untuk mengikuti pengesyoran tumbuhan ini membawa kepada ranap yang tidak dapat dielakkan.

Rawatan cuai terhadap peranti boleh dinyatakan dalam pengangkutan atau pengangkutannya yang lemah, apabila badan terdedah kepada kejutan mekanikal luaran atau getaran rangka kereta yang sedang bergerak.

Di kalangan pekerja, terdapat kes operasi penyongsang dengan tanda-tanda kerosakan yang jelas yang memerlukan penyingkiran segera, contohnya, melonggarkan kenalan yang memasang kabel kimpalan di soket perumahan. Dan menyerahkan peralatan mahal kepada kakitangan yang tidak mahir dan kurang terlatih juga biasanya membawa kepada kemalangan.

Di rumah, penurunan voltan bekalan sering berlaku, terutamanya di koperasi garaj, dan pengimpal tidak memberi perhatian kepada ini dan cuba melakukan kerjanya dengan lebih cepat, "memerah" segala-galanya yang dia mampu dan tidak mampu dari penyongsang ...

Penyimpanan musim sejuk peralatan elektronik mahal di garaj yang tidak dipanaskan dengan baik atau bahkan di bangsal membawa kepada pemendapan kondensat dari udara di papan, pengoksidaan kenalan, kerosakan pada trek dan kerosakan dalaman yang lain.Begitu juga, peranti ini mengalami operasi dalam suhu rendah di bawah -15 darjah atau kerpasan atmosfera.

Memindahkan penyongsang kepada jiran untuk kerja kimpalan tidak selalu berakhir dengan hasil yang menggalakkan.

Walau bagaimanapun, statistik umum bengkel menunjukkan bahawa bagi pemilik persendirian, peralatan kimpalan berfungsi lebih lama dan lebih baik.

Kepincangan reka bentuk

Penyongsang kimpalan daripada versi lama adalah lebih rendah dalam kebolehpercayaan transformer kimpalan… Dan reka bentuk moden mereka, terutamanya modul IGBT, sudah mempunyai parameter yang setanding.

Semasa proses kimpalan, sejumlah besar haba dijana di dalam perumahan. Sistem yang digunakan untuk mengalih keluar dan menyejukkan papan litar dan elemen elektronik walaupun dalam model jarak pertengahan tidak begitu cekap. Oleh itu, semasa operasi, adalah perlu untuk memerhatikan gangguan untuk mengurangkan suhu bahagian dan peranti dalaman.

Seperti semua litar elektronik, peranti penyongsang kehilangan fungsinya dengan kelembapan dan pemeluwapan yang tinggi.

Walaupun terdapat kemasukan penapis penyingkiran hingar dalam reka bentuk, gangguan frekuensi tinggi yang agak ketara menembusi litar kuasa. Penyelesaian teknikal yang menghapuskan masalah ini dengan ketara merumitkan peranti, yang membawa kepada kenaikan mendadak dalam harga semua peralatan.