Allgemeine und private grundsätze

Das traditionelle Schweißgerät, das notwendigerweise einen sperrigen Transformator enthält, wurde kürzlich aktiv durch Wechselrichter ersetzt. Um zu verstehen, wie ein Schweißinverter arbeitet, müssen Aufbau, Funktionsweise und Betriebsmerkmale des Schweißinstruments verstanden werden, die die Vorteile bestimmen und die Nachteile dieses Geräts aufdecken.

Die Inverter-Schweißmaschine dient zum Schweißen verschiedener Details aus Metall.

Allgemeine Grundsätze des Wechselrichters

Im Gegensatz zu den bekannteren Schweißtransformatoren erfolgt bei diesem Gerät die Umwandlung der elektrischen Spannung in einen Schweißstrom in mehreren Schritten: mittels eines Transformators mit niedriger Leistung, dessen Abmessungen fast einer Zigarettenpackung und einer elektronischen Schaltung entsprechen. Außerdem verfügt die Wechselrichtereinheit über ein Steuersystem (Einheit), das den Schweißprozess erheblich vereinfacht und Ihnen ermöglicht, eine qualitativ hochwertige Schweißnaht herzustellen. Wie funktioniert ein Inverter-Schweißgerät?

Vorrichtung der Inverterschweißmaschine.

Zunächst fließt der Eingangsstrom von 220 V mit einer Frequenz von 50 A durch den Gleichrichter der Schweißmaschine, wird in einen konstanten Strom umgewandelt und gleichzeitig durch Filter (meist in Form von Elektrolytkondensatoren) geglättet. Die resultierende Gleichspannung mittels eines auf Halbleitern montierten Modulators wird wieder in eine Wechselspannung umgewandelt, jedoch mit einer höheren Frequenz (bis zu 100 kHz). Als nächstes wird die Spannung auf den für das Schweißen des Metalls erforderlichen Wert gerichtet und abgesenkt.

Die Verwendung eines Hochfrequenzwandlers ermöglichte die Verwendung eines relativ kleinen Transformators, mit dem Ergebnis, dass Abmessungen und Gewicht der Wechselrichtervorrichtung erheblich reduziert wurden. Um beispielsweise einen Schweißstrom von 160 Ampere im Wechselrichter zu erhalten, benötigen Sie einen Transformator mit einem Gewicht von ungefähr 0,25 kg: Um ein ähnliches Ergebnis bei einem herkömmlichen Schweißgerät zu erzielen, müssen Sie einen Transformator mit einem Gewicht von mindestens 18 kg verwenden. Wenn ein Inverter-Schweißgerät in Betrieb ist, spielt die Elektronik eine wichtige Rolle: Sie liefert eine Rückmeldung an den Lichtbogen, wodurch es möglich ist, die Parameter streng zu kontrollieren und auf dem erforderlichen Niveau zu halten. Ihre geringste Abweichung wird von Mikroprozessoren sofort "unterdrückt". Alle diese "Ergänzungen" garantieren einen stabilen Lichtbogen, der eine hohe Arbeitsqualität beim Einsatz einer Inverter-Schweißmaschine garantiert.

Wie funktioniert die elektronische Hauptschaltung?

Interner Geräteschweißinverter.

In einem Netzwerkgleichrichter wird der elektrische Strom (220 V) mittels einer starken Diodenbrücke (meistens eine Diodenanordnung) gleichgerichtet, die Glättung von Wechselstrom-Pulsationen wird durch Elektrolytkondensatoren erzeugt. Seit Da die Diodenbrücke im Betrieb extrem heiß ist, wird sie an Kühlradiatoren installiert. Außerdem gibt es eine thermische Sicherung, die ausgelöst wird, wenn die Dioden über + 90 ° C erhitzt werden, und schützt eine teure Diodenbaugruppe. Neben der Gleichrichterbrücke zeichnen sich Elektrolytkondensatoren (runde „Fässer“) durch ihre Abmessungen aus, deren Kapazität zwischen 140 und 800 Mikrofarad variiert. Zusätzlich ist im Schweißgerät ein Filter eingebaut, der Funkstörungen verhindert.

Die Schaltung des Wechselrichters selbst enthält zwei leistungsstarke Transistoren (normalerweise MOSFET oder IGBT), die ebenfalls auf Radiatoren installiert sind. Diese Halbleiter schalten den durch einen Impulstransformator fließenden Strom um: Gleichzeitig erreicht die Schaltfrequenz mehrere zehn kHz. Dadurch wird ein Wechselstrom hoher Frequenz gebildet. Um teure Transistoren vor Spannungsstößen zu schützen, werden Schutzschaltungen einschließlich Widerständen und kleinen Kondensatoren verwendet. Nachdem die Transistoren "ausgereift" sind, wird eine niedrigere Spannung von der Sekundärwicklung des Abwärtstransformators (bis zu 70 V) entfernt, der Strom kann jedoch 130-140 Ampere oder mehr betragen.

Die elektronische Schaltung der Inverter-Schweißmaschine.

Um eine konstante Spannung am Ausgang zu erhalten, wird ein zuverlässiger Ausgangsgleichrichter verwendet. Üblicherweise wird diese Vorrichtung auf der Basis von zwei Dioden mit einer gemeinsamen Kathode zusammengebaut. Diese Geräte zeichnen sich durch maximale Geschwindigkeit aus, d.h. schnell öffnen und schließen, während die Erholungszeit 50 Nanosekunden nicht überschreitet. Die letzte Qualität ist sehr wichtig, weil Diese Dioden gleichen den Strom mit sehr hoher Frequenz aus: gewöhnliche Halbleiter könnten diese Aufgabe nicht bewältigen, sie hätten keine Zeit zum Schalten. Daher ist es bei Reparaturen wichtig, diese Dioden durch dieselben Hochfrequenz-Dioden (die am häufigsten verwendeten Geräte vom Typ VS 60CPH03, STTH6003CW, FFH30US30DN) zu ersetzen, die für eine Sperrspannung von 300 V und einen Strom von 30 A ausgelegt sein sollten.

Arbeit Management Board

Ein Spannungsregler, der für 15 V ausgelegt ist und an einem Kühlkörper montiert ist, dient zur Stromversorgung der Platinenelemente. Die Versorgungsspannung kommt vom Hauptgleichrichter. Eine der Funktionen des Power Conditioners ist die Spannungsversorgung des Relais, wodurch ein „sanfter Start“ des Geräts gewährleistet wird. Wenn eine Spannung angelegt wird, laden sich die Kondensatoren auf: Die Spannung steigt an und zum Schutz der Diodenbaugruppe wird eine Begrenzungsschaltung angelegt, die einen starken (8 W) Widerstand enthält. Sobald die Kondensatoren aufgeladen sind, arbeitet der Wechselrichter, das Relais schließt seine Kontakte und der Widerstand nimmt nicht an der weiteren Arbeit teil.

Schweißmaschinensteuerung.

Neben dem Spannungsregler gibt es in der elektronischen Schaltung des Wechselrichters viele andere Systeme, die Hochleistungsgeräte bereitstellen. Die Hauptkomponenten dieser elektronischen Komponenten sind:

1. Steuersystem und Treiber: Das Hauptelement ist der PWM-Controller-Chip, der sich mit der Steuerung des Betriebs von leistungsstarken Transistoren befasst.
2. Regel- und Regelkreise: Das Hauptelement ist ein Stromwandler, dessen Aufgabe darin besteht, den Stromausgang des Transformators zu steuern.
3. Die Steuerung der Versorgungsspannung und des Ausgangsstroms besteht aus einem Operationsverstärker (Operationsverstärker), der auf einem Chip (z. B. LM324) montiert ist. Der Zweck des Systems besteht darin, erforderlichenfalls einen Notschutz einzuschließen, um den Betrieb und die Funktionsfähigkeit der Hauptelemente der elektronischen Einheit zu überwachen.

Besonderheiten von Wechselrichtern

Neben dem Vorteil des geringen Gewichts ermöglichen Inverter-Schweißmaschinen die Verwendung von Elektroden sowohl für Wechsel- als auch für Gleichstrom. Dies ist besonders wichtig beim Schweißen von Elementen aus Gusseisen und NE-Metallen. Die meisten Modelle verfügen über Optionen, die den Schweißprozess komfortabler machen. Diese Ergänzungen eignen sich besonders für diejenigen, die gerade lernen, das Schweißen beherrschen:

• Heißstart (oder Heißstart): Stellt die optimalen Parameter für die Zündung des Lichtbogens ein.
• Antihaftung (oder AntiSticking): Im Kurzschlussfall wird der Schweißstrom automatisch auf ein Minimum reduziert, wodurch die Elektrode nicht am Teil haftet:
• ArcForce: Diese Option liefert den optimalen Strom zum Zeitpunkt der Metallabtrennung von der Elektrode, wodurch auch ein Anhaften verhindert wird.

Eine gute Lichtbogenzündung im Schweißinverter wird aufgrund der Unabhängigkeit der Ausgangsspannung von dem Eingang erzielt, der bei herkömmlichen Schweißgeräten vorhanden ist. Beim konventionellen Schweißen führt ein zu geringer Strom zu einem Anhaften der Elektrode, und zu viel ist mit einem Überbrennen des Metallteils verbunden. Ie Wenn Sie mit einem Wechselrichter arbeiten, ist es nicht möglich, das Teil zu „unterbohren“ oder zu „verbrennen“, wodurch die Festigkeit der Naht gewährleistet wird (es befinden sich keine Schalen oder Risse darin).

Ein weiteres Merkmal des Wechselrichters - die mangelnde Einhaltung der Bogenlänge.

Bei einer herkömmlichen Vorrichtung ist es erforderlich, einen Abstand von etwa 2 Durchmessern der Elektrode zu dem Übergang der zu verbindenden Teile einzuhalten, andernfalls variiert der Stromwert. Wechselrichter halten den Strom in einem streng definierten Rahmen, außerdem ist er konstant und wechselt nicht. Dies ermöglicht es nicht so kritisch, die Länge des Bogens zu betrachten, was die Arbeit erleichtert, insbesondere wenn der Schweißer ein Anfänger ist. Die Qualität der Naht hängt nicht von der Bogenlänge ab.