Invertteri hitsausvirtalähde

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 4. kesäkuuta 2017 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 13 muokkausta .

Invertterihitsausvirtalähde (IIST, invertterihitsauskone, hitsausinvertteri) on yksi nykyaikaisista hitsauskaaren virtalähteistä .

Invertterihitsausvirtalähteet kaikille hitsaustyypeille on järjestetty samalla tavalla. Ero on vain generoidussa virta-jännite ominaisuudessa. Siksi on mahdollista valmistaa yleisiä IIST:itä, jotka soveltuvat erilaisiin hitsaustyyppeihin (MMA, TIG, MIG/MAG).

Historia

Kaikkien hitsauslähteiden päätarkoituksena on varmistaa hitsauskaaren vakaa palaminen ja sen helppo syttyminen. Yksi hitsausprosessin tärkeimmistä parametreista on sen kestävyys vaihtelua ja häiriöitä vastaan. Hitsauskaarivirtalähteitä on useita tyyppejä - muuntajia , diesel- tai bensiinigeneraattoreita , tasasuuntaajia ja invertteriä . Hitsausvirran invertterilähde ilmestyi 1900-luvulla, ja 2000-luvun alussa siitä tuli yksi suosituimmista hitsauskoneista kaikenlaiseen kaarihitsaukseen.

Kuinka se toimii

Hitsausinvertteri on tehomuuntaja verkkojännitteen alentamiseksi lähteen vaadittuun kuormittamattomaan jännitteeseen, MOSFET- tai IGBT-transistoreihin perustuva tehosähköpiirien lohko ja stabiloiva induktori tasasuuntaisen virran aaltoilun vähentämiseksi. Hitsauskaaren invertterilähteen toimintaperiaate on seuraava: verkkovirran vaihtojännite syötetään tasasuuntaajaan, minkä jälkeen tehomoduuli muuntaa tasajännitteen vaihtojännitteeksi korotetulla taajuudella, joka syötetään korkeaan jännitteeseen. - taajuushitsausmuuntaja , jonka massa on huomattavasti pienempi kuin verkko, jonka jännite johdetaan tasasuuntauksen jälkeen hitsauskaareen . DC-kaari on vakaampi.

Edut

Hitsauskaaren invertterivirtalähteen etuna on tehomuuntajan koon pienentäminen ja kaaren dynaamisten ominaisuuksien parantaminen. Invertteritekniikoiden käyttö on johtanut hitsauskoneiden mittojen ja painon pienentämiseen, hitsauskaaren laadun parantumiseen, tehokkuuden kasvuun, roiskeiden minimaaliseen hitsauksen aikana ja mahdollistanut hitsausparametrien sujuvan säätämisen. .

Haitat

Piiri

Invertterihitsausvirtalähteitä voidaan rakentaa useiden eri kaavioiden mukaan, mutta käytännössä vallitsee kolme:

  1. Yksitahti eteenpäin suuntautuva pulssimuunnin PWM-ohjauksella ja energian talteenotolla. Tällaiset invertterit ovat yksinkertaisimpia, kevyimpiä ja kompakteimpia, mutta tehotransistorit kytkevät virtakatkoksen nollasta poikkeavalla jännitteellä, mikä johtaa merkittäviin kytkentähäviöihin ja suuriin sähkömagneettisiin häiriöihin. Piiri voidaan toteuttaa vain erityisen nopeilla tehokkailla MOSFET- tai IGBT-transistoreilla, joten se yleistyi vasta 2010-luvun alussa. Piiri vaatii myös tehokkaita diodeja, joilla on erittäin lyhyt käänteinen palautumisaika. Piirin suorituskyky riippuu suurelta osin komponenttien, johtojen ja piirilevyn loiskapasitanssien ja -induktanssien transienttien intensiteetistä, mikä vaatii huolellista suunnittelua ja suurta tarkkuutta. Piiriä käytetään kannettavissa hitsauskoneissa, jotka on suunniteltu pienelle teholle (4 kW asti). Huolimatta komponenttien pienestä määrästä tällaiset invertterit ovat melko kalliita, ja 60-70% kustannuksista on erikoistransistoreja ja -diodeja. Järjestelmä on yleinen eurooppalaisten ja japanilaisten valmistajien keskuudessa.
  2. Puolisilta tai silta push-pull -muunnin PWM-ohjauksella. Kytkentähäviöt ja sähkömagneettisten häiriöiden taso niissä ovat pienempiä niiden spektrin "tahroitumisesta" kuin edellisessä tyypissä, mutta silti melko korkeat. Piiri on monimutkaisempi ja vaatii enemmän komponentteja, mutta muuntimen kehittämä teho on huomattavasti suurempi kuin yksitahtipiireissä (jopa 10 kW). Tarvitaan myös nopeita MOSFETtejä tai IGBT:itä, joilla on korkea pulssitehohäviö, vaikkakin vähemmän kuin yksipäätteisessä piirissä. Myös diodien vaatimukset ovat huomattavasti pienemmät kuin yksipäätteisessä piirissä. Piirin suorituskyky riippuu, mutta vähemmässä määrin kuin yksipäisten piirien, komponenttien, johtojen ja piirilevyn parasiittisten kapasitanssien ja induktanssien transienttien intensiteetistä. PWM-ohjauksen joustavuus, nopeus ja tarkkuus mahdollistavat kaarivirran ohjauksen monimutkaisten lakien mukaisesti, mikä parantaa hitsauksen laatua. Järjestelmä on suosittu amerikkalaisten ja korealaisten valmistajien keskuudessa.
  3. Puolisilta- tai siltaresonanssimuunnin taajuus- tai vaihesäädöllä. Erityisesti käyttöönotetun resonanssipiirin läsnäolo mahdollistaa transistorien optimaalisen kytkentäradan muodostamisen nollajännitteellä tai nollavirralla sekä loiskapasitanssien ja -induktanssien vaikutuksen tasoittamisen. Transistorien kytkentänopeudelle ja teholle ei ole erityisiä vaatimuksia, koska kytkentäprosessit tapahtuvat passiivisesti. Tämä mahdollistaa tällaisten invertterien rakentamisen käyttämällä edullisia transistoreja ja diodeja. Jopa bipolaaritransistorit ovat sopivia. Resonanssiinvertterien teho voi nousta kymmeniin kilowatteihin. Resonanssipiirillä on kuitenkin oltava merkittävä energiakapasiteetti ja vastaavasti suuret mitat. Siksi tällaiset laitteet ovat melko suuria ja raskaita. Koska resonanssimuuntimet eivät ole vaativia transistorien ominaisuuksien suhteen, tällaisten tuotteiden hinta voi olla suhteellisen alhainen. Tästä syystä suurin osa Venäjällä ja Kiinassa valmistetuista hitsausinverttereistä on valmistettu resonanssipiireillä. Resonanssiantureita on saatavilla myös käsityötuotantoon. Resonanssianturilla on suhteellisen kapea alue ja alhainen säätönopeus, joten siihen voidaan toteuttaa vain suhteellisen yksinkertaisia ​​kaarivirran ohjauslakeja.

Muistiinpanot

Kirjallisuus

Keksinnöt:

Linkit