|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bộ điều chỉnh dòng hàn điện tử. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / thiết bị hàn Tác giả của bài báo đề xuất chia sẻ kinh nghiệm của mình trong việc tạo ra bộ điều khiển dòng hàn điện tử (ERST) cho hàn điện nhiều trạm. Các công ty chuyên về lĩnh vực thiết bị hàn ngày nay sản xuất một số mẫu ERST. Nhưng chi phí của chúng cao đến mức đôi khi đặt ra câu hỏi về hiệu quả kinh tế của việc sử dụng các thiết bị này. Ví dụ, ERST Multi-Weld 350 của Lincoln Electric có giá hơn 3000 USD. Thiết bị được đề xuất rẻ hơn nhiều so với các thiết bị tương tự và do hiệu suất gần như 100%, ngay cả khi vận hành một ca, nó sẽ mang lại hiệu quả chỉ trong vòng một năm do tiết kiệm năng lượng. Khả năng được cung cấp trong đó để chọn đặc tính tải tối ưu cho công việc được thực hiện đảm bảo chất lượng tốt nhất của mối hàn, thực tế loại bỏ sự bắn tóe kim loại. Với một máy biến áp giảm áp và một bộ chỉnh lưu đủ công suất, ERST cũng có thể trở thành cơ sở của một máy hàn cho xưởng gia đình. Tại các doanh nghiệp công nghiệp nơi hàn điện chiếm một trong những vị trí chính trong chu trình công nghệ (ví dụ, tại các nhà máy đóng tàu và sửa chữa tàu), hàn nhiều trạm được sử dụng theo truyền thống. Một số công việc hàn (trụ) được cung cấp từ một nguồn dòng điện trực tiếp hoặc xoay chiều mạnh mẽ với điện áp 50 ... đặc tính tải và điều chỉnh dòng điện hàn. Ưu điểm của việc tổ chức công việc hàn như vậy là đơn giản, an toàn và tiết kiệm không gian và thiết bị sản xuất. Thật không may, hiệu suất tổng thể của hệ thống không vượt quá 80...30%, vì biến trở tiêu tán một phần năng lượng đáng kể dưới dạng nhiệt. Những thành tựu của thiết bị điện tử hiện đại cho phép sản xuất ERST - một chức năng tương tự của bộ biến trở chấn lưu với hiệu suất được cải thiện và hiệu suất gần 100%. Điều này không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn cho phép bạn kết nối nhiều trạm hàn hơn với một nguồn điện nguồn mà không vượt quá khả năng tải của nó. Máy biến áp hàn thông thường chỉ được thiết kế cho một số loại hàn nhất định (thủ công, bán tự động, tự động, điện cực tiêu hao, điện cực không tiêu hao). Cho đến gần đây, việc tạo ra một nguồn phổ quát đã bị cản trở bởi thực tế là đặc tính bên ngoài của nó được xác định chủ yếu bởi thiết kế của máy biến áp. Để có được đặc tính tải cứng, các cuộn dây của máy biến áp được làm hình trụ và cuộn dây rơi xuống là đĩa. Có thể đạt được một số tính linh hoạt bằng cách sử dụng các bộ khuếch đại từ tính và máy biến áp có thiết kế đặc biệt (có shunt từ tính), nhưng điều này phải trả giá bằng sự gia tăng đáng kể về khối lượng và kích thước của nguồn. Trong nguồn hàn điện tử, đặc tính tải của bất kỳ loại yêu cầu nào được hình thành không phải theo tham số, mà do phản hồi về điện áp và dòng điện của tải. Hiệu quả của ERST được đề xuất ít nhất là 92%. Nó hoạt động ở điện áp nguồn sơ cấp 50...80 V và cho phép hàn liên tục với dòng điện 10...315 A. Cho phép tăng dòng điện hàn trong thời gian ngắn lên tới 350 A. đặc tính tải từ giảm mạnh đến cứng được cung cấp. Điều này làm cho ERST phù hợp cho cả hàn thủ công và bán tự động. Thiết bị được trang bị khả năng bảo vệ chống phân cực ngược của điện áp nguồn, tăng giảm quá mức, quá dòng và quá nhiệt, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện công nghiệp. Hoạt động của ERST dựa trên việc chuyển đổi điện áp đầu vào không đổi thành xung có chu kỳ nhiệm vụ có thể điều chỉnh với sự trợ giúp của bộ ngắt bán dẫn, sau đó là lọc - lựa chọn thành phần không đổi của các xung. Do các bóng bán dẫn hiệu ứng trường của bộ ngắt có điện trở rất nhỏ ở trạng thái mở và điện trở rất lớn ở trạng thái đóng, nên công suất tiêu tán của chúng tương đối nhỏ. Sơ đồ ERST được hiển thị trong hình. 1. Đầu cuối X1 được kết nối với cực dương của nguồn sơ cấp. Điểm trừ của nó và kẹp HZ được kết nối với bộ phận được hàn, đóng vai trò của một dây thông thường. Giá đỡ điện cực hàn được nối với cực X2.
Các tụ điện C1, C2 và C3-C22 loại bỏ ảnh hưởng của trở kháng đầu ra của nguồn và độ tự cảm của dây kết nối đối với hoạt động của ERST. Ngay sau khi đặt điện áp vào ERST, các tụ điện này bắt đầu sạc qua điện trở giới hạn R2 và đi-ốt nằm trong bộ điều khiển điện áp cung cấp và sạc (A2). Khi các tụ điện được sạc đầy và với điều kiện là điện áp giữa các cực X1 và XZ là bình thường (50 ... 80 V), đèn LED "Sẵn sàng" của HL1 sẽ sáng và rơle được kích hoạt bên trong khối A2, đóng các tiếp điểm cung cấp điện áp cho mạch chuyển mạch ERST. Để bật nó, chỉ cần nhấn nút SB1 "Bắt đầu". Công tắc tơ KM1 được kích hoạt sẽ bỏ qua nút có tiếp điểm KM 1.1. Thông qua các tiếp điểm nguồn đóng KM1.2, điện áp nguồn sẽ được cung cấp cho các tụ C1 - C22, bỏ qua mạch sạc. Nhờ có điện trở P1, công tắc tơ KM1 sẽ vẫn được kích hoạt (và bật ERST) cho đến khi nhấn nút "Dừng" SB2. Nếu điện áp đầu vào vượt quá giới hạn cho phép trong quá trình hoạt động của ERST, nó sẽ bị tắt bởi các tiếp điểm mở của rơle khối A2. Trong ERST đi kèm, bộ cấp nguồn A1 sẽ hoạt động. Nó phục vụ để có được điện áp cách ly điện cần thiết để cấp nguồn cho các đơn vị A3 và A4. Ngoài ra, khối A1 tạo ra điện áp ba pha 220 V 50 Hz cho quạt M1 và M2 thổi tản nhiệt của các thiết bị bán dẫn mạnh mẽ. Đơn vị chức năng chính của ERST - bộ biến đổi điện áp bước xuống - bao gồm bóng bán dẫn chuyển mạch (pin của bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT1-VT20), điốt phóng điện (VD9-VD48 được kết nối song song) và bộ lọc làm mịn (cuộn cảm L1, dàn tụ điện C27-C36). Những người muốn hiểu chi tiết hơn về hoạt động của bộ chuyển đổi có thể được khuyến nghị sử dụng tài liệu [1, 2]. Các bóng bán dẫn hiệu ứng trường cổng cách điện có hệ số nhiệt độ dương của điện trở kênh hở. Trường hợp này ủng hộ sự phân bố đồng đều tải hiện tại giữa các bóng bán dẫn, cho phép chúng được kết nối song song. Điện trở R3-P.22 triệt tiêu các dao động ký sinh của điện áp điều khiển. Các điốt KD213B, tạo thành điốt phóng điện của bộ chuyển đổi, được đặc trưng bởi thời gian phục hồi điện trở ngược khá lâu. Đôi khi vào thời điểm mở công tắc, chúng không có thời gian để đóng hoàn toàn. Để tránh những hậu quả không mong muốn, các bóng bán dẫn và điốt được phân tách bằng cuộn dây I của máy biến áp T1, độ tự cảm của nó (1,7 μH) hạn chế tốc độ tăng của dòng điện "đi qua", ngăn không cho nó đạt đến giá trị nguy hiểm. Sau khi đóng hoàn toàn đi-ốt phóng điện, năng lượng tích lũy trong từ trường của máy biến áp sẽ trở lại nguồn điện - xung cảm ứng trong cuộn dây II của máy biến áp sẽ nạp điện cho các tụ C1 và C2 thông qua đi-ốt VD8. Và với sự giảm tải mạnh, pin ERST của điốt VD49-VD54 sẽ cung cấp khả năng phục hồi (quay trở lại nguồn) năng lượng tích lũy trong từ trường của cuộn cảm L1. Khối A4 đo dòng điện và điện áp đầu ra của ERST và tạo ra các xung điều khiển, thay đổi chu kỳ hoạt động của chúng theo cách sao cho cung cấp dạng đặc tính tải của ERST được chỉ định bởi các điều khiển "Độ dốc" và "Mức". Các xung này thông qua khối A3, giúp khuếch đại chúng thành công suất, được đưa đến cổng của bóng bán dẫn chuyển mạch (VT1-VT20). Ngoài ra, khối A3 chứa các nút bảo vệ cấm mở bóng bán dẫn chuyển mạch cho đến khi kết thúc chu kỳ tái tạo của máy biến áp T1 và trong trường hợp quá nhiệt. Nó được báo hiệu bằng đèn LED HL2. Tụ C1 và C2 là tụ oxit K50-18, còn lại là màng K73-17. Điện trở R1, R2 - PEV-25, R3-R32 - MLT được chỉ định trong sơ đồ nguồn. Điện trở R33 là một shunt bên ngoài thống nhất 75SHISV-500 đến ampe kế 500 A. Các loại shunt khác, được định mức cho dòng điện quy định, với điện áp rơi ở dòng định mức 75 mV, cũng phù hợp. Các dây dẫn song song mạnh mẽ được trang bị các bu lông có đường kính lớn được bao gồm trong mạch dòng điện hàn. Các dây của tất cả các mạch khác được kết nối với dây dẫn thử nghiệm bằng các bu lông có đường kính nhỏ hơn. Các bóng bán dẫn VT1-VT20 và điốt VD9-VD48 được lắp đặt trên hai bộ tản nhiệt, diện tích bề mặt hoạt động của mỗi bộ là 3400 cm2. Quạt M1 và M2 - 1,25EV-2,8-6-3270U4 với tổng công suất 560 m3/h thổi tản nhiệt. Trong luồng không khí do quạt tạo ra còn có các điện trở R23-R32, giúp tiêu hao điện năng đáng kể. Công tắc tơ KM1 được lấy từ bộ tạo dao động KEMPPI LHF-500. Cuộn dây của nó được quấn lại thành điện áp 50 V (cuộn dây ban đầu được định mức là 24 V). Bạn có thể sử dụng một công tắc tơ khác (ví dụ: từ công tắc tơ được sử dụng trong ô tô điện) có thể chuyển đổi dòng điện một chiều ít nhất 200 A. Trong trường hợp cực đoan, một bộ khởi động điện từ thống nhất có độ lớn thứ tư hoặc thứ năm là phù hợp, tất cả các nhóm tiếp điểm nguồn đều phù hợp trong số đó được kết nối song song. Sau khi chọn một công tắc tơ, cần phải đo điện áp DC Uc mà nó hoạt động. Nếu nó thấp hơn đáng kể so với giá trị này từ 50 V trở lên, cuộn dây của công tắc tơ sẽ phải được quấn lại. Tháo cuộn dây hiện có, đếm số vòng dây w và đo đường kính dây d. Giá trị mới được tính theo công thức:
Máy biến áp T1 được quấn trên lõi từ hình chữ U làm bằng ferit M2000NM từ máy biến dòng TVS110AM (TVS110LA) của dòng TV ống UNT47 / 59. Các miếng đệm không từ tính dày 3 mm được chèn vào từng khớp của mạch từ tính. Cuộn dây sơ cấp - hai vòng dây gồm 236 dây tráng men có đường kính 0,55 mm. Cuộn thứ cấp - 16 vòng của một bó gồm mười dây giống nhau. Để đảm bảo kết nối tối đa giữa các cuộn dây, cuộn thứ cấp được đặt trong âm lượng của cuộn sơ cấp. Để tránh đoản mạch giữa các vòng hoặc giữa các cuộn dây, phải bảo vệ bộ dây của cuộn dây thứ cấp trước khi quấn bằng băng vải đánh vecni hoặc màng fluoroplastic. Mạch từ của cuộn cảm L1 - Sh32x80 được làm bằng thép biến áp tấm có độ dày 0,35 mm. Cuộn dây ga là tám vòng của một bó gồm 330 dây tráng men có đường kính 0,55 mm. Lõi từ được lắp ráp từ đầu đến cuối. Một miếng đệm không từ tính dày 1,6 ... 1,7 mm được chèn vào khe hở của nó. KHỐI A1 Sơ đồ khối của nguồn điện ERST được hiển thị trong hình. 2. Điện áp đầu vào không ổn định thông qua khối bảo vệ được cung cấp cho bộ ổn định tuyến tính cung cấp 15 V cho tất cả các khối công suất thấp của khối và cho bộ điều chỉnh chuyển mạch, đầu ra là điện áp 36 V DC mà nửa- biến tần cầu chuyển đổi thành tần số xen kẽ khoảng 12,5 kHz. Nút bảo vệ được đề cập ở trên sẽ tắt thiết bị nếu do sự cố hoặc lỗi, điện áp đầu ra của bộ điều chỉnh chuyển mạch vượt quá giá trị cho phép.
Việc cung cấp biến tần nửa cầu với điện áp ổn định cung cấp ổn định điện áp nhóm trên cuộn thứ cấp của máy biến áp T1. Bộ chỉnh lưu 1 và 2 được cách ly với dây ERST chung và với các khối nguồn cấp A4 và A3 khác. Biến tần ba pha chuyển đổi điện áp một chiều 270 V từ đầu ra của bộ chỉnh lưu 3 thành điện áp xoay chiều ba pha 220 V, 50 Hz để cung cấp năng lượng cho quạt thổi tản nhiệt của các thiết bị bán dẫn mạnh mẽ ERST. Nút được sử dụng trong [3] đóng vai trò là nguyên mẫu của tầng mạnh mẽ của bộ ổn định điện áp chuyển mạch. Sơ đồ đơn giản hóa của nó được hiển thị trong Hình. 3. Các xung điều khiển có cực dương được đưa đến đế của bóng bán dẫn VT2. Trong thời gian tạm dừng giữa chúng, bóng bán dẫn này được đóng lại và điện áp của tụ điện C1, được tích điện trong xung trước khi tạm dừng, được đặt ở cực mở cho phần cổng nguồn của bóng bán dẫn VT3 thông qua điện trở R2. Bóng bán dẫn VT1 mở và dòng điện tăng chạy qua kênh của nó và cuộn cảm L1 sẽ sạc điện cho tụ điện eC3. Năng lượng được tích lũy bởi tụ điện C2 được sử dụng một phần để sạc điện dung nguồn cổng của bóng bán dẫn VT1. Điốt VD1 là cần thiết để ngăn việc xả tụ C2 qua bóng bán dẫn VT1.
Bóng bán dẫn VT2, mở bằng xung điều khiển, kết nối cổng của bóng bán dẫn VT1 với một dây chung. Cái sau đóng lại và dòng điện của cuộn cảm L1, giảm dần, tiếp tục chạy qua diode VD2 đã mở. Điện áp ở nguồn của bóng bán dẫn VT1 và ở tấm bên phải (theo sơ đồ) của tụ điện C2 ở trạng thái này bằng với điện áp rơi trực tiếp trên diode VD2, âm so với dây chung. Tụ điện C1 được tích điện dọc theo mạch VD2R2. Có nhiều vi mạch để điều khiển các bóng bán dẫn trường và lưỡng cực của bộ biến tần một đầu và kéo đẩy. Nhưng thông thường, tín hiệu đầu ra của chúng được "gắn" với điện thế của dây chung, điều này gây khó khăn khi sử dụng các vi mạch như vậy trong bộ biến tần cầu và nửa cầu. Thực tế là các điện cực điều khiển của các bóng bán dẫn "trên" của các giai đoạn đầu ra của các bộ biến tần như vậy nằm dưới một điện áp xoay chiều lớn và theo quy luật so với dây thông thường. Trình điều khiển chip của bộ biến tần cầu và nửa cầu [4] do chi phí cao vẫn chưa trở nên phổ biến đối với những người nghiệp dư vô tuyến. Họ thích giải quyết vấn đề này theo cách riêng của họ, theo quy luật, sử dụng cách ly quang hoặc biến áp của các mạch điều khiển [5, 6]. Tuy nhiên, việc tách rời như vậy là không cần thiết. Một sơ đồ khả thi của biến tần nửa cầu với các mạch điều khiển không có nó được hiển thị trong hình. 4. Chuỗi xung ngược pha Uy1 và Uy2 đến từ bộ điều khiển SHI.
Nhược điểm chính của nút được lắp ráp theo sơ đồ này là nó chỉ hoạt động khi điện áp nguồn Up1 không vượt quá điện áp tối đa cho phép giữa cổng và nguồn của bóng bán dẫn hiệu ứng trường VT3. Thực tế là do phản ứng của tải cảm ứng hoặc điện dung tích cực, điện áp ở nguồn của bóng bán dẫn VT3 có thể bị tụt lại phía sau hoặc lệch pha với cổng điều khiển, dẫn đến sự xuất hiện của ngắn hạn. các xung điện áp cổng-nguồn âm, biên độ của chúng đạt tới điện áp nguồn Up1. Trên hình. 5 hiển thị các yếu tố bổ sung khắc phục nhược điểm đã lưu ý. Điốt VD2, mở với cực điện áp âm giữa cổng và nguồn của bóng bán dẫn VT3, giới hạn nó ở mức rất thấp, bằng với điện áp rơi trực tiếp trên điốt mở. Quá điện áp dập tắt điện trở R8.
Tụ điện C1 trong trường hợp này được sạc qua diode VD1 trực tiếp từ nguồn điện. Điện trở R4 (xem Hình 4), tiêu hao khá nhiều năng lượng một cách vô ích, đã bị loại khỏi phiên bản mới của nút. Văn chương
Tác giả: V.Volodin, Odessa, Ukraine
Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024 Bàn phím Primium Seneca
05.05.2024 Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024
▪ Các công ty khoa học của Nga ▪ Công nghệ phản ứng tổng hợp hạt nhân mang tính cách mạng ▪ Tiết lộ bí mật của những người thành công ▪ Điện tử giúp người say rượu và lái xe tồi
▪ phần của trang web Đồng hồ đo điện. Lựa chọn bài viết ▪ bài vi sinh vật. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học ▪ bài viết Joseph Lister là ai? đáp án chi tiết ▪ bài viết Bàn tay rèn thợ rèn. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài Mã tắc. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ Bài viết Bẻ cong đồng hồ. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này