Nguồn biến tần của dòng hàn. Có kinh nghiệm sửa chữa và tính toán các phần tử điện từ. 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

 Bình luận bài viết

Các nguồn dòng hàn biến tần (IWS), đôi khi không được gọi chính xác là tần số cao, có những ưu điểm rõ ràng so với các nguồn biến áp cổ điển (trọng lượng và thể tích nhỏ hơn, đặc tính tải tuyệt vời), nhưng không được sử dụng rộng rãi ở nước ta. Rất có thể, do chi phí cao, hầu hết người tiêu dùng tiềm năng không thể tiếp cận được.

Nhiều đài phát thanh nghiệp dư cố gắng tạo IIST của riêng họ. Tuy nhiên, những khó khăn đáng kể nảy sinh trên con đường này, chủ yếu liên quan đến việc thiếu kinh nghiệm phát triển các thiết bị tiêu tốn nhiều năng lượng, trong đó giá trị dòng điện và điện áp vượt xa giới hạn thông thường.

Tác giả chia sẻ kinh nghiệm sửa chữa ISIS sản xuất công nghiệp, đòi hỏi phải lựa chọn các phần tử nguồn bị hỏng và những thay đổi khá đáng kể trong mạch điện. Trình bày phương pháp tính toán các phần tử điện từ chính của IIST.

Một khoảnh khắc đẹp trời, chiếc máy hàn RytmArc bị lỗi của Castolin Eutectic, sản xuất năm 1988, rơi vào tay tôi, người chủ cũ không còn tin rằng chiếc máy này có thể sửa chữa được nên đã đem đi lấy phụ tùng. Sau khi kiểm tra thiết bị, hóa ra đại diện điển hình của họ IIST một pha công suất thấp hướng tới mục đích sử dụng trong nước được chế tạo theo mạch biến tần nửa cầu chuyển tiếp một chu kỳ điển hình cho các thiết bị thuộc loại này và là dành cho hàn điện thủ công với dòng điện một chiều 5... 140 A với thời gian hàn tương đối lên tới 100% chu kỳ hàn/tạm dừng.

Ở phiên bản gốc, biến tần được chế tạo trên các bóng bán dẫn tổng hợp lưỡng cực điện áp cao mạnh mẽ ESM2953, nhưng đã bị lỗi. Một số bóng bán dẫn có công suất thấp hơn cũng bị lỗi và một số bộ phận bị thiếu.

Trong tình huống như vậy, quyết định hợp lý nhất dường như là mua các bóng bán dẫn mới và thay thế những bóng bán dẫn bị cháy bằng chúng. Tuy nhiên, công ty thương mại có các bóng bán dẫn cần thiết đã chào bán chúng với mức giá 65 USD một chiếc, với điều kiện là phải mua cả gói 50 chiếc. Đương nhiên, tùy chọn này không hiệu quả và chúng tôi phải tìm giải pháp thay thế. Sự lựa chọn rơi vào các Transitor lưỡng cực có cổng cách điện IRG1PC4U (IGBT [50]), được bán lẻ miễn phí với giá 14 USD mỗi chiếc.

Không giống như ESM2953, bộ thu của bóng bán dẫn IRG4PC50U được kết nối điện với đế tản nhiệt của nó. Do đó, người ta quyết định lắp từng IGBT trên một tấm nhôm có kích thước 30x25x4 mm và ấn IGBT vào tản nhiệt chính thông qua các miếng đệm mica dày 0,5 mm. Vì không có mica có độ dày yêu cầu nên các miếng đệm được tạo thành từ nhiều lớp vật liệu mỏng hơn, được “dán lại với nhau” bằng keo dẫn nhiệt.

Để khởi động IIST, cần phải phát triển và sản xuất một trình điều khiển mới để điều khiển IGBT và bộ hẹn giờ bị mất cho bộ giới hạn dòng điện để sạc tụ lọc bộ chỉnh lưu nguồn điện. May mắn thay, bảng điều khiển không cần sửa chữa. Thiết bị được khôi phục đã hoạt động hoàn hảo trong hơn bốn năm.

Sơ đồ IIST sau khi sửa chữa được hiển thị trong Hình 1. 2, và hình dáng của nó khi tháo nắp được thể hiện trên Hình XNUMX, trong đó các bộ phận chính được đánh dấu. Do thiếu tài liệu của nhà máy, tên gọi vị trí của các phần tử không trùng với tên “có thương hiệu”.

(bấm vào để phóng to)

Các giải pháp kỹ thuật được sử dụng trong IIST này là điển hình cho các thiết bị thuộc loại này. Đối với những người định sửa chữa hoặc thậm chí tự thiết kế những thiết bị như vậy, việc làm quen với cấu trúc của nó một cách chi tiết hơn sẽ rất hữu ích.

Khi đóng công tắc SA1, một điện áp xoay chiều 220V, 50Hz được cung cấp cho cuộn sơ cấp của máy biến áp T1, cấp nguồn cho tất cả các linh kiện điện tử của IIST (ngoại trừ chính biến tần) và thông qua điện trở R1, giới hạn dòng khởi động ban đầu , tới bộ chỉnh lưu của hai cầu diode mắc song song VD1 và VD2.

Các gợn sóng điện áp chỉnh lưu được làm phẳng bằng tụ oxit C2. Sau khoảng 1 giây cần thiết để sạc đầy tụ điện này, bộ hẹn giờ được kích hoạt (sơ đồ của nó được hiển thị trong Hình 3) và các tiếp điểm đóng của điện trở rẽ nhánh rơle K1.1 R1, ngoại trừ mạch sau khỏi mạch dòng điện tiêu thụ từ mạng và do đó loại bỏ sự mất mát năng lượng vô ích.

Trên thực tế, trong IIST, hai rơle giống hệt nhau được lắp đặt dưới dạng K1, các cuộn dây và tiếp điểm của chúng được mắc song song. Một rơle K2 khác, dựa trên tín hiệu đến từ bảng điều khiển, bật và tắt quạt M1. Cảm biến nhiệt độ là bộ chuyển đổi dòng nhiệt VK1 được gắn trên tản nhiệt của các bóng bán dẫn mạnh mẽ.

Biến tần dựa trên IGBT VT1 và VT2 chuyển đổi điện áp nguồn được chỉnh lưu thành điện áp xung có tần số khoảng 30 kHz. Máy biến áp TZ cung cấp cách ly điện giữa mạch hàn và mạng. Tỷ số biến đổi của nó được chọn sao cho biên độ của các xung trên cuộn thứ cấp gấp đôi điện áp mạch hở quy định của IIST. Bạn có thể đọc chi tiết về nguyên lý hoạt động của biến tần nửa cầu một đầu, ví dụ trong [2, 3].

Máy biến dòng T2 được nối nối tiếp với mạch cuộn sơ cấp của máy biến áp TZ và được thiết kế để điều khiển dòng điện chạy qua đây.

Trong các bộ biến tần chuyển mạch tần số cao, điện cảm từ hóa và điện cảm rò rỉ của máy biến áp, cùng với điện cảm lắp đặt ký sinh, tích lũy năng lượng phản kháng đáng kể. Việc chuyển đổi nó thành nhiệt sẽ làm giảm đáng kể hiệu suất của thiết bị. Do đó, bằng cách sử dụng các giải pháp mạch đặc biệt, họ cố gắng truyền năng lượng tích lũy sang tải hoặc phục hồi nó - đưa nó trở lại nguồn điện.

Khi trạng thái của các công tắc nguồn thay đổi, mỗi cuộn cảm, bao gồm cả cuộn cảm ký sinh, sẽ trở thành nguồn tạo ra các xung điện áp tự cảm, thường gây nguy hiểm cho các phần tử của bộ biến đổi giá trị. Để giảm biên độ của các xung này, các mạch RC giảm chấn có và không có điốt được thiết kế. Để giảm độ tự cảm rò rỉ có hại cho hoạt động của IIST, nên sử dụng máy biến áp có lõi từ hình xuyến và cách bố trí thiết bị được cân nhắc cẩn thận sẽ làm giảm độ tự cảm lắp đặt.

Điện áp của cuộn dây thứ cấp của máy biến áp TZ được chỉnh lưu bằng bộ chỉnh lưu nửa sóng sử dụng các điốt nằm trong bốn cụm điốt VD7-VD10 (mỗi cụm có hai điốt). Cuộn cảm L1, nối tiếp với mạch hàn, làm dịu dòng điện chỉnh lưu.

Bộ điều khiển tạo ra các xung mở IGBT của biến tần, điều chỉnh chu kỳ làm việc của chúng sao cho đặc tính tải bên ngoài của IIST tương ứng với yêu cầu đối với hàn điện chất lượng cao. Các đầu vào bộ điều khiển nhận tín hiệu phản hồi về điện áp (từ đầu ra bộ chỉnh lưu) và dòng điện (từ cuộn thứ cấp của máy biến dòng T2). Biến trở R2 điều chỉnh dòng hàn.

Trong bộ lễ phục. Hình 4 cho thấy mạch điều khiển khuếch đại các xung do bộ điều khiển tạo ra đến biên độ cần thiết để điều khiển IGBT VT1 và VT2. Nó được thiết kế để thay thế trình điều khiển điều khiển các bóng bán dẫn lưỡng cực được lắp đặt trong IIST trước khi sửa chữa.

Máy biến áp T1 cách ly các mạch đầu vào của hai kênh điều khiển giống hệt nhau khỏi bộ điều khiển và với nhau. Trong trường hợp này, máy biến áp với tư cách là một phần tử cách điện có lợi thế không thể phủ nhận so với bộ ghép quang, vì với việc lựa chọn thông số chính xác, nó sẽ tự động giới hạn thời lượng của các xung đến cổng IGBT ở giá trị mà tại đó mạch từ của máy biến áp nguồn sẽ hoạt động. TZ chưa bước vào trạng thái bão hòa (xem Hình 1). Các cuộn dây thứ cấp II và III của máy biến áp cách ly được kết nối sao cho các kênh hoạt động cùng pha, điều này cần thiết để bộ biến tần một chu kỳ hoạt động chính xác.

Hãy xem xét hoạt động của một trong các kênh - kênh trên cùng trong sơ đồ.

Các xung từ cuộn dây II của máy biến áp T1 đến điện trở R1 được cấp đến đầu vào của bộ định hình được lắp ráp trên vi mạch DD1. Bộ khuếch đại công suất trên các bóng bán dẫn VT1 và VT2 cung cấp khả năng sạc và xả nhanh chóng với điện dung khá đáng kể giữa đặc tính cổng và bộ phát của IGBT. Điện trở R9 ngăn chặn quá trình dao động trong mạch được hình thành bởi độ tự cảm của dây nối và điện dung đầu vào của IGBT.

Bộ chỉnh lưu và ổn áp nguồn được lắp ráp trên cầu diode VD1 và vi mạch DA1. Điện áp xoay chiều đến bộ chỉnh lưu được lấy từ cuộn thứ cấp cách ly riêng biệt của máy biến áp T1 (xem Hình 1). Khi sản xuất trình điều khiển, cần đặc biệt chú ý đến chất lượng cách nhiệt giữa các kênh của nó. Nó phải chịu được điện áp vượt quá hai lần biên độ của điện áp nguồn.

Khi bắt đầu phát triển IIST một cách độc lập, bạn phải đối mặt với nhiều vấn đề thậm chí không phát sinh trong quá trình sửa chữa - tất cả chúng đều đã được các nhà phát triển và nhà sản xuất giải quyết bằng cách này hay cách khác.

Khó khăn lớn nhất liên quan đến việc lựa chọn các thiết bị bán dẫn chuyển đổi dòng điện lớn ở điện áp tương đối cao. Việc lựa chọn chính xác mạch biến tần, tính toán và thiết kế các phần tử điện từ của nó là rất quan trọng.

Trong trường hợp không có kinh nghiệm phát triển, việc cố gắng lặp lại các giải pháp “đã được thử nghiệm” là điều hợp lý.

Vấn đề trở nên phức tạp bởi thực tế là thực tế không có tài liệu nào trong đó có thể tìm thấy các phương pháp đã được chứng minh và làm sẵn để thiết kế IIST. Ví dụ, trong [3], cách trình bày quá ngắn gọn đến mức các phép tính gần như không thể mở rộng sang các vấn đề cụ thể trong quá trình phát triển nguồn hàn.

Trong tài liệu dưới đây, kết luận về các mối quan hệ được tính toán được trình bày một cách chi tiết. Theo tác giả, điều này sẽ cho phép những người vô tuyến nghiệp dư hiểu rõ hơn về các quá trình xảy ra trong các thành phần điện từ của IIST và, nếu cần, điều chỉnh phương pháp được trình bày.

Trong điều kiện tải thay đổi mạnh như hồ quang hàn, bộ biến tần nửa cầu chuyển tiếp một chu kỳ được so sánh thuận lợi hơn với các bộ biến tần khác. Nó không yêu cầu giữ thăng bằng, không dễ mắc các bệnh như dòng điện và một bộ điều khiển tương đối đơn giản là đủ cho nó. Không giống như biến tần flyback, hình dạng dòng điện trong các phần tử của nó là hình tam giác, ở biến tần thuận nó có dạng hình chữ nhật. Do đó, ở cùng một dòng tải, biên độ của xung dòng điện trong bộ biến tần thuận nhỏ hơn gần hai lần.

TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ĐIỆN

Đặc điểm chung của tất cả các bộ biến tần một chu kỳ là chúng hoạt động với từ hóa một chiều của lõi từ của máy biến áp điện. Khi cường độ từ trường thay đổi từ 0 đến cực đại và ngược lại, cảm ứng từ B thay đổi trong khoảng từ Bm cực đại đến Br dư.

Trong bộ lễ phục. Hình 5 thể hiện sơ đồ đơn giản của bộ nghịch lưu nửa cầu thuận một chu kỳ.

Khi các bóng bán dẫn VT1 và VT2 mở, năng lượng của nguồn điện áp sơ cấp được truyền đến tải thông qua máy biến áp T1. Mạch từ của máy biến áp được từ hóa theo hướng thuận (phần 1-2 trong Hình 6). Sau khi đóng các bóng bán dẫn, dòng điện trong tải được duy trì nhờ năng lượng tích trữ trong cuộn cảm L1. Trong trường hợp này, mạch được đóng thông qua diode VD4. Dưới tác dụng của EMF tự cảm của cuộn dây I, các điốt VD1 và VD2 mở và dòng khử từ của mạch từ chạy qua chúng (phần 2-1 trong Hình 6).

Cảm ứng trong mạch từ chỉ thay đổi ΔB1=Bm-Br1, nhỏ hơn đáng kể so với giá trị có thể có là 2Bm trong biến tần kéo đẩy. Tuy nhiên, ở cường độ trường bằng 1, cảm ứng sẽ chỉ bằng Br2 trong mạch từ không có khe hở phi từ tính. Cái sau sẽ làm giảm cảm ứng dư xuống giá trị Br4. Từ [XNUMX] suy ra rằng giá trị mới của cảm ứng dư tương ứng với điểm giao nhau của đường cong từ hóa ban đầu với đường thẳng vẽ từ gốc một góc Θ:

trong đó μ0 là độ thấm từ tuyệt đối (tỷ lệ cảm ứng từ với cường độ từ trường trong chân không, hằng số vật lý bằng 4π-10-7 H/m); lc là chiều dài trung bình của đường sức từ; δ là chiều dài của khe hở không từ tính. Do tạo ra một khe có chiều dài δ, phạm vi cảm ứng trong mạch từ sẽ tăng lên ΔB2=Bm-Br2.

Ngành của chúng tôi không sản xuất lõi từ dành riêng cho IIST. Để chế tạo máy biến áp nguồn nghịch đảo, bạn có thể sử dụng lõi từ được thiết kế cho máy biến áp dòng truyền hình. Ví dụ, lõi từ PK40x18 của máy biến áp TVS-90LTs2 (được sử dụng trong TV ULPST) có tiết diện 2,2 cm2, diện tích cửa sổ 14,4 cm2 và chiều dài đường sức từ trung bình là 200 mm. Nó được làm từ ferrite mangan-kẽm M3000NMS1, được thiết kế để hoạt động trong từ trường mạnh, như được biểu thị bằng chỉ số C trong ký hiệu [5] và có các tham số vòng trễ sau: Bs=0,45 T (tại H=800 A/ m) , W=0,33 T (ở H=100 A/m và T=60 °C), Bg=0,1 T, Hs=12A/m. Trong điều kiện từ hóa một chiều, phạm vi cảm ứng trong mạch từ này, được lắp ráp không có khe hở, sẽ không vượt quá 0,23 Tesla.

Chúng ta hãy đặt mục tiêu, sử dụng khe hở không từ tính, để giảm cảm ứng dư xuống 0,03 Tesla, điều này sẽ tăng phạm vi cảm ứng lên 0,3 Tesla. Xét sự phụ thuộc B=f(H) khi cường độ trường thay đổi từ -Hc sang 0 là tuyến tính thực tế, chúng ta sẽ tìm thấy sự thay đổi cảm ứng trong vùng từ 2 đến Br2. Để làm điều này, hãy vẽ một đường nằm ngang ở mức Br1 cho đến khi nó cắt đường cong từ hóa và tìm cường độ trường âm trong mạch từ -H8,4 = XNUMX A/m, tương ứng với cảm ứng này. Trong trường hợp của chúng ta

Từ (1) chúng ta tìm được độ dài của khe hở không từ tính:

Cường độ trường trong khe hở ở mức cảm ứng cực đại Vm=0Tl

Số vòng ampe của từ hóa lõi từ

Ở chế độ không tải, điện áp đầu vào của biến tần (U1, xem Hình 5) bằng giá trị biên độ của mạng (310 V). Có tính đến sự sụt giảm điện áp trên các bóng bán dẫn chính và điện trở hoạt động của cuộn dây, chúng ta có thể giả sử rằng điện áp 300 V được đặt vào cuộn sơ cấp của máy biến áp là điện áp đầu ra không tải của nguồn ở trạng thái không tải. chế độ nên là 50 V.

Chúng ta sẽ thực hiện tính toán cho trường hợp thời lượng xung bằng một nửa chu kỳ tương ứng với dao động cảm ứng cực đại trong mạch từ. Trong những điều kiện này, biên độ của xung điện áp thứ cấp là 100 V (gấp đôi điện áp hở mạch yêu cầu). Vì vậy, hệ số biến đổi của máy biến áp phải bằng

Cần lưu ý rằng ảnh hưởng của độ tự cảm rò rỉ của cuộn dây máy biến áp không được tính đến ở đây. Sự hiện diện của nó dẫn đến điện áp mạch hở cao hơn so với giá trị tính toán.

Giá trị hiệu dụng của dòng điện cuộn thứ cấp có dạng xung chữ nhật được liên kết với giá trị trung bình bằng dòng điện hàn iCB, tỷ số

trong đó λ là tỷ lệ giữa thời lượng xung và chu kỳ lặp lại của chúng (hệ số nhiệm vụ). Tại iCB = 140 A và λ = 0,5

Giá trị hiệu dụng của dòng điện cuộn sơ cấp (không bao gồm dòng điện từ hóa)

Tải biên độ xung dòng điện trong cuộn sơ cấp

Ở tần số 30 kHz, tổn thất năng lượng trong lõi từ ferit có thể bỏ qua. Tổn hao trong dây quấn tăng theo tần số ngày càng tăng do sự dịch chuyển của dòng điện lên bề mặt dây dẫn, dẫn đến tiết diện hiệu dụng của nó giảm. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng bề mặt hoặc da. Nó biểu hiện mạnh mẽ hơn khi tần số càng cao và đường kính của dây dẫn càng lớn. Để giảm tổn thất, người ta sử dụng dây bện làm bằng dây dẫn cách điện mỏng - dây Litz. Để hoạt động ở tần số 30 kHz, đường kính của mỗi đường kính không được vượt quá 0,7 mm [3].

Emf của một lượt được tính theo công thức

trong đó dФ/dt là tốc độ thay đổi của từ thông ghép vào cuộn dây; ΔB - dải cảm ứng trong mạch từ, T; Sc - tiết diện của mạch từ, cm2; tM - thời lượng xung, s; f - tần số lặp xung, Hz.

Số vòng dây vừa với cửa sổ mạch từ có thể được tìm bằng công thức

trong đó S0 là diện tích cửa sổ, cm2; - hệ số lấp đầy dây (lấy bằng 0,25); ieff - giá trị hiện tại hiệu quả; J là mật độ dòng điện trong dây quấn, A/mm2.

Để xác định các thông số của mạch từ, người ta đưa ra một giá trị có điều kiện bằng tích của biên độ điện áp trên cuộn dây và giá trị hiệu dụng của dòng điện chạy qua nó. Vì nó có chiều kích quyền lực nên gọi là quyền lực có điều kiện

Trong trường hợp của chúng ta

Lấy mật độ dòng điện trong cuộn dây máy biến áp J = 4 A/mm2, dải cảm ứng trong mạch từ ΔB = 0,3 T và từ (2) ta tìm được

Lõi từ hình chữ W cần thiết cho máy biến áp đang tính toán có thể được lắp ráp từ bốn PK40x18, như trong Hình. 7.

Ta thu được mạch từ có Sc=8,8 cm2, So-14,4cm2, ScS0=126,7cm4. Hãy tìm EMF của một lượt cho nó

Số vòng dây quấn sơ cấp

Hãy chọn nó bằng 21 - số nguyên lớn nhất gần nhất là bội số của hệ số biến đổi (Ktr = 3). Số vòng dây cuộn thứ cấp

Hình dạng dòng điện trong cuộn sơ cấp của máy biến áp điện lực được thể hiện trên hình 8. số XNUMX.

Biên độ của thành phần từ hóa của nó bằng

Giá trị dòng điện lớn nhất của công tắc bán dẫn và cuộn sơ cấp

Để tính toán chính xác giá trị hiệu dụng của dòng điện cuộn sơ cấp, bạn sẽ phải chuyển sang phép tính tích phân:

Một phép tính chính xác cho kết quả là 33,67 A, khác với giá trị được tính toán trước đó khi không tính đến dòng điện từ hóa (33,3 A) chỉ 1%.

Mặt cắt dây quấn:

Khi quấn dây Litz làm từ dây cách điện có đường kính 0,55 mm thì cần một bó 36 dây cho cuộn sơ cấp và một bó 105 dây cho cuộn thứ cấp.

Quấn máy biến áp bằng dây Litz đòi hỏi một số kinh nghiệm. Trước hết bạn cần chuẩn bị dây litz. Để làm điều này, ở khoảng cách lớn hơn một chút so với chiều dài yêu cầu, hai móc được cố định, vai trò của chúng có thể được thực hiện thành công bởi tay nắm cửa. Số lượng dây cần thiết được kéo giữa các móc. Dùng máy khoan cầm tay hoặc dây bện, xoắn bó, thỉnh thoảng lắc nhẹ để các dây trong đó phân bố đều. Dây garô thành phẩm được quấn dọc theo toàn bộ chiều dài của nó với một dải vải cotton mỏng rộng 8...10 mm chồng lên nhau một chút.

Các cuộn dây được quấn trên một trục gá bằng gỗ theo hình dạng lõi của mạch từ với một biên độ nhỏ để cuộn dây thành phẩm “nằm” tự do ở đúng vị trí đã định. Trục gá được trang bị các má có thể tháo rời, khoảng cách giữa chúng nhỏ hơn 2...3 mm so với chiều cao của cửa sổ mạch từ.

Trước khi cuộn dây, các miếng băng giữ được đặt trên trục gá, sau đó được dùng để siết chặt cuộn dây đã hoàn thiện. Các cuộn dây được sắp xếp theo thứ tự thông thường: sơ cấp, trên đó - thứ cấp. Giữa chúng cần có lớp cách nhiệt - một lớp bìa cứng cách điện dày 0,5 mm. Cuộn dây được tạo hình phù hợp với cấu hình của cửa sổ mạch từ, sau đó được tẩm sơn bóng.

Các đầu nối dây quấn phải được trang bị đầu bằng đồng thau. Khi nhúng dây Litz vào chúng, đặc biệt chú ý đảm bảo rằng các đầu của tất cả các dây cấu thành của nó đều được tước lớp cách điện, đóng hộp và hàn chắc chắn vào các đầu.

Tính toán cuộn cảm lọc dòng hàn

Cuộn cảm L1 (xem Hình 1 và 5) làm dịu dòng điện hàn. Trong suốt thời gian của xung điện áp thứ cấp, dòng điện trong nó tăng tuyến tính. Trong thời gian tạm dừng giữa các xung, nó giảm tuyến tính. Biên độ của xung hiện tại, gần đúng lần đầu tiên, không phụ thuộc vào giá trị trung bình của nó - dòng điện hàn. Ở giá trị tối thiểu của giá trị sau, dòng điện trong cuộn cảm và trong mạch hàn giảm xuống 9 vào cuối thời gian. Đây chính xác là tình huống được thể hiện trong hình. XNUMX.

Việc giảm thêm giá trị trung bình của dòng điện dẫn đến vi phạm tính liên tục của dòng chảy của nó - trong một khoảng thời gian, dòng điện bằng 0, dẫn đến sự mất ổn định và tắt hồ quang.

Chúng ta tìm mối quan hệ giữa biên độ và giá trị trung bình của dòng điện tam giác từ điều kiện bằng nhau của diện tích tam giác tạo bởi đường cong dòng điện và trục thời gian và hình chữ nhật có chiều cao icp, dựng trên cùng một trục ( được tô đậm trong hình). Độ dài hai đáy của hai hình bằng chu kỳ dao động. Như vậy,

Tại dòng hàn tối thiểu ist. min=5 Điện áp rơi trên hồ quang Ud. min có thể được coi là bằng 18 V [6]. Xem xét rằng

Hãy tìm độ tự cảm nhỏ nhất cần thiết của cuộn cảm

Cuộn dây cảm ứng phải chịu được dòng điện hàn cực đại icv. Tối đa. Đối với máy biến áp, lấy hệ số lấp đầy cửa sổ kо=0,25 và mật độ dòng điện J=4 A/mm2, chúng ta xác định số vòng quay tối đa có thể có của cuộn dây cảm ứng

Biết tiết diện của lõi từ Sc và hệ số lấp đầy thép kс của nó, một cảm ứng B cho trước trong lõi từ có thể xác định được liên kết từ thông của cuộn dây cảm ứng

Thay (4) vào đây, ta được

Xét rằng

tìm độ tự cảm của cuộn cảm

và sản phẩm SCSo cho mạch từ của nó

Để tránh bão hòa, mạch từ phải có khe hở không từ tính, do đó cảm ứng thay đổi từ gần như bằng 0 đến W. Giả sử mạch từ của cuộn cảm là lý tưởng và tất cả số ampe vòng của cuộn dây đều đặt vào khe hở không từ tính, ta xác định được chiều dài của b, mm cuối cùng:

từ đâu

Từ (5), (6) và (9) ta thu được công thức tính độ tự cảm thực của cuộn cảm:

Vì ở dòng điện hàn lớn hơn giá trị cực tiểu, biên độ dao động từ thông trong lõi từ của cuộn cảm không đáng kể so với giá trị trung bình của nó nên lõi từ thường được làm bằng thép điện, có cảm ứng cực đại là Vm-1 T. Lấy hệ số lấp tiết diện bằng thép ks=0,9, từ (7) ta tìm được

Đối với cuộn cảm, chúng ta sẽ chọn mạch từ băng tiêu chuẩn ШЛ25х32 với Sckc=6,56 cm2, So=16 cm2 và SCSo=125 cm4. Sử dụng công thức (4), chúng tôi xác định số lượt

Sử dụng công thức (8) chúng ta tính chiều dài của khe hở phi từ tính

Khoảng trống này sẽ được cung cấp bởi hai miếng đệm không từ tính dày 1 mm, được lắp giữa hai đầu của hai nửa mạch từ.

Mặt cắt dây quấn ga

Dây có thể là dây nguyên khối hoặc được ghép từ 147 dây có đường kính 0,55 mm.

Sử dụng công thức (10), chúng tôi kiểm tra độ tự cảm thu được của cuộn cảm

Nó vượt quá giá trị tối thiểu được tính toán ở trên.

Tính toán máy biến dòng điện

Trong bộ lễ phục. Hình 10 thể hiện sơ đồ của bộ tạo tín hiệu phản hồi hiện tại.

Cuộn dây sơ cấp của máy biến dòng T2 là một chốt bằng đồng có đường kính 8... 10 mm, nối đầu ra biến tần với máy biến điện TZ (Hình 1). “Xuyên thủng” bảng điều khiển, chốt đi qua cửa sổ mạch từ của máy biến áp T2 được lắp đặt ở đó. Cuộn dây quấn thứ cấp trên lõi từ gồm 2 vòng nên hệ số biến đổi KT0,1 = XNUMX.

Trong hành trình thuận của biến tần, dòng điện ở cuộn thứ cấp của máy biến áp T2 chạy qua diode VD2 và một shunt gồm sáu điện trở R3-R8 mắc song song, mỗi điện trở 2,2 Ohms. Từ shunt, tín hiệu phản hồi dòng điện đi vào bộ điều khiển, tại đây tín hiệu này được sử dụng để tạo thành đặc tính tải dốc của IIST và để bảo vệ thiết bị khỏi quá tải dòng điện.

Trong quá trình đảo chiều, cực tính của điện áp trên cuộn thứ cấp của máy biến áp T2 đóng đối với diode VD2 và mở đối với VD1. Cái sau mở và dòng khử từ của mạch từ máy biến áp chạy qua các điện trở mắc song song R1, R2. Vì tổng điện trở của chúng lớn hơn điện trở R3-R8 nên mạch từ được đảm bảo có thời gian khử từ trong hành trình ngược lại.

Giá trị hiệu dụng của dòng điện cuộn thứ cấp của máy biến áp T2

Lấy mật độ dòng điện trong cuộn thứ cấp của máy biến dòng J = 5 A/mm2, ta tìm đường kính dây của nó theo công thức

Ở tần số 30 kHz, không nên sử dụng dây có đường kính lớn hơn 0,7 mm, vì vậy chúng ta sẽ quấn dây Litz từ ba dây có đường kính 0,55 mm.

Do các mạch điều khiển tiêu thụ ít điện năng nên lõi từ của máy biến áp T2 được chọn vì lý do thiết kế, trong đó lõi từ chính là đường kính của chốt tạo thành cuộn sơ cấp. Một ferrite vòng có lỗ có đường kính ít nhất 12... 14 mm là phù hợp, ví dụ, K32x 16x8 làm từ ferrite 2000NM1. Đường kính lỗ của nó là 16 mm, diện tích mặt cắt ngang là 0,64 cm2. Với từ hóa một chiều, phạm vi cảm ứng trong mạch từ này không được vượt quá 0,1 Tesla. Hãy kiểm tra xem điều kiện này có được đáp ứng hay không:

trong đó UVD2 là điện áp rơi thuận trên diode VD2; W2 - số vòng dây quấn thứ cấp; Sc - tiết diện của mạch từ; R - điện trở shunt (R3-R8). Vì phạm vi cảm ứng không vượt quá giá trị cho phép nên mạch từ được chọn chính xác.

TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP CÁCH ĐIỆN

Trong bộ lễ phục. Hình 11 cho thấy sơ đồ của bộ tạo xung điều khiển trình điều khiển IGBT của giai đoạn đầu ra biến tần. Năm phần tử được kết nối song song của vi mạch DD1 với bộ thu mở có tác dụng khuếch đại công suất của các xung điều khiển. Điện trở R3 giới hạn dòng từ hóa của máy biến áp T1, mạch khử từ của máy biến áp T3 được tạo thành bởi tụ điện C2, diode VD1 và diode zener VDXNUMX.

Cuộn dây thứ cấp của máy biến áp T1 được nạp đầu vào của các phần tử TTL thông qua các điện trở có điện trở 470 Ohm (xem Hình 4), do đó biên độ của các xung lấy từ cuộn dây phải là 5 V ở dòng điện khoảng 10 mA. . Vì biên độ của xung trên cuộn sơ cấp là 15 V nên giá trị yêu cầu của tỷ số biến đổi là 3. Biên độ của xung dòng điện cuộn sơ cấp sẽ là

Với dòng điện thấp như vậy, không cần tính đường kính của dây quấn; nó cho giá trị không vượt quá 0,1 mm. Chúng tôi sẽ chọn dây dựa trên các cân nhắc về thiết kế có đường kính 0,35 mm.

Công suất có điều kiện của máy biến áp T1

Sử dụng công thức (3) chúng tôi tìm thấy

Hệ số lấp đầy của cửa sổ mạch từ ko được lấy bằng 0,05 dựa trên nhu cầu đảm bảo cách điện tốt giữa các cuộn dây.

Đối với máy biến áp T1, chúng tôi chọn lõi từ hình vòng K16x10x3 làm bằng ferit 2000NM1, trong đó Sc = 0,09 cm2, So = 0,785 cm2, ScSo = 0,07 cm4.

EMF của vết thương một vòng trên mạch từ này:

Số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp:

KIỂM SOÁT

Bộ điều khiển (CU) tạo ra các xung, thông qua trình điều khiển (xem Hình 4), điều khiển các bóng bán dẫn của biến tần một đầu phía trước. Chúng điều chỉnh và duy trì các giá trị cài đặt của dòng hàn, đồng thời hình thành đặc tính tải bên ngoài giảm của IIST, tối ưu cho hàn, do điều chế độ rộng xung (PWM) - thay đổi chu kỳ làm việc của các xung. Bộ điều khiển được mô tả cũng thực hiện các chức năng để bảo vệ nguồn và các phần tử của nó khỏi quá nhiệt và quá tải xảy ra trong điều kiện tải thay đổi mạnh.

Cơ sở của bộ điều khiển - bộ điều khiển PHI Siemens TDA4718A - chứa tất cả các thành phần tương tự và kỹ thuật số cần thiết cho nguồn điện chuyển mạch và có thể được sử dụng để điều khiển máy biến áp kéo đẩy, nửa cầu và cầu, cũng như chu kỳ đơn. biến tần đảo ngược và chuyển tiếp. Cấu trúc bên trong của bộ điều khiển TDA4718A được hiển thị trong Hình 12. XNUMX.

Bộ tạo dao động điều khiển bằng điện áp (VCO) G1 tạo ra các xung có tần số phụ thuộc vào điện áp ở đầu vào điều khiển của nó. Giá trị trung bình của khoảng thay đổi tần số được đặt bằng cách chọn giá trị của điện trở RT và tụ điện St.

Bộ phân biệt pha (PD) UI1 được sử dụng để đồng bộ hóa VCO với nguồn xung bên ngoài. Nếu không cần đồng bộ hóa, các xung VCO tương tự sẽ được áp dụng cho đầu vào thứ hai của PD giống như đầu vào thứ nhất, bằng cách kết nối chân 5 và 14 của vi mạch cho mục đích này. Đầu ra FD được kết nối với đầu vào điều khiển của VCO và chân 17 của vi mạch. Một tụ lọc bên ngoài Sf được nối với tụ lọc sau.

Bộ tạo điện áp dốc (RVG) G2 được kích hoạt bởi các xung VCO. Điện áp răng cưa được cung cấp cho đầu vào đảo ngược của bộ so sánh A1. Độ dốc của lưỡi cưa phụ thuộc vào điện dung của tụ CR và dòng điện trong mạch đầu ra 2 của vi mạch. Ví dụ, khả năng kiểm soát độ nghiêng có thể được sử dụng để bù đắp cho sự mất ổn định của điện áp nguồn.

Mỗi xung VCO đặt bộ kích hoạt tắt máy D2 về trạng thái nhật ký. 1 ở đầu ra, do đó cho phép mở các bóng bán dẫn VT1 và VT2. Tuy nhiên, mỗi lần chỉ một trong số chúng có thể mở vì bộ kích hoạt đếm D1 thay đổi trạng thái dựa trên sự suy giảm của các xung VCO. Tín hiệu đầu ra của bộ so sánh A1 hoặc A6 kích hoạt thiết lập lại D2, dẫn đến việc đóng bóng bán dẫn mở.

Bộ so sánh A1 có một đầu vào đảo ngược và (không giống như các bộ so sánh thông thường) hai đầu vào không đảo ngược. Ngay khi giá trị tức thời của “cưa” ở đầu vào đảo ngược vượt quá mức điện áp thấp hơn được cung cấp cho đầu vào không đảo, tín hiệu từ đầu ra bộ so sánh sẽ đặt lại kích hoạt D2. Do đó, thời lượng của các xung ở đầu ra của bộ điều khiển PHI phụ thuộc vào điện áp đặt vào chân 4 của vi mạch - một trong những đầu vào không đảo của bộ so sánh A1.

Đầu vào không đảo ngược thứ hai của bộ so sánh này được sử dụng trong hệ thống khởi động chậm ("mềm") của bộ điều khiển. Sau khi bật nguồn, tụ điện Css được phóng điện và được tích điện bởi dòng điện 15 μA chạy từ chân 6. Mức điện áp răng cưa thấp hơn ở đầu vào đảo ngược của bộ so sánh A1 là 1,8 V. Bắt đầu từ giá trị điện áp này trên tụ điện Css, xung xuất hiện ở đầu ra của bộ so sánh. Khi tụ điện tích điện, thời lượng của chúng và cùng với đó là thời lượng ở trạng thái mở của bóng bán dẫn VT1, VT2 sẽ tăng lên. Ngay khi điện áp trên tụ Css vượt quá điện áp cung cấp cho đầu vào không đảo thứ hai của bộ so sánh, quá trình khởi động “mềm” hoàn tất, khi đó thời lượng của các xung phụ thuộc vào điện áp ở chân 4 của vi mạch.

Bộ so sánh A2 được bật theo cách giới hạn điện áp trên tụ Css ở mức 5 V. Vì điện áp ở đầu ra của GPG có thể đạt tới 5,5 V, bằng cách đặt độ dốc thích hợp của “cưa”, bạn có thể đặt thời lượng tối đa ở trạng thái mở của bóng bán dẫn đầu ra của bộ điều khiển.

Nếu mức logic ở đầu ra của bộ kích hoạt D3 thấp (đã phát hiện ra lỗi), việc mở các bóng bán dẫn đầu ra của bộ điều khiển bị cấm và tụ điện Css bị phóng điện bởi dòng điện 15 μA chạy vào chân 2. Sau một thời gian, khi điện áp trên tụ Css giảm xuống ngưỡng hoạt động của bộ so sánh A3 (1,5 V), bộ kích hoạt D3 sẽ nhận được tín hiệu để đặt đầu ra ở mức cao. Nhưng flip-flop chỉ có thể chuyển sang trạng thái này nếu mức ở cả bốn đầu vào R của nó đều cao. Tính năng này cho phép bạn đóng các bóng bán dẫn VT1 và VT2 cho đến khi loại bỏ mọi lý do chặn bộ điều khiển. Cảm biến lỗi là bộ so sánh A4-A7, cũng như cảm biến dòng tải được tích hợp trong bộ ổn định điện áp tham chiếu U1 với ngưỡng đáp ứng là 10 mA.

Bộ so sánh A4 và A5 gửi tín hiệu khiến bộ kích hoạt D3 rơi vào trạng thái lỗi nếu điện áp ở đầu vào của chân thứ nhất (chân 7) cao hơn và ở đầu vào của chân thứ hai (chân 6) thấp hơn điện áp tham chiếu 1 V được tạo ra bởi bộ ổn định U2,5. Bộ so sánh A7 được kích hoạt khi điện áp nguồn của vi mạch giảm xuống 10,5 V. Để khắc phục lỗi, chỉ cần kích hoạt một trong các bộ so sánh được đặt tên là đủ.

Bộ so sánh A6 chiếm một vị trí đặc biệt. Nó được thiết kế để tự động hạn chế dòng điện trong mạch biến tần. Cả hai đầu vào của bộ so sánh đều được kết nối với các chân ngoài của vi mạch và đầu ra của nó được kết nối với đầu vào đặt lại của bộ kích hoạt D2. Hoạt động của bộ so sánh A6 dẫn đến việc đóng ngay lập tức bóng bán dẫn đầu ra hiện đang mở và chế độ bình thường sẽ được khôi phục (với điều kiện loại bỏ nguyên nhân của hoạt động bảo vệ) với xung VCO tiếp theo mà không khởi động “mềm”.

Sơ đồ đơn vị điều khiển được hiển thị trong Hình. 13.

(bấm vào để phóng to)

Các nút được thảo luận trước đó của cảm biến hiện tại (xem Hình 10) và bộ tạo xung đầu ra (xem Hình 11) không được hiển thị trên đó. Chỉ một trong hai đầu ra của bộ điều khiển DA5 PHI được sử dụng trong bộ điều khiển. Vì bộ điều khiển là loại kéo đẩy nên chu kỳ hoạt động của các xung ở một đầu ra trong mọi trường hợp không vượt quá 0,5, cần thiết cho hoạt động bình thường của biến tần một chu kỳ.

Để cấp nguồn cho bộ điều khiển, người ta sử dụng hai cuộn dây của máy biến áp T1 (xem Hình 1) có điện áp 20 V mỗi cuộn. Điện áp xoay chiều từ cuộn dây II được cung cấp cho cầu diode VD1, và điện áp âm được chỉnh lưu và làm mịn bằng tụ C1 được cung cấp cho đầu vào của bộ ổn định DA1, từ đầu ra của điện áp ổn định -15 V được cấp nguồn các vi mạch CU. Một bộ nhân điện áp sử dụng điốt VD3-VD6 được nối với cùng cuộn dây II, tạo ra điện áp không điều chỉnh 100 V cung cấp cho mạch hàn khi hồ quang không cháy.

Điện áp xoay chiều từ cuộn dây III của máy biến áp T1 (xem Hình 1) qua bộ lọc L2L3C29C30 có tác dụng bảo vệ chống nhiễu xung, được cung cấp cho cầu diode VD26 rồi qua diode VD27 đến bộ ổn định DA6. Điện áp 15 V được loại bỏ khỏi đầu ra của thiết bị sau để cấp nguồn cho vi mạch CU; nó cũng đóng vai trò là đầu vào cho bộ ổn định DA7, điện áp 5 V từ đầu ra cung cấp năng lượng cho vi mạch TTL của bộ tạo xung đầu ra (xem Hình 11).

Điện áp được chỉnh lưu bằng cầu VD26 được cung cấp qua bộ chia điện áp tới các điện trở R45-R48 và tới đầu vào của bộ so sánh A4 và A5 của bộ điều khiển DA5. Điều này đảm bảo rằng IIST bị chặn khi điện áp nguồn vượt quá giới hạn cho phép. Bằng cách điều chỉnh điện trở điều chỉnh R48, đảm bảo rằng nó xảy ra khi điện áp rời khỏi phạm vi 205...242 V. Tụ điện C24 và C25 đóng vai trò bảo vệ bổ sung chống nhiễu xung.

Bộ so sánh trên op-amp DA2.1 so sánh điện áp trên tụ khởi động “mềm” C26 với điện áp tham chiếu ở chân 10 của bộ điều khiển. Nếu bộ điều khiển đang ở trạng thái hoạt động, điện áp trên tụ điện lớn hơn điện áp tiêu chuẩn (2,5 V), điện áp âm từ đầu ra của bóng bán dẫn op-amp DA2.1 VT3 đóng, đèn LED HL1 (xem hình 1). 2.1) không sáng lên. Mặt khác, bộ so sánh DA15 chuyển sang trạng thái ổn định nhờ phản hồi dương qua điện trở R14 và diode VD3, với điện áp dương ở đầu ra, mở bóng bán dẫn VT1. Đèn LED HL1 sáng (xem Hình 2.2) báo hiệu rằng IIST đã ngừng hoạt động do điện áp nguồn nằm ngoài giới hạn cho phép. Tại thời điểm IIST được kết nối với mạng, nút tại op-amp DA2.1 sẽ tạo ra một xung âm đến đầu vào không đảo của op-amp DAXNUMX và cấm kích hoạt cảnh báo cho đến khi hoàn thành quá trình chuyển đổi tạm thời. các quá trình và khởi động “mềm” của biến tần.

Điện áp 10 V ở đầu ra của bộ ổn định DA8 được đặt bằng điện trở cắt R62. Điện áp được cung cấp cho đầu vào của bộ ổn định này thông qua ba điện trở R55-R57 được mắc song song. Sự sụt giảm điện áp trên chúng tỷ lệ thuận với dòng điện tiêu thụ bởi bộ ổn định và tải của nó. Nếu giá trị của nó nhỏ hơn khoảng 7 mA, điện áp ở đầu ra của op-amp DA4.2 trở nên âm, dẫn đến điện áp ở chân 30 của DA31 PHI giảm về 4 (nhờ điốt VD5, VDXNUMX) bộ điều khiển và chặn cái sau.

Bằng cách này, kết nối với IIST của bảng điều khiển từ xa được điều khiển, cho phép bạn điều chỉnh dòng điện hàn từ nơi làm việc của thợ hàn. Nếu điều khiển từ xa không được kết nối hoặc bị lỗi, dòng điện giảm 5 mA do mạch 10 V tiêu thụ do tắt biến trở R2 (xem Hình 1) sẽ không được bù bằng dòng điện mà điều khiển từ xa tiêu thụ. kiểm soát, điều này sẽ dẫn đến việc bảo vệ được kích hoạt. Công tắc S1 được thể hiện trên sơ đồ để hiểu rõ hơn về hoạt động của thiết bị. Nó thay thế có điều kiện các tiếp điểm của rơle nằm bên ngoài bảng điều khiển, giúp chuyển IIST sang điều khiển từ xa.

Điện áp từ đầu ra của cảm biến dòng điện (xem Hình 10) qua bộ lọc R43C21 được cung cấp cho chân 8 của bộ điều khiển DA5 - một trong những đầu vào của bộ so sánh A6. Đầu vào thứ hai của bộ so sánh (chân 9) được cung cấp điện áp 38 V từ bộ chia điện trở R40R1,7. Bảo vệ dòng điện động được kích hoạt sau khi dòng điện của bóng bán dẫn biến tần vượt quá 45 A.

Bộ lưu trữ bảo vệ hiện tại được lắp ráp trên op-amp DA3.4. Bộ chia điện áp R25VD19R26 đặt ngưỡng đáp ứng, tương ứng với dòng điện của các bóng bán dẫn công suất biến tần khoảng 50 A. Miễn là không vượt quá giá trị này, diode VD21 mở, điện áp ở đầu vào đảo ngược của op-amp DA3.4 .15 và tụ C20 bằng ngưỡng. Điốt VD24 và VDXNUMX được đóng và biến tần không có bất kỳ ảnh hưởng nào đến hoạt động của IIST.

Nếu vượt quá ngưỡng, một xung âm sẽ được tạo ra ở đầu ra của op-amp DA3.4, xung này sẽ phóng điện một phần tụ điện C34 qua điện trở R16. Thời lượng xung phụ thuộc vào hằng số thời gian của mạch R32C15. Nếu dòng điện quá tải xảy ra quá thường xuyên, tụ C16 sẽ phóng điện nhiều đến mức diode VD24 sẽ hở. Điều này sẽ dẫn đến giảm điện áp ở chân 9 của bộ điều khiển DA5 và giảm tạm thời ngưỡng đáp ứng của bảo vệ dòng điện động.

Ngoài bộ phận bảo vệ dòng điện, điện áp từ đầu ra cảm biến dòng điện của bóng bán dẫn nguồn biến tần (xem Hình 10) được cung cấp cho hệ thống để điều chỉnh và ổn định dòng điện hàn. Thông qua bộ khuếch đại đảo ngược trên op amp DA3.1, mạch VD16C13 và điện trở R22, nó được cung cấp cho đầu vào của op amp DA3.2 và ở đây nó được tổng theo đại số với biến trở R2 đến từ động cơ (xem Hình 1) hoặc điều khiển từ xa. Tín hiệu lỗi được khuếch đại bởi op amp DA3.2 được đưa đến chân 3.3 của bộ điều khiển DA28 - đầu vào của bộ so sánh A29 - thông qua bộ theo dõi đảo ngược trên op amp DA22, bộ chia điện áp R4R5 và diode VD1. Diode Zener VD17 không cho phép giá trị điện áp dương ở đầu ra của op-amp DA3.2 và hạn chế giá trị âm ở mức -10 V.

Sử dụng điện trở cắt R37, điện áp 4 V được đặt ở chân 5 của bộ điều khiển DA1,8, tương ứng với khoảng thời gian tối thiểu của các xung đầu ra. Điện trở điều chỉnh R42 và R44 điều chỉnh tần số và chu kỳ hoạt động của xung bộ điều khiển PHI. Bộ phận trên op-amp DA4.1 tự động tăng tần số khi dòng hàn nhỏ hơn 25...30 A nhằm tránh làm gián đoạn dòng điện trong mạch hàn. Điều này giúp giảm độ tự cảm và do đó giảm kích thước cũng như trọng lượng của cuộn cảm L1 (xem Hình 1). Tần số được tăng lên bằng cách cung cấp thêm dòng điện qua diode zener VD23, điện trở R39 và diode VD25 cho mạch cài đặt tần số của bộ điều khiển DA5.

Nếu không thực hiện biện pháp nào, trong trường hợp không có tải (khi hồ quang bị dập tắt), điện áp ở đầu ra của IIST do ảnh hưởng của điện cảm ký sinh của máy biến áp và hệ thống lắp đặt có thể tăng đến giá trị nguy hiểm. Do đó, phần biến tần của IIST bị tắt ở chế độ này và điện áp “dự phòng” từ bộ nhân nói trên trên điốt VD1-VD2 được đưa vào các điện cực hàn thông qua điện trở R3 và diode VD6.

Miễn là điện áp trong mạch hàn vượt quá tổng điện áp ổn định của điốt zener VD8 và VD9, bóng bán dẫn VT1 sẽ mở và bỏ qua đèn LED của bộ ghép quang U1. Bóng bán dẫn của bộ ghép quang được đóng và VT2 mở và duy trì (thông qua diode VD13) điện áp gần như bằng 4 ở chân 5 của bộ điều khiển DAXNUMX PHI, chặn cái sau.

Khi các điện cực hàn đóng lại, điện áp giữa chúng giảm xuống, kết quả là bóng bán dẫn VT1 đóng lại, cho phép dòng điện chạy qua đèn LED của bộ ghép quang U1. Kết quả là việc mở bóng bán dẫn bộ ghép quang U1 dẫn đến việc đóng bóng bán dẫn VT2 và diode VD13. Ở trạng thái này, bộ điều khiển PHI hoạt động bình thường cho đến khi điện áp giữa các điện cực hàn lại vượt quá khoảng 40 V và bộ điều khiển PHI lại bị khóa. Điều này xảy ra vào cuối buổi hàn do chiều dài của khe hở hồ quang tăng lên đáng kể. Việc dập tắt hồ quang cưỡng bức giới hạn chiều dài tối đa của nó, đồng thời loại bỏ nhu cầu tăng quá mức công suất đầu ra của IIST.

Chế độ nhiệt độ của các bóng bán dẫn mạnh mẽ của biến tần được điều khiển bằng bộ chuyển đổi nhiệt độ thành dòng điện VK1 gắn trên tản nhiệt của chúng (xem Hình 1). Một điện áp tỷ lệ với nhiệt độ của tản nhiệt được loại bỏ khỏi điện trở R67 và cung cấp cho hai bộ so sánh - op-amp DA4.3 và DA4.4. Tụ C38 lọc nhiễu. Ngưỡng hoạt động của các bộ so sánh được thiết lập bởi bộ chia điện áp R64, R69-R71.

Khi vượt quá ngưỡng tương ứng với nhiệt độ +50 °C, điện áp âm từ đầu ra của op-amp DA4.4 qua điện trở R73 sẽ mở ra bóng bán dẫn VT4. Rơle K2 (xem Hình 1) được kích hoạt, bật quạt của thiết bị. Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng và đạt +85 °C, điện áp âm từ đầu ra của op-amp DA4.3 qua diode VD18 đi vào mạch điều khiển dòng hàn, giảm xuống còn 5 A. Sau khi bóng bán dẫn nguội đi và nhiệt của chúng bị loại bỏ, hoạt động bình thường của IIST sẽ tự động được khôi phục.

Lõi từ của cuộn cảm L1-L3 là các vòng ferit có đường kính ngoài 10 mm với độ thấm từ ban đầu là 1000...2000. Các cuộn dây được quấn thành một lớp lần lượt bằng dây lắp đặt cách điện thông thường có tiết diện 0,1 mm2.

Văn chương

1. Voronin P. Công tắc bán dẫn điện. - M.: Dodeka-XXI, 2001, tr. 71-77.
2. Bas A., Milovzorov V., Musolin A. Nguồn cung cấp điện thứ cấp có đầu vào không biến áp. - M.: Đài phát thanh và truyền thông, 1987, tr. 43.
3. Naivalt G. Nguồn năng lượng cho thiết bị vô tuyến điện tử. - M.: Đài phát thanh và truyền thông, 1986, tr. 75,76, 406-407, 466-472.
4. Milovzorov V. Công nghệ điện từ. - M.: Trường Cao Đẳng, 1966, tr. 19, 20.
5. Mironov A. Vật liệu từ tính và mạch từ dùng để chuyển đổi nguồn điện. - Đài phát thanh, 2000, số 6, tr. 53, 54.
6. Volodin V. Máy biến áp hàn: tính toán và chế tạo. - Đài phát thanh, 2002, số 11, tr. 35, 36.

Tác giả: V.Volodin, Odessa, Ukraine

Xem các bài viết khác razdela thiết bị hàn.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang 05.05.2024

Thế giới khoa học và công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, hàng ngày các phương pháp và công nghệ mới xuất hiện mở ra những triển vọng mới cho chúng ta trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những đổi mới như vậy là sự phát triển của các nhà khoa học Đức về một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học, phương pháp này có thể dẫn đến tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử học. Nghiên cứu gần đây đã cho phép các nhà khoa học Đức tạo ra một tấm sóng có thể điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng lớp tinh thể lỏng, cho phép người ta thay đổi hiệu quả sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Bước đột phá công nghệ này mở ra triển vọng mới cho việc phát triển các thiết bị quang tử nhỏ gọn và hiệu quả có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Việc điều khiển phân cực quang điện được cung cấp bởi phương pháp mới có thể cung cấp cơ sở cho một loại thiết bị quang tử tích hợp mới. Điều này mở ra những cơ hội lớn cho ... >>

Bàn phím Primium Seneca 05.05.2024

Bàn phím là một phần không thể thiếu trong công việc máy tính hàng ngày của chúng ta. Tuy nhiên, một trong những vấn đề chính mà người dùng gặp phải là tiếng ồn, đặc biệt là ở các dòng máy cao cấp. Nhưng với bàn phím Seneca mới của Norbauer & Co, điều đó có thể thay đổi. Seneca không chỉ là một bàn phím, nó là kết quả của 5 năm phát triển để tạo ra một thiết bị lý tưởng. Mọi khía cạnh của bàn phím này, từ đặc tính âm thanh đến đặc tính cơ học, đều được xem xét và cân bằng cẩn thận. Một trong những tính năng chính của Seneca là bộ ổn định im lặng, giúp giải quyết vấn đề tiếng ồn thường gặp ở nhiều bàn phím. Ngoài ra, bàn phím còn hỗ trợ nhiều độ rộng phím khác nhau, thuận tiện cho mọi người dùng. Mặc dù Seneca vẫn chưa có sẵn để mua nhưng nó được lên kế hoạch phát hành vào cuối mùa hè. Seneca của Norbauer & Co đại diện cho các tiêu chuẩn mới trong thiết kế bàn phím. Cô ấy ... >>

Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới 04.05.2024

Khám phá không gian và những bí ẩn của nó là nhiệm vụ thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học từ khắp nơi trên thế giới. Trong bầu không khí trong lành của vùng núi cao, cách xa ô nhiễm ánh sáng thành phố, các ngôi sao và hành tinh tiết lộ bí mật của chúng một cách rõ ràng hơn. Một trang mới đang mở ra trong lịch sử thiên văn học với việc khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới - Đài thiên văn Atacama của Đại học Tokyo. Đài quan sát Atacama nằm ở độ cao 5640 mét so với mực nước biển mở ra cơ hội mới cho các nhà thiên văn học trong việc nghiên cứu không gian. Địa điểm này đã trở thành vị trí cao nhất cho kính viễn vọng trên mặt đất, cung cấp cho các nhà nghiên cứu một công cụ độc đáo để nghiên cứu sóng hồng ngoại trong Vũ trụ. Mặc dù vị trí ở độ cao mang lại bầu trời trong xanh hơn và ít bị nhiễu từ khí quyển hơn, việc xây dựng đài quan sát trên núi cao đặt ra những khó khăn và thách thức to lớn. Tuy nhiên, bất chấp những khó khăn, đài quan sát mới mở ra triển vọng nghiên cứu rộng lớn cho các nhà thiên văn học. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ thủy liệu pháp trở lại 27.02.2010 Máy chạy bộ trong hồ bơi đầy nước có thể chữa một số chấn thương ở lưng. Khi bị gãy cột sống, các bác sĩ thường nói với bệnh nhân rằng họ sẽ không bao giờ đi lại được nữa. Các nhà trị liệu vật lý không phải lúc nào cũng đồng ý. Ví dụ, Sandra Stephens, đang thực hiện nghiên cứu tiến sĩ tại Đại học Middle Tennessee, đã quyết định đặt những bệnh nhân như vậy trên đôi chân của chính họ. Ý tưởng này được lấy cảm hứng từ công việc của trường đại học này với những trẻ em bị bại não. Bản chất của đề xuất của cô ấy là bệnh nhân, không cần bất kỳ sự trợ giúp nào, đi bộ dọc theo máy chạy bộ đặt trong một hồ bơi đầy nước. Nước, đặc hơn nhiều so với không khí, hỗ trợ bệnh nhân và làm chậm chuyển động của anh ta một cách đáng kể. Vì vậy, anh ta có thời gian để tập trung và độc lập khôi phục lại sự cân bằng đã mất. Kết quả của Sandra Stevenė rất tốt: cô ấy đã mang lại cho họ đôi chân của nhiều người bị gãy xương sống trong các vụ tai nạn. Sau một đợt điều trị kéo dài vài tháng, một số người trong số họ đã có thể đi bộ trên con đường hàng chục phút với tốc độ của một người đi bộ bình thường. Và điều này bất chấp thực tế là các bác sĩ đã dự đoán họ hoàn toàn bất động.

Tin tức thú vị khác:

▪ Transistor lưỡng cực cổng cách điện FGA25N120ANTD

▪ Xe điện Ford E-Transit

▪ Pin di động sạc không dây HyperCharger X

▪ XLights mới

▪ Máy tính xách tay Dell XPS 13 Developer Edition

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Thông số, chất tương tự, dấu hiệu của các thành phần vô tuyến. Lựa chọn các bài viết

▪ bài Phép biến hình Ovid. biểu thức phổ biến

▪ bài viết Nguyên sinh chất là gì? đáp án chi tiết

▪ bài báo Bộ lấy mẫu dầu nhiên liệu. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động

▪ bài viết Thiết bị hàn điểm tự làm. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Biến dạng nhiệt trong bộ khuếch đại HiFi. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024