Pokud hledáte možnost výměny konvenčního svařovacího transformátoru, je svařovací invertor tou nejlepší volbou. Svařovací invertor je praktický a pracuje na stejnosměrný proud. Řízení proudu je udržováno pomocí potenciometru.

Autor: Dhrubajyoti Biswas

Použití topologie se dvěma přepínači

Při vývoji svařovacího invertoru jsem použil dopředný invertor se dvěma topologiemi přepínačů. Zde vstupní síťové napětí prochází EMI filtrem a dále se vyhlazuje s velkou kapacitou.

Jelikož však spínací proudový impuls má tendenci být vysoký, je zapotřebí přítomnost obvodu softstartu. Jelikož spínání je ZAPNUTO a kondenzátory primárního filtru se nabíjejí pomocí odporů, výkon se dále vynuluje zapnutím relé.

V okamžiku přepnutí napájení se IGBT tranzistory zvyknou a jsou dále aplikovány prostřednictvím transformátoru pohonu vpřed TR2, po kterém následuje tvarování obvodu pomocí regulátorů IC 7812.

Použití IC UC3844 pro řízení PWM

Řídící obvod použitý v tomto scénáři je UC3844, který je velmi podobný UC3842 s limitem šířky pulzu na 50% a pracovní frekvencí do 42 kHz.

Řídicí obvod odebírá energii z pomocného napájení 17V. Kvůli vysokým proudům využívá proudová zpětná vazba transformátor Tr3.

Napětí snímacího registru 4R7 / 2W se víceméně rovná aktuálnímu výstupu. Výstupní proud lze dále regulovat potenciometrem P1. Jeho funkcí je měřit mezní bod zpětné vazby a prahové napětí kolíku 3 na UC3844 je 1V.

“šifrování je proces ”

Jedním důležitým aspektem výkonového polovodiče je, že potřebuje chlazení a většina generovaného tepla je vytlačována ve výstupních diodách.

Horní dioda, která se skládá z 2x DSEI60-06A, by měla mít kapacitu zvládnout proud v průměru 50A a ztrátu do 80W.

Spodní dioda, tj. STTH200L06TV1, by také měla mít průměrný proud 100 A a ztrátu do 120 W. Na druhou stranu je celková maximální ztráta sekundárního usměrňovače 140 W. Výstupní tlumivka L1 je dále spojena se zápornou lištou.

To je dobrý scénář, protože chladič je blokován vysokofrekvenčním napětím. Další možností je použít diody FES16JT nebo MUR1560.

Je však důležité si uvědomit, že maximální tok proudu dolní diody je dvojnásobný oproti proudu horní diody.

Výpočet ztráty IGBT

Ve skutečnosti je výpočet ztráty IGBT složitým postupem, protože kromě vodivých ztrát je dalším faktorem také ztráta spínání.

Také každý tranzistor ztrácí kolem 50 W. Usměrňovací můstek také ztrácí výkon do 30 W a je umístěn na stejném chladiči jako IGBT spolu s resetovací diodou UG5JT.

Existuje také možnost nahradit UG5JT za FES16JT nebo MUR1560. Ztráta energie resetovacích diod je také závislá na způsobu konstrukce Tr1, i když ztráta je menší ve srovnání se ztrátou energie z IGBT. Usměrňovací můstek také odpovídá ztrátě energie kolem 30 W.

Při přípravě systému je dále důležité pamatovat na měřítko maximálního zatěžovacího faktoru svařovacího střídače. Na základě měření pak můžete být připraveni vybrat správnou velikost měřidla navíjení, chladiče atd.

Další dobrou možností je přidat ventilátor, protože to bude udržovat kontrolu tepla.

Kruhový diagram

Detaily vinutí transformátoru

Spínací transformátor Tr1 je zraněn dvěma feritovými jádry EE a oba mají střední část sloupu 16x20mm.

Proto se celkový průřez počítá na 16x40mm. Je třeba dbát na to, aby v oblasti jádra nezůstala žádná vzduchová mezera.

Dobrou volbou by bylo použít 20 závitů primárního vinutí pomocí vinutí 14 dráty o průměru 0,5 mm.

Sekundární vinutí má na druhé straně šest měděných pásů o rozměrech 36x0,55 mm. Přední hnací transformátor Tr2, který je navržen na malou rozptýlenou indukčnost, sleduje postup trifilárního vinutí se třemi zkroucenými izolovanými vodiči o průměru 0,3 mm a vinutími 14 závitů.

Část jádra je vyrobena z H22 se středním průměrem sloupu 16 mm a nezanechává žádné mezery.

Proudový transformátor Tr3 je vyroben z potlačovacích tlumivek EMI. Zatímco primární má pouze 1 otáčku, sekundární je zraněn 75 otáčkami drátu 0,4 mm.

Jedním důležitým problémem je zachování polarity vinutí. Zatímco L1 má feritové jádro EE, střední sloup má průřez 16x20mm, který má 11 závitů měděného pásu 36x0,5mm.

Dále je celková vzduchová mezera a magnetický obvod nastaveny na 10 mm a jeho indukčnost je cca 12uH.

Napěťová zpětná vazba opravdu nebrání svařování, ale určitě ovlivňuje spotřebu a ztrátu tepla v klidovém režimu. Použití zpětné vazby napětí je velmi důležité kvůli vysokému napětí kolem 1000V.

Regulátor PWM navíc pracuje na maximální pracovní cyklus, což zvyšuje míru spotřeby energie a také topné komponenty.

310V DC by mohlo být extrahováno ze sítě 220V po usměrnění přes můstkovou síť a filtraci přes pár 10uF / 400V elektrolytických kondenzátorů.

Napájení 12V lze získat z hotové jednotky adaptéru 12V nebo postavit doma pomocí poskytnutých informací tady :

Hliníkový svařovací obvod

Tuto žádost mi zaslal jeden z oddaných čtenářů tohoto blogu, pan Jose. Tady jsou podrobnosti požadavku:

Můj svařovací stroj Fronius-TP1400 je plně funkční a nemám zájem měnit jeho konfiguraci. Tento stroj, který má věk, je první generací invertorových strojů.
Jedná se o základní zařízení pro svařování obalenou elektrodou (MMA svařování) nebo wolframovým obloukem (TIG svařování). Přepínač umožňuje výběr.
Toto zařízení poskytuje pouze stejnosměrný proud, což je velmi vhodné pro svařování velkého počtu kovů.
Existuje několik kovů, jako je hliník, které díky své rychlé korozi při kontaktu s okolním prostředím vyžadují použití pulzujícího střídavého proudu (obdélníková vlna 100 až 300 Hz), což usnadňuje eliminaci koroze v cyklech s obrácenou polaritou a otáčení tání v cyklech přímé polarity.
Existuje přesvědčení, že hliník neoxiduje, ale je nesprávné, co se stane, je to, že v nulovém okamžiku, kdy přijde kontakt se vzduchem, se vytvoří tenká vrstva oxidace, která ji od té doby chrání před další následnou oxidací. Tato tenká vrstva komplikuje práci při svařování, proto se používá střídavý proud.
Mým přáním je vytvořit připojené zařízení mezi svorkami mého DC svařovacího stroje a svítilnou, aby se získal ten střídavý proud v svítilně.
To je místo, kde mám potíže, v okamžiku budování tohoto převodníku CC na AC. Mám rád elektroniku, ale ne odborník.
Takže dokonale rozumím teorii, dívám se na IC HIP4080 nebo podobný datový list a vidím, že je možné jej použít na můj projekt.
Ale mým velkým problémem je, že nedělám potřebný výpočet hodnot komponent. Možná existuje nějaký systém, který lze použít nebo přizpůsobit, nenašel jsem ho na internetu a nevím, kde hledat, proto vás žádám o pomoc.

Design

Aby bylo zajištěno, že proces svařování je schopen eliminovat oxidovaný povrch hliníku a vynutit účinný svařovací spoj, lze stávající svařovací tyč a hliníkovou desku integrovat do celého můstku, jak je znázorněno níže:

Rt, Ct lze vypočítat pomocí nějakého pokusu a omylu, aby mosfety oscilovaly na jakékoli frekvenci mezi 100 a 500 Hz. Přesný vzorec můžete použít tento článek .