Inverter svejsestrømkilde
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den
version , der blev gennemgået den 4. juni 2017; checks kræver
13 redigeringer .
Inverter svejsestrømkilde ( IIST , Inverter svejsemaskine, Welding inverter) er en af de moderne typer svejsebuestrømkilde .
Inverter svejsestrømkilder til alle typer svejsning er arrangeret på samme måde. Forskellen er kun i den genererede strøm-spændingskarakteristik. Derfor er det muligt at fremstille universelle IIST'er egnet til forskellige typer svejsning (MMA, TIG, MIG/MAG).
Historie
Hovedformålet med alle svejsekilder er at sikre stabil afbrænding af svejsebuen og dens nemme antændelse. En af de vigtigste parametre i svejseprocessen er dens modstand mod udsving og interferens. Der er flere typer svejselysbuestrømkilder - transformere , diesel- eller benzingeneratorer , ensrettere og invertere . Inverterkilden til svejsestrøm dukkede op i det 20. århundrede, og i begyndelsen af det 21. århundrede blev den en af de mest populære svejsemaskiner til alle typer buesvejsning.
Sådan virker det
Svejseinverteren er en krafttransformator til at sænke netspændingen til den påkrævede tomgangsspænding for kilden, en blok af elektriske strømkredsløb baseret på MOSFET- eller IGBT-transistorer og en stabiliserende induktor for at reducere den ensrettede strømrippel. Princippet for driften af svejsebuens inverterkilde er som følger: netvekselspændingen tilføres ensretteren, hvorefter effektmodulet omdanner jævnspændingen til en vekselvis med en øget frekvens, som tilføres til en høj -frekvenssvejsetransformator med væsentlig lavere masse end lysnettet, hvis spænding efter ensretning tilføres svejsebuen . DC-buen er mere stabil.
Fordele
Fordelen ved svejsebuens inverterstrømkilde er at reducere størrelsen af strømtransformatoren og forbedre lysbuens dynamiske egenskaber. Brugen af inverterteknologier har ført til en reduktion i dimensioner og vægt af svejsemaskiner, en forbedring af kvaliteten af svejsebuen, en stigning i effektiviteten, minimalt sprøjt under svejsning og gjort det muligt at implementere jævne justeringer af svejseparametre .
Ulemper
- Indtil slutningen af 2000'erne var inverterkilder meget dyrere end transformerkilder og mindre pålidelige. Siden 2010'erne er prisen på inverter-enheder faldet betydeligt og er tæt på transformator-enheder. Pålideligheden af IIST er også steget betydeligt, især med starten på massebrugen af IGBT - moduler.
- Begrænset belastningsfaktor, som er forbundet med betydelig opvarmning af kredsløbselementerne.
- Øget følsomhed over for luftfugtighed og kondens inde i kabinettet.
- Højt (og ofte farligt) niveau af højfrekvent elektromagnetisk interferens genereret. Dette problem løses delvist ved at bruge den såkaldte forbedrede pulsbreddemodulation og synkrone ensrettere i de sekundære kredsløb. Disse løsninger øger imidlertid omkostningerne og vægten af enheden betydeligt; derfor har de kun fundet anvendelse i professionelle stationære modeller. I en række lande, såsom Canada, Belgien og Holland, er der restriktioner på brugen af koblingsstrømforsyninger med "hårde" koblingstransistorer. De tidligste typer svejseinvertere (bygget på bipolære transistorer) brugte resonansprincippet og omskiftning af udgangstransistorerne ved strømmens nulfase, hvilket signifikant indsnævrer spektret af elektromagnetisk interferens og reducerer deres spektrale effekt. Fra 2015 produceres resonans-type svejseomformere stadig i Rusland og af nogle producenter i Kina.
Kredsløb
Inverter svejsestrømkilder kan bygges i overensstemmelse med en række forskellige skemaer, men i praksis hersker tre:
- Enkeltcyklus fremad pulsomformer med PWM kontrol og energigenvinding. Sådanne invertere er de enkleste, letteste og mest kompakte, men effekttransistorer skifter med strømafbrydelse ved ikke-nul spænding, hvilket fører til betydelige switchtab og et højt niveau af elektromagnetisk interferens. Kredsløbet kan kun implementeres på særligt højhastighedskraftige MOSFET'er eller IGBT-transistorer, derfor blev det først udbredt i begyndelsen af 2010'erne. Kredsløbet kræver også kraftige dioder med en ekstremt kort reverseringstid. Kredsløbets ydeevne er i høj grad afhængig af intensiteten af transienter på de parasitære kapacitanser og induktanser af komponenterne, ledningerne og printpladen, hvilket kræver omhyggeligt design og højpræcisionsfremstilling. Kredsløbet bruges i bærbare svejsemaskiner designet til lav effekt (op til 4 kW). På trods af det lille antal komponenter er sådanne invertere ret dyre, hvor 60-70% af omkostningerne er specielle transistorer og dioder. Ordningen er almindelig blandt europæiske og japanske producenter.
- Halvbro eller bro push-pull konverter med PWM kontrol. Switchtab og niveauet af elektromagnetisk interferens i dem er mindre på grund af deres spektrale "udtværing" end i den tidligere type, men stadig ret højt. Kredsløbet er mere komplekst og kræver flere komponenter, men effekten udviklet af konverteren er betydeligt højere end i enkeltcykluskredsløb (op til 10 kW). Der kræves også højhastigheds MOSFET'er eller IGBT'er med høj pulseffekttab, dog mindre end i et enkelt-endet kredsløb. Kravene til dioder er også væsentligt lavere end i et single-ended kredsløb. Kredsløbets ydeevne afhænger, men i mindre grad end enkelt-endede kredsløb, af intensiteten af transienter på parasitære kapacitanser og induktanser af komponenter, ledninger og et printkort. Fleksibiliteten, hastigheden og nøjagtigheden af PWM-styring giver dig mulighed for at styre lysbuestrømmen i henhold til komplekse love, hvilket forbedrer kvaliteten af svejsning. Ordningen er populær blandt amerikanske og koreanske producenter.
- Halvbro- eller broresonansomformer med frekvens- eller fasestyring. Tilstedeværelsen af et specielt indført resonanskredsløb gør det muligt at danne den optimale koblingsbane for transistorer ved nul spænding eller nul strøm, samt at udjævne indflydelsen af parasitære kapacitanser og induktanser. Der er ingen særlige krav til koblingshastighed og effekt af transistorer, da koblingsprocesser foregår passivt. Dette gør det muligt at bygge sådanne invertere ved hjælp af billige transistorer og dioder. Selv bipolære transistorer er velegnede. Effekten af resonansinvertere kan nå op på snesevis af kilowatt. Imidlertid skal resonanskredsløbet have en betydelig energikapacitet og følgelig store dimensioner. Derfor er sådanne enheder ret store og tunge. I lyset af, at resonansomformere ikke stiller krav til transistorernes egenskaber, kan prisen på sådanne produkter være relativt lav. Af denne grund er de fleste svejseinvertere fremstillet i Rusland og Kina lavet ved hjælp af resonanskredsløb. Resonanstransducere er også tilgængelige til håndværksproduktion. Resonanstransduceren har et relativt snævert område og lav reguleringshastighed, så kun relativt simple lysbuestrømreguleringslove kan implementeres på den.
Noter
Litteratur
Opfindelser:
- Bogdanov N. N. , Kvezereli T. I. DC inverterkilde til buesvejsning. Forfattercertifikat for opfindelsen af State Committee for Invention of the USSR nr. 1489934 dateret 1. marts 1989 (opfindelsesprioritet 19. oktober 1989)
- Bogdanov N. N., Kvezereli T. I., Mikeladze A. L. Inverter svejsestrømkilde. Forfattercertifikat for opfindelsen af USSR's statskomité for opfindelse nr. 1530367 dateret 22. august 1989 (opfindelsesprioritet 7. december 1987)
Links