Източник на заваръчен ток на инвертора. Опит за ремонт и изчисляване на електромагнитни елементи. Схема, описание

нормален заваръчни машини  имат значителни размери и голямо тегло, което се определя от размера и теглото на трансформатора, работещ при ниска (50 Hz) честота. Известно е, че напречното сечение на магнитната верига на трансформатора зависи от честотата. Колкото по-голяма е честотата, толкова по-малка е частта от магнитната верига, за да се предаде определена мощност. Следователно, благодарение на развитието на полупроводниковите технологии, сега е възможно значително да се намали напречното сечение на магнитната верига на трансформатора чрез увеличаване на честотата на захранване (инверсия на честотата на мрежата).

Принципът на работа на такъв преобразувател (инвертор) е следният. Захранващото напрежение 220 или 380 волта с честота 50 Hz се коригира с диоден мост 1. Това напрежение се захранва от високочестотен генератор, базиран на транзистори Т1, Т2 и кондензатори С1, С2, работещи при честота 30-50 KHz. Кондензаторите се заразяват от напрежението, което се отстранява от изправителя 1 и се редуцира през транзисторите Т1 и Т2 към първичната намотка на трансформатора Tr. Превключването на транзисторите се извършва от блока за управление 3. От вторичната намотка на трансформатора се подава високочестотен ток от 60 волта към мощен изправител 3, от който се изважда постоянно напрежение, което се подава към заваръчната станция. Схемата на инверторния преобразувател е показана на фигура 19.

Термитно заваряване

Термитното заваряване се извършва с помощта на топлина, получена при изгарянето на термитни смеси на прах, която се състои от прахове на метали с висок афинитет към кислород и прах от железен оксид. Термитната смес се запалва, когато в нея се въведе специален предпазител. Вътре в сместа има реакции, които отделят голямо количество топлина и развиват много висока температура, при която дори основният метал се топи.

На практика алуминиевите и магнезиевите термити са широко разпространени. Съставът на алуминиевите термити: 20 - 23% алуминий и 77 - 80% железен оксид. Развитата температура при изгарянето на алуминиевия термит достига 2600 - 3 000 0 C. На практика се използват три метода на термитното заваряване чрез налягане, топене и комбиниране. При заваряване под налягане термитните реакционни продукти се използват като батерия на топлинна енергия. Нагрятата термитна смес дава заварени краища на пластичността на продукта, което ви позволява да ги свържете чрез компресия.

Заваряването на топене се извършва в специални огнеупорни форми, в които се монтират ръбовете на заваръчните продукти. Прегрятата стопилка, образувана по време на изгарянето на термит, предпазва краищата на продуктите, като създава близо до тях вана с течен метал, покрит със слой от шлака. Шлаката предпазва метала от окисление и бързо охлаждане, което осигурява добро качество на заварената връзка.

Комбинираният метод се използва, като правило, при заваряване на релсови съединения. Количеството на термита се избира така, че долната част на формата да се запълни с разтопен метал, а горната част - с разтопена шлака. След леене на формата, релсите се компресират. В резултат на това долната част е заварена чрез стопяване, а горната част - с налягане.

Случаите на непредвидени прекъсвания на електрозахранването традиционно носят много проблеми на потребителите. Това се отнася за всички, без изключение: жителите на апартаменти, както и собствениците на частни къщи, и работниците на промишлени и други организации.

Разбира се, в много съвременни предприятия се инсталират резервни генератори, в случай на такова изключване, но какво да се прави, когато се изисква непрекъснато подаване на електроенергия и просто е неприемливо да се изключва внезапно? Как да осигурите захранване на важното оборудване, без да се налага да го рестартирате и да го конфигурирате отново? В края на краищата, работи домашен компютър  - също така процес, който не позволява такива проблеми, и още повече, ако такъв компютър е сървър.

Те заслужено заемаха непоклатимата си позиция в решаването на веднъж за всички проблеми от този вид. Устройството на инверторното захранване се основава на преобразуването на постояннотоково напрежение на батерията (12 волта или 24 волта) в променлив ток на мрежовото напрежение (110 волта или 220 волта) с честота 50 или 60 Hz, в зависимост от специфичните стандарти и цели.

Въпреки това, като неразделна част от такова устройство, батерията се използва само когато няма нормално захранване с електричество. Ако няма прекъсване, източникът на батерията се поддържа в заредено състояние до момента, когато настъпи внезапно прекъсване на захранването.

Как работи и работи UPS

Принципът на инверторния източник непрекъсваемо захранване  е следното: когато захранването се подава от електрическата мрежа, батерията вътре в устройството се поддържа в заредено състояние, докато е в режим на буфер, защото е свързана към захранващата верига на изходния инвертор.

Входното напрежение от мрежата, например 220 волта, се преобразува в ниско постоянно напрежение, например 24 волта, след това се свързва батерия, която се поддържа в заредено състояние.

Понякога е предвиден режим "байпас", при който изходният етап на инвертора се захранва от ректифицирано и филтрирано мрежово напрежение, докато батерията изобщо не се използва, но ако е необходимо, превключването на захранването от него се извършва незабавно, благодарение на интерактивна комутационна система.

Два типа UPS

Режимът, когато батерията е винаги свързана към изходната верига на инвертора и не се нуждае от превключване, се нарича от режим двойно преобразуване , Понастоящем този режим е най-надеждният вариант.

Необходимо е да се различи този режим на непрекъсваемо захранване от Резервен режим UPSкогато в присъствието на мрежово напрежение, захранването идва директно от него, защото този режим не е много надежден поради ниската скорост на превключване на батерията, а режимът на двойно преобразуване и опцията байпас правят превключването в резерв по-надеждно, почти мигновено.

Въпреки това, широко разпространените евтини UPS устройства за компютри почти винаги се реализират в режим на готовност, а режимът на двойно преобразуване се използва в по-скъпи и по-мощни устройства.

Важна роля в проектирането на инвертора източник без прекъсване  Захранването се изпълнява от стабилизацията и защитата от смущения, когато устройството работи от битова мрежа. Тук, разбира се, има пряка връзка между цена и качество. UPS с най-добрите вградени стабилизатори са много по-скъпи от простите решения.

Предимства и недостатъци на двойно преобразуване UPS с режим на готовност

Предимствата на UPS с двойно преобразуване включват високоскоростен пренос към батерията (почти непрекъснато се включва в веригата), синусоидален изходен сигнал и, като правило, възможност за регулиране на изходните параметри поради висококачествения вграден стабилизатор.

Има два недостатъка: малко ниска ефективност - 80-95% и постоянен шум на вентилатора по време на работа. Само UPS с двойно преобразуване обаче са в състояние да доставят изключително ефективно и надеждно всяко натоварване, включително асинхронни двигатели и други системи, където изключителната форма на ток е важна, тъй като, по правило, веригите с двойно преобразуване произвеждат чист синус.

Предимствата на UPS с резервен режим на работа включват ниска цена и широка наличност, както и висока ефективност поради постоянното захранване при наличие на стандартно напрежение.

Недостатъци - ниска скорост на превключване към батерията и несинусоиден изход. UPS на този режим се използват навсякъде, за да архивират захранването на домашни компютри и домакински уреди, където входът е вграден импулсен конвертор, който първо коригира входното напрежение и след това го преобразува в желаното устройство.

Перспективи за разработване на инверторни източници на непрекъсваемо захранване

Най-обещаващата посока в развитието на тази област е разработването и усъвършенстването на високо стабилизирани непрекъсваеми захранващи устройства с висока ефективност, като се използват както схеми за корекция на фактора на мощността, така и байпасна технология. Иновациите, свързани с въвеждането на литиево-йонни батерии, също предлагат надежда за подобрени инверторни резервни системи.

Заслужава да се отбележи значението на използването на такива устройства, когато няколко източника, като вятърен генератор, слънчев панел и други, са свързани към една единствена верига и изискват най-внимателно и безопасно използване, за да предоставят на потребителя правилната форма на висококачествено електричество.

5 февруари 2015 г.

Решили сте да организирате непрекъснато захранване на дома си с помощта на модерно, оптимално и удобно решение - UPS.

В процеса на изучаване на темата със сигурност ще имате въпрос: какво решение - на базата на инвертора * или On-line UPS да избереш? Ще се опитаме да изясним този въпрос и да опростим избора ви. По-долу е представен сравнителен анализ.

Кръг I. Качество на изхода

On-line UPS тип, дължащ се на двойно преобразуване при всеки входен сигнал, дава на изхода идеална синусоидална вълна, която се поддържа независимо от степента на зареждане на UPS. Формата на вълната е чувствителен индуктивен товар и сложна електроника (помпи и други електрически двигатели, висококачествено оборудване и др.).

Ако имате напрежение, инверторът ще го излъчва на потребителите, без да коригира входящия сигнал. В режим батерия инверторът позволява значително по-широк диапазон на отклонения (SOI) под формата на синусоида.

Резултат 1: 0 в полза на он-лайн.

II кръг. Стабилизация на напрежението

UPS е най-добрият стабилизатор, който можете да си представите. За да се предотврати възникването на входа - изходът винаги е 220V, за разлика от електронните или релейните стабилизатори, които регулират напрежението по стъпка. Диапазонът на стабилизация също е впечатляващ - обикновено варира от 110V до 290V.

Инверторът на стабилизиращата функция обикновено е напълно лишен. Въпреки това, съществуват производители, които вграждат в инвертора стабилизатор, например Cyberpower, което прави източника на линейно-интерактивния тип от инвертора, но оставя името "инвертор". Вграденият стабилизатор обикновено не се характеризира с висока производителност: точността и скоростта на стабилизиране са посредствени.

Резултат 2: 0 в полза на он-лайн.

III кръг. Управление на батерията

1) Брой батерииСвързан към UPS се определя от неговата мощност:

• до 800 W: 2-3 бр.
• 1800 W: 4 бр
• 2700 W: 6-8 бр
• от 5400 W до: 12-16 бр.

За модели с трифазен вход и изход могат да бъдат свързани от 32 батерии и повече.

А инверторите?

• С мощност 1-3 kW: 2 или 4 броя.
• От 3 kW препоръчваме минимум 4 батерии.

По този начин, в този случай, инверторите имат предимства, тъй като необходимата автономия може да бъде постигната с батерии с висок капацитет, т.е. например с общ капацитет от 800 Ah. Освен това, обичайната практика е паралелно-серийно свързване на батерията за увеличаване на времето за автономия, т.е. С тази схема можете да свържете 4, 8, 12, 16 батерии.

2) Зареждащ ток
  Силата на тока на зарядното устройство определя колко бързо могат да се заредят батериите при възстановяване на захранването. Като правило, класическото време за зареждане на акумулатори AGM и GEL е 10 часа. Инверторите имат високи токове, което позволява правилно и бързо зареждане на големи батерии. Силата на зарядното устройство UPS обикновено е по-малка и времето за зареждане на батерии с голям капацитет може да отнеме повече от 10 часа.

Резултат 2: 1

16 батерии на стелажи за онлайн UPS

IV кръг. Живот на батерията

Както показва практиката, батериите издържат по-дълго, когато се използват с UPS тип On-line, които имат многоетапен интелигентен режим на зареждане.

Резултат 3: 1

Кръг V. Време за превключване на батерията

Онлайн тип UPS превключва към батерията незабавно, т.е. 0 сек. Нито потребителите, нито вие ще забележите, че централната власт е изчезнала. Само проблемите с UPS ще ви разкажат за проблемите с електрозахранването. Това свойство прави UPS незаменим за оборудване, което е много критично за качеството и стабилността на захранването.

Времето на включване на инвертора от работа от мрежата към батерията е 10-20мс, лампите за осветление мигат, но съвременните компютри няма да имат време да се рестартират. Някои модели на газови котли, като такова отпадане на захранването, могат да се възприемат като мрежова грешка. Съвместимостта трябва да се проверява с нашите специалисти.

Резултат 4: 1

VI кръг. Работа с генератор и слънчеви панели

UPSs са много взискателни към качеството на захранването, с отклонения на входящата честота от 50 Hz с 2-4%, те могат да се възприемат като аварийни и да преминат в режим на захранване от батерията. С оглед на това UPS работят правилно само с висококачествени генератори, оборудвани с електронно регулиране на честотата. Инверторите са значително по-малко взискателни и са приятелски настроени дори и при повечето бюджетни генератори.

Автоматизацията на генераторите във връзка с инверторите има широка практика: когато батерията се разрежда близо до критично, инверторът може да изпрати сигнал за стартиране на генератора и да го спре, когато батериите се зареждат до зададеното ниво. Тази схема е удобна за автономна работа или за много дълги прекъсвания на захранването. Автоматизация на UPS и генератори е възможна, но много по-сложна и скъпа.

UPS не знаят как да работят със слънчеви панели, но инверторите могат и имат много възможности за това.

Резултат 4: 2, плюс точкови инвертори.

Устройство за автоматизация на генератора

VII кръг. Работа и ниво на шума

Поради постоянното двойно конвертиране на UPS  има нужда от охлаждане, следователно, има постоянен шум от вентилаторите, вследствие на което източникът трябва да бъде инсталиран в нежилищен район. Инверторите включват вентилатори към товари, близки до максимума, както и при зареждане на батерии при максимален ток. Също така, инверторите са по-малко взискателни към температурата и нивото на замърсяване на помещението. Има модели за използване при условия на треперене и висока влажност.

Резултат 4: 3

VIII кръг. Възможност за претоварване

UPS системите са много чувствителни към претоварване и този факт трябва да се вземе предвид при изчисляване на товара. Максималната дълбочина на претоварване е около 125%, тогава UPS ще премине в режим на байпас, т.е. ще започне да захранва товара, заобикаляйки неговата верига. При многократни претоварвания UPS може да стане неизползваем.

Инверторите, като правило, имат двойна способност да претоварват в рамките на 5-10 секунди от тяхната номинална мощност и спокойно да прехвърлят началните токове на индуктивен товар.

Резултат 4: 4

IX кръг. надеждност

Нашият опит показва, че нивото на надеждност на UPS и инвертора е приблизително същото, когато се сравняват модели от един ценови сегмент. Има равенство.

Сметка все още: 4: 4

Кръг X. Разходи

Разходите за решения, базирани на инвертори и UPS, могат да варират значително в зависимост от мощността и времето на автономия: може да е по-изгодно от UPS, а може би и от инвертор.

Краен резултат: 4: 4

Какво заключение може да се направи?  Решението за избор между UPS и инвертора трябва да бъде взето въз основа на важността на определени характеристики в конкретната ситуация. Също така, няма да е излишно да се сравняват разходите и времето за автономност на системите. Да се ​​надяваме, че сме ви помогнали при избора.

въведение

Най-прогресивният поглед към новото заваръчна техникав момента се изпълнява инверторна верига, В повечето случаи оборудването е неразривно свързано със специфичен тип захранващо устройство. В най-простата си версия, тя е източник, който позволява механизирано заваряване с консумиращ електрод защитни газове  нисколегирани и устойчиви на корозия стомани и алуминий. Използва се и при заваряване с прахови и самозащитни проводници. Високочестотните инвертори се характеризират с висока стабилност и качество на заваряване. различни материали  в широк диапазон на дебелини с минимално разпръскване на метал. Такова оборудване в някои случаи осигурява висококачествено заваряване и покритие на електроди с всички видове покрития. Обикновено не се използва заваряване на електроди допълнителна функция, По време на импулсно заваряване с консумиращ електрод в смес от газове става възможно получаването на токови импулси с различни честоти и форми. С достатъчно технологично развитие, този имот може да подобри качеството. заварени съединения, Например, въвеждането на двойната импулсна функция подобри почистването на метала по време на заваряване на алуминий, в резултат на което заварка  оформени от същия тип, както при заваряване с волфрамов електрод.

Всички източници на енергия са оборудвани с цифрови дисплеи, в някои от тях се използва системата Minilog, която осигурява възможност за превключване между два режима на заваряване на заваръчна горелка. Това е важно при различни форми на рязане или промяна на пространственото положение на шва. Понастоящем най-често използваният метод за конвекция с електрод за заваряване с отделно регулиране на скоростта на подаване на тел и заваръчно напрежение, В същото време, обхватът на прилагане на синергичния контролен метод с един бутон е значително разширен. Този режим решава проблема за задаване на правилното съотношение на захранването с тел и напрежение за всеки тип заваряване в зависимост от редица първоначални параметри (диаметър на електродната тел, заваръчен материал, вид защитни газове, функция на заваряване на кратери, параметри на импулсно заваряване и др.). Контролът на заваряването и всички видове регулиране се извършват от контролния панел или от специални панели. Например, инсталацията "AnstoMig Universal" на компанията ESAB разполага с 200 програми за конвенционално импулсно заваряване. Полуавтоматичното устройство на фирма КЕМППИ изпълнява 20 програми. Има възможност за създаване на собствени програми, изисквани от клиента.

Инверторите за заваряване на консумативните електроди се произвеждат от редица фирми (много от тях имат внедрени решения, базирани на принципите на синергията): ESAB - "Anston Mig" за ток 320-500 A, Fronius - "Trans Puls Synergic" за ток 210-450 A, KEMPPI - " PRO "за текущи 300, 420 и 520 А и др.

Универсалните транзисторни инвертори започнаха да произвеждат петербургската фирма "FEB" - "Magma-315" и "Magma-500" и LLC "PTK" - "Invert-400" ( ръчно заваряване, механизирано заваряване  електроди, консумативи за заваряване на електроди - 400 А, PN - 80%).

Инверторът е устройство, схема или система, която създава променливо напрежение, когато е свързан източник на постоянно напрежение. Има и друг начин да се определи: инверсия е обратна на функцията за коригиране. Токоизправителите превръщат променливотоковото напрежение в DC и обратно, инверторите преобразуват DC напрежение в AC.

Инверторите не са рядкост. Под други имена те се появяват в многобройни приложения. Инверторите, разбира се, могат да се наричат ​​вибрационни преобразуватели и генератори с обратна връзка и генератори за релаксация. Не превръщат ли постоянно напрежение в променлив? Всъщност, използването на имената "инвертор" и "генератор" е донякъде произволно. Инверторът може да бъде генератор, а генераторът може да се използва като инвертор. Обикновено се предпочита да се използва терминът "инвертор", когато работната честота е по-малка от 100 kHz, а операцията, която е извършила, осигурява друга верига или оборудване с променливо напрежение. Съвременните инвертори нямат честотни ограничения.

Тъй като между инвертори и генератори няма ясно определена граница, може да се каже, че много инвертори са специални генератори. Други инвертори могат основно да бъдат усилватели или контролирани ключове. Изборът на термина всъщност се определя от начина, по който се поставят акцентите. Схемата, която създава радиочестотни колебания с относително висока честотна стабилност, традиционно се нарича генератор. Веригата на генератора, която се фокусира върху параметри като ефективност, регулиране и способност да издържат на претоварване, и която работи в диапазона от звукови или инфразвукови честоти, може да се нарече инвертор.

На практика, когато разглеждаме крайната цел на веригата, разликите между инверторите и генераторите стават достатъчно очевидни. Целта на веригата веднага ни казва как да го наричаме по-правилно: генератор или инвертор. Обикновено като източник на енергия се използва инвертор.

Инверторът се захранва от източник на постоянно напрежение и осигурява променливо напрежение, а токоизправителят е свързан към източник на променливо напрежение и има постоянно напрежение. Има и трета опция - верига или система консумира енергия от източник на постоянно напрежение и също осигурява постоянно напрежение на товара. Устройството, изпълняващо тази операция, се нарича преобразувател. Но не всяка схема, имаща постоянен входно напрежение и постоянно изходно напрежение, може да се счита за преобразувател. Например, потенциометри, делители на напрежение и атенюатори правят "конвертиране" на едно ниво на постоянно напрежение в друго. Но те обикновено не могат да бъдат наречени конвертори. Тук в процеса на осъществяване на преобразуването няма такъв елемент като инвертор, вибрационен преобразувател или генератор. С други думи, последователността на процесите в реален преобразувател е както следва: постояннотоково напрежение - променливо напрежение - постоянно напрежение. Следната дефиниция на конвертора е удобна: верига или система, която консумира и доставя мощност под формата на постоянно напрежение, при което се използва генерация на променливо напрежение като междинен процес при предаването на енергия (понякога се използва изразът DC-DC преобразувател).

Практическото значение на дефиницията на преобразувател е, че преобразувателят по същество работи като трансформатор за постоянен ток. Това свойство ви позволява да манипулирате нивата на постоянно напрежение и ток, както и когато използвате трансформатори в системи с променливо напрежение. В допълнение, такъв трансформатор-конвертор осигурява изолация между входните и изходните вериги. Това допринася за електрическата безопасност и значително опростява редица проблеми при проектирането на системи.

Помислете за конвертор с допълнителна операция. Да предположим, че пълната последователност от операции е следната: променливо напрежение, постоянно напрежение, променливо напрежение, постоянно напрежение. Това означава, че устройството получава енергия от мрежата за променливо напрежение, коригира това напрежение, инвертира я в променливо напрежение и го коригира отново. Това е основният принцип за изграждане на много източници на енергия. Не е ли това излишно излишно? Не, защото за извършване на инверсия генерираното променливо напрежение има много по-висока честота от честотата на мрежата, което прави възможно да се отървем от масивен и скъп трансформатор, проектиран за честотата на мрежата. Инверторен трансформатор (работещ на честоти от 20 kHz до няколко MHz) е много малък и осигурява пълна изолация.

1 Инвертор. (Принцип на действие, сорт, обхват)

1.1 Сериен инвертор

Електрическата верига, работните фази и изходните вълни на серийния инвертор са показани на фиг. 1. Такава верига се нарича серия инвертор, тъй като в него съпротивлението на товара е свързано последователно с капацитета. R - съпротивление на натоварване, L и C - комутационни елементи. Този тип инвертор съдържа два тиристора. Нека разгледаме по-подробно фазите на такава схема.

Фаза I. Тиристорът T1 се включва в точката до. Стартира зареждането на кондензатора от източника на захранване. Последователна верига от R, L и C образува синусоидален ток през съпротивлението на товара и изпълнява функцията на амортизираща верига. Когато токът в веригата намалее до нула, тиристорът T1 е заключен. Напрежението на съпротивлението на товара е във фаза с тока на тиристора. Форми на напрежения VL и Vc могат да се получат с помощта на теоремата на Кирхоф: (VL + Vc = E), стойностите на VL и Vc трябва да отговарят на условията на това уравнение.

Фаза II. Тиристорът Т2 не трябва да се включва веднага след като токът през тиристора G намалее до нула. За по-добро заключване на тиристора T1 трябва да се приложи малко обратно напрежение. Ако тиристор T2 се включи незабавно или няма мъртва зона, захранващото напрежение се затваря през отворените тиристори T1 и Tr, ако и двата тиристора са в затворено състояние, тогава VR = 0, VL = 0, следователно L di / dt = 0 и кондензатор С остава незареден.

Фаза III. В момент t2 тиристорът Т2 се включва и започва отрицателен полупериод. Кондензаторът се разрежда през L, R и T2. Трябва да се отбележи, че електрическият ток през натоварващото съпротивление R протича в обратна посока. В момента, когато този ток намалява до нула, тиристорът Т2 се изключва. Форми на напрежения VL и Vc могат да се получат с помощта на теоремата на Кирхоф: (VL + Vc = 0), стойностите на VL и Vc трябва да отговарят на условията на това уравнение.

а) електрическа верига;

б) фази на схемата;

в) Форми на напрежения и токове в последователни вериги

инвертор

Ако тиристорът Т1 се стартира със закъснение на количеството мъртво време, горните процеси ще се повторят.

предимства:

1. Прост дизайн.

2. Изходното напрежение е близо до синусоидална.

недостатъци:

1. Индуктивност L и кондензатор C са големи.

2. Захранването се използва само за положителен положителен период.

3. В изходното напрежение има по-високи хармоници поради наличието на мъртва зона.

Серийният инвертор е най-подходящ за високочестотни устройства, тъй като за изискваните стойности 1 и C техните размери са намалени. Периодът от време за един цикъл е:

T0 = ​​T + 2td. където r = l / ft и t6 е мъртвото време.

Изходната честота на серийния инвертор винаги е по-малка от резонансната честота поради наличието на мъртва зона. Стойността на изходната честота може да варира чрез промяна на мъртвото време.

Ris.1g. - Формата на изходното напрежение на серийния инвертор

1.2 Паралелен инвертор

Основната верига на паралелния инвертор е показана на фиг.2а. Когато ключ 1 е затворен, маркираните щифтове за навиване A, D и C имат положителен потенциал. Изходното напрежение е положително. През втората половина на периода ключът 1 се отваря и ключ 2 се затваря, терминалите, маркирани с точка, намотки А, D и С имат отрицателен потенциал и изходното напрежение е отрицателно.

Електрическата верига, работните фази и изходните вълни на паралелния инвертор са показани на фиг.2. Паралелните инвертори се използват в нискочестотни устройства. Те използват трансформатор с кран от центъра на първичната намотка, два тиристора и превключващ кондензатор. Захранването се включва между централния терминал и общата точка на тиристорните катоди. Еквивалентното съпротивление на натоварване, преизчислено в първи контур, е свързано паралелно с превключващия кондензатор. Следователно този тип инвертор е паралелен.

В момент t = tx тиристорът T1 се включва. Напрежението на захранващия източник Е се прилага към намотката на трансформатора А. Съгласно закона за самоиндукция, на намотката на трансформатора В се предизвиква същото напрежение Е, но с противоположна полярност. Тъй като намотките А и В са свързани последователно, те ще имат общо напрежение 2E. При това напрежение кондензаторът се зарежда до + 2E.

В момент t = t2 тиристорът Т2 се включва. Полярността на напреженията на намотките А и В се обръща към кондензатора и по този начин към тиристора Т1 се прилага обратното напрежение, поради което тиристорът Т1 се изключва. Полярността на напрежението на кондензатора се променя и се зарежда до напрежение - 2E. Той също така реверсира тока във вторичната намотка, т.е. правоъгълен променлив ток преминава през съпротивлението на товара. Формата на изходното напрежение е подобна на формата на напрежението на кондензатора.

Фиг.2 - а) Основната схема на паралелния инвертор;

б) фази на схемата;

в) Форми на напрежения и токове в паралелни инверторни схеми

недостатъци

Номиналното напрежение на кондензатора трябва да бъде 2E.

Токът на захранването не е чист DC.

Колебанията в захранващия ток причиняват допълнително генериране на топлина в първи контур на паралелния инвертор.

1.3 Мостови инвертори

Еднофазен инвертор

Еднофазният полумостови инвертор се състои от два захранващи блока и два ключа. Натоварването е свързано между общия изход на захранването и общата точка на комутаторите.

Електрическата верига, работните фази и изходната форма на еднофазния полумостови инвертор с резистивен товар са показани на фиг.3. Тиристорът T1 е в проводимо състояние през периода T0 / 2 (G0 = 1 // o). Тиристорът T2 се включва в момента T0 / 2 и започва отрицателния полупериод на тока на натоварване, поради което тиристорът T1 се изключва. В момента, в който тиристорът T1 се включва отново и тиристорът T2 се изключва. Този процес се повтаря, като по този начин се осигурява непрекъснато правоъгълно напрежение на товара. Това е възможно, тъй като тиристорите T1 и T2 не започват едновременно.

Фиг.3 - а) Схема на полумостовия инвертор с резистивен товар;

б) Фази на схемата,

в) форма на вълната на напрежението и тока на инвертора на полумостовия елемент

Принципът на схемата може да бъде обяснен с разглеждане на четирите фази на неговата работа. Dx и D2 диодите се наричат ​​обратни диоди. Инверторът не може да контролира индуктивния товар без обратни диоди. Без диоди във веригата има големи напрежения при превключване на тиристори, тъй като товарът е индуктивен. Тези вълни могат да разрушат тиристорите. Електрическата верига, работните фази и изходната форма на еднофазния полумостови инвертор с индуктивен товар са показани на фиг.4.

Фиг.4 - а) Схема на полумостовия инвертор с индуктивен товар;

б) Фази на схемата,

в) Формата на напрежението на полумостовия инвертор

Фаза II. Токът на товарната страна премества диода D2 в посока напред и преминава в състояние на проводимост. Захранването от страна на товара се предава към източника на захранване V2. Когато токът падне до нула, диодът D2 е заключен.

Фаза III. Докато диодът D2 провежда ток, тиристорът Т2 не може да бъде в състояние на проводимост, тъй като е изместен в обратна посока. Веднага щом диодът D2 се заключи, можете да включите тиристора T2. На интервала от време t2 - t3 напрежението и тока са отрицателни, а мощността е положителна, т.е. мощността се прехвърля от източника на енергия към товара. В момент t = t4 тиристорът Т2 се включва принудително.

Фаза IV При индуктивен товар, полярността на напрежението се променя, но посоката на тока през нея остава. Чрез промяна на полярността на напрежението на диода D1, тя се измества в посока напред. Сегашният ток тече към източника на захранване Vv, има рециркулация на мощността. Този процес продължава, докато диодът D1 се превърне в затворено състояние в момент t5. Ако тиристорът T1 се включи отново, горните процеси ще се повторят.

Когато инверторът работи с RL натоварване, токът в веригата се променя експоненциално. Площите на положителните и отрицателните периоди не са равни, тъй като в противофазните периоди върху резистивния компонент на товара се разсейват различни сили.

1.3.3 Полумостови инвертори с RLC - натоварване

Фиг.5 - а) Диаграма на полумостовия инвертор с RLC-натоварване, б) Форма на напрежението и тока на полумостовия инвертор

Електрическата схема и изходната форма на еднофазния полумостови инвертор с RLC натоварване са показани на фиг.5. Ако инверторът захранва RLS натоварването, не се изисква отделна комутационна верига. Това може да се обясни с помощта на символичното изображение на фиг.5b. Работната честота на инвертора трябва да бъде избрана така, че Xc\u003e XL. При тези условия, в тази верига, токът е пред фазата на напрежението. Токът на натоварване се променя синусоидално. В интервала от време от t0 до tl тиристорът T1 е в проводимо състояние. В момент t1 = t2 тиристорът T1 се изключва, тъй като токът в веригата намалява до нула. Във времевия интервал от t1 до t2 диодът D1 е в проводимо състояние и мощността се прехвърля от товара към източника на енергия. Диодът D1 е в провеждащо състояние, докато на кондензатора има напрежение. Когато диодът D1 е в състояние на проводимост, тиристорът T1 се измества в обратна посока. Така в този случай не се изисква специална принудителна комутационна верига. В тази схема, RLC-товарът осигурява превключващи тиристори. По време на отрицателния полупериод тиристорът Т2 е в проводимо състояние, след известно време диодът D2 започва да се провежда, в резултат на което тиристорът Т2 се измества в обратна посока и се заключва.

1.4 Инвертор McMurray (конвертиращ преобразувател)

Принципът на работа на инвертора McMurray се основава на тока на превключване. Инверторът на половин мост работи с индуктивен товар, както е показано на фигура 6. Тиристорите TA1 и TA2 в тази схема са спомагателни. Те се използват за превключване на основните тиристори T1 и T2. Индуктивност L и капацитет С са превключващи елементи. Кондензаторът се зарежда предварително отляво, отрицателно и в дясно, положително. Работните фази на тази схема на устройството са следните.

Фаза I. Тиристор T1 се задейства, като по този начин започва положителен полу-цикъл на преобразуване. Постоянен ток  товарът преминава през тиристора T1.

Фаза I I. В момент t1 се стартира допълнителният тиристор TA1. Затворена верига L, C, T (и TA1 започва да тече ток, докато токът през кондензатора се увеличава синусоидално, както е показано на фиг. 6c. В интервала от време t1 до t2, стойността на ic

Фаза III. След изключване на тиристора Т1, токът продължава да тече през D1. Диодът е в състояние на проводимост до точка от време t3, докато ic - I0 е положителна. В момент t = t3 диодът D1 престава да се провежда, тъй като токът през него намалява до нула.

Фаза IV След като диодът D1 е заключен, постоянният ток на натоварване преминава през кондензатора и го зарежда отрицателно наляво, а надясно положително. Напрежението на кондензатора варира линейно, тъй като през кондензатора преминава постоянен ток.

Фаза V. Токът през диода се увеличава, докато токът през кондензатора намалява. Когато токът през тиристора Та намалява до нула, тиристорът се изключва.

Фаза VI. При индуктивен товар, полярността на напрежението се променя и диодът D1 се измества в посока напред. Започва процесът на рециклиране. Енергията, съхранена в натоварването, се прехвърля обратно към захранващия източник Vr.След изключването на диода D1 тиристорът Т2 се стартира. За да изключите T2 тиристора, трябва да включите тиристора TA2. Освен това, такива процеси се повтарят, както по-горе.

Фиг.6 - а) Схема на инвертора McMurray;

б) фази на схемата;

в) Форми на напрежение и токове на инвертора McMurray

При проектирането на инвертор, неговите параметри се избират на базата на най-лошите условия, като например минималното входно напрежение и максималния изходен ток.

1.5 Inverter MacMurray - Бедфорд

Инверторът McMurray съдържа два спомагателни тиристора. Инверторът Мак Мъри-Бедфорд не изисква никакви спомагателни тиристори. Един главен тиристор в тази верига комутира друг главен тиристор. Електрическата верига, работните фази и изходната вълна на инвертора McMurray-Bedford са показани на фиг.7. Работните фази на тази схема на устройството са следните.

Фиг.7 - а) Диаграма на инвертора McMurray; б) Фази на схемата

Фаза II. След включване на тиристора Т2 напрежението от кондензатора С2 се прилага към индуктивността L2. Това напрежение е равно на двойно захранващото напрежение. Поради взаимната индукция на индуктивността L1 се появява напрежение, равно на напрежението на индуктивността L2. Напрежението в катода на тиристора T1 е равно на четири пъти по-голямо от захранващото напрежение, а при анода - двойно захранващото напрежение. Така след включване на тиристора Т2 тиристорът Т1 се изключва. Бързото изключване на тиристора L1 е възможно поради факта, че енергията, съхранена в индуктивността L1, се прехвърля към индуктивността L2, тъй като общият магнитен поток трябва да остане постоянен. От фиг. 7в е ясно, че токът в веригата се преразпределя от тиристора Т1 към тиристора Т2 в началото на фаза II. Веригата L2 и C2 започва да тече по ток. Диодът D2 се измества в противоположна посока от напрежението на кондензатора С2.

Фаза III. Веднага след като полярността на напрежението в кондензатора се обърне, диодът D2 става проводящ и по този начин шунтира кондензатор С2. Енергията, съхранявана в индуктивността L2, поддържа постоянната посока на тока през тиристора Т2 и диода D2. Постепенно се запаметява в индуктивност L2, енергията се разсейва от активната съпротива на товара, а тиристорът Т2 се изключва.

Фаза IV Диодът D2 все още е наклонен в посока напред, поради ток, протичащ през индуктивността на товара. Тук е процесът на рециклиране на енергията, съхранявана в индуктивността на товара. Диодът D2 е в провеждащо състояние, докато съхранената енергия се прехвърля към източника на захранване V2.

Тиристорът Т2 се включва отново, като по този начин започва подобен отрицателен полупериод на инвертора. В края на отрицателния полупериод тиристорът Т1 остава в проводимо състояние и описаният по-горе процес се повтаря.

Фиг.7в - Форми на MacMurray - Инверторни токове на Бедфорд

1.6 Трифазни инвертори

Трифазните инвертори могат да се използват в два режима:

1) 120-градусов режим на работа;

2) 180-градусови режими на работа.

1.6.1 120-градусова операция

Тиристорите тук са номерирани по аналогия с трифазни пълно вълнови изправители. Разликата в тиристорните числа във всяка фаза е три. Трифазен резистор е свързан към трифазен мостов инвертор, както е показано на фигура 8. При 120-градусова операция всеки тиристор е в проводимо състояние от 0 до 120 ° за периода. По всяко време, два тиристора в тази верига са в проводимо състояние, а два от трите резистора на товара са консуматори на енергия. Когато тиристорът от нечетната група е в проводящо състояние, съответното фазово напрежение е положително. Ако тиристор от четна група е в проводящо състояние, съответното фазово напрежение е отрицателно. Тук фазовите напрежения са 120-градусови псевдо-правоъгълни импулсни последователности. Изходните напрежения на линията са под формата на шестстепенни импулсни последователности, изместени с 120 ° един спрямо друг. Формите на фазовите и линейните напрежения са показани на Фиг.

Тиристорите се задействат в тази верига в последователност 61-12-23-34-45-56. Изходната честота се определя от честотата на тиристорите.

Фиг.8а - 120-градусов режим на работа на инвертора Схема на трифазен мостов инвертор

Фиг.8б - 120-градусов режим на работа на инвертора Форми на фаза и

напрежение

1.6.2 - 180 градусова операция

В 180-градусов режим, всеки тиристор е в състояние на проводимост в продължение на половината от периода. В този режим на работа на инвертора има два начина за превключване на тиристорите - два тиристора от нечетна група и един тиристор от четна група или две от четна група и един от нечетна група са в проводящо състояние.

Фазовото напрежение на инвертора ще бъде положително, ако тиристорите от нечетната група са в проводимо състояние и отрицателни, ако тиристорите на четната група са в проводимо състояние. Във всеки един момент два захранващи резистора са свързани към електрозахранването паралелно, а третият е свързан последователно с тях. На два паралелно свързани резистора изходното напрежение ще бъде V / 3, а на трето - 2 K / 3.

Фиг. 9 - режим на работа на инвертора с 180 градуса

а) Трифазна верига на инверторния мост

б) Форми на фазови и линейни напрежения

Линейните напрежения тук са 120-градусови псевдо-правоъгълни импулсни последователности. Изходните фазови напрежения на инвертора са оформени като шестстепенни импулсни последователности, изместени с 120 ° един спрямо друг. Формите на фазовите и линейните напрежения са показани на Фиг. Тиристорите в тази верига се пускат в последователност 561-612-123-234-345-456. Изходната честота се определя от честотата на тиристорите.

1.7 Трифазен токов инвертор

Фиг.10а - Трифазна верига на инверторния ток

За изключване на шест тиристори са необходими шест кондензатора. Диоди D1 - D6 предотвратяват изтичането на кондензатори през товара. Тези диоди се наричат ​​изолиращи. Тиристорите в тази верига се пускат в последователност 12-23-34-45-56-61. Ако веригата преминава от състояние 12 в състояние 23, тиристорът Т2 продължава да остава в провеждащо състояние, следователно тиристорният Т2 блокира и токът продължава да тече през включения тиристор Т2.

Фаза I. Кондензатор С, зареден от лявата страна до + ve напрежение, и от дясната страна до -ve напрежение. Тиристорите T1 и T2 се пускат съгласно работната диаграма от 120 градуса. Веригата остава в това състояние от 0 до 60 °.

Фаза П. В следващия интервал от 60 градуса тиристорите Т1 и Т2 трябва да са в проводимо състояние. Тиристор T1 започва в интервал от 60 градуса. Тиристор T1, изключен чрез превключващо напрежение. Токът преминава през D1 фаза А и фаза С. Напрежението на кондензатора С променя полярността му.

Фиг.10б - Фази на схемата

Фаза IV Диод D1 е в проводимо състояние, докато енергията, съхранена в индуктивността на натоварването във фаза А, се понижи до нула. След това токът преминава през тиристорите Т2 и Т3 съгласно управляващата схема с 120-градусов режим на работа на инвертора.

Формите на фазовите токове на трифазен токов инвертор са еквивалентни на формите на фазовите напрежения на трифазен инвертор на напрежение при 120-градусова работа.

1.8 Управление на изходното напрежение на инвертора

Необходимо е изходното напрежение на инвертора да се управлява в устройства като регулатор на скоростта, непрекъсваеми захранвания и

Можете да контролирате изходното напрежение по три начина:

1) регулиране на входното напрежение на инвертора;

2) регулиране на изходното напрежение на инвертора;

3) регулиране на изходното напрежение от инвертора.

Входното напрежение може да се регулира чрез фазово управляван конвертор или превключвател, включен на входа на инвертора. Недостатък на фазово управлявания преобразувател е ниският коефициент на мощност на входната страна на инвертора. Недостатъкът на DC превключвателя е високата загуба при превключване.

Изходното променливо напрежение на инвертора може да се регулира с помощта на трансформатор с включени проводници от вторичната намотка. Недостатъкът на превключвателните кранове е необходимостта от поддържане на прекъсвачи.

Регулирането на изходното напрежение от самия инвертор се нарича широчинно-импулсна модулация. Има два вида модулатори:

1) единичен;

2) многократно.

1.8.1 Модулатор с единична широчина на импулса

Електрическата верига на инвертора и формата на вълната на един модулатор с широчина на импулса са показани на фиг.11. Един модулатор на ширината на импулса произвежда един контролен импулс на половин цикъл от конверсионния цикъл. Изходното напрежение на инвертора се регулира чрез промяна на продължителността на управляващия импулс във всеки половин цикъл на конверсионния цикъл. Графиките на управляващите импулси на един модулатор на широчината на импулса са показани на фиг.11b. На изхода на инвертора има напрежение само ако транзисторите T1 и T2 (или) T3 и T4 са в проводимо състояние едновременно.

Фиг.11 - а) Схема на мостовия инвертор;

б) Вълнови форми на ширинен модулатор

1.8.2 Модулатор с множество импулсни ширини

Множество импулсен ширинен модулатор произвежда серия от управляващи импулси за половин цикъл на конверсионен цикъл. Съществуват два вида множествени модулатори на ширината на импулсите: а) модулатор на широчината на импулса с еднакви продължителности на управляващите импулси и б) синусоидален ширинен модулатор.

Широкият импулсен модулатор с еднаква продължителност на пулса за управление

Формите на вълните на симетричен ширинен модулатор или импулсно ширинен модулатор с равни продължителности на управляващите импулси са показани на Фиг. 12а. Да предположим, че V1 е триъгълно напрежение, Vc е управляващото напрежение и Vo е изходното напрежение на компаратора

В управляващата верига референтното високочестотно напрежение VT (триъгълна форма) се сравнява с управляващото напрежение Vc. Изходното напрежение на компаратора Vo е високо, когато е по-голямо от Vc, и ниско, ако Kt е по-малко от Vc. По този начин изходното напрежение на компаратора е поредица от импулси. Така генерираните импулси могат да се използват за управление на мощни транзистори. Ако в инвертора се използват тиристори (инвертор MacMurray), главният тиристор се задейства от предния край на импулса, а допълнителният тиристор се задейства от задния. По този начин, множествен импулсен ширинен модулатор произвежда серия от управляващи импулси за половин цикъл на конверсионен цикъл. Хармоничните компоненти в изходното напрежение на такъв инвертор ще бъдат много по-малки, отколкото в инвертор с единичен импулсно ширинен модулатор.

Синусоидален импулсен ширинен модулатор

Формите на вълните на синусоидалния модулатор за импулсна ширина са показани на фиг. 12b. В тази верига триъгълното напрежение се сравнява с синусоидално управляващо напрежение. Входното напрежение на компаратора Vc и VT. Изходното напрежение на компаратора е високо, когато синусоидалното управляващо напрежение е по-голямо от триъгълната стойност на напрежението. Съотношението на величината на управляващото напрежение към величината на напрежението на триъгълна форма се определя като фактор на модулация. Трябва да се отбележи, че изходното напрежение на компаратора е поредица от импулси с неравномерна продължителност. По време на половината цикъл на конверсионния цикъл продължителността на централния импулс е максимална, а продължителността на екстремните импулси намалява. Продължителността на контролните импулси варира синусоидално. Този тип модулатор с широчина на импулса се нарича асиметричен, тъй като продължителността на неговите контролни импулси е неравномерна. Хармоничните компоненти в изходното напрежение на такъв инвертор ще бъдат по-малки, отколкото в инвертор със симетричен импулсно ширинен модулатор.

1.9 Управление на хармоничните компоненти (контрол на напрежението на формата)

Формите на изходните напрежения на инверторите могат да бъдат правоъгълни, квази-правоъгълни, триъгълни или под формата на шестстепенни импулсни последователности. Изходното напрежение съдържа основния хармоник и неговите по-високи компоненти. Ако инверторът се използва като източник на енергия за асинхронен електродвигател, по-високите хармоници на захранващото напрежение водят до загуби под формата на допълнително генериране на топлина. Например, петият хармоник на напрежението, захранващ двигателя, произвежда въртящ момент в обратна посока спрямо основния въртящ момент. Затова е за предпочитане да се сведе до минимум хармоничният коефициент в изходното напрежение. Методите за намаляване на хармониците са както следва:

превключване на междинни кранове в трансформатора;

свързване на товара чрез трансформатор;

използване на филтри;

използване на широчинно-импулсна модулация.

1.9.1 Превключване на междинни кранове в трансформатор

Електрическата верига на инвертора с превключване на междинни кранове в трансформатора е показана на Фигура 13а. Веригата на инвертора е подобна на тази на паралелния инвертор. Когато един от тиристорите отляво е в проводимо състояние, изходното напрежение на инвертора е положително, ако един от тиристорите отдясно е в проводимо състояние, изходното напрежение е отрицателно. Когато тиристор 1 стартира, захранващото напрежение се подава към половината от първичната намотка на трансформатора. Изходното напрежение на инвертора в този случай е минимално, тъй като съотношението "волт / оборот" е минимално.

Фиг.13а - Електрическа верига на инвертора с превключващи междинни кранове в трансформатор

Следващият път, когато тиристор 2 започне, и тиристор 1 се изключва. Коефициентът на напрежение / напрежение се увеличава, а изходното напрежение на инвертора също се увеличава. След стартиране на тиристора 3 тиристорът 2 се изключва, изходното напрежение на инвертора става максимално. За да се получи изходно напрежение дванадесет стъпки, тиристорите трябва да се стартират в последователност от 1-2-3-2-1-1A-2A-ZA-2A-1A. Недостатъкът на тази схема е сложността на пускане и включване на тиристори.

1.9.2 Свързване чрез трансформатор

Схемата за компенсиране на хармоничните компоненти, използващи два трансформатора, е показана на фиг. 13b. Изходното напрежение в тази верига е векторната сума на изходните напрежения на двата инвертора. Този метод се използва за компенсиране на специфичния хармоничен компонент в изходното напрежение (селективно хармонично елиминиране). Вторичните намотки на тези два трансформатора са свързани последователно, така че V1 + V2 = Vo. Стартирането на тиристорите на втория инвертор се забавя с ъгъла θ спрямо началото на тиристорите на първия инвертор. Формата на изходното напрежение V0 може да бъде получена чрез сумиране на напреженията V1 и V2. Формата на изходното напрежение е 120-градусови квази-правоъгълни импулси. Фигура 13в показва векторните диаграми на главната и третата хармоници на изходните напрежения на инверторите при ъгъл на закъснение 0 = 60 °.

Фиг.13g - Използване на филтри

Някои от хармониците все още преминават през един LC филтър към товара. Хармоничното филтриране може да бъде значително подобрено чрез използване на многослойни LC филтри. Размерът на индуктивността на филтъра може да бъде намален чрез свързването му към вторичната намотка на понижаващия трансформатор.

Ако инверторът работи с фиксирана честота, можете да използвате серийно резонансен LC филтър. Стойностите и С се избират така, че собствената им резонансна честота на филтъра да е равна на изходната честота на инвертора. Филтърът и съпротивлението на натоварването работят като последователна ниско-Q резонансна верига. Електрическият ток в такава верига е във фаза с изходното напрежение, така че напрежението на импеданса на товара е синусоидално. Използването на реактивни филтри е за предпочитане за високочестотни устройства.

2 Източници на електродъгово заваряване

2.1 Началото на разработването и внедряването в производството на инверторни източници на енергия

В новия век инверторните източници на енергия са се превърнали в безспорен лидер в производството на заваръчна техника. Когато се използват, загубата на електроенергия се намалява до 10 пъти, консумацията на материал на оборудването - до 10-12 пъти, а източникът на OL се повишава до 80-100%. Намалени размери и тегло на заваръчните машини. Основното предимство на инверторната технология е нейната мобилност, която позволява използването на такива устройства при извършване на монтажни работи в стационарни и полеви условия.

През 1905 г. австрийският професор Розенберг разработи специален кръстосан заваръчен генератор, в който напрежението на дъгата се променя с нарастването на заваръчния ток. Това е може би една от първите стъпки в развитието на регулираните електрозахранвания.

През 1907 г. в завод Lincoln Electric е произведен генератор с променливо напрежение. След 20 години руският учен В.П. Никитин получи патент за първия в света комбиниран трансформатор-регулатор за електродъгово заваряване.

В началото на 50-те години. появиха се полупроводникови селенови диоди. Това позволява на разработчиците да създават заваръчни токоизправители, състоящи се от трансформатор и токоизправител.

По-късно, през 70-те години. С появата на силициеви силови тиристори стана възможно плавно да се променят заваръчния ток и изходните волта-ампери на заваръчните машини не за сметка на трансформатор, а на базата на обратна връзка и фазово регулиране на ъгъла на превключване на тиристора.

През 1977 г. захранващият източник на Hiiark-250 на финландската компания Kemppi се появи на пазара на заваръчно оборудване, сглобен на базата на "високоскоростни тиристори", което осигурява превръщането на постоянния ток в променливо с честота 2-3 kHz. Това е началото на разработването на инверторни източници на енергия в заваръчното оборудване.

В конвенционалните токоизправители трансформаторът работи при честота на мрежата от 50 Hz. Увеличаването на честотата до 2 kHz и значително намалява теглото и габаритните размери на заваръчния инвертор. Ако конвенционалните заваръчни токоизправители имат отношение на заваръчния ток към единица маса от около 1-1,5 А / кг, то за инверторите на "високоскоростните тиристори" този показател е 4-5 А / кг.

Смисълът на инверсията е поетапно преобразуване на енергията. Напрежението на захранващата мрежа се коригира на диодния мост, след това се превръща в променливо високочестотно в инверторното устройство и се спуска в трансформатора до работеща заварка. И изходният токоизправител преобразува променливотоковото напрежение в DC. Целият процес се регулира чрез обратна връзка от управляващия блок, който осигурява необходимите характеристики на заваръчния ток.

Инверторите също се отличават с ниска вълна на ректифицирания ток, висока скорост на регулиране, възможност за получаване на различни I - V характеристики и висока (до 90%) ефективност.

Сравнителните характеристики на инверторните заваръчни машини са показани в Таблица №1.

Класически пример за тиристорен инвертор е заваръчният универсален източник на енергия LUA-400 от ESAB. Шест различни CVC позволяват да се използва за заваряване в въглероден диоксид, ръчна дъга, аргонова дъгова заварка и алуминиева пулсираща дъга.

С появата на модулни биполярни транзистори с изолирана врата (IGBT), заваръчните трансформатори започват да работят с честота до 20 kHz. Съотношението на заваръчния ток към единичната маса на енергийния източник се е удвоило. На базата на IGBT транзистори те започнаха да произвеждат малки домакински източници на електроенергия за ръчно електродъгово заваряване, както и импулсно-дъгови и механизирано газозащитно заваряване, плазмено рязане.

Следващият етап от разработването на заваръчни инвертори е свързан с появата през 90-те години. MOSFET транзистори MOSFET. Честотата, дължаща се на силови полеви транзистори, се повишава до няколко десетки килохерца. На тяхна основа, компанията ESAB започва да произвежда електрически инвертор-315 заваръчни агрегати с честота 24 kHz и Caddi-130, 140 и 200 компактни източници, а по-нататъшното развитие на инверторната технология следва пътя на подобряване на MOSFET транзисторите. Източникът Caddi-250 с маса от 11 кг, пуснат от същата фирма, работи на честота от 49 kHz.

През 2001 г. в Есен, Kemppi демонстрира компактни преносими заваръчни инвертори Minarc-110 и 140 с тегло 4,2 кг и работна честота 80 kHz. С дължина на електрическия кабел до 50 м, преносимият Minarc е идеалното устройство за работа в труднодостъпни места. Предназначен е за използване на различни видове електроди и има специален износващ се корпус.

Модерните инвертори lnvertec-140 и 160 на американската компания Lincoln Electric са устройства със специална схема за стабилизиране на захранването за надеждна работа от самостоятелни генератори на енергия. При аргоново-дъгова заваряване, запалването на дъгата се извършва по метода на точково-контактно.

За съжаление, трябва да се признае, че местните производители на заваръчна техника далеч изостават от световното ниво на развитие на инверторните източници поради общия икономически спад през последните 10 години. И все пак, общата тенденция продължава. Руските производители предлагат и инверторни източници.

Сред тях са заваръчни изправители от серията "Бързи и яростни" на Рязанската държавна инсталация. Тези устройства са предназначени за заваряване на нисковъглеродни, нисколегирани и устойчиви на корозия стомани. Те имат плавно регулиране на заваръчния ток, оборудвани с вентилатор и защита от прегряване. Обхватът на заваръчния ток е от 40 до 315 А, тегло 6.7-12.5 кг.

Заваръчното инверторно устройство "Торус-200" е предназначено за електродъгово заваряване с постоянен ток. Въпреки малките си размери (115x185x280 мм) и масата от около 5 кг, токът на заваръчния ток е 40-200 А. Този сравнително евтин източник може да се управлява от домашна мрежа у дома, в домашни градини, в гаражи и др.

В момента най-добрата серия VME в света сред инверторните заваръчни апарати е призната за най-малката серия, разработена в Научно-производствен център Промет-2000 (произведен от OGSC Progress Engineering, Астрахан) и награден със златен медал на Международния салон за иновации и инвестиции (Москва) , 2002), както и много международни и регионални дипломи за изложби.

Таблица номер 1

Таблица номер 2

Таблица № 3

OOO SPC "PromEl-2000" работи на руския пазар в продължение на три години. През това време са разработени и пуснати в масово производство малки по размер инверторни заваръчни машини, чиито технически характеристики са дадени в Таблица №2.

Бяха разработени и въведени в производство и малки по големина галванични инверторни източници на енергия (таблица № 3).

Малките заваръчни апарати от серията BME на базата на високочестотни транзисторни инвертори са предназначени за висококачествено ръчно електродъгово заваряване с покрити електроди с диаметър 1,6-6 mm с ток на директна и обратна полярност. Устройствата осигуряват лесно запалване, стабилно изгаряне и еластичност на дъгата, минимално разпръскване на метал, надеждност и високо качество на заварки, заваряване на повечето въглеродни, легирани и корозионноустойчиви стомани. Тяхното използване гарантира безопасна работа в съответствие с международните стандарти IEC 974.

Съответстващи на основните параметри на заваряване към подобни чужди продукти на водещи производители като Telwin, Fronius, EWM, устройствата от серията BME имат по-малко тегло и габаритни размери, високо време на превключване и значително по-ниска цена.

В бъдеще ще продължат да се подобряват енергийните източници на енергия за заваряване, което ще разшири тяхната функционалност.

2.2 Характеристики на заваръчните инвертори от автономни източници на енергия

Напоследък се увеличи използването на автономни инсталации, оборудвани със заваръчни станции - мобилни сервизи, аварийни автомобили и др., Които имат мощност с генератор или дизел генератор и различни консуматори, включително заваръчни станции, монтирани на шасито. Често предпочитание се дава на инверторни заваръчни машини поради относително високата им ефективност (10–15 kW със заваръчен ток до 250 А) и малки габарити и тегло. За съжаление, производителите на такива машини често са ограничени до избора на източници на генератор и заваряване, основаващи се единствено на енергийните характеристики, което води до отказ на заваръчните машини и често самите генератори.

При работа със заваръчни инвертори от автономни източници на енергия е необходимо да се вземат предвид особеностите и на двете. Така при индуктивен товар (заваръчен трансформатор) външната характеристика на синхронния генератор има рязко падащ характер, а спадането на напрежението нараства с намаляването cosφ (фиг. 14, криви 1, 2). С активен-капацитивен товар (заваръчен инвертор), cos, е водещ, а с увеличаване на консумацията на ток, напрежението нараства с по-силното, по-ниското cosφ (виж Фиг. 14, криви 4, 5). Когато U = 0 (късо съединение), всички характеристики се пресичат в една точка, съответстваща на стойността на трифазния ток на късо съединение.

Тъй като главният характер на консумирания ток е активен-индуктивен, производителите на генераторите въвеждат допълнителна положителна обратна връзка, за да компенсират спада на напрежението в товара, и чрез увеличаване на тока в товара, генераторът повишава напрежението.

Инверторните източници имат капацитивен характер на натоварването, така че когато токът се увеличава, напрежението се увеличава и наличието на положителна обратна връзка води до още по-високо напрежение. Резултатът може да бъде повреда на инвертора или самия генератор поради пренапрежение.

Структурната схема на типичен инверторен заваръчен източник е показана на Фиг. 15. Трифазното напрежение се отстранява с изправител В и се заглажда от капацитивен филтър Cf. Инверторът преобразува DC напрежението в променлива с повишена честота, която се понижава от трансформатора и се отстранява от изправителя B и след това през индуктивния филтър Sf влиза в товара RH.

На фиг. 16 показва формата на вълната на линейното напрежение на входа на конвенционален инверторен източник (заваръчен ток 150 А), когато се захранва от синхронен генератор AD-30 с мощност 30 kW. Капацитетът на филтърния кондензатор SF е равен на 40 микрофарада. Вижда се, че линейната крива на напрежението има значителни изкривявания, а амплитудата надвишава 700 V. Намаляването на капацитета на филтъра 4 пъти намалява амплитудата на линейното напрежение до 610 V, но високочестотната компонента се появява в кривата на консумация на ток, която е равна на инверсионната честота, което е нежелателно.

14 - Външни характеристики на синхронния генератор

Фиг.15 - Структурна схема на заваръчния източник на инвертора

Фиг.16 - Генератор на линейно напрежение AD-30: 1 - празен ход, 2 - когато се захранва от конвенционален инвертор

С увеличаване на консумацията на ток се увеличава ефективната стойност на напрежението на генератора, а нарастването на напрежението зависи от съотношението на консумираната мощност и номиналната мощност на генератора. Така, при захранване на четири конвенционални заваръчни инвертора с обща консумация на мощност от 34 kW от генератор БГ-100, то е 10 V, а при захранване на същия брой инвертори от генератора БГ-60 - 40 V. В същото време стойността на амплитудата на напрежението на линията се увеличава от 540 на 696 V. Използването на генератор БГ-30 осигурява нормална работа само на един конвенционален инверторен източник без допълнителни мерки.

Поради тази причина много производители на инверторни източници сочат, че общата консумация на енергия не трябва да надвишава 50% от номиналната мощност на автономния генератор. Това налага или поръчване на генератори с коректори на напрежение, пригодени за работа с активен-капацитивен товар, или използване на налични в търговската мрежа генератори с двойни резерви на мощност, или адаптиране на инверторите, за да се осигури нормална работа. В първия случай е необходимо значително време, във втория - възникват неоправдани разходи. По-долу са дадени решения на този проблем.

Намаляването на напрежението на празния ход на генератора от 380 до 350-360 V и увеличаването на честотата до 52 Hz позволяват да се гарантира нормалната работа на източниците. Например, когато захранват четири източника с консумация на енергия от 12–15 kW от генератора BG-60, напрежението на мрежата се повишава до 380 V. Това решение е приемливо за генератори с мощност от 60 kW, но не винаги подходящи за генератори с по-ниска мощност.

Включването на допълнителен товар под формата на сушилни шкафове с мощност 4 кВт намалява увеличаването на напрежението с 4 V, когато се захранва от генератор БГ-100, а когато се захранва от генератор БГ-60 - с 74 V. По-добре е да има електрическа пещ за всяка заваръчна станция, и да се организира така, че електроенергията да се изразходва непрекъснато от генератора, когато изключването на една електрическа пещ от термостат ще бъде придружено от включване на друга. Този метод е донякъде ограничен.

Включването на последователно във всеки мрежов проводник на индуктивност и увеличаване на капацитета на Sf позволява работа на два източника с консумация от 12-15 kW от 30 kW генератор. Това решение изисква допълнителни филтри и интерференция с електрическата верига на заваръчния източник.

За да се елиминират изкривяванията на напрежението на генератора и да се намалят високочестотните хармонични компоненти, е необходимо да се въведат радиофилтър и изглаждащи кондензатори в съответствие с препоръките на производителя и работата на генератора.

17 - Линейно напрежение на генератора BG-30: 1 - на празен ход, 2 - захранвано от DS 250.33

Използването на LC филтър вместо един капацитивен в инвертора благоприятно влияе върху работата на генератора, елиминирайки пренапреженията и пълно използване на мощността.

Инверторният източник DS 250 33 за заваряване с покрити електроди е предназначен за работа в тежки пътни условия, оборудван с вградени LC филтри и адаптиран за работа от автономни генератори. Фигура 17 показва осцилограми на линейното напрежение на генератора BG-30, когато се захранва от два източника DS 250. 33 Вижда се, че няма пренапрежения.

2.3 Инверторно устройство DS 250.33 за заваряване с покрити електроди

В СПЕ "ТЕХНОТРОН" е разработено ново устройство DS 250.33 за заваряване с покрити електроди.

15 години опит в производството и експлоатацията на инверторни заваръчни апарати, разработването на нови производствени технологии и компоненти, като се вземат предвид съвременните световни тенденции в развитието на заваръчна техника, както и опитът на водещи фирми, формираха основата за създаването на инверторно устройство от ново поколение.

Основните изисквания за разработването на устройството са надеждността на източника, висока PV, лекота на работа, широк температурен обхват на работа, способност за работа от автономни източници на енергия, добра поддръжка.

Корпусът на устройството е изработен от алуминиеви панели, осигуряващи твърдостта на рамката. Прахово боядисване на панели и стени предпазва повърхността от корозия и незначителни повреди. Високоговорителите на 15 мм панели защитават контролите от случайни повреди.

При разработването на контролни тела и режими на работа разработчиците срещат противоречие: една част от потребителите на заваръчна техника биха искали да имат максимални функции в устройството, включително импулсен режим на работа, подходящ за заваряване на тънки части или в горно положение; друга, не по-маловажна част е просто необходимия минимум бутони и корекции. Проблемът беше решен по следния начин. В основния вариант (фиг. 18, а) се извършва регулиране на заваръчния ток и “форсирането” на дъгата. В допълнение, можете да изключите "горещ старт" и да изберете наклона на IVC.

Ако е необходимо, в източника (вместо в щепсел) се вмъква импулсен режим, в който се осигуряват ток на пауза, време на импулса и корекция на ток на пауза. Време за отстраняване - блокова инсталация 1 минута (фиг.18, б).

Новото устройство DS 250.33 има следните предимства: при плавен контрол на заваръчния ток в диапазона от 25 до 250 А, точността на текущата настройка е до 1 А, управлявана от цифров индикатор.

Таблица № 4. Технически характеристики на устройството DS 250.33

Дистанционно управление на заваръчния ток,

Цифрова индикация на заваръчните параметри на заваръчния ток (А) и степента на "дъговото налагане" (в относителни единици);

Ниско напрежение без товар 12V,

Системата "горещ старт", осигуряваща лесно възбуждане на заваръчната дъга;

Устройство против пръчки, което предпазва от залепване на електрода;

Възможността за регулиране на "принуждаването" на заваръчната дъга, която определя поведението на заваръчния ток по време на намаляване и затваряне на дупката (Фиг. 19), намалявайки "форсирането", намалява разпръскването на метал и увеличава вероятността за "залепване" на електрода, увеличава проникването и налягането на дъгата;

Възможността за избор на наклон на IVC (0,4 или 1,25 V / A) ви позволява да контролирате прехвърлянето на метал в зависимост от специфичните условия на заваряване и вида на електрода, което е особено важно при заваряване с целулозни електроди;

Автоматично изключване в случай на прегряване, понижено напрежение и отсъствие на една от фазите на захранващото напрежение;

Посоченият ток се поддържа независимо от колебанията на напрежението;

Високото изходно напрежение позволява заваряване с обща дължина на кабела до 100 m;

Възможна е доставка с пулсиращ модул (версия 01) .В този случай цифровият индикатор показва стойността на тока на паузата (А), времето на протичане на импулсния ток и тока (ата) на паузата. Импулсният режим на работа улеснява процеса в различни пространствени положения, заваряването на малки дебелини и намалява изискванията за квалификация на заварчика, например при заваряване на вертикални и таванни фуги. Контролът на топлинната мощност на дъгата позволява регулиране на дълбочината на проникване и скоростта на втвърдяване на заваръчния метал при заваряване на тръби и метални конструкции във всякакво пространствено положение в широк диапазон. По време на токовия импулс, мощността на дъгата се увеличава и количеството на разтопения електрод и неблагородните метали нараства съответно. Намаляването на мощността на дъгата по време на пауза допринася за ускорената кристализация на стопения метал на заваръчната вана с едновременно намаляване на количеството на основните и електродните метали. При използване на импулсен режим е възможно да се осигури необходимата проплакваща способност на дъгата без опасност от изгаряне и да се получи по-голямо количество заварен метал за единица време. Това опростява технологията на еднопроходно заваряване и въвеждането на коренови преходи в многослойно заваряване на тръби и метални конструкции без втулки, дори и при големи монтажни отклонения, повишава ефективността на заваръчния процес и подобрява образуването на шевове. Гладка форма и малък мащаб

шевовете съответстват на избрания режим на пулсация на дъгата.

Захранващият източник се захранва от стационарна трифазна мрежа от 380 V (50 Hz). Възможни са колебания на напрежението от -15 / + 10% (от 320 до 420 V) и честотни колебания от -5 / + 15 Hz (от 45 до 65 Hz). Ефективността на източника е около 85%.

Осигурено е захранване от генератора (в състава на мобилните машини). В този случай устройството консумира не повече от 12 kV A при максимален ток (250 A). И ако с мощност от фиксирана мрежа, това просто означава икономия на енергия, тогава с мощност от дизелов генератор има значително увеличение на броя на постовете.

Възможно е да се използват две устройства, когато се захранват от 30 kW генератор и четири до пет устройства - от 60 kW генератор.

Захранването на конвенционален инверторен източник от генератора има някои особености.

Фиг.19 - Източник на волт-ампер с ниско (1) и силно (2) "принудително" на заваряване дъга

Повечето генератори са предназначени за активен индуктивен товар, при който захранващото напрежение намалява с увеличаване на потреблението. Затова производителите инсталират на генератора коректор на напрежението, който създава положителна обратна връзка по тока, компенсирайки спада на напрежението на товара. Един конвенционален инверторен източник има капацитивен характер на консумация, следователно, с увеличаване на натоварването, напрежението на генератора се увеличава и наличието на коректор на напрежението води до още по-голямо увеличение. Резултатът може да бъде повреда както на инвертора, така и на самия генератор от свръхнапрежение. За да се избегне това, е необходимо да се намали напрежението на празен ход на генератора, да се използва не на пълен капацитет, или да се инсталират допълнителни филтри.

Устройството DS 250 33 е напълно лишено от тези недостатъци. Вграденият LC филтър осигурява захранване на източника от генератора. Устройството е пригодено да работи с всеки генератор, който осигурява необходимото напрежение, честота и мощност.

Източниците се използват като част от мобилни сервизи, базирани на автомобили КАМАЗ УРАЛ, трактори ДТ-75 ТТ-4М и ТДТ-55А. В същото време устройството DS 250 33 е допълнено с комплект амортисьори, силови кабели и дистанционно управление за 25 m. Възможно е удължаване на кабели до 50 m (обща дължина 100 m).

В структурно отношение вътрешното оборудване на изходните елементи е направено на принципа на "тръба", през която въздухът се задвижва от вентилатор. Дъното и страничните стени са съответно "тръбите", а долната и страничните стени на източника, горната стена е "гребен" на радиатора. В радиатора в горната част на източника има силови елементи и система за управление в долната част на вътрешността на "тръбата" на силовия трансформатор, изходен дросел и други елементи. Така източникът е разделен на две части. Такова подреждане предлага ясни предимства, на първо място, интензивността на охлаждане на радиаторите се увеличава драстично, и второ, прах, който, предвид възможните места на използване на източника, може да има метален компонент, който не попада в горната част на източника, където се намира най-чувствителната контролна система.

Устройството има микропроцесорно управление. Електронните табла се сглобяват с използване на технология за повърхностен монтаж, имат защитна маска и се покриват с двоен слой лак. Всички елементи са проектирани за температурен диапазон от -40 до 40 ° С.

Електронните карти не изискват допълнителна конфигурация и имат връзки за бързо освобождаване и могат да бъдат заменени в рамките на 30 минути.

Уредите се проверяват периодично в топло и студено помещение при температура от -40 до 40 ° C на клатачна маса, стенд за радиосмущения и захранване на дизелов генератор с мощност 30 kW. Преди изпращането до потребителя всички устройства се тестват на обекта.

Инверторното устройство DS 250 33 за заваряване с покрити електроди е проектирано да работи в условия на работилница и маршрут с мощност както от фиксираната мрежа, така и от генератора. Той съчетава съвременни технологии и технология на заваряване с простота и лекота на използване.

2.4 Универсален заваръчен инверторен източник с общо предназначение Invertec V300-1

Във вътрешната заваръчна индустрия отдавна съществува необходимост от надежден инверторен източник за ток от 300 А. В същото време, от гледна точка на потребителските свойства (маса, минимални пулсации, неприятни звуци), това трябва да бъде високочестотно, т.е. транзисторен инвертор. Основните недостатъци на произвежданите в момента машини от този клас са ниският PV и недостатъчния работен температурен диапазон. Това, комбинирано с високата цена, потиска масово използването на инверторни източници.

Днес една машина без тези недостатъци се появи на руския пазар, като се вземат предвид всички тънкости на работата на заваръчното оборудване в руските предприятия.

Захранването Invertec V300-1 е основа за серия от инвертори от The Lincoln Electric Company и е предназначено за ръчно електродъгово заваряване с пръчковиден електрод, аргоново-дъгов електрод, механизиран твърд или сърцевин. Основните технически характеристики на машината са показани в таблица №5.

Таблица № 5

Дизайнът се базира на транзисторен инвертор с честота на преобразуване 20 kHz. Високата честота елиминира този вид неприятна звукова характеристика на източниците, особено при високи токове, и осигурява изключително гладка изходна характеристика и големи възможности за управление на основните параметри на заваряване по ток (падаща характеристика) или напрежение (твърдо).

Монтажът на режимите на заваряване и параметрите се извършва с помощта на органите за управление, разположени на предния панел на източника (Фигура 20).

Типът на използвания процес се задава с помощта на петпозиционен превключвател:

1. GTAW - аргоно-дъгова заварка с невнесени електроди. Позволява лесно да инициирате дъга, като докосвате продукта с електрод или използвате високочестотно устройство.

2 SS SOFT - характеристика на стръмното потапяне, "мека" дъга. Препоръчва се за ръчно електродъгово заваряване с електроди с основно покритие тип EXX18-EXX28 съгласно AWS;

3. SS CRISP - леко потапяща се характеристика, "твърда" дъга. Използва се за ръчно електродъгово заваряване с покрити с целулоза електроди от тип EXX10-EXX14 съгласно AWS. Този режим може да се използва и за нагряване на продукта с електрически ток и за извършване на тест за производителност на устройството чрез прилагане на активни товари.

5. CV GMAW - твърда характеристика, използвана за механизирано заваряване с твърд проводник в защитен газ. Заваряването може да се извърши в режими на прехвърляне на метали последователно в процеса на къси съединения, както и при пренос на струи или струя. При заваръчни напрежения под 16 V се препоръчва заваряване с твърд проводник в защитен газ в режим CV FCAW.

Регулирането на изходната мощност в целия диапазон се осигурява от плавен регулатор, а посочените стойности на напрежение или ток (в зависимост от избрания режим) се показват на течнокристалния дисплей. По време на заваряване дисплеят показва действителните стойности на тока или напрежението, измерени на изходните клеми на източника. За да изберете показания параметър, достатъчно е да поставите специален превключвател, разположен до индикатора, за да настроите правилния поляритет на измереното напрежение с помощта на двупозиционен ключ, разположен на задната стена на корпуса на машината.

Източникът е снабден със специален регулатор за контрол на принуждаването на дъгообразуващата индукционна индукция или индукционен контрол на дъгата (Фиг.21), който се използва във всички посочени процеси на заваряване с изключение на аргоново-дъгова заварка с волфрамов електрод (GTAW). С рязко потопяваща се токов напрежение, регулаторът променя тока на късо съединение, като контролира степента на активност на заваръчната дъга в момента на скъсяване на дъговата междина. Дъгата става "мека", когато регулаторът е настроен на минимални стойности в относителна скала. При максимални стойности, налягането на проникване на дъгата се увеличава, то става по-мобилно. Това увеличава разплискването.

Фиг.20 - Контролен панел на Invertec V300-1

При заваряване с тел с прахообразна струя се препоръчва да се настрои регулатора в положение, съответстващо на максимума. За заваряване с твърда тел в CO2 или газови смеси с високо съдържание на CO2 в скалата, се задава една от стойностите на горната половина на диапазона. Когато се използва смес от инертни газове като защитна среда, се препоръчва първата половина на скалата.

Източникът има възможност за дистанционно управление чрез подаване на напрежение към изходните клеми и регулиране на изходната мощност чрез два двупосочни превключвателя за настройка на режима на дистанционно управление. Един от тях контролира захранващото напрежение към изходните клеми на източника. В този случай са възможни две позиции: винаги има потенциал на терминалите (ръчно електродъгова заварка с прътови електроди, аргонова дъгова заварка с волфрамов електрод, издуване на въздух) и потенциалът се подава към клемите само при натискане на бутона на горелката (механизирано заваряване).

Друг превключвател избира режима за настройка на изходната мощност, който може да се управлява или с помощта на регулатор, инсталиран директно на източника, или от специално дистанционно управление, а дължината на стандартните кабели за дистанционно управление е 7,6 или 30,2 м. Два източника могат да работят паралелно с увеличаване мощност.

Такова разнообразие от режими и функции включва използването на захранване lnvertecV300-1 с голям брой допълнително оборудване. По-долу са дадени примери за най-честото използване на източника.

Аргонова дъгова заварка с невъзпламенителен електрод. Специален DC TIG стартер е предназначен за използване с източника, който е прикрепен под източника и увеличава височината му с 20 см. В същото време се запазва лекотата и лекотата на носене. Устройството осигурява следните функции: високочестотен старт на дъгата без да докосва частта до електрода; управление на подаването на инертен газ, фиксирано предварително движение и програмируемо забавяне на изходящия газ; регулиране на токовия спад при заваряване на кратери; избор на дву- или четиристепенен цикъл на заваряване.

Механизирано заваряване в работни условия. Захранването Invertec V300-1 осигурява използването на почти всички захранващи устройства, произведени от The Lincoln Electric Companv. Възможно е също така да се свържат захранващи устройства, работещи на променлив ток при 42 или 115 V. Сегашният обхват от 5-350 A позволява използването на тел с диаметър 0,6-1,6 mm e функция за контрол на индуктивността - прецизно настройване на системата за заваряване за конкретно приложение.

Фиг.21 - а) твърди изходни характеристики при различни положения на контрола на индукцията; б) понижаващи се изходни характеристики при различни позиции на контролера на Arc Force.

Механизирано заваряване в условия на монтаж. За тази цел се препоръчва да се приложи захранващ механизъм LN-25, който не изисква контролен кабел и мощност, но работи при включване в заваръчната верига. Комплектът Invertec V300-1 / LN-25 е доказал, че се използва на открити строителни площадки, складове, при извършване на ремонт на открито, т.е. навсякъде, където се изисква максимална мобилност и транспортност.

Механизирано заваряване на цветни метали и сложни стомани. Специалният блок MIG Pulser позволява да се използва захранването Invertec V300-1 за импулсно заваряване. Устройството е включено в кабела за управление между източника и подаващото устройство. Честотният контролен обхват от 20-300 Hz. Допуска се отделно монтиране на базов и пиков ток. Използването на блока ви позволява да извършвате импулсно заваряване на алуминиева и корозионноустойчива стомана с високо качество. За заваряване на алуминий, особено в условия на монтаж, се препоръчва да се използва пълен полуавтоматичен COBRAMATIC, оборудван с система Push-Pull с източник на захранване Invertec V300-1. Тази система позволява използването на горелки с маркучи с дължина до 15 м за подаване на алуминиева тел с диаметър 0.8-1.6 мм. В същото време е възможно заваряване на алуминиеви конструкции с почти всякаква форма и размер.

Заваръчни тръбопроводи в полето.

Когато се използва специализиран полуавтоматичен LN-23P, можете да използвате източника Invertec V300-1 за висококачествено и високопроизводително заваряване, тръби, използвайки комбиниран електроди + парче самозащитен проводник. Схемата на използване на комплекта: коренният шев се изпълнява с пръчковиден електрод с основно (Lincoln 16P) или целулозно (Eleetweld 5P +) покритие. Горещи пълнежи и облицовъчни пасажи изпълняват самозаваръчна тел за прах (Innershiek NR-207 или NR-208H). Поради факта, че изходните заваръчни характеристики на източника не зависят от колебанията в честотата на входното напрежение, а също и като се има предвид ниската консумация на енергия, можете да използвате няколко устройства едновременно, като ги захранвате от променливотокови дизелови генератори от 220 или 380 V. Използването на това оборудване също допринася неговата малка маса и габаритни размери, способността за работа при температура от -40 - 40 ° С и висока степен на защита от влияния на околната среда.

2.5 MOS 138E инверторни заваръчни машини,

MOS G68E, MOS 170E

Заваръчният ток е постоянен. Заваряване на различни материали с директна и обратна полярност;

TIG - за заваряване на стомана, неръждаема стомана, мед, никел с дебелина 0,5 mm;

Функцията Hot Start - за опростяване на първичното възбуждане на заваръчната арка;

Функцията „Анти-лепкаво“ помага да се избегне прегряването на електрода, защитавайки неговите металургични свойства;

Функцията ARC FORCE - стабилизиране на заваръчната арка;

Защита от прегряване;

Оборудването за дъгова TIG заваряване (волфрам, инертен газ), произведено по технология INVERTER, дава възможност за свързване на метални части чрез стопяване. Това направи възможно да се направят постоянни връзки под действието на топлината, отделена по време на електрическия дъгов разряд между края на електрода и основния заваръчен материал.

По този начин металните части са свързани чрез стопилка. Новата електронна технология позволява производството на оборудване, което има специални свойства: по-малко тегло и ниска консумация на ток. Техническите характеристики на устройствата са показани в таблица 6.

Таблица № 6

2.6 Инверторен заваръчен апарат POWER MAN

Инверторните заваръчни апарати са най-модерните и технически сложни източници на заваръчен ток. За разлика от заваръчните трансформатори и токоизправители, инверторите нямат силов трансформатор. Те работят както следва. Напрежението на еднофазната мрежова честотна мрежа се преобразува от входния токоизправител в постоянно напрежение. Това напрежение, от своя страна, се преобразува от инвертор (много сложно електронно устройство) в променлива висока честота, която след това се подава към понижаващ се високочестотен трансформатор. Вторичната намотка на трансформатора е натоварена на диоден токоизправител, към изхода на който електродът и продуктът са свързани чрез заглаждащ дросел.

Устройството е изработено в метален корпус, удобен за носене. На предния панел на устройството има управляващи и дисплейни захранващи конектори за свързване на работещи кабели. На задния панел има вентилатор за принудително охлаждане на електронните схеми и блокове за захранване на устройството и прекъсвача. Техническите характеристики са дадени в таблица №7.

Таблица № 7

В някои устройства от модели 230А, 250А, 300А, стойността на Imax може да бъде по-малка с 5% от стойността, посочена в таблицата.

Опции:

Пакетът включва:

инвертор,

инструкция,

комплект кабелен конектор,

презрамка (с изключение на модели 250A, 300A)

POWER MAN е компактен, лек, икономичен инверторен заваръчен апарат за ръчно електродъгово заваряване с прътови електроди (ММА), който може да се използва за заваряване с невъзпламенителен електрод в защитна газова среда с иницииране на контакт на дъгата (TIG). Устройствата от серията POWER MAN са предназначени за промишлена употреба и за битови нужди. Малкият размер и тегло на устройството позволява на заварчика да се движи свободно по цялата област на извършената работа, което прави работата с него лесна и удобна. Устройствата могат да работят при температура на околната среда в диапазона от минус 20 ° C до плюс 40 ° C и относителна влажност до 80% при 25 ° C и по-ниски температури без кондензация на влага. В следните случаи може да възникне конденз:

ако уредът е вкаран в топло помещение извън студа (не използвайте

апарат в рамките на 2 часа);

ако температурата на околната среда е драстично намалена;

ако устройството е било преместено от по-хладна стая до по-топло и по-влажно.

Фиг.22 - схема на свързване.

Библиографски списък

1. Rama RS Основи на силовата електроника / Rama RS : транс. от английски Масалова В.В. - Москва: Техносфера, 2006. - 288:. - (Светът на електрониката);

2. Gottlieb I.M. Източници на енергия. Инвертори, преобразуватели, линейни и импулсни стабилизатори / I.M. Готлиб; Транс. от английски: A.L. Larina, S.A. Лужански, - Москва.: Постмаркет, 2000, - 552 страници: ил. - (B-ka съвременна електроника);

3. Малешин В.И. Транзисторно преобразувателно оборудване / V.I. Мелешин, - Москва.: Техносфера, 2005, - 632s. - (Светът на електрониката);

4. Миронов С. Инверторни източници на електродъгово заваряване // Заваряване. 2003. № 4. П. 41-43.

5. Гецкин О.Б., Кудров И.В., Яров В.М. Особености на заваръчните инвертори от автономни източници на енергия // Заваръчно производство. 2004. № 4. П. 53-55.

6. Гетскин О.Б., Кудров И.В., Яров В.М. Инверторно устройство DS 250.33 за заваряване с покрити електроди // Заваряване. 2004. № 2. П. 19-21.

7. Йофе, Ю.Е., Можайски В.А. Invertec V300-1 Универсален инверторен източник за общо заваряване // Заваряване. 1998. № 1. П. 44-46.

8. Паспортни данни на някои инверторни заваръчни машини, налични в магазина ИнтерСварка.

Принципът на работа на токоизправителя с инвертор

Най-удобен за обяснение на инвертиращия процес е схемата на токоизправителя с пусково-изтеглящ транзисторен инвертор (фиг. 1). Входният изправителен блок VI преобразува променливото напрежение на мрежата в постоянно напрежение, което се изглажда с помощта на нискочестотен филтър L1, C1. Тогава ректифицираното напрежение u v се превръща в еднофазна променлива u 1 висока честота, използвайки инвертор на два транзистора VТ1 и VТ2. След това напрежението се намалява от трансформатора Т до u2, коригиран от клапанния блок V2, преминава през високочестотния филтър L2, C2 и се подава към дъгата като изгладено напрежение и в.

Разгледайте инвертирания процес по-подробно. Когато се подава сигнал към основата на транзистора VT1, неговата колекторна верига се отключва и първичната намотка на трансформатора Т във времевия интервал t 1 тече ток в посоката, показана от тънка линия. При премахване на сигнала от основата, този ток спира. С известно закъснение транзисторът VT2 се отключва, докато във времевия интервал t 2 токът през трансформатора отива в другата посока, показана от пунктираната линия. По този начин през първичната намотка на трансформатора протича променлив ток. Продължителността му

Фиг.1 - Токоизправител с транзисторен инвертор

периодът T и честотата на променливия ток f = 1 / T зависят от честотата на пускане на транзисторите, определена от системата за управление. Обикновено честотата се настройва на 1-100 kHz. Тъй като тази честота не зависи от честотата на мрежата, такъв инвертор се нарича автономна. Понякога инверторът е структурно комбиниран с трансформатор Т, изправител V2 и филтър L2-C2. Такова устройство се нарича конвертор, на неговия изход, както на входа, постоянно напрежение, но с по-малка величина.

Ако на входа на инвертора е монтиран мощен кондензатор С1, тогава напрежението на инвертора и 1 има правоъгълна форма, както е показано на фиг. 1, б. Този проект се нарича автономен инвертор на напрежението (AIN). Напротив, ако мощен дросел L1 е монтиран на входа на инвертора и намотката на трансформатора Т е свързана с кондензатор, входният ток ще бъде загладен. Такъв преобразувател се нарича токов инвертор (AIT). И накрая, възможно е да се разработи проект, при който поради наличието на последователно свързани индуктивности и капацитет се образува осцилираща верига със синусоидален ток, наречена резонансен инвертор (AIR).

Инверторът е устройство, което преобразува постоянно напрежение в високочестотен променлив ток. Конвертор - устройство за понижаване или увеличаване на постояннотоковото напрежение, понякога с междинна високочестотна връзка.

С появата на инверторните източници, по-простият не-инвертор започва да се нарича конвенционален, т.е. традиционен.

Регулирането на режима на заваряване се извършва по няколко начина. Например, ако входното токоизправително устройство е направено тиристорно, то с увеличаване на напрежението U слънце, амплитудите на високочестотното напрежение U 2 и средното U в изправеното напрежение също се увеличават (фиг. 2, а):

Възможно е също да се контролира промяната в честотата на импулсите (Фиг. 2.6):

Но най-разпространеният метод за регулиране на ширината на импулса (фиг. 2, в):

тъй като при постоянна честота се улеснява изборът на параметри на изходния филтър, както и се намалява обхватът на електромагнитните смущения, който е по-лесен за отстраняване чрез входния филтър.

Фиг.2 - Осцилограми с регулиране на напрежението чрез промяна на амплитудата (а), честотата (б) и ширината (в) на импулсите

Токоизправител с инвертор използва режим на амплитуда, честота и ширина.

Външните характеристики на токоизправител с инвертор зависят главно от конструктивните особености на инвертора и трансформатора (фиг. 3, а). Естествената външна характеристика на самия инвертор AIN е почти неподвижна (линия 1). Но тъй като индуктивното съпротивление на трансформатора XT, пропорционално на инверсионната честота f, е голямо дори при малко магнитно разсейване, характеристиката на изправителя като цяло е инцидент (линия 3). Обикновено външните характеристики се формират изкуствено с помощта на контролната система. Например, за да се получат стръмни характеристики на потапяне, се въвежда отрицателна обратна връзка по тока, при която честотата на инвертиране намалява с увеличаване на заваръчния ток, което води до намаляване на ректифицираното напрежение (линия 2):

Фиг. 3 - Външни характеристики на изправителите с инвертор

По същия начин, за да се получат твърди характеристики, се прилага обратна връзка към изправеното напрежение:

В токоизправител с инвертор е сравнително лесно да се получи комбинирана външна характеристика (фиг. 3.6), образувана от няколко секции. Стръмно падащият участък 1 е необходим за задаване на относително високо напрежение на празен ход, което е полезно, когато дъгата се запалва. Наклоненият главен участък 2 осигурява ефективно саморегулиране при механизирано заваряване в въглероден диоксид. Вертикалният участък 3 ограничава заваръчния ток, което ще предотврати прогаряне при заваряване на тънък метал. Последният раздел 4 задава величината на тока на късо съединение. Разбира се, позицията на всяка секция се регулира чрез отделни контроли. Така, когато се заварява във въглероден диоксид чрез вертикално придвижване на секция 2, напрежението на заваряване се регулира и при заваряване с покрити електроди, чрез преместване на секция 3, се настройва силата на тока.

Естествените външни характеристики на токоизправителя зависят от конструкцията на инвертора и трансформатора. Изкуствените характеристики се формират с използване на токови и напрежени връзки.

Заваръчните свойства на токоизправителите с инвертор, като правило, са по-добри от тези на конвенционалните източници и това се дължи на високата скорост на инвертора. Ако еднофазен токоизправител без инвертор има преходна продължителност най-малко на половин период от стандартен променлив ток, т.е. около 0.01 s, след това в изправител с инвертор скоростта се характеризира със стойности от 0.0005 s и по-малко. При механизирано заваряване с въглероден диоксид такъв токоизправител може да осигури сложен алгоритъм за промяна на тока, за да контролира пренасянето на електродния метал, когато продължителността на отделните етапи на цикъла е около 1 ms. Високите динамични свойства на токоизправител с инвертор се проявяват и в случай на програмиран контрол на процеса на ръчно електродъгово заваряване, например с помощта на циклограма. В този случай лесно се осигурява горещ старт в началото на заваряването, бърз преход от един от предварително зададените режими към друг с алтернативно заваряване на долни или вертикални заварки и импулсна дъгова заварка с регулируема ИТ импулсна форма. г.

Предимствата и недостатъците на токоизправител с инвертор са тясно свързани помежду си. Тук енергията претърпява поне четири етапа на трансформация. Въпреки това, такъв токоизправител е икономичен и много обещаващ. Факт е, че ядрото на високочестотен трансформатор има много малко напречно сечение и маса. Тъй като масата е свързана с честотата от съотношението t / 1 /, сърцевината обикновено тежи десет пъти по-малко от сърцевината на трансформатора при 50 Hz. Като цяло, токоизправителят също има забележителни масо-енергийни характеристики: 0.02-0.1 kg на 1 A от заваръчния ток и 1-4 kg на 1 kW консумирана мощност, т.е. тежи 5-15 пъти по-малко от другите токоизправители. Независимо от това, токоизправител с инвертор е по-скъп от конвенционалните източници, така че се препоръчва да се използва в случаи, в които има малка тежест и размери - при заваряване в инсталация, в ежедневието, при ремонтни работи. В експлоатация такъв източник е изключително икономичен. Неговият фактор на мощността е близо до 1, ефективността не е по-ниска от 0.7, а понякога достига 0.9. Основният недостатък на токоизправител с инвертор е прекомерната сложност на устройството и свързаната с нея ниска надеждност и поддръжка. Специфичен недостатък е повишеният шум, излъчван от високочестотния трансформатор, изходния филтър и дъгата. Радикален начин за справяне с шума е да се увеличи работната честота над 20 kHz, което придава акустичния ефект извън границите на звуковия звук.

Тестови въпроси и задачи:

1. Предимства и недостатъци на инверторните захранвания

2. Предназначение и устройство на инверторните източници на мощност

3. Редът на работа на захранването на инвертора

основен » Инструменти и оборудване » Източник на заваръчен ток на инвертора. Опит за ремонт и изчисляване на електромагнитни елементи. Схема, описание