Inverter hegesztési áramforrás. Javítási tapasztalatok és elektromágneses elemek kiszámítása. Séma, leírás

normális hegesztőgépek  jelentős méretei és nagy súlya van, melyet az alacsony (50 Hz) frekvencián működő transzformátor mérete és súlya határoz meg. Ismert, hogy a transzformátor mágneses áramkör keresztmetszete a frekvenciától függ. Minél nagyobb a frekvencia, annál kisebb a mágneses áramkör szakasza ahhoz, hogy egy bizonyos teljesítményt továbbítson. Ezért a félvezető technológiák kifejlesztése következtében a transzformátor mágneses áramkörének keresztmetszetét jelentősen csökkenthetjük a frekvencia növelésével (hálózati frekvencia inverzió).

Az ilyen átalakító (inverter) működési elve a következő. A 220 vagy 380 V-os tápfeszültség 50 Hz-es frekvenciával egy 1. dióda-híddal korrigálható. Ez a feszültség a T 1, T 2 és C 1, C 2 tranzisztorokon alapuló nagyfrekvenciás generátor, amely 30-50 KHz frekvencián működik. A kondenzátorokat az 1 egyenirányítóból eltávolított feszültség megfertőzte, és a T 1 és T 2 tranzisztorokon keresztül váltakozva a Tr transzformátor elsődleges tekercsére. A tranzisztorok kapcsolását a 3 vezérlőegység végzi. A transzformátor másodlagos tekercséből egy 60 voltos nagyfrekvenciás áramot táplálunk be egy erős 3 egyenirányítóba, állandó feszültséget távolítunk el belőle, amelyet a hegesztőállomáshoz vezetünk. Az inverter átalakító áramköre a 19. ábrán látható.

Termit hegesztés

A termit hegesztést a termitek keverékeinek (termeszek) égetéséből nyert hő felhasználásával végezzük, amely az oxigénre és a vasoxidporra nagy affinitású fémporokból áll. A termit keverék meggyullad, amikor egy speciális biztosítékot vezet be. A keverék belsejében vannak olyan reakciók, amelyek nagy mennyiségű hőt bocsátanak ki és nagyon magas hőmérsékletet fejlesztenek ki, amelyen még az alapfém olvad.

A gyakorlatban az alumínium és a magnézium termitek széles körben elterjedtek. Az alumínium-termit összetétele: 20 - 23% alumínium és 77 - 80% vasoxid. Az alumínium-termit égése során kialakult hőmérséklet elérte a 2600 - 3 000 0 C-ot. A gyakorlatban három, a nyomáson, olvasztással és kombinációval végzett hegesztés módszerét alkalmazzuk. A nyomáshegesztés során termitikus reakciótermékeket használnak hőenergiának. A fűtött termit keverék a termék plaszticitásának hegesztett végeit adja, ami lehetővé teszi, hogy tömörítéssel összekapcsolják őket.

A fúziós hegesztést speciális tűzálló öntőformákban hajtják végre, amelyekben a hegesztendő termékek szélei vannak felszerelve. A termitek égése során keletkezett túlhevített olvadék megvédi a termékek széleit, közel hozza a folyékony fém fürdőjét, amely salak réteggel van borítva. A salak megvédi a fémeket az oxidációtól és a gyors hűtéstől, ami biztosítja a hegesztett kötés jó minőségét.

A kombinált módszert általában a sínkötések hegesztésekor használják. A termitek mennyiségét úgy választjuk meg, hogy az alak alsó része olvasztott fémrel töltse fel, a felső része pedig olvadt salakkal. Az öntés után a síneket összenyomják. Ennek eredményeképpen az alsó rész fúzióval van hegesztve, a felső része pedig nyomás alatt van.

Az előre nem látható áramkimaradások esetei hagyományosan sok problémát okoznak a fogyasztók számára. Ez mindenre vonatkozik, kivétel nélkül: az apartmanok lakói, valamint a magánházak tulajdonosai, valamint az ipari és más szervezetek munkavállalói.

Természetesen sok modern vállalkozásba telepítenek biztonsági mentést, ilyen leállás esetén, de mi a teendő, ha folyamatos villamosenergia-ellátásra van szükség, és egyszerűen elfogadhatatlan, hogy hirtelen kikapcsoljuk? Hogyan adhatunk áramot a fontos berendezésekhez anélkül, hogy újra kell indítani és újra konfigurálni? Végül is dolgozni otthoni számítógép  - olyan folyamat, amely nem teszi lehetővé az ilyen bajokat, és még inkább, ha az ilyen számítógép szerver.

Ők megérdemelten vették fel a megdöbbenhetetlen pozíciójukat egyszer és minden ilyen problémára. Az inverter tápegységének eszköze az akkumulátor egyenáramú feszültségének (12 voltos vagy 24 volt) váltakozó áramává történő átalakítása (110 voltos vagy 220 voltos) 50 vagy 60 Hz frekvenciával, az adott szabványoktól és céloktól függően.

Az ilyen eszköz szerves részeként azonban az akkumulátort csak akkor használják, ha nincs normál áramellátás. Ha nincs lekapcsolás, a forrás akkumulátora töltéses állapotban marad, amíg a hirtelen áramkimaradás bekövetkezik.

Hogyan működik és működik az UPS

Az inverterforrás elve szünetmentes tápegység  ez az: amikor a tápellátást a hálózatról szállítják, a készülék belsejében lévő akkumulátort feltöltődött állapotban tartják, miközben puffer üzemmódban van, mert a kimeneti inverter tápellátó áramköréhez van csatlakoztatva.

A hálózati bemeneti feszültség, például 220 voltos, alacsony egyenáramú feszültségre, például 24 V-ra van átalakítva, majd csatlakoztatva van egy akkumulátor, amelyet feltöltött állapotban tartanak.

Néha „bypass” módot biztosítunk, amelyben az inverter kimeneti fázisát egy finomított és szűrt hálózati feszültség táplálja, míg az akkumulátort egyáltalán nem használják, de ha szükséges, akkor az interaktív kapcsolási rendszernek köszönhetően azonnal bekapcsol az áramellátásból.

Kétféle UPS

Az üzemmódot, amikor az akkumulátort mindig a kimeneti inverter áramköréhez csatlakoztatja, és nincs szükség kapcsolásra, hívják rendszer szerint kettős konverzió . Ez a mód jelenleg a legmegbízhatóbb lehetőség.

Szükséges megkülönböztetni ezt a szünetmentes tápegység módját UPS biztonsági mentési módha a hálózati feszültség jelenlétében a tápellátás közvetlenül belőle érkezik, mert ez az üzemmód nem nagyon megbízható az akkumulátor áramellátásának alacsony sebessége miatt, és a kettős konverziós mód és a bypass opció megbízhatóbb, szinte azonnali.

Azonban a számítógépek számára elterjedt olcsó UPS-ek szinte mindig készenléti állapotban kerülnek végrehajtásra, és a kettős konverziós módot drágább és erősebb eszközökben használják.

Fontos szerepet játszik az inverter tervezésében folyamatos forrás  A tápellátást a stabilizáció és az interferencia elleni védelem biztosítja, amikor a készülék egy háztartási hálózatról működik. Itt természetesen közvetlen kapcsolat van az ár és a minőség között. A legjobb beépített stabilizátorokkal rendelkező UPS sokkal drágább, mint az egyszerű megoldások.

A kettős átalakítású UPS előnyei és hátrányai készenléti üzemmódban

A kettős átalakítású UPS előnyei közé tartozik a nagy sebességű átvitel az akkumulátor energiájába (szinte folyamatosan az áramkörben), szinuszos kimeneti jel, és általában az a lehetőség, hogy a kimeneti paramétereket a kiváló minőségű beépített stabilizátornak megfelelően állítsa be.

Két hátránya van: egy kicsit alacsony hatékonyság - 80-95%, és állandó ventilátor zaj a működés során. Azonban csak kettős átalakítású UPS-ek képesek rendkívül hatékonyan és megbízhatóan ellátni bármilyen terhelést, beleértve az aszinkronmotorokat és más rendszereket, ahol az áram rendkívüli formája fontos, mivel a kettős átalakítású áramkörök általában tiszta szinuszot termelnek.

A redundáns működési módú UPS előnyei közé tartozik az alacsony költség és a széles rendelkezésre állás, valamint a magas feszültség miatt a szabványos feszültség jelenléte esetén.

Hátrányok - alacsony kapcsolási sebesség az akkumulátorról és nem szinuszos kimenet. Ennek az üzemmódnak a szünetmentes tápegységeit mindenhol használják az otthoni számítógépek és háztartási készülékek áramellátásának biztonsági mentésére, ahol a bemenet egy beépített impulzus-átalakító, amely először a bemeneti feszültséget kijavítja, majd átalakítja a kívánt eszközre.

Az inverter szünetmentes tápegységek fejlesztésének kilátásai

E terület fejlesztésének legígéretesebb iránya a nagy hatékonyságú, stabilan stabilizált szünetmentes tápegységek fejlesztése és fejlesztése, mind a teljesítménytényező-korrekciós áramkörök, mind a bypass-technológia alkalmazásával. A lítium-ion akkumulátorok bevezetésével kapcsolatos innovációk reményt nyújtanak a javított inverteres biztonsági rendszerekhez is.

Érdemes megjegyezni, hogy az ilyen eszközök használatának fontossága abban áll, hogy több forrás, mint például a szélgenerátor, a napelem és mások, egyetlen áramkörhöz csatlakoznak, és a legmegfelelőbb és biztonságosabb felhasználást igénylik a fogyasztó számára a jó minőségű villamos energia megfelelő formájának biztosítására.

2015. február 5.

Ön döntött úgy, hogy korszerű, optimális és kényelmes megoldás segítségével megszervezi az otthoni szünetmentes tápellátást.

A téma tanulmányozása során biztosan kérdésed lesz: milyen megoldás - az inverter * vagy az on-line UPS választása alapján? Megpróbáljuk tisztázni ezt a kérdést és egyszerűsíteni a választást. Tehát az alábbiakban összehasonlító elemzést végzünk.

I. forduló. Kimeneti minőség

A kettős átalakítással bármely típusú bemeneti jelen megjelenő típusú on-line UPS ideális kimeneti szinuszhullámot ad a kimenetnek, amely az UPS terhelésének mértékétől függetlenül fennmarad. A hullámforma érzékeny induktív terhelés és komplex elektronika (szivattyúk és egyéb elektromos motorok, hi-end berendezések stb.).

A frekvenciaváltó, ha feszültsége van, továbbítja azt a fogyasztóknak a bejövő jel javítása nélkül. Akkumulátor üzemmódban a frekvenciaváltó szinuszos formában jelentősen szélesebb eltérést tesz lehetővé (SOI).

Pontszám 1: 0 az on-line javára.

II. Forduló. Feszültség stabilizálás

A UPS a legjobb stabilizátor, amit el tud képzelni. Annak megakadályozása érdekében, hogy a bemenet bekövetkezzen - a kimenet mindig 220V, ellentétben az elektronikus vagy relé stabilizátorokkal, amelyek a feszültséget fokozatosan szabályozzák. A stabilizáció tartománya is lenyűgöző - általában 110V és 290V között.

A stabilizáló funkció inverter általában teljesen mentes. Vannak azonban olyan gyártók, akik a frekvenciaváltóba stabilizátort építenek, például a Cyberpower-t, így a frekvenciaváltó a line-interaktív típus forrásává válik, de a név „inverter”. A beépített stabilizátort általában nem jellemzi a nagy teljesítmény: a stabilitás pontossága és sebessége középszerű.

Pontszám 2: 0 az on-line javára.

III. Forduló. Az akkumulátor kezelése

1) Az elemek számaA szünetmentes tápegységhez csatlakoztatott hálózat teljesítménye a következő:

• 800 W-ig: 2-3 db.
• 1800 W: 4 db
• 2700 W: 6-8 db
• 5400 W-tól 12-16 db-ig.

A háromfázisú bemenettel és kimenettel rendelkező modellekhez 32 elemből és többből lehet csatlakoztatni.

És mi van a frekvenciaváltókkal?

• 1-3 kW teljesítménygel: 2 vagy 4 darab.
• 3 kW-tól legalább 4 elemet ajánlunk.

Ennélfogva ebben az esetben a frekvenciaváltók előnyei vannak, mivel a szükséges autonómiát nagy kapacitású akkumulátorokkal lehet elérni, azaz például 800 Ah teljes kapacitással lehet kialakítani. Ezen túlmenően a szokásos gyakorlat az akkumulátor párhuzamos soros csatlakoztatása az autonómia idő növelésére, azaz az akkumulátor időbeli megszakítására. Ezzel a rendszerrel 4, 8, 12, 16 elemet csatlakoztathat.

2) Töltőáram
  A töltő jelenlegi erőssége határozza meg, hogy az akkumulátorok milyen gyorsan tölthetők fel a tápellátás visszaállításakor. Általános szabály, hogy az AGM és a GEL akkumulátorok töltésének klasszikus ideje 10 óra. Az inverterek magas áramlatokkal rendelkeznek, ami lehetővé teszi a helyes és gyors feltöltést még a nagy akkumulátorok számára is. A szünetmentes tápegység töltője általában kevesebb, és a nagy kapacitású akkumulátorok töltésének ideje több mint 10 óra lehet.

Pontszám 2: 1

16 akkumulátor az állványon az online UPS-hez

IV. Forduló. Az akkumulátor élettartama

A gyakorlat azt mutatja, hogy az akkumulátorok hosszabbak, ha az on-line típusú UPS-nél többlépcsős intelligens töltési módot használnak.

Pontszám 3: 1

V. kör. Az akkumulátorra váltás ideje

Az UPS on-line típusú kapcsolója az akkumulátorra azonnal, azaz 0 mp. Sem a fogyasztók, sem Ön nem veszi észre, hogy a központi hatalom eltűnt. Csak a szünetmentes tápegység csúszása tájékoztatja Önt az áramellátás problémáiról. Ez a tulajdonság szükségessé teszi a szünetmentes tápegységet az olyan berendezések számára, amelyek nagyon fontosak a teljesítmény és a stabilitás szempontjából.

Az inverter váltási ideje a hálózatról az akkumulátorra 10-20 ms, a világító izzók villognak, de a modern PC-knek nincs ideje újraindítani. A gázkazánok egyes modelljei, mint ilyen áramkimaradás, hálózati hibaként érzékelhetők. A kompatibilitást szakembereinkkel ellenőrizni kell.

Pontszám 4: 1

VI. Forduló. Munka generátor és napelemekkel

A szünetmentes tápegységek nagyon igényesek a teljesítmény minőségére, a bejövő frekvencia 50 Hz-ről 2-4% -kal történő eltérése esetén vészhelyzetként érzékelhető és akkumulátor-üzemmódba léphetnek. Ennek fényében az UPS-k csak elektronikus frekvenciavezérlővel felszerelt, kiváló minőségű generátorokkal működnek. Az inverterek lényegesen kevésbé igényesek és barátságosak, még a legtöbb költségvetési generátorral is.

A generátorok frekvenciaváltókkal együtt történő automatizálása széles körű gyakorlat: ha az akkumulátor lemerült a kritikus közelébe, az inverter jelet küldhet a generátor elindításához és leállíthatja azt, ha az elemeket a beállított szintre töltik. Ez a rendszer alkalmas önálló működésre vagy nagyon hosszú áramkimaradásokra. Az UPS és a generátorok automatizálása lehetséges, de sokkal bonyolultabb és drágább.

A szünetmentes tápegységek nem tudják, hogyan működjenek a napelemekkel, de az invertereknek sok lehetőségük van erre és erre van lehetőség.

Pontszám 4: 2, plusz pont inverterek.

Generátor automatizálási egység

VII. Forduló. Működési és zajszint

Az állandó kettős miatt uPS átalakítás  hűtésre van szükség, ezért a ventilátorok állandó zajt okoznak, aminek következtében a forrást nem lakott területre kell telepíteni. Az inverterek közé tartoznak a ventilátorok a maximális közelítéshez, valamint az akkumulátorok maximális árammal történő feltöltéséhez. A frekvenciaváltók kevésbé igénylik a helyiség hőmérsékletét és szennyeződését. Vannak modellek a rázás és a magas páratartalom mellett.

Pontszám 4: 3

VIII. Forduló. Túlterhelési képesség

Az UPS rendszerek nagyon érzékenyek a túlterhelésre, és ezt a tényt figyelembe kell venni a terhelés kiszámításakor. A maximális túlterhelési mélység körülbelül 125%, majd az UPS bypass módba megy, azaz elkezdi betölteni a terhelést az áramkör elkerülésével. Ismételt túlterhelések esetén az UPS használhatatlanná válhat.

Az inverterek általában kétszeresen képesek túlterhelni 5-10 másodpercen belül a névleges teljesítményüktől, és nyugodtan átvihetik az induktív terhelés indítási áramát.

Pontszám 4: 4

IX. Forduló. megbízhatóság

Tapasztalataink azt mutatják, hogy az UPS és az inverter megbízhatósági szintje megközelítőleg megegyezik az egy ár szegmens modelljeinek összehasonlításával. Van egy rajz.

Fiók még mindig: 4: 4

X forduló

A frekvenciaváltókon és az UPS-en alapuló megoldások költsége nagymértékben változhat az autonómia teljesítményétől és időtől függően: lehet, hogy jövedelmezőbb, mint egy UPS, és talán egy inverter.

Végső pontszám: 4: 4

Milyen következtetést lehet levonni?  A szünetmentes tápegység és az inverter közötti választás döntése az adott helyzet bizonyos jellemzőinek fontossága alapján történik. Nem lesz szükség sem a rendszerek autonómiájának költségeit és idejét összehasonlítani. Reméljük, hogy segítettünk a választásban.

bevezetés

Az új legdinamikusabb nézete hegesztőberendezésekjelenleg fut inverter áramkör. A legtöbb esetben a berendezés elválaszthatatlanul kapcsolódik egy meghatározott típusú huzaladagolóhoz. A legegyszerűbb változatában ez egy olyan forrás, amely lehetővé teszi a gépesített hegesztést a fogyó elektródával védőgázok  gyengén ötvözött és korrózióálló acélok és alumínium. Ezt por és önvédő huzalok hegesztésére is használják. A nagyfrekvenciás frekvenciaváltók nagy stabilitással és hegesztési minőséggel rendelkeznek. különböző anyagok  széles vastagságtartományban, minimális fém fröcsköléssel. Az ilyen berendezések bizonyos esetekben kiváló minőségű hegesztést és bevont elektródokat biztosítanak mindenféle bevonattal. A nem fogyasztható elektróda hegesztés általában további funkció. Az impulzusos hegesztés során egy fogyó elektródával gázkeverékben lehetővé válik a különböző frekvenciák és alakzatok áramimpulzusainak megszerzése. Megfelelő technológiai fejlődéssel ez a tulajdonság javíthatja a minőséget. hegesztett kötések. Például a kettős impulzus funkció bevezetése javította a fém tisztítását az alumínium hegesztés során, amelynek eredményeként hegesztés  azonos típusú, mint a volfrámelektródával való hegesztés.

Minden áramforrás digitális kijelzővel van ellátva, néhány esetben a Minilog rendszert használják, amely lehetővé teszi a két hegesztő üzemmód közötti váltást egy hegesztőpisztolyon. Ez akkor fontos, ha a varrás különböző területei a vágás vagy a térbeli helyzet megváltoztatása. Jelenleg a leggyakoribb hegesztési fogyóelektróda konvekciós módszer, a drót betáplálási sebességének külön szabályozása és hegesztési feszültség. Ugyanakkor a szinergikus egygombos vezérlési módszer alkalmazási köre jelentősen bővül. Ez az üzemmód megoldja a huzal-betáplálás és a feszültség helyes arányának beállítását minden egyes hegesztési típusnál, számos kezdeti paramétertől függően (az elektródhuzal átmérője, a hegesztendő anyag, a védőgázok típusa, a kráterhegesztési funkció, az impulzushegesztési paraméterek stb.). A hegesztés vezérlését és mindenféle szabályozást a vezérlőpanelről vagy speciális panelekről végezzük. Például az "AnstoMig Universal" vállalat ESAB telepítése 200 programot tartalmaz a hagyományos impulzus hegesztéshez. A KEMPPI cég félig automatikus eszköze 20 programot valósít meg. Lehetőség van arra, hogy saját programokat hozzon létre az ügyfél számára.

A fogyasztható elektróda hegesztésére szolgáló invertereket számos vállalat állítja elő (sokan a szinergia elvein alapuló megoldásokat hajtottak végre): ESAB - "Anston Mig" a jelenlegi 320-500 A, Fronius - "Trans Puls Synergic" a 210-450 A, KEMPPI - " PRO "az aktuális 300, 420 és 520 A stb.

Az univerzális tranzisztoros inverterek elkezdték előállítani a "FEB" - "Magma-315" és a "Magma-500" és a "PTK" - "Invert-400" Szentpétervár céget. kézi hegesztés, mechanizált hegesztés  fogyó elektróda, nem fogyasztható elektróda hegesztés - 400 A, PN - 80%).

Az inverter olyan eszköz, áramkör vagy rendszer, amely váltakozó feszültséget hoz létre egyenáramú feszültségforrás csatlakoztatásakor. Van még egy módja annak meghatározására, hogy az inverzió a korrekciós függvény inverze. Az egyenirányítók váltakozóáramú feszültséget konvertálnak DC-re, és fordítva, az inverterek egyenáramú feszültséget konvertálnak AC-re.

Az inverterek nem ritkák. Más néven számos alkalmazásban jelennek meg. Az inverterek természetesen rezgés-átalakítóknak, visszacsatoló generátoroknak és relaxációs generátoroknak nevezhetők. Nem változtatnak állandó feszültséget váltakozóvá? Valójában az "inverter" és a "generátor" nevek használata kissé tetszőleges. Az inverter lehet generátor, és a generátor inverterként használható. Általában az „inverter” kifejezést részesítettük előnyben, ha a működési frekvencia kisebb, mint 100 kHz, és a végrehajtott művelet egy másik áramkört vagy berendezést váltott fel váltakozó feszültséggel. A modern inverterek nem rendelkeznek frekvenciahatárokkal.

Mivel nincs egyértelműen meghatározott határ a frekvenciaváltók és a generátorok között, elmondható, hogy sok inverter speciális típusú generátor. Más inverterek alapvetően erősítők vagy vezérelt kapcsolók lehetnek. A kifejezés megválasztását valójában az ékezetek elhelyezésének módja határozza meg. A viszonylag nagy frekvenciájú stabilitással rendelkező rádiófrekvenciás rezgéseket létrehozó rendszert hagyományosan generátornak nevezzük. A generátor áramkör, amely olyan paraméterekre összpontosít, mint a hatékonyság, a szabályozás és a túlterhelés ellenállóképessége, és amely hang- vagy infrasáv frekvenciákon működik, inverternek nevezhető.

A gyakorlatban, amikor figyelembe vesszük az áramkör végső célállomását, az inverterek és a generátorok közötti különbségek elég nyilvánvalóvá válnak. Az áramkör célja azonnal megmondja, hogyan kell helyesen hívni: egy generátort vagy invertert. Általában áramforrásként invertert használnak.

A frekvenciaváltót állandó feszültségforrás táplálja, és váltakozó feszültséget biztosít, és az egyenirányító váltakozó feszültségforráshoz van csatlakoztatva, és állandó feszültségű kimenettel rendelkezik. Van egy harmadik lehetőség - az áramkör vagy rendszer energiát fogyaszt egy állandó feszültségforrásból, és állandó feszültséget biztosít a terheléshez. A műveletet végrehajtó készüléket átalakítónak nevezik. De nem lehet állandó bemeneti feszültségű és állandó kimeneti feszültséggel rendelkező áramkör átalakítónak tekinteni. Például a potenciométerek, a feszültség-elválasztók és a csillapítók „állandó” feszültségszintet konvertálnak a másikra. De általában nem lehet átalakítóknak nevezni. Itt, az átalakítás végrehajtásának folyamatában nincs olyan elem, mint inverter, rezgésjeladó vagy generátor. Más szavakkal: a valós konverter folyamatainak sorrendje a következő: DC feszültség - AC feszültség - egyenfeszültség. A következő átalakító definíciója kényelmes: olyan áramkör vagy rendszer, amely állandó feszültség formájában fogyaszt és táplál, és amelyben váltakozó feszültség-generálást használnak az energiaátvitel közbenső folyamataként (néha a dc-to-dc konverter kifejezést használják).

A konverter meghatározásának gyakorlati jelentősége, hogy a konverter lényegében egyenfeszültségű transzformátorként működik. Ez a tulajdonság lehetővé teszi az állandó feszültség és áram szintjének manipulálását, valamint a változó feszültségű rendszerek transzformátorainak használatakor. Ezen túlmenően, egy ilyen transzformátor-átalakító izolálást biztosít a bemeneti és kimeneti áramkörök között. Ez hozzájárul az elektromos biztonsághoz, és jelentősen leegyszerűsíti számos problémát a rendszerek tervezésekor.

Tekintsünk egy átalakítót egy további művelettel. Tegyük fel, hogy a műveletek teljes sorrendje a következő: AC feszültség, egyenfeszültség, váltóáram, egyenáramú feszültség. Ez azt jelenti, hogy a készülék energiát fogad a váltakozó feszültségű hálózatról, korrigálja ezt a feszültséget, váltja fel a váltakozó áramú feszültségre, és ismét javítja. Ez az alapelv a sok áramforrás kiépítésének. Ez nem szükségtelenül felesleges? Nem, mert az inverzió végrehajtásához a generált váltakozó feszültség sokkal nagyobb frekvenciával rendelkezik, mint a hálózati frekvencia, ami lehetővé teszi, hogy megszabaduljon egy nagy és drága transzformátorról, amelyet a hálózati frekvenciára terveztek. Egy inverter transzformátor (20 kHz-től több MHz-ig terjedő frekvencián működik) nagyon kicsi, és teljes szigetelést biztosít.

1 Inverter. (Működési elv, fajta, hatály)

1.1 Soros inverter

A soros frekvenciaváltó elektromos áramköre, működési fázisai és kimeneti hullámformái az 1. ábrán láthatók. 1. Egy ilyen áramkört soros inverternek nevezünk, mivel benne a terhelési ellenállás sorozatosan van kötve a kapacitással. R - terhelési ellenállás, L és C kapcsolók. Ez a frekvenciaváltó két tirisztort tartalmaz. Részletesebben vizsgáljuk meg egy ilyen rendszer fázisát.

I. fázis. A T1 tirisztor bekapcsolt időpontban. Elindítja a kondenzátor töltését az áramforrásból. Az R, L és C sorozatú áramkör szinuszos áramot képez a terhelési ellenálláson keresztül, és a csillapító áramkör működését végzi. Amikor az áram az áramkörben nullára csökken, a T1 tirisztor zárolva van. A terhelésellenállás feszültsége a tirisztor áramával fázisban van. A VL és Vc feszültségek a Kirchhoff-tétel segítségével szerezhetők be: (VL + Vc = E), a VL és a Vc értékeinek meg kell felelniük az egyenlet feltételeinek.

II. Fázis. A T2 tirisztornak nem szabad azonnal bekapcsolnia, miután a G tirisztoron átáramló áram nullára csökken. A T1 tirisztor jobb reteszeléséhez kis fordított feszültséget kell alkalmazni. Ha a T2 tirisztort késedelem nélkül bekapcsolják, vagy nincs halott zóna, akkor a T1 és Tr nyílt tirisztorokon keresztül a tápfeszültséget lezárjuk. Ha mindkét tirisztor zárt állapotban van, akkor VR = 0, VL = 0, ezért L di / dt = 0 és A C kondenzátor töltésmentes marad.

III. Fázis. A t2 időpontban a T2 tirisztor be van kapcsolva és negatív félperiódust indít. A kondenzátor L, R és T2-en keresztül ürül. Meg kell jegyezni, hogy az R terhelési ellenálláson keresztül áramlik az áram az ellenkező irányba. Abban az időben, amikor ez az áram nullára csökken, a T2 tirisztor kikapcsol. A VL és Vc feszültségek a Kirchhoff-tétel segítségével szerezhetők be: (VL + Vc = 0), a VL és Vc értékeinek meg kell felelniük az egyenlet feltételeinek.

a) Elektromos áramkör;

b) A rendszer fázisai;

c) Feszültségek és áramok sorozatos áramkörökben

inverter

Ha a T1 tirisztort a halott idő késleltetésével indítjuk, a fenti folyamatok megismétlődnek.

előnyei:

1. Egyszerű kialakítás.

2. A kimeneti feszültség közel van a sinusoidhoz.

hátrányai:

1. Az L induktivitás és a C kondenzátor nagy.

2. A tápellátást csak egy pozitív félidőig használják.

3. A kimeneti feszültségnél a halott zóna jelenléte miatt nagyobb a harmonika.

A soros frekvenciaváltó a legmagasabb frekvenciájú készülékek számára alkalmas, mivel az előírt 1 és C értékeknél méreteik csökkenthetők. Egy ciklus időtartama:

T0 = ​​T + 2td. ahol r = l / ft és t6 a halott idő.

A soros frekvenciaváltó kimeneti frekvenciája mindig alacsonyabb, mint a rezonancia frekvenciája egy halott zóna jelenléte miatt. A kimeneti frekvencia értéke a holtidő megváltoztatásával változhat.

Ris.1g. - A soros inverter kimeneti feszültségének alakja

1.2 Párhuzamos inverter

A párhuzamos inverter alap áramkörét a 2.a ábra mutatja. Ha az 1. kulcs zárva van, az A, D és C jelzett tekercscsapok pozitív potenciállal rendelkeznek. A kimeneti feszültség pozitív. A periódus második felében az 1 kulcs kinyílik és a 2 kulcs zárva van, az A, D és C tekercsekkel jelölt kapcsok negatív potenciállal rendelkeznek és a kimeneti feszültség negatív.

A párhuzamos frekvenciaváltó elektromos áramköre, munkafázisai és kimeneti hullámformái a 2. ábrán láthatók. A párhuzamos invertereket alacsony frekvenciájú készülékekben használják. Egy transzformátort használnak az elsődleges tekercs középpontjából, két tirisztorból és egy kapcsoló kondenzátorból. A tápegység bekapcsolódik a központi terminál és a tirisztor katódok közös pontja között. Az elsődleges áramkörben újra kiszámított egyenértékű terhelési ellenállás párhuzamosan van kapcsolva a kapcsoló kondenzátorral. Ezért az ilyen típusú inverter párhuzamos.

T = tx időpontban a T1 tirisztor be van kapcsolva. Az E áramforrás feszültségét az A transzformátor tekercsére alkalmazzuk. Az önindukció törvénye szerint ugyanaz az E feszültség a B transzformátor tekercselésénél indukálódik, de ellentétes polaritással. Mivel az A és B tekercsek sorba vannak kapcsolva, az összes feszültsége 2E lesz. Ezzel a feszültséggel a kondenzátor + 2E-re van feltöltve.

T = t2 időpontban a T2 tirisztor be van kapcsolva. Az A és B tekercseken lévő feszültségek polaritása a kondenzátorra fordul, így a T1 tirisztorra fordított feszültséget alkalmazunk, ami miatt a T1 tirisztort kikapcsoljuk. A kondenzátor feszültségének polaritása megváltozik, és - 2E feszültségre tölt. Megfordítja a másodlagos tekercsben lévő áramot is, azaz egy téglalap alakú váltakozó áram folyik át a terhelési ellenálláson. A kimeneti feszültség alakja hasonló a kondenzátor feszültségének alakjához.

2. ábra - a) A párhuzamos inverter alaprendszere;

b) A rendszer fázisai;

c) Feszültségek és áramok formái párhuzamos inverter áramkörökben

hiányosságokat

A kondenzátor névleges feszültsége 2E legyen.

A tápegység áram nem tiszta DC.

A tápegység áramának ingadozása további hőtermelést okoz a párhuzamos inverter elsődleges körében.

1.3 Híd inverterek

Egyfázisú félhíd inverter

Az egyfázisú félhíd inverter két tápegységből és két kapcsolóból áll. A terhelés a tápegységek közös kimenete és a kapcsolók közös pontja között van.

Az egyfázisú félhíd-inverter elektromos áramkörét, működési fázisait és kimeneti hullámformáját a 3. ábrán mutatjuk be. A T1 tirisztor vezető állapotban van a T0 / 2 periódus alatt (G0 = 1 // o). A T2 tirisztort bekapcsoljuk a T0 / 2 időpontban, és megindítja a terhelési áram negatív félciklusát, ami miatt a T1 tirisztort kikapcsoljuk. Az a pillanat, amikor a T1 tirisztor ismét bekapcsol és a T2 tirisztor kikapcsol. Ezt a folyamatot megismételjük, ezáltal biztosítva a folyamatos téglalap alakú feszültséget a terhelésen. Ez lehetséges, mivel a T1 és T2 tirisztorok nem indulnak egyszerre.

3. ábra - a) Rezisztív terheléssel rendelkező félhíd inverter rajza;

b) A rendszer fázisai,

c) Feszültség és áramhullám alakja a félhíd inverternek

A rendszer elve a munka négy szakaszának figyelembe vételével magyarázható. A Dx és D2 diódákat visszatérési diódáknak nevezik. Az inverter nem tudja irányítani az induktív terhelést visszatérő diódák nélkül. Az áramkörben levő diódák nélkül a tirisztorok kapcsolása során nagy feszültségesés lép fel, mivel a terhelés induktív. Ezek a túlfeszültségek elpusztíthatják a tirisztorokat. Az induktív terhelésű egyfázisú félhíd inverter elektromos áramköre, munkafázisai és kimeneti hullámformája a 4. ábrán látható.

4. ábra - a) Induktív terhelésű félhíd inverter diagramja;

b) A rendszer fázisai,

c) Félhíd inverter feszültsége

II. Fázis. A terhelési oldalon lévő áram a D2 diódát előre irányba tolja, és egy vezetési állapotba kerül. A terhelési oldal teljesítménye a V2 áramforrásba kerül. Amikor az áram nullára csökken, a D2 dióda zárolva van.

III. Fázis. Míg a D2 dióda áramot vezet, a T2 tirisztor nem lehet vezetési állapotban, mivel az ellenkező irányba tolódik el. Amint a D2 dióda le van zárva, bekapcsolhatja a T2 tirisztort. A t2 - t3 időintervallumban a feszültség és az áram negatív, és a teljesítmény pozitív, vagyis a tápfeszültséget az áramforrásról a terhelésre továbbítják. T = t4 időpontban a T2 tirisztor erőteljesen be van kapcsolva.

IV. Fázis Induktív terhelés esetén a feszültség polaritása változik, de az áramlás iránya megmarad. A D1 dióda feszültségpolaritásának megváltoztatásával előre irányba tolódik. Az áram most áramlik a Vv áramforrás felé, van áramkör újrahasznosítása. Ez a folyamat addig folytatódik, amíg a D1 dióda zárt állapotba nem kerül a t5 időpontban. Ha a T1 tirisztort ismét bekapcsolják, a fenti folyamatok megismétlődnek.

Amikor az inverter RL terheléssel működik, az áram az exponenciálisan változik. A pozitív és negatív periódusok területei nem egyenlőek, mivel a terhelés ellenálló alkotórészén az antifázis időszakokban különböző hatáskörök keletkeznek.

1.3.3 Félhíd inverter RLC-terheléssel

5. ábra - a) RLC-terhelésű félhíd inverter diagramja, b) Félhíd inverter feszültség és áramhullám alakja

Az RLC terheléssel rendelkező egyfázisú félhíd inverter villamos áramköre és kimeneti hullámformája az 5. ábrán látható. Ha az inverter táplálja az RLS terhelést, nincs szükség külön kapcsolási áramkörre. Ez az 5.b ábrán látható szimbolikus kép segítségével magyarázható. Az inverter működési frekvenciáját úgy kell megválasztani, hogy az Xc\u003e XL legyen. Ilyen körülmények között ebben az áramkörben az áram a fázis feszültsége előtt van. A terhelési áram szinuszosan változik. A t0 és tl közötti időintervallumban a T1 tirisztor vezető állapotban van. A t1 = t2 időpontban a T1 tirisztort kikapcsoljuk, mivel az áram áramköre nullára csökken. A t1-től t2-ig terjedő időintervallumban a D1 dióda vezetőképes állapotban van, és a teljesítményt a terhelésről az áramforrásra továbbítjuk. A D1 dióda vezető állapotban van, amíg a kondenzátoron feszültség van. Amikor a D1 dióda vezetési állapotban van, a T1 tirisztort ellenkező irányba toljuk el. Ilyen esetben nem szükséges egy speciális kényszerkapcsoló áramkör. Ebben az eljárásban az RLC-terhelés kapcsoló tirisztorokat biztosít. A negatív félperiódus alatt a T2 tirisztor a vezető állapotban van, egy idő elteltével a D2 dióda elkezd folytatni, ennek következtében a T2 tirisztor ellentétes irányban eltolódik és rögzítve van.

1.4 McMurray átalakító (inverz átalakító)

A McMurray frekvenciaváltó működésének elve a kapcsolási áramra épül. A félhíd inverter induktív terheléssel működik, amint azt a 6. ábra mutatja. A TA1 és TA2 tirisztorok ebben a sémában járulékosak. A T1 és T2 fő tirisztorok kapcsolására szolgálnak. Az L induktivitás és a C kapacitás kapcsolóelemek. A kondenzátort balra, negatívra és jobbra töltik, pozitív. Ennek az eszközdiagramnak a fázisai a következők.

I. fázis A T1 tirisztor aktiválódik, és ezáltal pozitív konverziós ciklust indít. Egyenáram  a terhelés a T1 tirisztoron keresztül áramlik.

I. fázis: A t1 időpontban elindul a TA1 segéd tirisztor. Az L, C, T zárt áramkör (és TA1 elkezd áramlani, míg a kondenzátoron átáramló áram szinuszosan növekszik, amint az a 6c. Ábrán látható. A t1 és t2 közötti időintervallumban az ic értéke

III. Fázis. Miután a T1 tirisztort kikapcsoltuk, az áram tovább folyik D1-en. A dióda vezetési állapotban van a t3 időpontig, míg az ic-I0 pozitív. T = t3 időpontban a D1 dióda megszűnik, mivel az átfolyó áram nullára csökken.

IV. Fázis Miután a D1 diódát lezárták, az állandó terhelési áram a kondenzátoron keresztül áramlik, és negatívan, jobbra pedig pozitívan tölt. A kondenzátor feszültsége lineárisan változik, mivel a kondenzátoron átáramlik az egyenáram.

V. fázis. A diódán átáramló áram nő, míg a kondenzátoron átáramló áram csökken. Ha a Ta tirisztán átáramló áram nullára csökken, a tirisztor kikapcsol.

VI. Fázis. Induktív terhelés esetén a feszültség polaritása megváltozik, és a D1 dióda előre irányban eltolódik. Megkezdődik az újrahasznosítási folyamat. A terhelésben tárolt energiát visszavezetjük a Vr áramforrásba, miután a D1 diódát kikapcsoltuk, a T2 tirisztort elindítjuk. A T2 tirisztor kikapcsolásához be kell kapcsolnia a TA2 tirisztort. Ezenkívül az ilyen eljárásokat a fentiek szerint ismételjük.

6. ábra - a) McMurray inverter vázlata;

b) A rendszer fázisai;

c) A frekvenciaváltó McMurray feszültsége és áramai

Az inverter tervezésekor a paramétereket a legrosszabb körülmények, például a minimális bemeneti feszültség és a maximális kimeneti áram alapján választják ki.

1.5 MacMurray inverter - Bedford

A McMurray inverter két kiegészítő tirisztort tartalmaz. Az inverter Poppy Murray-Bedford nem igényel kiegészítő tirisztorokat. Ebben az áramkörben az egyik fő tirisztor egy másik fő tirisztort hajt végre. A McMurray-Bedford frekvenciaváltó elektromos áramköre, működési fázisai és kimeneti hullámformája a 7. ábrán látható. Ennek az eszközdiagramnak a fázisai a következők.

7. ábra - a) A McMurray inverter rajza; b) A rendszer fázisai

II. Fázis. A T2 tirisztor bekapcsolása után a C2 kondenzátor feszültségét az L2 induktivitásra alkalmazzuk. Ez a feszültség kétszerese a tápfeszültségnek. Az L1 induktivitás kölcsönös indukciója miatt az L2 induktivitás feszültségének megfelelő feszültség jelenik meg. A T1 tirisztor katódjánál a feszültség négyszerese a tápfeszültségnek és az anódnál kétszer a tápfeszültségnek. Így a T2 tirisztor bekapcsolása után a T1 tirisztort kikapcsoljuk. Az L1 tirisztor gyors kikapcsolása azért lehetséges, mert az L1 induktivitásban tárolt energia az L2 induktivitásra kerül, mivel a teljes mágneses fluxusnak állandónak kell maradnia. A 7c. Ábrán látható, hogy az áramkör áramát a T1 tirisztorról a T2 tirisztorra a II. Az L2 és C2 áramkör áramot kezd áramlani. A D2 diódát a C2 kondenzátor feszültségével ellentétes irányba toljuk el.

III. Fázis. Amint a kondenzátor feszültségének polaritása megfordul, a D2 dióda vezetőképes lesz, és ezáltal a C2 kondenzátort rázza. Az L2 induktivitásban tárolt energia megtartja az áram állandó irányát a T2 tirisztoron és a D2 diódán keresztül. Az L2 induktivitásban fokozatosan tárolódik, az energiát a terhelés aktív ellenállásán eloszlatják, és a T2 tirisztort kikapcsoljuk.

IV. Fázis A D2 dióda a terhelésinduktivitáson átáramló áram miatt továbbra is előrehaladott irányban torzul. Itt van a terhelésinduktivitásban tárolt energia újrahasznosításának folyamata. A D2 dióda vezetőképes állapotban van, amíg a tárolt energiát a V2 áramforrásba továbbítják.

A T2 tirisztort ismét bekapcsoljuk, ezáltal a frekvenciaváltó hasonló negatív félciklusát indítjuk el. A negatív félciklus végén a T1 tirisztor a vezető állapotban marad, és a fent leírt eljárást megismételjük.

7.c ábra - MacMurray formák - Bedford inverteráramok

1.6 Háromfázisú inverterek

A háromfázisú inverterek két módban használhatók:

1) 120 fokos üzemmód;

2) 180 fokos üzemmód.

1.6.1 120 fokos működés

Az itt ismertetett tirisztorok a háromfázisú teljes hullámú egyenirányítókkal analóg módon vannak számozva. A tirisztorszámok különbsége minden fázisban három. A háromfázisú ellenállás egy háromfázisú híd inverterhez van csatlakoztatva, amint az a 8. ábrán látható. 120 fokos üzemmódban minden tirisztor a vezető állapotban 0 és 120 ° közötti. Mindenesetre ebben a körben két tirisztor vezető állapotban van, és a három terhelési ellenállás közül kettő áramfogyasztó. Ha a páratlan csoport tirisztora vezető állapotban van, akkor az ehhez tartozó fázisfeszültség pozitív. Ha egy páros csoportból álló tirisztor vezető állapotban van, akkor az ennek megfelelő fázisfeszültség negatív. A fázisfeszültségek itt 120 fokos pszeudo-téglalap alakú impulzusszekvenciák. A kimeneti vonali feszültségek hatfokozatú impulzusszekvenciák formájában vannak egymáshoz képest 120 ° -kal eltolva. A fázis és a lineáris feszültségek alakjait a 8b.

Ebben az áramkörben a tirisztorokat a 61-12-23-34-45-56. A kimeneti frekvenciát a tirisztorok frekvenciája határozza meg.

8a. Ábra - Az inverter 120 fokos üzemmódja A háromfázisú híd inverter rendszere

8b. Ábra - Az inverter 120 fokos működési módja A fázis és a

vonalfeszültség

1.6.2 - 180 fokos működés

A 180 fokos üzemmódban minden tirisztor a vezetési állapotban van a fél felénél. Ebben a frekvenciaváltó működési módjában két mód van a tirisztorok váltására - két páratlan csoport tirisztora és egy páros csoportból egy pár tirista vagy egy páratlan csoportból álló tirisztor vezetõ állapotban van.

Az inverter fázisfeszültsége pozitív lesz, ha a páratlan csoport tirisztorai vezető állapotban vannak, és negatív, ha a páros csoport tirisztorai a vezető állapotban vannak. A tápellátáshoz párhuzamosan két terhelési ellenállás van csatlakoztatva, a harmadik pedig sorban van összekapcsolva. Két párhuzamosan csatlakoztatott ellenállásnál a kimeneti feszültség V / 3, a harmadik pedig 2 K / 3.

Ábra. 9 - 180 fokos frekvenciaváltó üzemmód

a) Háromfázisú híd inverter áramkör

b) Fázis- és vonali feszültségek

A lineáris feszültségek itt 120 fokos pszeudo-téglalap alakú impulzusszekvenciák. A frekvenciaváltó kimeneti feszültségei hatfokozatú impulzusszekvenciákként vannak kialakítva egymáshoz képest 120 ° -kal eltolva. A fázis és a lineáris feszültség formáit a 9b. Az áramkörben lévő tirisztorokat az 561-612-123-234-345-456 szekvenciában indítottuk el. A kimeneti frekvenciát a tirisztorok frekvenciája határozza meg.

1.7 Háromfázisú áram inverter

10a. Ábra - Háromfázisú áram inverter áramkör

Hat tirisztor kikapcsolásához hat kondenzátor szükséges. A D1 - D6 diódák megakadályozzák a kondenzátorok kisülését a terhelésen keresztül. Ezeket a diódákat izolálásnak nevezik. Ebben az áramkörben a tirisztorok a 12-23-34-45-56-61 szekvenciában vannak elindítva. Ha az áramkör a 12-ből a 23-as állapotba megy, akkor a T2-tirisztor továbbra is vezető állapotban marad, ezért a T2-tirisztor zár, és az áram tovább folyik a T2 bekapcsolt tirisztoron keresztül.

I. fázis. A C kondenzátor, a bal oldaltól a feszültségig és a jobb oldali feszültségig töltve. A T1 és T2 tirisztorokat a 120 fokos működési diagram szerint indítjuk. Az áramkör ebben az állapotban 0 és 60 ° között marad.

P. Fázis A következő 60 fokos intervallumban a T1 és T2 tirisztoroknak vezető állapotban kell lenniük. A T1 tirisztor 60 fokos intervallumban indul. A T1 tirisztor kapcsolási feszültséggel kikapcsolva. Az áram áramlik át a D1 A fázison és a C fázison. A C kondenzátoron keresztüli feszültség megváltoztatja a polaritását.

10b. Ábra - A rendszer fázisai

IV. Fázis A D1 dióda vezető állapotban van, amíg az A fázisban lévő terhelésinduktivitásban tárolt energia nullára csökken. Ezután az áram a T2 és T3 tirisztorokon keresztül áramlik át a vezérlő diagram szerint az inverter 120 fokos üzemmódjával.

A háromfázisú áramváltó fázisáramainak formái megegyeznek a háromfázisú feszültség inverter fázisfeszültségének formáival, 120 fokos üzemben.

1.8 Inverter kimeneti feszültség vezérlés

A frekvenciaváltó kimeneti feszültségét olyan készülékekben kell vezérelni, mint a sebességszabályozó, a szünetmentes tápegységek és a

A kimeneti feszültséget három módon vezérelheti:

1) az inverter bemeneti feszültségének szabályozása;

2) az inverter kimeneti feszültségének szabályozása;

3) a frekvenciaváltó kimeneti feszültségének szabályozása.

A bemeneti feszültséget az inverter bemeneténél lévő fázisvezérelt átalakítóval vagy kapcsolóval lehet beállítani. A fázisvezérelt átalakító hátránya az inverter bemeneti oldalán alacsony teljesítménytényező. A DC kapcsoló hátránya a nagy kapcsolási veszteség.

A frekvenciaváltó váltakozó áramú feszültségét a másodlagos tekercselt kapcsolt vezetékekkel ellátott transzformátor segítségével lehet beállítani. A kapcsolócsapok hátránya a megszakítók fenntartása.

Az inverter kimeneti feszültségének szabályozását impulzusszélesség-modulációnak nevezik. Kétféle impulzusszélesség-modulátor létezik:

1) egyetlen;

2) többszörös.

1.8.1 Egy impulzusszélesség-modulátor

A frekvenciaváltó elektromos áramköre és az egyetlen impulzusszélesség-modulátor hullámformája a 11. ábrán látható. Az egyetlen impulzusszélesség-modulátor egy szabályozó impulzust állít elő egy konverziós ciklus félciklusára. A frekvenciaváltó kimeneti feszültségét úgy szabályozzák, hogy megváltoztatjuk a vezérlőimpulzus időtartamát a konverziós ciklus minden félciklusában. Az egyetlen impulzus-szélesség modulátor vezérlőimpulzusainak grafikonjait a 11b. Ábrán mutatjuk be. Az inverter kimenetén csak akkor van feszültség, ha a T1 és T2 (vagy) T3 és T4 tranzisztorok egyidejűleg a vezető állapotban vannak.

11. ábra - a) A híd inverter vázlata;

b) Impulzusszélesség-modulátor hullámformái

1.8.2 Többszörös impulzusszélesség-modulátor

A többszörös impulzusszélesség-modulátor vezérlőimpulzusokat állít elő egy konverziós ciklus félciklusa alatt. Kétféle többszörös impulzusszélesség-modulátor létezik: a) egy impulzusszélesség-modulátor, amely egyenlő időtartamú vezérlőimpulzusokkal rendelkezik és b) egy szinuszos impulzusszélesség-modulátor.

Impulzusszélesség-modulátor azonos impulzus-időtartamokkal

A szimmetrikus impulzusszélesség-modulátor hullámformáit vagy egy impulzusszélesség-modulátort, a vezérlőimpulzusok azonos időtartamával mutatjuk be a 12a. Tegyük fel, hogy a V1 egy háromszögfeszültség, a Vc a vezérlőfeszültség és a Vo az összehasonlító kimeneti feszültség

A vezérlő áramkörben a referencia nagyfrekvenciás VT feszültséget (háromszög alakú) összehasonlítjuk a Vc vezérlőfeszültséggel. A Vo komparátor kimeneti feszültsége magas, ha nagyobb, mint Vc, és alacsony, ha Kt kisebb, mint Vc. A komparátor kimeneti feszültsége tehát impulzusok sorozata. Az így generált impulzusok felhasználhatók a nagy teljesítményű tranzisztorok vezérlésére. Ha a frekvenciaváltóban tirisztorokat használnak (MacMurray inverter), akkor a fő tirisztort az impulzus elülső széle aktiválja, a kiegészítő tirisztort pedig a hátsó. Így a többszörös impulzusszélesség-modulátor a konverziós ciklus egy félciklusa alatt vezérlő impulzusokat állít elő. Az ilyen inverter kimeneti feszültségének harmonikus komponensei sokkal kisebbek lesznek, mint az egyetlen impulzusszélesség-modulátorral rendelkező inverterben.

Szinuszos impulzusszélesség-modulátor

A szinuszos impulzusszélesség-modulátor hullámformáit a 12b. Ebben az áramkörben a háromszögfeszültséget szinuszos vezérlőfeszültséggel hasonlítjuk össze. A Vc és VT komparátor bemeneti feszültsége. Az összehasonlító kimeneti feszültség magas, ha a szinuszos vezérlőfeszültség nagyobb, mint a háromszögfeszültség értéke. A vezérlőfeszültség nagyságrendjének és a háromszög alakú feszültség nagyságrendjének aránya a modulációs tényező. Meg kell jegyezni, hogy a komparátor kimeneti feszültsége egyenlőtlen időtartamú impulzusok sorozata. A konverziós ciklus félciklusa alatt a központi impulzus időtartama maximális, és a szélsőséges impulzusok időtartama csökken. A kontrollimpulzusok időtartama szinuszosan változik. Ezt a fajta impulzusszélesség-modulátort aszimmetrikusnak nevezik, mivel a vezérlőimpulzusainak időtartama egyenlőtlen. Az ilyen inverter kimeneti feszültségének harmonikus komponensei kisebbek lesznek, mint egy szimmetrikus impulzusszélesség-modulátorral rendelkező inverterben.

1.9 A harmonikus komponensek vezérlése (alakfeszültség-szabályozás)

Az inverterek kimeneti feszültségei lehetnek téglalap alakúak, kvázi-téglalap alakúak, háromszög alakúak, vagy hatfokozatú impulzusszekvenciák formájában. A kimeneti feszültség a fő harmonikát és annak magasabb alkatrészeit tartalmazza. Ha az invertert egy aszinkron elektromos motor áramforrásaként használják, a tápfeszültség magasabb harmonikusai további hőtermelés formájában veszteségeket okoznak. Például a motor tápfeszültségének ötödik harmonikája a fő nyomatékhoz képest ellentétes irányban nyomatékot ad. Ezért előnyös a harmonikus együttható minimalizálása a kimeneti feszültségben. A harmonikusok csökkentésének módszerei a következők:

a transzformátor közbenső csapjai;

a transzformátoron keresztüli terhelés;

szűrők használata;

impulzusszélesség-moduláció használata.

1.9.1 Közbenső csapok váltása transzformátorban

A frekvenciaváltó elektromos áramköre a transzformátor közbenső csapok bekapcsolásával a 13a. Ábrán látható. Az inverter áramköre hasonló a párhuzamos inverter áramköréhez. Ha a bal oldali tirisztorok egyike vezető állapotban van, akkor a frekvenciaváltó kimeneti feszültsége pozitív, ha a jobb oldalon lévő tirisztorok egyike vezető állapotban van, a kimeneti feszültség negatív. Amikor a tirisztor 1 elindul, a tápfeszültséget a transzformátor elsődleges tekercsének felére alkalmazzuk. A frekvenciaváltó kimeneti feszültsége ebben az esetben minimális, mivel a "volt / fordulat" arány minimális.

13a. Ábra - Az inverter villamos áramköre a váltó közbenső csapokkal a transzformátorban

A következő alkalommal, amikor a 2 tirisztor elindul, és az 1 tirisztor kikapcsol. A feszültség / fordulatszám arány növekszik, és az inverter kimeneti feszültsége is növekszik. A 3 tirisztor indítása után a 2 tirisztor kikapcsol, az inverter kimeneti feszültsége maximális. A tizenkét lépcsős kimeneti feszültség eléréséhez a tirisztorokat 1-2-3-2-1-1A-2A-ZA-2A-1A sorrendben kell elindítani. Ennek a rendszernek a hátránya a kiindulási és kapcsoló tirisztorok összetettsége.

1.9.2 Csatlakozás transzformátoron keresztül

A két transzformátort használó harmonikus komponensek kompenzációs áramköre a 13b. Ábrán látható. Az áramkör kimeneti feszültsége a két inverter kimeneti feszültségének vektorösszege. Ezt a módszert használjuk a kimeneti feszültség specifikus harmonikus komponensének kompenzálására (szelektív harmonikus elimináció). Ezeknek a két transzformátornak a másodlagos tekercsei sorba vannak kapcsolva, így V1 + V2 = Vo. A második frekvenciaváltó tirisztorainak elindulását az első inverter tirisztorainak kezdetéhez képest θ késlelteti. A V0 kimeneti feszültség alakja a V1 és V2 feszültségek összegzésével érhető el. A kimeneti feszültség alakja 120 fokos kvázi-téglalap alakú impulzus. A 13c. Ábra a frekvenciaváltók kimeneti feszültségeinek fő és harmadik harmonikájának vektordiagramjait mutatja a 0 = 60 ° késleltetési szögben.

13g. Ábra - Szűrők használata

A harmonikusok egy része még mindig egyetlen LC szűrőn halad át a terheléshez. A harmonikus szűrés jelentősen javítható többszintű LC szűrők használatával. A szűrő induktivitásának mérete csökkenthető úgy, hogy összekapcsolja azt a leeresztő transzformátor másodlagos tekercsével.

Ha a frekvenciaváltó fix frekvencián működik, akkor egy soros rezonáns LC szűrőt használhat. Az értékeket és a C-t úgy választjuk meg, hogy a szűrő saját rezonanciafrekvenciája megegyezzen az inverter kimeneti frekvenciájával. A szűrő és a terhelési ellenállás állandó alacsony Q-rezonanciakörként működik. Az ilyen áramkörben az elektromos áram fázisban van a kimeneti feszültséggel, így a terhelésimpedancia feszültsége szinuszos. A nagyfrekvenciás eszközöknél előnyösebb a reaktív szűrők használata.

2 Az inverter ívhegesztő áramforrások

2.1 Az inverter áramforrások fejlesztésének és bevezetésének kezdete

Az új évszázadban az inverter áramforrások a hegesztőberendezések gyártásának vitathatatlan vezetőjeként váltak. Használatuk során a villamos energiaveszteség akár 10-szeresére csökken, a berendezés anyagfelhasználása - akár 10-12-szeresére, az OL-forrás pedig 80-100% -ra emelkedik. A hegesztőgépek mérete és súlya csökkent. Az inverter technológia fő előnye a mobilitás, amely lehetővé teszi az ilyen egységek használatát a helyhez kötött és a terepi körülmények között végzett szerelési munkák során.

1905-ben egy osztrák professzor, Rosenberg kifejlesztett egy speciális keresztmetszeti hegesztőgenerátort, amelyben az ívfeszültség a hegesztőáram növekedésével változott. Ez talán az egyik első lépés a szabályozott tápegységek fejlesztésében.

1907-ben egy változó feszültségű generátort gyártottak a Lincoln Electric üzemben. 20 év elteltével az orosz tudós, V.P. Nikitin, szabadalmat kapott a világ első ívhegesztésű, egy testből álló transzformátor-szabályozójához.

Az 50-es évek elején. megjelentek a félvezető szeléndiódák. Ez lehetővé tette a fejlesztők számára, hogy transzformátorból és egyenirányító dióda egységből álló hegesztő egyenirányítót hozzanak létre.

Később, a 70-es években. A szilikon teljesítmény tirisztorok megjelenésével lehetővé vált a hegesztőgépek hegesztőáramának és kimeneti feszültségének amplitúdójának nem transzformátor rovására, hanem a tirisztor kapcsolási szögének visszacsatolása és fázisbeállítása alapján.

1977-ben megjelent a finn cég Kemppi Hiiark-250 áramforrása a hegesztőberendezések piacán, amelyet "nagysebességű tirisztorok" alapján szereltek össze, amely 2-3 kHz frekvenciájú váltakozó áramot váltott ki. Ez volt a hegesztőberendezések inverter áramforrásainak fejlesztésének kezdete.

A hagyományos egyenirányítóknál a transzformátor 50 Hz-es hálózati frekvencián működik. A frekvencia növelése 2 kHz-ig, és jelentősen csökkentette a hegesztő inverter tömegét és méreteit. Ha a hagyományos hegesztési egyenirányítók aránya a hegesztési áram és az 1–1,5 A / kg egységtömeg közötti, akkor a „nagysebességű tirisztorokon” működő frekvenciaváltók esetében ez a mutató 4-5 A / kg.

Az inverzió jelentése az energia fokozatos átalakítása. A tápegység feszültségét a dióda hídján javítják, majd váltakozó váltakozó nagyfrekvenciává alakítják át a frekvenciaváltó egységben, és leeresztik a transzformátorba egy hegesztéshez. És a kimeneti egyenirányító átalakítja az AC feszültséget DC-re. Az egész folyamatot a vezérlőegység visszajelzése szabályozza, amely biztosítja a hegesztési áram szükséges jellemzőit.

Az invertereket a finomított áram alacsony feszültsége, a nagysebességű beállítás, a különböző I-V jellemzők és a magas (akár 90% -os) hatékonyság elérésének lehetősége is megkülönbözteti.

Az inverteres hegesztőgépek összehasonlító jellemzőit az 1. táblázat mutatja.

A tirisztoros frekvenciaváltó klasszikus példája az univerzális LUA-400 áramforrás az ESAB-tól. Hat különböző CVC lehetővé teszi a szén-dioxid, kézi ív, argon ívhegesztés és az alumíniumhuzal pulzáló ív hegesztéséhez.

A moduláris bipoláris tranzisztorok izolált kapu (IGBT) megjelenésével a hegesztési transzformátorok 20 kHz-es frekvencián kezdtek működni. A hegesztőáram aránya az áramforrás egységtömegével megduplázódott. Az IGBT tranzisztorok alapján kis háztartási áramforrásokat termeltek a kézi ívhegesztéshez, valamint az impulzus-ív és a gépesített gázvédelemű hegesztéshez, a plazmavágáshoz.

A hegesztő inverterek fejlesztésének következő lépése a 90-es évek megjelenésével jár. MOSFET sorozatú MOSFET tranzisztorok. A teljesítményterhelés-tranzisztorok által okozott frekvencia több tíz kilohertz-ra emelkedett. Alapján az ESAB cég 24 kHz-es és Caddi-130, 140 és 200 kompakt forrású, lnvert-315-ös manuális ívhegesztési egységek gyártását kezdte meg. Az ugyanazon vállalat által kibocsátott 11 kg tömegű Caddi-250 forrás 49 kHz-es frekvencián működik.

2001-ben Essenben a Kemppi kompakt, hordozható Minarc-110 és 140 súlyú, 4,2 kg-os és 80 kHz-es üzemi frekvenciaváltókat mutatott be. Az elektromos kábel hossza 50 m-ig, a hordozható Minarc ideális eszköz a nehezen elérhető helyeken való munkavégzéshez. Különböző típusú elektródák használatára szolgál, és speciális kopásálló házzal rendelkezik.

Az amerikai Lincoln Electric cég lnvertec-140 és 160 modern inverterei olyan eszközök, amelyek speciális tápegység-stabilizáló rendszerrel rendelkeznek az önálló áramfejlesztők megbízható működéséhez. Az argon ívhegesztés során az ív gyújtását a pont-érintkezés módszerével végezzük.

Sajnos el kell ismerni, hogy a hazai hegesztőberendezések gyártói az elmúlt 10 év általános gazdasági visszaesése miatt messze elmaradnak az inverterforrások világszintű fejlődésének szintjétől. És mégis, az általános tendencia folytatódik. Az orosz gyártók inverterforrásokat is kínálnak.

Ezek közé tartozik a Ryazan Állami Műszergyár "Gyors és dühös" sorozatának hegesztési egyenirányítói. Ezek az egységek alacsony szén-dioxid-tartalmú, alacsony ötvözetű és korrózióálló acélok hegesztésére szolgálnak. A hegesztőáram sima beállításával, ventilátorral és túlmelegedés elleni védelemmel felszereltek. A hegesztőáram tartománya 40 és 315 A között van, súlya 6,7-12,5 kg.

A "Torus-200" hegesztő inverteres eszköz ívhegesztésre szolgál egyenárammal. Kis mérete (115x185x280 mm) és körülbelül 5 kg tömege ellenére 40-200 A hegesztési áramtartománya van. Ez a viszonylag olcsó forrás otthon, otthoni kertben, garázsban stb.

Jelenleg a világ legjobb VME sorozatát az inverter típusú hegesztőgépek között a Promet-2000 Kutatási és Gyártási Központ (a Progress Engineering Plant OJSC, Astrakhan) által fejlesztett legkisebb sorozatnak tekintik, és elnyerte a nemzetközi innovációs és beruházási szalon aranyéremét (Moszkva). , 2002), valamint számos nemzetközi és regionális kiállítási diploma.

1. táblázat

2. táblázat

3. táblázat

Az OOO SPC "PromEl-2000" három éve működik az orosz piacon. Ez idő alatt kis méretű inverteres hegesztőgépeket fejlesztettek ki és indítottak a tömegtermelésbe, amelyek műszaki jellemzői a 2. táblázatban találhatók.

Kisméretű galvanikus inverter típusú áramforrásokat (3. táblázat) is kifejlesztettek és gyártottak be.

A nagyfrekvenciás tranzisztoros inverterek alapján a BME sorozat kis méretű hegesztőgépei 1,6-6 mm átmérőjű bevont elektródákkal kiváló minőségű kézi ívhegesztésre vannak tervezve, közvetlen és fordított polaritással. Az eszközök könnyű gyújtást, egyenletes égést és az ív rugalmasságát biztosítják, a fém minimális fröcskölését, a hegesztések megbízhatóságát és kiváló minőségét, a legtöbb szén-, ötvözött és korrózióálló acél hegesztését. Használatuk garantálja a munkabiztonságot az IEC 974 nemzetközi szabványoknak megfelelően.

A vezető gyártók, mint a Telwin, a Fronius, az EWM hasonló hegesztési termékeihez hasonló, a külföldi termékekre vonatkozó hegesztés alapvető paramétereihez hasonlóan a BME sorozat készülékei kisebb súly- és teljes méretekkel, magas kapcsolási idővel és jelentősen alacsonyabb költséggel rendelkeznek.

A hegesztéshez szükséges energiaforrások a jövőben tovább javulnak, ami bővíti funkcionalitását.

2.2 Az autonóm áramforrásokból származó hegesztő inverterek jellemzői

Nemrégiben nőtt a hegesztőállomásokkal felszerelt önálló berendezések - mobil javítóműhelyek, sürgősségi járművek stb. - használata, amelyeknek generátorral vagy dízelgenerátorral és különböző fogyasztókkal, köztük a hegesztőállomásokkal felszerelt erőátviteli rendszerük van. Gyakran előnyben részesítik az inverter hegesztőgépeket, mivel viszonylag nagy hatékonyságuk van (10–15 kW, legfeljebb 250 A hegesztőárammal) és kis átmérőjük és súlyuk. Sajnos az ilyen gépek gyártói gyakran a generátor és a hegesztési források kiválasztására korlátozódnak, kizárólag a teljesítménytulajdonságok alapján, ami a hegesztőgépek meghibásodásához és gyakran a generátorokhoz vezet.

Az autonóm áramforrásokból származó hegesztő inverterek üzemeltetése során figyelembe kell venni mindkettő sajátosságait. Ily módon az induktív terheléssel (hegesztési transzformátor) a szinkrongenerátor külső jellemzője élesen esik, és a feszültségesés a cos drop csökkenésével nő (14. ábra, 1., 2. görbék). Aktív kapacitív terheléssel (hegesztő inverter) a cosφ vezet, és a növekvő áramfogyasztással a feszültség növeli az erősebbet, az alsó cosφ-t (lásd a 14. ábrát, 4., 5. ábra). U = 0 (rövidzárlat) esetén az összes jellemző egy ponton metszi meg a háromfázisú rövidzárlati áram értékét.

Mivel a fogyasztott áram főszereplője aktív-induktív, a generátorok gyártói további pozitív áram visszacsatolást vezetnek be a terhelésen belüli feszültségesés kompenzálására, és a terhelés áramának növelésével a generátor növeli a feszültséget.

Az inverter források kapacitív jellegűek, így az áram növekedésével a feszültség növekszik, és a pozitív áram visszacsatolás jelenléte még nagyobb feszültségnövekedést eredményez. Ennek eredménye lehet az inverter vagy a generátor meghibásodása a túlfeszültség miatt.

A tipikus inverterhegesztési forrás blokkvázlata a 15. ábrán látható. A háromfázisú feszültséget egyenirányító B javítja és kapacitív szűrővel simítja. Az inverter és az egyenáramú feszültséget fokozott frekvenciájú változóvá alakítja, amelyet a transzformátor leereszt, és a B egyenirányítóval korrigál, majd az Sf induktív szűrőn keresztül a terhelés RH-ba kerül.

Az 1. ábrán A 16. ábra a hagyományos inverterforrás (hegesztőáram 150 A) bemeneténél a hálózati feszültség hullámformáit mutatja, amikor az AD-30 szinkrongenerátor 30 kW teljesítményű. Az SF szűrő kondenzátor kapacitása 40 mikroszálas. Látható, hogy a lineáris feszültséggörbe jelentősen torzul, és az amplitúdó meghaladja a 700 V-ot. A szűrőkapacitás 4-szeres csökkentése csökkenti a lineáris feszültség amplitúdóját 610 V-ra, de a nagyfrekvenciás komponens az aktuális fogyasztási görbében jelenik meg, ami megegyezik az inverziós frekvenciával, ami nem megfelelő.

14. ábra - A szinkron generátor külső jellemzői

15. ábra - Az inverter hegesztési forrás blokkdiagramja

16. ábra - Lineáris feszültséggenerátor AD-30: 1 - alapjárat, 2 - hagyományos hajtásszabályozóval

A megnövekedett áramfogyasztás növeli a generátor feszültségének tényleges értékét, és a feszültségnövekedés a generátor energiafogyasztásának és névleges teljesítményének arányától függ. Így, amikor a hagyományos BG-100 generátor 34 kW-os hegesztési frekvenciaváltóját táplálja, 10 V volt, és ugyanolyan számú invertert adagolva a BG-60 generátorról - 40 V. Ugyanakkor a hálózati feszültség amplitúdó értéke 540-ről 696 V. A BG-30 generátor használata csak egy hagyományos inverterforrás normál működését biztosítja további intézkedések nélkül.

Emiatt sok inverterforrás gyártója jelzi, hogy a teljes energiafogyasztás nem haladhatja meg az autonóm generátor névleges teljesítményének 50% -át. Ez szükségessé teszi az aktív kapacitív terheléssel működtetett feszültségkorrekcióval rendelkező generátorok megrendelését, vagy a kereskedelemben kapható kettős teljesítménytartalmú generátorok használatát, vagy a frekvenciaváltókat a normál működés biztosítására. Az első esetben jelentős időre van szükség, a második - indokolatlan költségek merülnek fel. Az alábbiakban megoldást találunk erre a problémára.

A generátor 380 és 350-360 V közötti terhelésmentes feszültségének csökkenése és a frekvencia 52 Hz-es növelése lehetővé teszi a források normál működésének biztosítását. Például, amikor a BG-60 generátorból négy, 12–15 kW-os energiafogyasztású forrásból táplálják, a vezeték feszültsége 380 V-ra emelkedik. Ez a megoldás 60 kW teljesítményű generátorok számára elfogadható, de nem mindig alkalmas alacsonyabb teljesítményű generátorokra.

A 4 kW-os kapacitású szárítószekrények kiegészítő terhelésének felvétele csökkenti a 4 V-os feszültségnövekedést, amikor a BG-100 generátor táplálja, és amikor a BG-60 generátor táplálja - 74 V-tal. Jobb, ha minden hegesztőállomásnál elektromos kemence van, és úgy kell megszervezni, hogy a villamos energiát folyamatosan generálják a generátorból, amikor egy elektromos kemencét termosztáttal kikapcsolunk, egy másik bekapcsolásával jár. Ez a módszer használata korlátozott.

Az induktivitás minden hálózati vezetékébe való beillesztés és az Sf kapacitásának növelése lehetővé teszi, hogy két forrás 12-30 kW-os fogyasztással működjön egy 30 kW-os generátorból. Ez a megoldás további szűrőket és interferenciát igényel a hegesztőforrás elektromos áramkörében.

A generátor feszültség torzulásának kiküszöbölése és a nagyfrekvenciás harmonikus komponensek csökkentése érdekében szükséges a rádiószűrő és a simító kondenzátorok bevezetése a generátor gyártójának és munkájának ajánlásai szerint.

17. ábra - A generátor lineáris feszültsége: BG-30: 1 - alapjárat, 2 - a DS 250.33 hajtja

Az LC szűrő használata a frekvenciaváltóban lévő kapacitív helyett kedvezően befolyásolja a generátor működését, kiküszöböli a túlfeszültségeket és teljes mértékben kihasználja a teljesítményt.

A DS 250 33 frekvenciaváltó bevonattal ellátott elektródákkal való hegesztéshez úgy tervezték, hogy kemény útviszonyok között működjön, beépített LC szűrőkkel és az autonóm generátorok működéséhez adaptálva. A 17. ábra a BG-30 generátor vonalfeszültségének oszcillogramjait mutatja, amikor két DS 250 forrás táplálja 33. Látható, hogy nincsenek túlfeszültségek.

2.3 DS 250.33 átalakító egység bevonattal ellátott elektródák hegesztéséhez

Az SPE-ben a "TECHNOTRON" kifejlesztett egy új DS 250.33 készüléket bevonattal ellátott elektródák hegesztésére.

15 éves tapasztalat az inverter hegesztőgépek gyártásában és működtetésében, az új termelési technológiák és alkatrészek fejlesztésében, figyelembe véve a modern világban a hegesztőberendezések fejlesztésének trendjeit, valamint a vezető vállalatok tapasztalatait, az új generációs inverter berendezés létrehozásának alapját képezte.

A készülék fejlesztésének fő követelményei a forrás megbízhatósága, magas PV, könnyű kezelhetőség, széles hőmérséklet-tartomány, az autonóm áramforrásokból való munkavégzés, a jó karbantarthatóság.

A készülék háza öntött alumínium panelekből áll, ami a keret merevségét biztosítja. A panelek és a falak porfestése védi a felületet a korróziótól és a kisebb károsodásoktól. A 15 mm-es panelek hangszórói védik a véletlen sérüléseket.

Az ellenőrző szervek kialakítása és a módok kidolgozása során a fejlesztők ellentmondást tapasztaltak: a hegesztőberendezések egy része a fogyasztók számára azt szeretné, ha maximális funkciók lennének az eszközben, beleértve az impulzus üzemmódot, amely kényelmes a vékony részek hegesztéséhez vagy a felső helyzetbe; egy másik, nem kevésbé jelentős rész csak a szükséges gombok és beállítások módosítása. A problémát az alábbiak szerint oldottuk meg. Az alapváltozatban (18. ábra a) van beállítva a hegesztőáram és az ív „kényszerítése”. Emellett letilthatja a "forró indítást", és kiválaszthatja az IVC lejtését.

Szükség esetén egy impulzus üzemmódú blokkot helyezünk a forrásba (dugó helyett), amelyben szünetáram, impulzusidő és szüneteltetési beállítások állnak rendelkezésre. Eltávolítási idő - blokkolás telepítése 1 perc (18. ábra, b).

Az új DS 250.33 eszköz a következő előnyökkel rendelkezik: a hegesztőáram 25–250 A tartományban történő zökkenőmentes vezérlése esetén az aktuális beállítás pontossága legfeljebb 1 A, egy digitális kijelzővel vezérelhető.

4. táblázat: A készülék műszaki jellemzői DS 250.33

Hegesztési áram távvezérlése,

A hegesztőáram-hegesztési paraméterek (A) digitális megjelenése és az ívnyomás mértéke (relatív egységekben);

Alacsony feszültségmentes feszültség 12V,

A "forró indítás" rendszere a hegesztőív könnyű gerjesztését biztosítja;

Anti-stick eszköz, amely megvédi az elektróda tapadását;

A hegesztési ív "kényszer" beállításának képessége, amely meghatározza a hegesztőáram viselkedését az ívrés csökkentésén és lezárásakor (19. ábra), a "kényszer" csökkentése csökkenti a fém fröcskölését, és a növekvő növeli az elektróda tapadásának valószínűségét, növeli a behatolást és az ívnyomást;

Az IVC (0,4 vagy 1,25 V / A) lejtésének kiválasztása lehetővé teszi a fém átadásának szabályozását az adott hegesztési körülményektől és az elektród típusától függően, ami különösen fontos cellulózelektródákkal való hegesztéskor;

Automatikus leállítás túlmelegedés, túlfeszültség és a tápfeszültség egyik fázisának hiánya esetén;

A megadott áram a feszültségingadozásoktól függetlenül fennmarad;

A nagy kimeneti feszültség lehetővé teszi a hegesztést, amelynek teljes hossza akár 100 m;

Impulzusos üzemmóddal (01-es verzió) történő szállítás lehetséges, ebben az esetben a digitális kijelző a szünetáram (A) értékét, az impulzusáram-áramlási időt és a szünetáramot (-okat) mutatja. Az impulzus üzemmód megkönnyíti a folyamatot különböző térbeli helyzetekben, a kis vastagságú részek hegesztésében, és csökkenti a hegesztő minősítésének követelményeit, például függőleges és mennyezeti kötések hegesztésekor. Az ívhő teljesítményének szabályozása lehetővé teszi a behatolás mélységének és a hegesztési fém megszilárdulásának sebességét a csövek és fémszerkezetek bármilyen térbeli helyzetben történő hegesztése során. Az áramimpulzus során az ív teljesítménye nő, és az olvadt elektróda és az alapfémek mennyisége ennek megfelelően nő. Az ív teljesítményének csökkentése egy szünet alatt hozzájárul a hegesztett medence olvadt fémének gyorsított kristályosodásához, ezzel egyidejűleg csökken a fő- és az elektród fémek mennyisége. Impulzusos üzemmód alkalmazásával lehetséges az ív szükséges olvadási képességének biztosítása az égés veszélye nélkül, és az időegységenként nagyobb mennyiségű hegesztési fém előállítására. Ez leegyszerűsíti az egyszálas hegesztés technológiáját és a csövek és fémszerkezetek bevonata nélküli többrétegű hegesztés esetén a gyökér áthaladását, még a nagy szerelési tűréshatárok mellett is, növeli a hegesztési folyamat hatékonyságát és javítja a varratok kialakulását. Sima forma és kis méret

a varratok megfelelnek a kiválasztott ívripple módnak.

Az áramforrás 380 V (50 Hz) álló háromfázisú hálózatból szállítható. A -15 / + 10% -os feszültségingadozások (320-tól 420 V-ig) és a -5 / + 15 Hz-es frekvencia-ingadozások (45 és 65 Hz között) lehetségesek. A forrás hatékonysága körülbelül 85%.

Biztosított áramellátás a generátorról (a mobil gépek összetételében). Ebben az esetben a készülék legfeljebb 12 kV A-t fogyaszt a maximális áramnál (250 A). És ha egy vezetékes hálózatból származó energiával ez egyszerűen energiamegtakarítást jelent, akkor a dízelgenerátor energiája jelentősen növeli az álláshelyek számát.

Két, 30 kW-os generátorral és négy-öt eszközzel ellátott készüléket lehet használni egy 60 kW-os generátorból.

A hagyományos generátor forrásának táplálása a generátorból néhány sajátossággal bír.

19. ábra - A hegesztési ív alacsony (1) és erős (2) "feszültségű" forrása

A legtöbb generátor aktív-induktív terhelésre van tervezve, amelynél a tápfeszültség növekvő fogyasztás mellett csökken. Ezért a gyártók telepítik a generátor feszültségszabályozójára, ami pozitív áram visszacsatolást eredményez, kompenzálva a terhelésen belüli feszültségesést. A hagyományos inverterforrás kapacitív jellege a fogyasztás, ezért a terhelés növekedésekor a generátor feszültsége nő, és a feszültségkorrekció jelenléte még nagyobb növekedést eredményez. Ennek eredménye lehet az inverter és a generátor meghibásodása a túlfeszültségtől. Ennek elkerülése érdekében csökkenteni kell a generátor terhelésmentes feszültségét, nem kell teljes kapacitással használni, vagy további szűrőket kell telepíteni.

A DS 250 33 eszköz teljesen hiányzik ezekről a hiányosságokról. Az integrált LC szűrő áramot biztosít a generátornak a forráshoz. Az eszköz alkalmas arra, hogy bármilyen generátorral működjön, amely biztosítja a szükséges feszültséget, frekvenciát és teljesítményt.

A forrásokat a KAMAZ URAL járművek, a DT-75 TT-4M és a TDT-55A traktorok alapú mobil javítóműhelyek részeként használják. Ezzel egyidejűleg a DS 250 egység sokféle lengéscsillapítóval, tápkábelekkel és távirányítóval van felszerelve 25 méterre. A kábelek meghosszabbítása 50 m-ig lehetséges (teljes hossza 100 m).

Szerkezetileg a forráselemek belső berendezése a "cső" elvén történik, amelyen keresztül a levegőt ventilátor hajtja. Az alsó és az oldalsó falak a "csövek", a forrás alsó és oldalsó falai, a felső fal a radiátor "fésűje". A forrás felső részén lévő radiátoron van egy erőátalakító elem és egy vezérlőrendszer az alsó részen egy erőátviteli transzformátor "cső" belsejében, kimeneti fojtótekercsben és más elemekben. Így a forrás két részre oszlik. Egy ilyen elrendezés egyértelmű előnyökkel jár, először is, a radiátorok hűtésének intenzitása drámai módon nő, másrészt a por, amely a lehetséges források felhasználási helyei miatt olyan fém komponenst tartalmazhat, amely nem esik a forrás felső részébe, ahol a legérzékenyebb vezérlőrendszer található.

A készülék mikroprocesszoros vezérléssel rendelkezik. Az elektronikus táblákat felszíni szerelési technológiával szerelik össze, védő maszkkal vannak ellátva, és kettős réteggel van bevonva. Minden elem -40 és 40 ° C közötti hőmérséklet-tartományra van tervezve.

Az elektronikus kártyák nem igényelnek további konfigurációt, és gyorskioldó csatlakozással rendelkeznek, és 30 percen belül kicserélhetők.

Az eszközöket rendszeresen tesztelik a hő- és hidegkamrában -40 ° C és 40 ° C közötti hőmérsékleten rázóasztalon, rádióinterferencia állványon és egy 30 kW-os dízelgenerátor tápellátásakor. A fogyasztó felé történő küldés előtt minden eszközt tesztelnek a helyszínen.

A DS 250 33 inverter egységet bevonattal ellátott elektródákkal való hegesztéshez úgy tervezték, hogy műhely- és útviszonyok között is működjön mind a vezetékes hálózat, mind a generátor energiájával. A technológia és a hegesztési technológia korszerű fejlődését ötvözi az egyszerűség és a könnyű használat.

2.4 Univerzális hegesztési inverterforrás általános célú Invertec V300-1

A hazai hegesztőiparban már régóta szükség van egy 300 A áramú megbízható inverterforrásra. Ugyanakkor a fogyasztói tulajdonságok (tömeg, minimális pulzáció, nem kellemetlen hang) szempontjából nagy frekvenciájúnak kell lennie, azaz a frekvenciaváltónak. tranzisztoros inverter. Az ebben az osztályban jelenleg gyártott gépek fő hátránya az alacsony PV és az elégtelen üzemi hőmérséklet tartomány. Ez a magas árral kombinálva jelentősen gátolja az inverterforrások használatát.

Napjainkban az orosz piacon megjelent az orosz piacon egy ilyen hátrányok nélküli gép, figyelembe véve az orosz vállalatok hegesztőberendezések működésének valamennyi finomságát.

Az Invertec V300-1 tápegység a Lincoln Electric Company egy sor inverterének alapja, és kézi ívhegesztéshez van tervezve, elektródával, argon-íves nem fogyasztható elektródával, mechanizált szilárd vagy huzalhuzalokkal. A gép főbb műszaki jellemzőit az 5. táblázat mutatja.

5. táblázat

A konstrukció egy 20 kHz-es konverziós frekvenciájú tranzisztoros inverteren alapul. A magas frekvencia kiküszöböli ezt a fajta kellemetlen hangot a forrásokra, különösen nagy áramlatok esetén, és kivételesen sima kimeneti jellemzőkkel és nagy lehetőségekkel rendelkezik a fő hegesztési paraméterek vezérlésére áram (csökkenő jellemző) vagy feszültség (kemény) segítségével.

A hegesztési módok és paraméterek telepítése a forrás elülső paneljén található vezérlők segítségével történik (20. ábra).

Az alkalmazott folyamat típusát egy ötirányú kapcsolóval állítja be:

1. GTAW - argon ívhegesztés nem fogyasztható elektródával. Lehetővé teszi, hogy könnyedén indítson egy ívet, ha megérinti a terméket egy elektródával vagy nagyfrekvenciás eszközzel.

2 SS SOFT - meredek merítés, "lágy" ív. Ajánlott az EXX18-EXX28 típusú alapozott bevonatú elektródák kézi ívhegesztéséhez az AWS szerint;

3. SS CRISP - finoman ívelt, "kemény" ív. Az AWX szerint az EXX10-EXX14 típusú cellulóz bevonattal ellátott elektródák kézi ívhegesztéséhez használható. Ez az üzemmód is használható a termék elektromos árammal történő felmelegítésére és az eszköz teljesítményének tesztelésére aktív terhelések alkalmazásával.

5. CV GMAW - kemény karakterisztika, mechanikus hegesztéshez szilárd vezetékkel árnyékoló gázban. A hegesztés a fémátvitel módjaiban sorozatosan történhet a rövidzárlatok, valamint a csepegtető vagy a sugárhajtás során. 16 V alatti hegesztési feszültség esetén a hegesztés szilárd vezetékkel árnyékoló gázban javasolt CV FCAW üzemmódban.

A kimeneti teljesítmény teljes tartományban történő beállítását egy sima szabályozó biztosítja, a feszültség vagy áram meghatározott értékei (a kiválasztott üzemmódtól függően) a folyadékkristályos kijelzőn jelennek meg. A hegesztés során a kijelzőn a forrás kimeneti kapcsain mért áram- vagy feszültségértékek láthatók. A megjelenített paraméter kiválasztásához elegendő egy speciális váltó kapcsoló telepítése a jelző mellett, hogy a mért feszültség helyes polaritását a géptest hátsó falán található kétállású kapcsolóval állítsa be.

A forrás egy speciális ívpróba vagy ív induktivitásvezérlő ívvezérlő szabályozóval van felszerelve (21. ábra), amelyet a megadott hegesztési folyamatokban használnak, kivéve az argon-ívhegesztést volfrámelektródával (GTAW). A meredek merülőáram-feszültség jellemzővel a szabályozó megváltoztatja a rövidzárlati áramot a hegesztési ív működési fokának szabályozásával az ívrés rövidítése pillanatában. Az ív „puha” lesz, ha a szabályozó a relatív skála minimális értékére van állítva. A maximális értékeknél az ív behatolási nyomása növekszik, egyre mobilabbá válik. Ez növeli a fröccsenést.

20. ábra - Invertec V300-1 forráskezelő panel

Fluxus-magú hegesztéssel történő hegesztésnél ajánlatos a szabályozót a maximális értéknek megfelelő helyzetbe állítani. Szilárd huzalok hegesztéséhez CO2 vagy gázkeverékek esetén, ahol a skála nagy CO2-tartalommal rendelkezik, a tartomány felső felének egyik értéke van beállítva. Ha inert gázkeveréket használnak védőközegként, a skála első felét ajánljuk.

A forrás távirányítóval rendelkezik a kimeneti terminálok feszültségének biztosításával és a kimeneti teljesítmény kétirányú kapcsolóval történő beállításával a távirányító üzemmód beállításához. Az egyik vezérli a tápfeszültséget a forrás kimeneti csatlakozóihoz. Ebben az esetben két pozíció lehetséges: a terminálokon mindig van potenciál (manuális ívhegesztés bot-elektródákkal, argon ívhegesztés volfrámelektródával, levegőhajtás), és a potenciál csak akkor kerül a kapcsokra, ha a fáklya gombját megnyomják (mechanizált hegesztés).

Egy másik kapcsolókapcsoló kiválasztja a kimeneti teljesítménybeállítási módot, amely vezérelhető közvetlenül a forrásra vagy egy speciális távirányítóval felszerelt szabályozó használatával. A szabványos távirányító kábelek hossza 7,6 vagy 30,2 m. teljesítmény.

Az ilyen módok és funkciók sokfélesége az lnvertecV300-1 tápegység nagyszámú kiegészítő berendezés használatával jár. A következő példák a forrás leggyakoribb használatára.

Argon ívhegesztés nem fogyasztható elektródával. Egy speciális DC TIG Starter egységet terveztek a forráshoz, amely a forrás alatt van rögzítve, és 20 cm-rel növeli a magasságát, ugyanakkor megtartja a könnyű és könnyű hordozhatóságot. Az egység a következő funkciókat biztosítja: az ív nagyfrekvenciás indítása anélkül, hogy megérintené az elektródát; inert gázellátás-vezérlés, rögzített előáramlás és programozható gázkésleltetés; az aktuális bomlás beállítása a kráterhegesztés során; két- vagy négyfokozatú hegesztési ciklus kiválasztása.

Mechanizált hegesztés műhelyi körülmények között. Az Invertec V300-1 tápegység szinte az összes Lincoln Electric Companv által előállított takarmány-berendezést használja. A váltakozó áramú 42 vagy 115 V-os tápegységeket is csatlakoztathatja. Az 5-350 A áramtartomány 0,6-1,6 mm átmérőjű huzal használatát teszi lehetővé az induktivitásvezérlő funkcióval - pontosan állítsa be a hegesztő rendszert egy adott alkalmazáshoz.

21. ábra - a) az induktivitásvezérlés különböző pozícióiban lévő kemény kimeneti jellemzők; b) az Arc Force vezérlő különböző pozícióiban levő kimeneti jellemzők.

Mechanizált hegesztés szerelési körülmények között. Erre a célra az LN-25 tápegységet kell alkalmazni, amely nem igényel vezérlőkábelt és tápellátást, és a hegesztőkörben bekapcsolva működik. Az Invertec V300-1 / LN-25 készlet nyitott építési területeken, raktárakban bizonyítottan használható, a szabadban végzett javítások során, azaz mindenhol, ahol a maximális mobilitás és a hordozhatóság szükséges.

Színesfémek és összetett acélok mechanikus hegesztése. A speciális MIG Pulser blokk lehetővé teszi az Invertec V300-1 tápegység használatát impulzus hegesztéshez. Az egység a vezérlő kábel áramkörében található a forrás és az adagoló között. A frekvenciaszabályozási tartomány 20-300 Hz. Az alap és a csúcsáram külön telepítése megengedett. A blokk használatával kiváló minőségű alumínium és korrózióálló acél impulzus hegesztése lehetséges. Az alumínium hegesztéshez, különösen a telepítési körülmények között, ajánlott egy teljes félig automata COBRAMATIC-ot használni, amely az Invertec V300-1 tápforrással rendelkezik Push-Pull fáklyával. Ez a rendszer lehetővé teszi olyan égők használatát, amelyeknek hossza legfeljebb 15 m hosszú, 0,8-1,6 mm átmérőjű alumíniumhuzal adagolására. Ugyanakkor az alumínium szerkezetek gyakorlatilag bármilyen formájú és méretű hegesztése lehetséges.

Hegesztési csővezetékek a területen.

Speciális félautomata LN-23P használatakor az Invertec V300-1 forrást kiváló minőségű és nagy teljesítményű hegesztéshez használhatja, a kombinált módszer elektróda + por önálló árnyékolt vezeték segítségével. A készlet használatának sémája: a gyökérvarrót a fő (Lincoln 16P) vagy cellulóz (Eleetweld 5P +) bevonattal ellátott bot-elektróddal végezzük. A forró töltő- és homlokzati átjárók önmagú maghuzalt (Innershiek NR-207 vagy NR-208H) végeznek. Tekintettel arra, hogy a forrás kimeneti hegesztési jellemzői nem függnek a bemeneti feszültség frekvenciájának ingadozásától, és az alacsony energiafogyasztást is figyelembe véve, egyszerre több eszközt is használhat, miközben 220 vagy 380 V váltakozó áramú dízelgenerátort biztosít. kis mérete és méretei, a -40 - 40 ° C hőmérsékleten való munkavégzés képessége és a környezeti hatások elleni magas fokú védelem.

2.5 MOS 138E inverteres hegesztőgépek,

MOS G68E, MOS 170E

A hegesztési áram állandó. Különböző anyagok hegesztése mind közvetlen, mind fordított polaritással;

TIG - acél, rozsdamentes acél, réz, nikkel 0,5 mm vastagságú hegesztéséhez;

A Hot Start funkció - a hegesztőív elsődleges izgalmának egyszerűsítésére;

Az „Anti-sticky” funkció segít elkerülni az elektródok túlmelegedését, megvédve a kohászati ​​tulajdonságokat;

Az ARC FORCE funkció - hegesztési ív stabilizálása;

Túlmelegedés elleni védelem;

Az INVERTER technológiával gyártott íves TIG hegesztéshez szükséges berendezések (volfrám, inert gáz) lehetővé teszik a fém alkatrészek fúzióval történő csatlakoztatását. Ez lehetővé tette, hogy az elektróda vége és a fő hegesztési anyag közötti elektromos ívkisülés során felszabaduló hő hatására állandó kapcsolatokat hozzunk létre.

Így a fém alkatrészek olvadékkal vannak összekötve. Az új elektronikus technológia lehetővé teszi a speciális tulajdonságokkal rendelkező berendezések gyártását: kisebb súly és alacsony áramfogyasztás. Az eszközök műszaki jellemzőit a 6. táblázat tartalmazza.

6. táblázat

2.6 Inverter hegesztőgép POWER MAN

Az inverterhegesztő gépek a legmodernebb és technikailag összetett hegesztőáramforrások. A hegesztő transzformátorokkal és egyenirányítókkal ellentétben a frekvenciaváltók nem rendelkeznek teljesítménytranszformátorral. Az alábbiak szerint dolgoznak. Az egyfázisú teljesítményfrekvenciás hálózat feszültségét a bemeneti egyenirányító állandó feszültségre konvertálja. Ezt a feszültséget egy inverter (egy nagyon bonyolult elektronikus eszköz) váltja fel egy magas frekvenciává, amelyet ezután egy fokozatosan leeresztő nagyfrekvenciás transzformátorba táplálnak. A transzformátor szekunder tekercsét egy dióda egyenirányítóra töltik, amelynek kimenetéhez az elektróda és a termék egy simítós fojtón keresztül kapcsolódik.

A készülék fémdobozban van, amely kényelmes a hordozóhoz. A készülék elülső panelén vezérlők és kijelzők, tápcsatlakozók vannak a munka kábelek csatlakoztatásához. A hátsó panelen van egy ventilátor az eszköz és az áramköri megszakító elektronikus áramköreinek és teljesítményegységeinek erőszakos hűtésére. A műszaki jellemzőket a 7. táblázat tartalmazza.

7. táblázat

A 230A, 250A, 300A modellek egyes eszközeiben az Imax értéke 5% -kal kevesebb lehet a táblázatban megadott értéktől.

lehetőségek:

A csomag tartalma:

inverter,

oktatás,

kábelcsatlakozó készlet,

vállszíj (250A, 300A modellek kivételével)

A POWER MAN egy kompakt, könnyű, gazdaságos inverteres hegesztőgép kézi ívhegesztéshez ragasztóelektródákkal (MMA), amely egy nem fogyasztható elektródával való hegesztéshez használható egy védőgáz környezetben, ahol az ív érintkezésbe lép (TIG). A POWER MAN sorozat készülékei ipari használatra és háztartási célokra szolgálnak. A készülék kis mérete és súlya lehetővé teszi, hogy a hegesztő szabadon mozoghasson a teljes munkaterületen, ami megkönnyíti a munkát. A készülékek mínusz 20 ° C és 40 ° C közötti környezeti hőmérsékleten és 80% -os relatív páratartalom mellett 25 ° C-on és alacsonyabb hőmérsékleten, nedvesség kondenzáció nélkül működtethetők. Kondenzátum keletkezhet a következő esetekben:

ha a készüléket meleg helyiségbe hozza a hidegből (ne használja

készülék 2 órán belül);

ha a környezeti hőmérséklet drasztikusan csökkent;

ha az egységet hűvösebb helyről melegebbre és nedvesebbre mozgatták.

22. ábra - kapcsolási rajz.

Bibliográfiai lista

1. Rama RS A hatalmi elektronika alapjai / Rama RS : transz. angolul Masalova V.V. - Moszkva: Technosphere, 2006. - 288.:il. - (Elektronika világa);

2. Gottlieb I.M. Áramforrások. Inverterek, konverterek, lineáris és impulzus stabilizátorok / I.M. Gottlieb; Trans. angolul: A.L. Larina, S.A. Luzhansky, - Moszkva: Postmarket, 2000, - 552 oldal: il. - (B-ka modern elektronika);

3. Maleshin V.I. Tranzisztoros átalakító berendezések / V.I. Meleshin, - Moszkva.: Technosphere, 2005, - 632.: beteg. - (Elektronika világa);

4. Mironov S. Inverter tápforrások ívhegesztéshez // Hegesztés. 2003. № 4. P. 41-43 .;

5. Getskin OB, Kudrov I. V., Yarov V.M. Az autonóm áramforrásokból származó hegesztő inverterek jellemzői // Hegesztés. 2004. № 4. P. 53-55 .;

6. Getskin OB, Kudrov I. V., Yarov V.M. DS 250.33 átalakító egység bevonattal ellátott elektródák hegesztéséhez // Hegesztés. 2004. № 2. P. 19-21 .;

7. Ioffe, Yu.E., Mozhaysky V.A. Invertec V300-1 univerzális általános célú inverterhegesztési forrás // Hegesztési gyártás. 1998. № 1. P. 44-46 .;

8. Néhány inverter hegesztőgép útlevéladatai az InterSvarka áruházban.

Az egyenirányítónak az inverterrel való működésének elve

Az inverz folyamat magyarázatához a legegyszerűbb egy egyenirányító áramkör, amely push-pull tranzisztoros inverterrel rendelkezik (1. ábra). A VI bemeneti egyenirányító blokk a hálózati váltakozó feszültséget állandó feszültséggé alakítja, amelyet L1, C1 aluláteresztő szűrővel simítunk. Ezután az u v korrigált feszültséget egy fázisú váltakozó u 1 nagyfrekvenciává alakítjuk egy inverter használatával két V / 1 és VТ2 tranzisztoron. Ezután a feszültséget a V2 szelepblokk által korrigált T-u 2 transzformátor csökkenti, és az L2, C2 nagynyomású szűrőn áthalad, és simított feszültségként és az ívbe táplálja.

Tekintsük részletesebben az inverz folyamatot. Amikor a VT1 tranzisztor alapjához jelet adunk, a kollektor áramköre nyitva van, és a T 1 transzformátor elsődleges tekercselése a t 1 időintervallumban egy vékony vonal által jelzett irányba áramlik. Amikor eltávolítja a jelet az alapról, ez az áram megáll. Bizonyos késleltetéssel a VT2 tranzisztor feloldódik, míg a t 2 időintervallumban a transzformátoron áthaladó áram a másik irányba megy, a pontozott vonallal. Így a váltóáram a transzformátor elsődleges tekercsén keresztül áramlik. Ennek időtartama

1. ábra - Tranzisztoros inverterrel egyenirányító

a T periódus és a f = 1 / T váltakozó áram frekvenciája a vezérlőrendszer által meghatározott tranzisztorok indításának gyakoriságától függ. Általában a frekvencia 1-100 kHz. Mivel ez a frekvencia nem függ a hálózat frekvenciájától, az ilyen invertert autonómnak nevezik. Néha az inverter szerkezetileg kombinálva van egy T transzformátorral, egy V2 egyenirányító egységgel és egy L2-C2 szűrővel. Ilyen eszközt konverternek nevezünk, kimeneténél, mint a bemeneten, állandó feszültséget, de kisebb mértékű.

Ha a frekvenciaváltó bemenetére egy C1 nagy teljesítményű tároló kondenzátort telepítünk, akkor az inverter és az 1 feszültsége négyszög alakú, amint azt az 1. ábra mutatja. 1, b. Ezt a tervezést autonóm feszültség inverternek (AIN) nevezik. Éppen ellenkezőleg, ha az L1 erőteljes fojtószelep az inverter bemenetére van felszerelve, és a T transzformátor tekercsét egy kondenzátor áthidalja, akkor a bemeneti áram simítása történik. Az ilyen átalakítót áram inverternek (AIT) nevezik. Végül lehetőség van arra, hogy egy sorba kapcsolt induktivitás és kapacitás jelenléte miatt egy szinuszos áramú oszcilláló áramkör alakuljon ki, amelyet rezonáló inverternek (AIR) neveznek.

Az inverter olyan eszköz, amely egyenáramú feszültséget átalakít nagyfrekvenciás váltakozó áramra. Átalakító - az egyenáramú feszültség csökkentésére vagy növelésére szolgáló eszköz, néha közbenső nagyfrekvenciás kapcsolattal.

Az inverterforrások megjelenésével az egyszerűbb, nem invertert hagyományosnak, azaz hagyományosnak nevezték.

A hegesztési mód szabályozása többféle módon történik. Például, ha a bemeneti egyenirányító egység tirisztort készít, akkor az U nap feszültségének növekedésével az U 2 nagyfrekvenciás feszültség és az egyenirányított feszültség U átlagának amplitúdója is növekszik (2. ábra, a):

Az impulzusok frekvenciájának változását is szabályozhatjuk (2.6. Ábra):

De a pulzusszélesség szabályozás legelterjedtebb módszere (2. ábra, c):

mivel állandó frekvenciánál megkönnyítik a kimeneti szűrő paramétereinek kiválasztását, valamint csökkentik az elektromágneses interferencia tartományát, amelyet a bemeneti szűrő könnyebb megszüntetni.

2. ábra - Oszcillogramok feszültségszabályozással az impulzusok (a), frekvencia (b) és szélessége (c) módosításával

Az inverterrel ellátott egyenirányító amplitúdó-, frekvencia- és szélességi üzemmódú vezérlést használ.

A frekvenciaváltóval ellátott egyenirányító külső jellemzői nagyban függnek az inverter és a transzformátor tervezési jellemzőitől (3. ábra, a). Az AIN inverter természetes külső jellemzője szinte merev (1. sor). De mivel az XT transzformátor induktív ellenállása az f inverziós frekvenciával arányos, még kis mágneses szórás esetén is, az egyenirányító egészének jellemzője az incidens (3. sor). Általában a külső jellemzők mesterségesen alakulnak ki a vezérlőrendszer segítségével. Például meredek merülő tulajdonságok eléréséhez negatív áram visszacsatolást vezetünk be, amelynél a megforduló frekvencia a hegesztőáram növekedésével csökken, ami a korrigált feszültség csökkenéséhez vezet (2. sor):

Ábra. 3 - Az egyenirányítók külső jellemzői inverterrel

Hasonlóképpen a kemény jellemzők eléréséhez visszacsatolást kell alkalmazni a korrigált feszültségre:

Az inverterrel ellátott egyenirányítóban viszonylag könnyű egy kombinált külső jellemző (3.6. Ábra) kialakítása több szakaszból. A meredeken leeső 1. szakasz szükséges ahhoz, hogy viszonylag magas feszültséget állítsunk be, ami akkor hasznos, ha az ív meggyullad. A lejtős 2 fő rész hatékony önszabályozást biztosít a szén-dioxid mechanizált hegesztése során. A 3-as függőleges szakasz korlátozza a hegesztési áramot, amely megakadályozza az átégést vékony fém hegesztésekor. Az utolsó 4 szakasz meghatározza a rövidzárlati áram nagyságát. Természetesen az egyes szakaszok pozícióját külön vezérléssel állítjuk be. Tehát, ha a széndioxidot a 2. szakasz függőleges mozgatásával hegesztjük, a hegesztési feszültséget szabályozzák, és a bevonattal ellátott elektródákkal való hegesztés során a 3. szakasz mozgatásával beállítjuk az áramerősséget.

Az egyenirányító természetes külső jellemzői az inverter és a transzformátor tervezésétől függenek. A mesterséges jellemzők áram- és feszültség-visszacsatolások alkalmazásával jönnek létre.

Az egyenirányítók inverteres hegesztési tulajdonságai általában jobbak, mint a hagyományos források, és ez az inverter nagy sebességének köszönhető. Ha egy nem inverteres egyfázisú egyenirányító átmeneti időtartama legalább félperiódusú a szokásos váltakozó áramból, azaz kb. 0,01 másodperc, majd inverterrel rendelkező egyenirányítóban a fordulatszámot 0,0005 s és annál kisebb értékek jellemzik. A gépesített szén-dioxid-hegesztés során egy ilyen egyenirányító képes egy komplex áramváltási algoritmust biztosítani az elektróda-fém átadásának vezérlésére, amikor a ciklus egyes szakaszainak időtartama körülbelül 1 ms. A frekvenciaváltóval ellátott egyenirányító nagy dinamikus tulajdonságai a manuális ívhegesztés programozott folyamatvezérlése esetén is megjelennek, például egy ciklogram segítségével. Ebben az esetben a hegesztés kezdetén a forró indítás, a gyors átmenet az egyik előre beállított üzemmódból a másikra, az alsó vagy függőleges hegesztések alternatív hegesztésével, valamint az impulzus ívhegesztéssel, beállítható IT impulzusformával könnyen biztosítható. d.

Az inverterrel ellátott egyenirányító előnyei és hátrányai szorosan kapcsolódnak egymáshoz. Itt az energia legalább négy átalakítási szakaszon megy keresztül. Mindazonáltal egy ilyen egyenirányító gazdaságos és nagyon ígéretes. Az a tény, hogy a nagyfrekvenciás transzformátor magja nagyon kis keresztmetszettel és tömeggel rendelkezik. Mivel a tömeg a t ≡ 1 / frekvencia arányával függ össze, a mag általában tízszer kisebb, mint az 50 Hz-es transzformátor magja. Általánosságban elmondható, hogy az egyenirányítónak figyelemre méltó tömeg-energia jellemzői is vannak: 0,02-0,1 kg a hegesztőáram 1 A-jára és 1-4 kg / 1 kW teljesítményfogyasztásra, azaz 5-15-ször kisebb, mint a többi egyenirányító. Ennek ellenére az inverterrel ellátott egyenirányító drágább, mint a hagyományos források, ezért ajánlott használni olyan esetekben, ahol kis súly és méretek jelentenek - hegesztéskor a létesítményben, a mindennapi életben, a javítási munkák során. Működés közben egy ilyen forrás rendkívül gazdaságos. A teljesítménytényező közel 1, a hatékonyság nem alacsonyabb, mint 0,7, és néha eléri a 0,9-et. Az inverterrel ellátott egyenirányító fő hátránya az eszköz túlzott bonyolultsága és az ahhoz kapcsolódó alacsony megbízhatóság és karbantarthatóság. Különleges hátránya a nagyfrekvenciás transzformátor, a kimeneti szűrő és az ív által kibocsátott megnövekedett zaj. A zaj kezelésének radikális módja a 20 kHz-nél nagyobb üzemi frekvencia növelése, ami az akusztikus hatást a hallható hang határain túlra teszi.

Teszt kérdések és feladatok:

1. Az inverter tápegységeinek előnyei és hátrányai

2. Az inverter áramforrások célja és eszköze

3. A frekvenciaváltó áramellátásának sorrendje

legfontosabb » Eszközök és berendezések » Inverter hegesztési áramforrás. Javítási tapasztalatok és elektromágneses elemek kiszámítása. Séma, leírás