Inverter svetsströmkälla

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 4 juni 2017; kontroller kräver 13 redigeringar .

Inverter svetsströmkälla (IIST, Inverter welding machine, Welding inverter) är en av de moderna typerna av svetsbågsströmkälla .

Inverter-svetsströmkällor för alla typer av svetsning är anordnade på samma sätt. Skillnaden ligger endast i den genererade ström-spänningskarakteristiken. Därför är det möjligt att producera universella IISTs lämpliga för olika typer av svetsning (MMA, TIG, MIG/MAG).

Historik

Huvudsyftet med alla svetskällor är att säkerställa stabil förbränning av svetsbågen och dess lätta antändning. En av de viktigaste parametrarna för svetsprocessen är dess motståndskraft mot fluktuationer och störningar. Det finns flera typer av svetsbågsströmkällor - transformatorer , diesel- eller bensingeneratorer , likriktare och växelriktare . Inverterkällan för svetsström dök upp på 1900-talet och i början av 2000-talet blev den en av de mest populära svetsmaskinerna för alla typer av bågsvetsning.

Hur det fungerar

Svetsomriktaren är en krafttransformator för att sänka nätspänningen till den erforderliga tomgångsspänningen för källan, ett block av elektriska strömkretsar baserade på MOSFET- eller IGBT-transistorer och en stabiliserande induktor för att minska den likriktade strömrippeln. Funktionsprincipen för svetsbågens inverterkälla är följande: nätväxelspänningen tillförs likriktaren, varefter effektmodulen omvandlar likspänningen till en alternerande med en ökad frekvens, som matas till en hög -frekvenssvetstransformator som har en väsentligt lägre massa än elnätet, vars spänning, efter likriktning, tillförs svetsbågen. DC-bågen är mer stabil.

Fördelar

Fördelen med svetsbågens inverterkraftkälla är att minska storleken på krafttransformatorn och förbättra bågens dynamiska egenskaper. Användningen av inverterteknik har lett till en minskning av svetsmaskinernas dimensioner och vikt, en förbättring av svetsbågens kvalitet, en ökning av effektiviteten, minimalt med sprut under svetsning och gjort det möjligt att implementera smidiga justeringar av svetsparametrar .

Nackdelar

Circuitry

Inverter-svetsströmkällor kan byggas enligt en mängd olika scheman, men i praktiken råder tre:

  1. Entakts framåtpulsomvandlare med PWM-kontroll och energiåtervinning. Sådana växelriktare är de enklaste, lättaste och mest kompakta, men krafttransistorer växlar med ett strömavbrott vid icke-nollspänning, vilket leder till betydande kopplingsförluster och en hög nivå av elektromagnetisk störning. Kretsen kan bara implementeras på särskilt höghastighets kraftfulla MOSFETs eller IGBT-transistorer, därför blev den utbredd först i början av 2010-talet. Kretsen kräver också kraftfulla dioder med extremt kort omvänd återhämtningstid. Kretsens prestanda är till stor del beroende av intensiteten av transienter på de parasitära kapacitanserna och induktanserna hos komponenterna, ledningarna och kretskortet, vilket kräver noggrann design och högprecisionstillverkning. Kretsen används i bärbara svetsmaskiner konstruerade för låg effekt (upp till 4 kW). Trots det lilla antalet komponenter är sådana växelriktare ganska dyra, med 60-70% av kostnaden för specialtransistorer och dioder. Systemet är vanligt bland europeiska och japanska tillverkare.
  2. Halvbrygga eller bro push-pull-omvandlare med PWM-styrning. Omkopplingsförluster och nivån av elektromagnetisk störning i dem är mindre på grund av deras spektrala "smetning" än i den tidigare typen, men fortfarande ganska hög. Kretsen är mer komplex och kräver fler komponenter, men effekten som utvecklas av omvandlaren är betydligt högre än i encykelkretsar (upp till 10 kW). Också krävs är höghastighets-MOSFET eller IGBT med hög pulseffektförlust, även om det är mindre än i en enkeländad krets. Kraven på dioder är också betydligt lägre än i en ensidig krets. Kretsens prestanda beror, men i mindre utsträckning än för enkeländade kretsar, på intensiteten hos transienter på parasitiska kapacitanser och induktanser hos komponenter, ledningar och ett tryckt kretskort. Flexibiliteten, hastigheten och noggrannheten hos PWM-styrningen gör att du kan styra bågströmmen enligt komplexa lagar, vilket förbättrar svetskvaliteten. Systemet är populärt bland amerikanska och koreanska tillverkare.
  3. Halvbrygga eller bryggresonantomvandlare med frekvens- eller fasstyrning. Närvaron av en speciellt införd resonanskrets gör det möjligt att bilda den optimala omkopplingsbanan för transistorer vid noll spänning eller noll ström, såväl som att utjämna påverkan av parasitiska kapacitanser och induktanser. Det finns inga speciella krav på omkopplingshastighet och effekt hos transistorer, eftersom omkopplingsprocesser sker passivt. Detta gör det möjligt att bygga sådana växelriktare med hjälp av billiga transistorer och dioder. Även bipolära transistorer är lämpliga. Effekten hos resonansväxelriktare kan nå tiotals kilowatt. Resonanskretsen måste emellertid ha en betydande energikapacitet och följaktligen stora dimensioner. Därför är sådana enheter ganska stora och tunga. Med tanke på att resonantomvandlare inte kräver några krav på transistorernas egenskaper, kan priset på sådana produkter vara relativt lågt. Av denna anledning är de flesta svetsomriktare som tillverkas i Ryssland och Kina tillverkade med resonanskretsar. Resonansgivare finns även för hantverksproduktion. Resonansgivaren har ett relativt smalt område och låg reglerhastighet, så endast relativt enkla regler för bågströmsreglering kan implementeras på den.

Anteckningar

Litteratur

Uppfinningar:

Länkar