چگونه با دست خود یک اینورتر جوشکاری با استفاده از تریستور بسازیم؟ اینورترهای جوشکاری. نمودارهای اتصال برای مبدل های فرکانس بالا جوشکار رزونانس پل Lipin

ماشین جوشکاری DIY

نمای کلی نمودارهای اینورتر جوشکاری و شرح اصل عملیات

بیایید با یک مدار اینورتر جوشکاری نسبتاً محبوب شروع کنیم که اغلب مدار برامالی نامیده می شود. نمی‌دانم چرا این نام به این طرح متصل شده است، اما دستگاه جوش بارمالی اغلب در اینترنت ذکر می‌شود.
چندین گزینه برای مدار اینورتر بارمالی وجود داشت، اما توپولوژی آنها تقریباً یکسان است - یک مبدل تک سر رو به جلو (که اغلب به دلایلی "پل مایل" نامیده می شود) که توسط یک کنترل کننده UC3845 کنترل می شود.
از آنجایی که این کنترل کننده اصلی در این مدار است، اجازه دهید با اصل عملکرد آن شروع کنیم.
تراشه UC3845 توسط چندین سازنده تولید می شود و بخشی از تراشه های UC1842، UC1843، UC1844، UC1845، UC2842، UC2843، UC2844، UC2845، UC3842، UC3843، UC3844، و تراشه های UC3844، و UC3844 است.
ریز مدارها از نظر ولتاژ تغذیه که در آن شروع می شوند و خود قفل می شوند، در محدوده دمای عملیاتی و همچنین در تغییرات مدار کوچک که اجازه می دهد مدت زمان پالس کنترل در ریزمدارهای XX42 و XX43 افزایش یابد با یکدیگر متفاوت هستند. 100% در حالی که در ریز مدارهای سری XX44 و XX45 مدت زمان پالس کنترل نمی تواند از 50% تجاوز کند. پین اوت ریز مدارها یکسان است.
یک دیود زنر 34 ... 36 ولت اضافی در ریز مدار (بسته به سازنده) ادغام شده است، که به شما امکان می دهد هنگام استفاده از ریزمدار در منبع تغذیه با طیف بسیار گسترده ولتاژهای تغذیه نگران بیش از ولتاژ منبع تغذیه نباشید.
ریز مدارها در انواع مختلفی از بسته بندی ها موجود هستند که به طور قابل توجهی دامنه استفاده را گسترش می دهد

ریز مدارها در ابتدا به عنوان کنترل‌کننده‌هایی برای کنترل کلید برق یک منبع تغذیه با توان متوسط ​​تک چرخه طراحی شدند و این کنترل‌کننده به همه چیز لازم برای افزایش بقای خود و بقای منبع تغذیه‌ای که کنترل می‌کند مجهز بود. ریز مدار می تواند تا فرکانس های 500 کیلوهرتز کار کند، جریان خروجی مرحله درایور نهایی می تواند جریانی تا 1 آمپر ایجاد کند که در مجموع به شما امکان می دهد منابع تغذیه نسبتاً فشرده طراحی کنید. بلوک دیاگرام میکرو مدار در زیر نشان داده شده است:

در بلوک دیاگرام، یک ماشه اضافی با رنگ قرمز مشخص شده است که اجازه نمی دهد مدت زمان پالس خروجی از 50٪ تجاوز کند. این ماشه فقط روی سری‌های UCx844 و UCx845 نصب می‌شود.
در ریزمدارهای ساخته شده در بسته های هشت پین، برخی از پایه ها در داخل تراشه ترکیب می شوند، به عنوان مثال VC و Vcc، PWRGND و GROUND.

یک مدار منبع تغذیه سوئیچینگ معمولی برای UC3844 در زیر نشان داده شده است:

این منبع تغذیه دارای تثبیت ولتاژ ثانویه غیرمستقیم است، زیرا منبع تغذیه تولید شده توسط سیم پیچ NC را کنترل می کند. این ولتاژ توسط دیود D3 تصحیح می شود و پس از شروع به کار خود میکرو مدار را تغذیه می کند و پس از عبور از تقسیم کننده روی R3 به ورودی تقویت کننده خطا می رود که مدت زمان پالس های کنترل ترانزیستور قدرت را کنترل می کند.
با افزایش بار، دامنه تمام ولتاژهای خروجی ترانسفورماتور کاهش می یابد، که همچنین منجر به کاهش ولتاژ در پایه 2 میکرو مدار می شود. منطق ریز مدار، مدت زمان پالس کنترل را افزایش می دهد، انرژی بیشتری در ترانسفورماتور جمع می شود و در نتیجه دامنه ولتاژهای خروجی به مقدار اولیه باز می گردد. اگر بار کاهش یابد، ولتاژ در پایه 2 افزایش می یابد، مدت زمان پالس های کنترل کاهش می یابد و دوباره دامنه ولتاژ خروجی به مقدار تنظیم شده باز می گردد.
تراشه دارای ورودی یکپارچه برای سازماندهی حفاظت از اضافه بار است. به محض اینکه افت ولتاژ در مقاومت محدود کننده جریان R10 به 1 ولت رسید، ریزمدار پالس کنترل در دروازه ترانزیستور قدرت را خاموش می کند و در نتیجه جریان عبوری از آن را محدود می کند و اضافه بار منبع تغذیه را حذف می کند. با دانستن مقدار این ولتاژ کنترل، می توانید جریان عملیات حفاظتی را با تغییر مقدار مقاومت محدود کننده جریان تنظیم کنید. در این حالت حداکثر جریان عبوری از ترانزیستور به 1.8 آمپر محدود می شود.
وابستگی مقدار جریان به مقدار مقاومت را می توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد، اما گرفتن ماشین حساب در هر بار تنبلی است، بنابراین پس از یک بار محاسبه، به سادگی نتایج محاسبات را وارد می کنیم. میز. به شما یادآوری می کنم که به یک ولتاژ افت نیاز دارید، بنابراین جدول فقط جریان عملیات حفاظتی، مقادیر مقاومت و قدرت آنها را نشان می دهد.

اگر دستگاه جوشکاری در حال طراحی بدون ترانسفورماتور جریان باشد، ممکن است این اطلاعات مورد نیاز باشد و کنترل به همان روشی که در مدار اصلی انجام می شود - با استفاده از یک مقاومت محدود کننده جریان در مدار منبع ترانزیستور قدرت یا در مدار انجام می شود. مدار امیتر، هنگام استفاده از ترانزیستور IGBT.
یک مدار منبع تغذیه سوئیچینگ با کنترل مستقیم ولتاژ خروجی در برگه اطلاعات تراشه از Texas Instruments ارائه شده است:

این مدار ولتاژ خروجی را با استفاده از یک اپتوکوپلر کنترل می کند؛ روشنایی LED کوپلر توسط یک دیود زنر قابل تنظیم TL431 تعیین می شود که ضریب را افزایش می دهد. پایدارسازی.
عناصر ترانزیستوری اضافی به مدار وارد شده است. اولی سیستم شروع نرم را تقلید می کند، دومی با استفاده از جریان پایه ترانزیستور معرفی شده، پایداری حرارتی را افزایش می دهد.
تعیین جریان قطع حفاظت از این مدار دشوار نخواهد بود - Rcs برابر با 0.75 اهم است، بنابراین جریان به 1.3 A محدود می شود.
مدارهای منبع تغذیه قبلی و این هر دو در دیتاشیت های UC3845 از Texas Instruments توصیه می شوند؛ در برگه اطلاعات سایر سازندگان، فقط مدار اول توصیه می شود.
وابستگی فرکانس به مقادیر مقاومت و خازن تنظیم فرکانس در شکل زیر نشان داده شده است:

ممکن است بی اختیار این سوال پیش بیاید - چرا به چنین جزئیاتی نیاز است و چرا ما در مورد واحدهای منبع تغذیه با توان 20 ... 50 وات صحبت می کنیم؟ این صفحه به عنوان توصیف یک دستگاه جوش اعلام شده است و در اینجا برخی از واحدهای منبع تغذیه وجود دارد ...
در اکثریت قریب به اتفاق ماشین‌های جوش ساده، ریزمدار UC3845 به عنوان یک عنصر کنترل استفاده می‌شود و بدون آگاهی از اصل عملکرد آن، خطاهای مهلکی ممکن است رخ دهد که منجر به خرابی نه تنها یک ریز مدار ارزان، بلکه قدرت بسیار گران قیمت نیز می‌شود. ترانزیستورها علاوه بر این، من قصد دارم یک دستگاه جوش طراحی کنم، و مدار شخص دیگری را احمقانه شبیه سازی نکنم، به دنبال فریت ها بگردم، که حتی ممکن است مجبور به خرید آنها باشم تا بتوانم دستگاه شخص دیگری را تکرار کنم. نه، من از این راضی نیستم، بنابراین مدار موجود را می گیریم و آن را مطابق با آنچه نیاز داریم، مطابق با عناصر و فریت های موجود، اصلاح می کنیم.
به همین دلیل است که تعداد زیادی تئوری و چندین اندازه گیری تجربی وجود خواهد داشت و به همین دلیل است که در جدول رتبه بندی مقاومت های حفاظتی از مقاومت هایی که به صورت موازی متصل شده اند (فیلدهای سلول آبی) استفاده می شود و محاسبه برای جریان های بیش از 10 انجام می شود. آمپر
بنابراین، اینورتر جوشکاری، که اکثر سایت‌ها آن را جوشکار بارمالی می‌نامند، دارای نمودار مدار زیر است:

افزایش دادن

در قسمت بالا سمت چپ نمودار یک منبع تغذیه برای خود کنترلر وجود دارد و در واقع هر منبع تغذیه با ولتاژ خروجی 14 ... 15 ولت و تامین جریان 1 ... 2 A می تواند باشد. استفاده می شود (2 A برای اینکه فن ها قدرتمندتر نصب شوند - دستگاه از فن های کامپیوتری استفاده می کند و طبق این طرح 4 عدد از آنها وجود دارد.
به هر حال، من حتی موفق شدم مجموعه ای از پاسخ ها را در این دستگاه جوش از برخی انجمن ها پیدا کنم. من فکر می کنم این برای کسانی که قصد دارند مدار را کاملاً شبیه سازی کنند مفید باشد. پیوند به توضیحات.
جریان قوس با تغییر ولتاژ مرجع در ورودی تقویت کننده خطا تنظیم می شود؛ حفاظت اضافه بار با استفاده از ترانسفورماتور جریان TT1 سازماندهی می شود.
خود کنترلر بر روی یک ترانزیستور IRF540 کار می کند. اصولاً هر ترانزیستوری با انرژی گیت نه چندان بالا Qg (IRF630، IRF640 و ...) را می توان در آنجا استفاده کرد. ترانزیستور بر روی ترانسفورماتور کنترلی T2 بارگذاری می شود که مستقیماً پالس های کنترلی را به دروازه ترانزیستورهای قدرت IGBT می رساند.
برای جلوگیری از مغناطیسی شدن ترانسفورماتور کنترل، به سیم پیچ IV مغناطیس زدایی مجهز شده است. سیم پیچ های ثانویه ترانسفورماتور کنترل از طریق یک یکسو کننده با استفاده از دیودهای 1N5819 بر روی دروازه ترانزیستورهای قدرت IRG4PC50U بارگذاری می شوند. علاوه بر این، مدار کنترل شامل ترانزیستورهای IRFD123 است که باعث بسته شدن بخش قدرت می شود، که با تغییر قطبیت ولتاژ روی سیم پیچ ترانسفورماتور T2، باز می شود و تمام انرژی از دروازه های ترانزیستورهای قدرت را جذب می کند. چنین شتاب دهنده های بسته شدن حالت فعلی راننده را تسهیل می کند و زمان بسته شدن ترانزیستورهای قدرت را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد که به نوبه خود گرمایش آنها را کاهش می دهد - زمان صرف شده در حالت خطی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
همچنین برای تسهیل کار ترانزیستورهای قدرت و سرکوب نویز ضربه ای که هنگام کار با بار القایی ایجاد می شود، از زنجیره های مقاومت 40 اهم، خازن های 4700 pF و دیودهای HFA15TB60 استفاده می شود.
برای مغناطیس زدایی نهایی هسته و سرکوب انتشارات خودالقایی، از یک جفت دیگر HFA15TB60 استفاده شده است که مطابق نمودار در سمت راست نصب شده است.
یکسو کننده نیمه موج بر اساس دیود 150EBU02 بر روی سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور نصب شده است. دیود توسط یک مدار سرکوب تداخل با استفاده از یک مقاومت 10 اهم و یک خازن 4700 pF شنت می شود. دیود دوم برای مغناطیس زدایی القاگر DR1 عمل می کند که انرژی مغناطیسی را در طول حرکت رو به جلو مبدل جمع می کند و در طول مکث بین پالس ها این انرژی را به دلیل خود القایی به بار آزاد می کند. برای بهبود این فرآیند، یک دیود اضافی نصب شده است.
در نتیجه، خروجی اینورتر یک ولتاژ ضربانی تولید نمی کند، بلکه یک ولتاژ ثابت با یک موج کوچک تولید می کند.
تغییر فرعی بعدی این دستگاه جوش مدار اینورتر است که در زیر نشان داده شده است:

من واقعاً در مورد پیچیدگی ولتاژ خروجی تحقیق نکردم؛ من شخصاً استفاده از ترانزیستورهای دوقطبی را برای بستن بخش برق بیشتر دوست داشتم. به عبارت دیگر در این گره می توان از هر دو دستگاه میدانی و دوقطبی استفاده کرد. در اصل، این به طور پیش فرض اشاره شد، نکته اصلی این است که ترانزیستورهای قدرت را در اسرع وقت ببندید، و نحوه انجام این کار یک سوال ثانویه است. در اصل، با استفاده از یک ترانسفورماتور کنترل قوی تر، می توانید ترانزیستورهای بسته را کنار بگذارید - کافی است یک ولتاژ منفی کوچک به دروازه های ترانزیستورهای قدرت اعمال کنید.
با این حال ، من همیشه با وجود یک ترانسفورماتور کنترل در دستگاه جوش گیج می شدم - خوب ، من قطعات سیم پیچ را دوست ندارم و در صورت امکان سعی می کنم بدون آنها کار کنم. جستجو برای مدارهای جوشکار ادامه یافت و مدار اینورتر جوش زیر حفاری شد:

افزایش دادن

این مدار در غیاب ترانسفورماتور کنترل با مدارهای قبلی متفاوت است، زیرا باز و بسته شدن ترانزیستورهای قدرت توسط میکرو مدارهای راننده تخصصی IR4426 انجام می شود که به نوبه خود توسط اپتوکوپلرهای 6N136 کنترل می شوند.
چند ویژگی دیگر در این طرح پیاده سازی شده است:
- یک محدود کننده ولتاژ خروجی ساخته شده بر روی اپتوکوپلر PC817 معرفی شده است.
- اصل تثبیت جریان خروجی اجرا می شود - ترانسفورماتور جریان به عنوان یک اضطراری استفاده نمی شود، بلکه به عنوان سنسور جریان استفاده می شود و در تنظیم جریان خروجی شرکت می کند.
این نسخه از دستگاه جوش قوس پایدارتری را حتی در جریان های کم تضمین می کند، زیرا با افزایش قوس، جریان شروع به کاهش می کند و این دستگاه ولتاژ خروجی را افزایش می دهد و سعی می کند مقدار تنظیم شده جریان خروجی را حفظ کند. تنها ایراد این است که شما برای موقعیت های مختلف به یک سوئیچ بیسکویت نیاز دارید.
نمودار دیگری از یک دستگاه جوش برای تولید خود نیز توجه من را جلب کرد. جریان خروجی 250 آمپر اعلام شده است، اما این نکته اصلی نیست. نکته اصلی استفاده از تراشه نسبتاً محبوب IR2110 به عنوان درایور است:

افزایش دادن

این نسخه از جوشکار نیز از محدودیت ولتاژ خروجی استفاده می کند، اما تثبیت جریان وجود ندارد. یک شرمساری دیگر وجود دارد، و آن هم کاملاً جدی. خازن C30 چگونه شارژ می شود؟ در اصل، در طول مکث، هسته باید از قبل مغناطیس زدایی شود، یعنی. قطبیت ولتاژ روی سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور قدرت باید تغییر کند و برای اینکه ترانزیستورها پرواز نکنند، دیودهای D7 و D8 نصب می‌شوند. به نظر می رسد برای مدت کوتاهی باید ولتاژ 0.4 ... 0.6 ولت کمتر از سیم مشترک در ترمینال بالایی ترانسفورماتور قدرت ظاهر شود؛ این یک پدیده نسبتاً کوتاه مدت است و تردیدهایی وجود دارد که C30 خواهد داشت. زمان شارژ از این گذشته ، اگر شارژ نشود ، بازوی بالایی بخش برق باز نمی شود - جایی برای ولتاژ تقویت کننده درایور IR2110 وجود نخواهد داشت.
به طور کلی منطقی است که در مورد این موضوع بیشتر فکر کنیم ...
نسخه دیگری از دستگاه جوش وجود دارد که مطابق با همان توپولوژی ساخته شده است، اما در آن از قطعات داخلی و در مقادیر زیاد استفاده شده است. نمودار مدار در زیر نشان داده شده است:

افزایش دادن

اولین چیزی که توجه شما را جلب می کند قسمت پاور است - هر کدام 4 قطعه IRFP460. علاوه بر این، نویسنده در مقاله اصلی ادعا می کند که نسخه اول بر روی یک IRF740، 6 قطعه در هر بازو مونتاژ شده است. این واقعاً "نیاز به اختراع حیله گرانه" است. در اینجا باید فوراً به خاطر بسپارید - هر دو ترانزیستور IGBT و ترانزیستور MOSFET را می توان در اینورتر جوشکاری استفاده کرد. برای اینکه با تعاریف و پین اوت ها اشتباه نگیریم، نقاشی از همین ترانزیستورها را گلدوزی می کنیم:

علاوه بر این، منطقی است که توجه داشته باشید که این مدار هم از محدود کردن ولتاژ خروجی و هم از حالت تثبیت جریان استفاده می کند که توسط یک مقاومت متغیر 47 اهم تنظیم می شود - مقاومت کم این مقاومت تنها ایراد این پیاده سازی است، اما اگر شما ای کاش، می توانید یکی را پیدا کنید، و افزایش این مقاومت به 100 اهم حیاتی نیست، فقط باید مقاومت های محدود کننده را افزایش دهید.
نسخه دیگری از دستگاه جوش هنگام مطالعه سایت های خارجی نظر من را جلب کرد. این دستگاه نیز دارای رگولاتوری جاری است اما به صورت خیلی معمولی انجام نمی شود. پایه کنترل جریان در ابتدا با یک ولتاژ بایاس تغذیه می شود و هر چه بیشتر باشد، ولتاژ کمتری از ترانسفورماتور جریان مورد نیاز است، بنابراین جریان کمتری از قسمت قدرت عبور می کند. اگر ولتاژ بایاس حداقل باشد، برای دستیابی به جریان عملکرد محدود کننده، ولتاژ بالاتری از CT مورد نیاز خواهد بود، که تنها زمانی امکان پذیر است که جریان زیادی از سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور عبور کند.
نمودار شماتیک این اینورتر در زیر نشان داده شده است:

افزایش دادن

در این مدار دستگاه جوش، خازن های الکترولیتی در خروجی نصب می شوند. ایده مطمئناً جالب است، اما این دستگاه به الکترولیت هایی با ESR کوچک نیاز دارد و در ولتاژ 100 ولت یافتن چنین خازن هایی کاملاً مشکل است. بنابراین، من از نصب الکترولیت ها خودداری می کنم و چند خازن MKP X2 5 μF را که در اجاق های القایی استفاده می شود نصب خواهم کرد.

ما دستگاه جوش شما را مونتاژ می کنیم

ما قطعات میخریم

اول از همه، فوراً می گویم که مونتاژ یک دستگاه جوش به تنهایی تلاشی برای ارزان تر کردن دستگاه از یک فروشگاه نیست، زیرا در نهایت ممکن است معلوم شود که دستگاه مونتاژ شده گران تر از دستگاه است. کارخانه یک با این حال ، این ایده مزایای خود را نیز دارد - این دستگاه را می توان با وام بدون بهره خریداری کرد ، زیرا به هیچ وجه لازم نیست کل مجموعه قطعات را به یکباره خریداری کنید ، اما خرید را انجام دهید زیرا پول رایگان در بودجه ظاهر می شود.
باز هم، مطالعه الکترونیک قدرت و مونتاژ چنین اینورتر خود تجربه ارزشمندی را ارائه می دهد که به شما امکان می دهد دستگاه های مشابه را مونتاژ کنید و آنها را مستقیماً مطابق با نیازهای خود تیز کنید. به عنوان مثال، یک شارژر راه اندازی با جریان خروجی 60-120 A مونتاژ کنید، یک منبع تغذیه برای یک برش پلاسما جمع کنید - اگرچه یک دستگاه خاص است، اما برای کسانی که با فلز کار می کنند بسیار مفید است.
اگر به نظر کسی می رسد که من در تبلیغات علی افتاده ام، بلافاصله می گویم - بله، من علی را تبلیغ می کنم، زیرا هم از قیمت و هم از کیفیت راضی هستم. با همین موفقیت، من می توانم نان های برش خورده نانوایی آیوتینسکی را تبلیغ کنم، اما نان سیاه را از کراسنو سولینسکی می خرم. من شیر تغلیظ شده را ترجیح می دهم و آن را به شما توصیه می کنم، "گاو از کورنوفکا"، اما پنیر دلمه بسیار بهتر از کارخانه لبنیات Tatsinsky است. بنابراین من آماده هستم تا هر چیزی را که خودم امتحان کردم و دوست داشتم تبلیغ کنم.

برای مونتاژ دستگاه جوش به تجهیزات اضافی نیاز دارید که برای مونتاژ و راه اندازی دستگاه جوش ضروری است. این تجهیزات نیز هزینه کمی دارد، و اگر واقعاً قصد دارید با الکترونیک قدرت سر و کار داشته باشید، بعداً به آن نیاز خواهید داشت، اما اگر مونتاژ این دستگاه تلاشی برای صرف هزینه کمتر است، پس با خیال راحت این ایده را رها کنید و به سراغ اینورتر جوشکاری آماده را ذخیره کنید.
من اکثریت قریب به اتفاق قطعات را از علی میخرم. شما باید از سه هفته تا دو ماه و نیم صبر کنید. با این حال، هزینه قطعات بسیار ارزان تر از یک فروشگاه قطعات رادیویی است، که من هنوز باید 90 کیلومتر را طی کنم.
بنابراین، من بلافاصله یک دستورالعمل کوتاه در مورد بهترین روش خرید قطعات در علی ارائه خواهم کرد. من لینک قطعات استفاده شده را همانطور که ذکر شده است می دهم و به نتایج جستجو می دهم زیرا احتمال دارد تا یکی دو ماه دیگر برخی از فروشنده ها این محصول را نداشته باشند. قیمت قطعات ذکر شده را نیز برای مقایسه می دهم. قیمت ها در زمان نوشتن این مقاله به روبل خواهد بود، یعنی. اواسط مارس 2017.
با کلیک بر روی لینک نتایج جستجو، ابتدا باید توجه داشت که مرتب سازی بر اساس تعداد خرید یک محصول خاص انجام می شود. به عبارت دیگر، شما در حال حاضر این فرصت را دارید که ببینید یک فروشنده خاص دقیقاً چه مقدار از این محصول را فروخته و چه نظراتی را برای این محصولات دریافت کرده است. پیگیری قیمت پایین همیشه درست نیست - کارآفرینان چینی سعی می کنند همه محصولات را بفروشند، بنابراین گاهی اوقات عناصر برچسب گذاری شده و همچنین عناصر پس از برچیدن وجود دارد. بنابراین، به تعداد نظرات در مورد محصول نگاه کنید.

اگر همان قطعات با قیمت جذاب تری در دسترس باشند، اما تعداد فروش از این فروشنده زیاد نباشد، منطقی است که به تعداد کل نظرات مثبت در مورد فروشنده توجه کنید.

توجه به عکس ها منطقی است - وجود عکس از محصول خود نشان دهنده مسئولیت فروشنده است. و در عکس می توانید به وضوح ببینید که چه نوع علامت هایی وجود دارد، این اغلب کمک می کند - علائم لیزر و رنگ در عکس قابل مشاهده است. من ترانزیستورهای قدرت را با علامت های لیزری می خرم، اما IR2153 را با علامت های رنگ خریداری کردم - ریز مدارها کار می کنند.
اگر ترانزیستورهای قدرت انتخاب شوند، اغلب من ترانزیستورها را از برچیدن بیزار نیستم - آنها معمولاً تفاوت قیمت نسبتا مناسبی دارند و برای دستگاهی که خودتان مونتاژ می کنید، می توانید از قطعاتی با پایه های کوتاه تر استفاده کنید. تشخیص جزئیات حتی از یک عکس دشوار نیست:

همچنین، چندین بار با تبلیغات یکباره مواجه شدم - فروشندگان بدون رتبه بندی معمولاً برخی از قطعات را با قیمت های بسیار مسخره برای فروش قرار می دهند. البته خرید با ریسک و ریسک خودتان انجام می شود. با این حال، من چند خرید از فروشندگان مشابه انجام دادم و هر دو موفق بودند. آخرین باری که خازن های MKP X2 5 μF را به قیمت 140 روبل، 10 قطعه خریدم.

سفارش خیلی سریع رسید - کمی بیش از یک ماه، 9 قطعه 5 µF، و یکی دقیقاً به همان اندازه در 0.33 µF 1200 V. من بحثی را باز نکردم - من تمام ظرفیت‌های ظرفیت اسباب‌بازی‌های القایی را در 0.27 µF دارم و من حتی به 0.33 uF نیاز دارم. و قیمتش خیلی مسخره همه ظروف را بررسی کردم - آنها کار می کردند، می خواستم بیشتر سفارش دهم، اما قبلاً علامتی وجود داشت - محصول دیگر در دسترس نیست.
قبل از این چندین بار IRFPS37N50، IRGP20B120UD، STW45NM50 را از بین بردم. همه ترانزیستورها در وضعیت خوبی کار می کنند، تنها چیزی که تا حدودی ناامید کننده بود این بود که در STW45NM50 پایه ها دوباره قالب بندی شدند - در سه ترانزیستور (از 20 ترانزیستور) هنگامی که من سعی کردم آنها را برای قرار دادن برد خود خم کنم، سیم ها به معنای واقعی کلمه افتادند. اما قیمت آنقدر مضحک بود که از چیزی توهین شود - 20 قطعه برای 780 روبل. این ترانزیستورها اکنون به عنوان ترانزیستور جایگزین استفاده می شوند - کیس تا پایانه بریده می شود، سیم ها لحیم شده و با چسب اپوکسی پر می شوند. یکی هنوز زنده است، دو سال گذشته است.

مشکل ترانزیستورهای قدرت هنوز باز است، اما اتصال دهنده های نگهدارنده الکترود برای هر دستگاه جوشکاری مورد نیاز است. جستجو طولانی و کاملا فعال بود. نکته این است که تفاوت قیمت بسیار گیج کننده است. اما ابتدا در مورد علامت گذاری اتصالات برای دستگاه جوش. علی از علامت‌های اروپایی استفاده می‌کند (خب، اینطوری می‌نویسند)، بنابراین ما از روی علامت‌های آنها می‌رقصیم. درست است، یک رقص شیک کار نخواهد کرد - این کانکتورها در دسته های مختلف پراکنده هستند، از کانکتورهای USB، BLOW TORCHES و پایان دادن به OTHER.

و از نظر نام کانکتورها، همه چیز آنطور که ما می خواهیم صاف نیست ... وقتی DKJ35-50 را در نوار جستجوی Google Chrome و سیستم عامل WIN XP تایپ کردم و نتیجه ای دریافت نکردم بسیار شگفت زده شدم، اما همان پرس و جو در همان Google Chrome ، اما WIN 7 حداقل نتایجی را ارائه داد. خوب، ابتدا یک علامت کوچک:

DKZ	DKL	DKJ
			حداکثر فعلی، A	قطر پاسخ/ پلاگین، MM	بخش سیم ها، MM2
DKZ10-25	DKL10-25	DKJ10-25	200	9	10-25
DKZ35-50	DKL35-50	DKJ35-50	315	13	35-50
DKZ50-70	DKL50-70	DKJ50-70	400	13	50-70
DKZ70-95	DKL70-95	DKJ70-95	500	13	70-95

با وجود یکسان بودن سوراخ ها و شاخه های کانکتورهای 300-500 آمپری، در واقع قادر به هدایت جریان های مختلف هستند. واقعیت این است که هنگام چرخاندن کانکتور، قسمت دوشاخه در مقابل انتهای قسمت جفت قرار می گیرد و از آنجایی که قطر انتهای اتصال دهنده های قوی تر بزرگتر است، سطح تماس بیشتری به دست می آید، بنابراین کانکتور قادر به عبور بیشتر است. جاری.

من یک سال پیش کانکتورهای DKJ10-25 خریدم و این فروشنده دیگر آنها را حمل نمی کند. همین چند روز پیش یک جفت DKJ35-50 سفارش دادم. من آن را خریدم. درست است، ابتدا مجبور شدم به فروشنده توضیح دهم - در توضیحات می گوید که سیم 35-50 میلی متر مربع است و در عکس 10-25 میلی متر مربع است. فروشنده اطمینان داد که این اتصالات برای سیم 35-50 میلی متر مربع است. ما خواهیم دید که او چه چیزی می فرستد - زمان برای صبر کردن وجود دارد.
به محض اینکه اولین نسخه دستگاه جوش تست ها را پشت سر گذاشت، من شروع به مونتاژ نسخه دوم با مجموعه ای از عملکردهای بسیار بزرگتر خواهم کرد. من متواضع نخواهم بود - اکنون بیش از شش ماه است که از دستگاه جوش استفاده می کنم AuroraPRO INTER TIG 200 AC/DC PULSE(دقیقاً همانی به نام «سِدار» وجود دارد). من واقعاً این دستگاه را دوست دارم و قابلیت های آن به سادگی باعث طوفانی از لذت شد.

اما در فرآیند تسلط بر دستگاه جوش، کاستی های متعددی ظاهر شد که می خواهم آنها را برطرف کنم. من در مورد اینکه دقیقاً چه چیزی را دوست نداشتم وارد جزئیات نمی شوم ، زیرا دستگاه واقعاً بد نیست ، اما من بیشتر می خواهم. به همین دلیل است که من در واقع شروع به توسعه دستگاه جوش خودم کردم. دستگاه از نوع Barmaley یک وسیله آموزشی خواهد بود و دستگاه بعدی باید از Aurora موجود پیشی بگیرد.

ما نمودار اصلی دستگاه جوش را تعیین می کنیم

بنابراین، با بررسی تمام گزینه های مدار که شایسته توجه هستند، اجازه دهید شروع به مونتاژ دستگاه جوش خود کنیم. ابتدا باید در مورد ترانسفورماتور قدرت تصمیم بگیرید. من فریت های w شکل را نخواهم خرید - فریت ها از ترانسفورماتورهای خط در دسترس هستند و تعداد زیادی از آنها وجود دارد. اما شکل این هسته کاملاً عجیب و غریب است و نفوذپذیری مغناطیسی روی آنها مشخص نشده است ...
شما باید چندین اندازه گیری آزمایشی انجام دهید، یعنی یک قاب برای یک هسته بسازید، حدود پنجاه دور روی آن بچرخانید و با قرار دادن این قاب روی هسته ها، آنهایی را با اندوکتانس یکسان انتخاب کنید. به این ترتیب هسته هایی انتخاب می شوند که برای مونتاژ یک هسته مشترک متشکل از چندین هسته مغناطیسی استفاده می شود.
در مرحله بعد، باید دریابید که چند دور باید روی سیم پیچ اولیه پیچید تا هسته اشباع نشود و از حداکثر توان کلی استفاده کند.
برای انجام این کار، می توانید از مقاله Biryukov S.A. (دانلود) استفاده کنید، یا می توانید بر اساس مقاله، پایه خود را برای آزمایش اشباع هسته بسازید. روش دوم برای من ارجح است - برای این پایه من از همان ریز مداری که برای دستگاه جوش استفاده می کنم - UC3845 استفاده می کنم. اول از همه، این به من این امکان را می دهد که شخصاً ریزمدار را لمس کنم، محدوده های تنظیم را بررسی کنم و با نصب یک سوکت برای میکرو مدارها در پایه، می توانم این ریز مدارها را بلافاصله قبل از نصب آنها در دستگاه جوش بررسی کنم.
ما نمودار زیر را جمع می کنیم:

در اینجا یک مدار اتصال تقریباً کلاسیک UC3845 وجود دارد. VT1 حاوی یک تثبیت کننده ولتاژ برای خود ریزمدار است، زیرا محدوده ولتاژ تغذیه خود پایه بسیار زیاد است. هر VT1 در بسته TO-220 با جریان 1 A و ولتاژ K-E بالای 50 ولت.
در مورد ولتاژ منبع تغذیه، شما به یک منبع تغذیه با ولتاژ حداقل 20 ولت نیاز دارید. حداکثر ولتاژ بیش از 42 ولت نیست - این هنوز یک ولتاژ مطمئن برای کار با دست خالی است، اگرچه بهتر است از 36 بالاتر نروید. منبع تغذیه باید حداقل 1 آمپر جریان داشته باشد، یعنی. دارای توان 25 وات و بالاتر
در اینجا شایان ذکر است که این پایه بر اساس اصل تقویت کننده عمل می کند، بنابراین ولتاژ کل دیودهای زنر VD3 و VD4 باید حداقل 3-5 ولت بیشتر از ولتاژ تغذیه باشد. بیش از 20 ولت بیشتر از اختلاف توصیه نمی شود.
به عنوان منبع تغذیه برای پایه، می توانید از یک شارژر خودرو با یک ترانسفورماتور کلاسیک استفاده کنید و فراموش نکنید که یک جفت خازن 1000 μF 50 ولت را در خروجی شارژ قرار دهید. ما تنظیم کننده جریان شارژ را روی حداکثر تنظیم می کنیم - مدار بیش از حد لازم طول نمی کشد.
اگر منبع تغذیه مناسب ندارید و چیزی برای مونتاژ آن وجود ندارد، می توانید یک منبع تغذیه آماده خریداری کنید، می توانید یکی را در جعبه پلاستیکی یا فلزی انتخاب کنید. قیمت از 290 روبل.
ترانزیستور VT2 برای تنظیم ولتاژ عرضه شده به اندوکتانس عمل می کند، VT3 پالس هایی را روی اندوکتانس مورد مطالعه تولید می کند و VT4 به عنوان دستگاهی عمل می کند که اندوکتانس را به اصطلاح یک بار الکترونیکی را مغناطیسی می کند.
مقاومت R8 فرکانس تبدیل است و R12 ولتاژ تامین شده به سلف است. بله، بله، دقیقاً چوک، از آنجایی که ما سیم پیچ ثانویه نداریم، این قطعه از ترانسفورماتور چیزی بیش از یک چوک بسیار معمولی نیست.
مقاومت های R14 و R15 در حال اندازه گیری هستند - با R15 ریز مدار جریان را کنترل می کند و با هر دو شکل افت ولتاژ نظارت می شود. برای افزایش ولتاژ افت و کاهش جمع آوری زباله توسط اسیلوسکوپ - ترمینال X2 از دو مقاومت استفاده می شود.
چوک مورد آزمایش به پایانه های X3 و ولتاژ منبع تغذیه پایه به پایانه های X4 متصل می شود.
نمودار آنچه را که من مونتاژ کرده ام را نشان می دهد. با این حال ، این مدار یک اشکال نسبتاً ناخوشایند دارد - ولتاژ پس از ترانزیستور VT2 به شدت به بار بستگی دارد ، بنابراین در اندازه گیری های خود از موقعیت موتور R12 استفاده کردم که در آن ترانزیستور کاملاً باز است. اگر این مدار را به خاطر می آورید، بهتر است به جای کنترل کننده میدان، از یک تنظیم کننده ولتاژ پارامتریک استفاده کنید، به عنوان مثال، مانند این:

من کار دیگری با این پایه انجام نمی دهم - من یک LATR دارم و می توانم به راحتی ولتاژ منبع تغذیه پایه را با اتصال یک ترانسفورماتور آزمایشی و معمولی از طریق LATR تغییر دهم. تنها چیزی که باید اضافه می کردم یک فن بود. VT4 در حالت خطی کار می کند و به سرعت گرم می شود. برای اینکه رادیاتور معمولی بیش از حد گرم نشود، یک فن و مقاومت های محدود کننده نصب کردم.

منطق اینجا بسیار ساده است - من پارامترهای هسته را وارد می کنم، محاسبه مبدل را روی IR2153 انجام می دهم و ولتاژ خروجی را برابر با ولتاژ خروجی منبع تغذیه خود تنظیم می کنم. در نتیجه، برای دو حلقه K45x28x8، برای ولتاژ ثانویه لازم است 12 چرخش باد شود. معتمس...

ما با حداقل فرکانس شروع می کنیم - لازم نیست نگران بارگذاری بیش از حد ترانزیستور باشید - محدود کننده جریان کار خواهد کرد. روی پایانه های X1 با اسیلوسکوپ می ایستیم، به تدریج فرکانس را افزایش می دهیم و تصویر زیر را مشاهده می کنیم:

در مرحله بعد، یک نسبت در اکسل ایجاد می کنیم تا تعداد چرخش های سیم پیچ اولیه را محاسبه کنیم. نتیجه به طور قابل توجهی با محاسبات در برنامه متفاوت خواهد بود، اما ما می دانیم که برنامه هم زمان مکث و هم افت ولتاژ در ترانزیستورهای قدرت و دیودهای یکسو کننده را در نظر می گیرد. علاوه بر این، افزایش تعداد چرخش ها منجر به افزایش متناسب در اندوکتانس نمی شود - یک وابستگی درجه دوم وجود دارد. بنابراین، افزایش تعداد چرخش منجر به افزایش قابل توجه راکتانس القایی می شود. برنامه ها نیز این را در نظر می گیرند. ما تفاوت چندانی نخواهیم کرد - برای اصلاح این پارامترها در جدول ما، کاهش 10٪ در ولتاژ اولیه را معرفی می کنیم.
سپس نسبت دومی را ایجاد می کنیم که با آن می توان تعداد چرخش های لازم را برای ولتاژهای ثانویه محاسبه کرد.
قبل از تناسب با تعداد دور، دو صفحه دیگر وجود دارد که با آنها می توانید تعداد دور و اندوکتانس چوک خروجی دستگاه جوش را محاسبه کنید که برای این دستگاه نیز بسیار مهم است.

در این فایل نسبت ها برابر است ورق 2، بر ورق 1محاسبات سوئیچینگ منابع تغذیه برای یک ویدیو در مورد محاسبات در اکسل. بالاخره تصمیم گرفتم دسترسی رایگان بدهم. ویدئوی مورد بحث اینجاست:

نسخه متنی نحوه کامپایل این جدول و فرمول های اولیه.

ما محاسبات را تمام کردیم، اما یک کرم چاله باقی مانده بود - طراحی پایه، به سادگی سه کوپک، نتایج کاملا قابل قبولی را نشان داد. آیا می توانم یک پایه تمام عیار که مستقیماً از شبکه 220 تغذیه می شود مونتاژ کنم؟ اما اتصال گالوانیکی به شبکه خیلی خوب نیست. و حذف انرژی انباشته شده توسط اندوکتانس با استفاده از یک ترانزیستور خطی نیز چندان خوب نیست - به یک ترانزیستور بسیار قدرتمند با یک هیت سینک عظیم نیاز دارید.
باشه نیازی نیست زیاد فکر کنی...

به نظر می رسد ما متوجه شده ایم که چگونه اشباع هسته را دریابیم، بیایید خود هسته را انتخاب کنیم.
قبلاً ذکر شد که من شخصاً برای جستجو و خرید فریت W شکل تنبل هستم ، بنابراین جعبه فریت های خود را از ترانسفورماتورهای خط خارج می کنم و فریت هایی را با همان اندازه انتخاب می کنم. سپس من یک سنبه را به طور خاص برای یک هسته می سازم و 30-40 دور روی آن باد می کنم - هرچه چرخش بیشتر باشد، نتایج اندازه گیری اندوکتانس دقیق تر خواهد بود. من باید همان هسته ها را انتخاب کنم.
پس از تا کردن موارد به دست آمده به یک ساختار W شکل ، یک سنبه درست می کنم و یک سیم پیچ آزمایشی را می پیچم. با محاسبه مجدد تعداد چرخش های اولیه، معلوم می شود که قدرت کلی کافی نخواهد بود - Barmalei شامل 18-20 پیچ اولیه است. من هسته‌های بزرگ‌تر را می‌گیرم - باقی مانده از تعدادی خالی قدیمی - و چند ساعت حماقت شروع می‌شود - هسته‌ها را طبق روشی که در قسمت اول مقاله ذکر شد بررسی می‌کنم، تعداد چرخش‌ها حتی از یک چهار هسته‌ای بیشتر است. ولی من از شش ست استفاده کردم و سایزش خیلی بزرگتره...
من وارد برنامه های محاسباتی "پیرمرد" - مستعار Denisenko هستم. در هر صورت، من با یک دو هسته ای Ш20х28 رانندگی می کنم. محاسبه نشان می دهد که برای فرکانس 30 کیلوهرتز تعداد چرخش های اولیه 13 است. من این ایده را می پذیرم که چرخش های «اضافی» برای جلوگیری از اشباع 100٪ زخمی شده اند و شکاف نیز باید جبران شود.

قبل از معرفی هسته‌های جدیدم، مساحت لبه‌های گرد هسته را دوباره محاسبه می‌کنم و مقادیر لبه‌های ظاهراً مستطیلی را استخراج می‌کنم. من محاسبه را برای یک مدار پل انجام می دهم، زیرا در مبدل تک سیکله تمام ولتاژهای اولیه موجود اعمال می شود. به نظر می رسد همه چیز مناسب است - می توانید حدود 6000 وات از این هسته ها دریافت کنید.

در طول مسیر، مشخص می شود که نوعی اشتباه در برنامه ها وجود دارد - داده های کاملاً یکسان برای هسته ها در دو برنامه نتایج متفاوتی می دهد - ExcellentIT 3500 و ExcellentIT_9 قدرت متفاوت ترانسفورماتور حاصل را پخش می کنند. تفاوت چند صد وات است. درست است، تعداد چرخش سیم پیچ اولیه یکسان است. اما اگر تعداد دورهای اولیه یکسان باشد، قدرت کلی باید یکسان باشد. یک ساعت دیگر در حال حاضر افزایش یافتحماقت
برای اینکه بازدیدکنندگان را مجبور به جستجوی برنامه های Starichka نکند، او آنها را در یک مجموعه جمع آوری کرد و آنها را در یک آرشیو بسته بندی کرد که قابل دانلود است. در داخل بایگانی تقریباً تمام برنامه های ایجاد شده توسط پیرمرد وجود دارد که می توانیم پیدا کنیم. من همچنین یک مجموعه مشابه را در برخی از انجمن ها دیدم، اما یادم نیست کدام یک.
برای حل مشکل پیش آمده، مقاله بیریوکوف را دوباره می خوانم ...
اسیلوسکوپ را روی مقاومت در مدار منبع می چرخانم و شروع به مشاهده تغییرات در شکل افت ولتاژ در اندوکتانس های مختلف می کنم.
در اندوکتانس های کوچک، در واقع یک انحراف در شکل افت ولتاژ در مقاومت منبع وجود دارد، اما در یک چهار هسته ای از TDKS، حداقل در فرکانس 17 کیلوهرتز، حداقل در 100 کیلوهرتز، خطی است.
در اصل، می توانید از داده های برنامه های ماشین حساب استفاده کنید، اما امیدها روی پایه گذاشته شد و آنها واقعاً از بین رفتند.
پیچ های هسته چرخ دنده را به آرامی تا می زنم و با مشاهده تغییرات اسیلوگرام ها روی پایه می گذارم. واقعا یه مزخرف! حتی قبل از اینکه منحنی ولتاژ شروع به خم شدن کند، جریان توسط پایه محدود می شود...
نمی توان با هزینه کمی از پس آن رفت - حتی اگر حد جریان را به 1 آمپر افزایش دهید، افت ولتاژ در مقاومت منبع هنوز خطی است، اما الگویی ظاهر می شود - با رسیدن به فرکانس معین، محدودیت جریان خاموش می شود و پالس می شود. مدت شروع به تغییر می کند. با این حال، اندوکتانس برای این پایه بسیار بالاست...
تنها چیزی که باقی می ماند این است که شک های خود را بررسی کنم و یک سیم پیچ آزمایشی 220 ولتی بپیچم و ...
من هیولای خود را از قفسه بیرون می آورم - مدت زیادی است که از آن استفاده نکرده ام.

توضیحات این استند با نقاشی برد مدار چاپی.
من کاملاً درک می کنم که مونتاژ چنین پایه ای برای مونتاژ یک دستگاه جوش کاری کاملاً پر زحمت است ، بنابراین نتایج اندازه گیری داده شده فقط یک نتیجه متوسط ​​​​است تا حداقل تصوری از هسته ها داشته باشیم. استفاده شده و چگونه علاوه بر این، در طول فرآیند مونتاژ، زمانی که برد مدار چاپی برای جوشکار کار آماده است، من یک بار دیگر نتایج به دست آمده در این اندازه‌گیری‌ها را دوباره بررسی می‌کنم و سعی می‌کنم روشی برای سیم‌پیچ بدون خطا یک ترانسفورماتور قدرت با استفاده از تمام شده ایجاد کنم. تخته به عنوان نیمکت آزمون. از این گذشته ، یک پایه کوچک کاملاً کاربردی است ، اما فقط برای اندوکتانس های کوچک. البته می توانید سعی کنید با تعداد چرخش ها بازی کنید و آنها را به 2 یا 3 کاهش دهید، اما حتی معکوس کردن مغناطیسی چنین هسته عظیمی نیاز به انرژی زیادی دارد و نمی توانید با یک توان 1 A فرار کنید. عرضه. تکنیک استفاده از پایه با استفاده از یک هسته سنتی Ш16х20، که از وسط تا شده بود، دوباره بررسی شد. در صورت لزوم، ابعاد هسته های W شکل داخلی و جایگزینی توصیه شده با نمونه های وارداتی اضافه شده است.
بنابراین، اگرچه وضعیت هسته‌ها واضح‌تر شده است، فقط در صورتی که نتایج در یک اینورتر تک سیکلی دوباره بررسی شود.

در ضمن شروع به ساخت یک مهار برای ترانسفورماتور دستگاه جوش می کنیم. می توانید یک تورنیکت درست کنید، می توانید یک نوار چسب بزنید. من همیشه نوارها را بیشتر دوست داشتم - البته آنها از نظر شدت کار از بسته ها برتر هستند ، اما چگالی سیم پیچ بسیار بالاتر است. بنابراین، می توان کشش را در خود سیم کاهش داد، یعنی. در محاسبه، همانطور که معمولاً برای چنین اسباب بازی هایی انجام می شود، 5 A/mm2 را در نظر نگیرید، بلکه مثلاً 4 A/mm2 را در نظر بگیرید. این به طور قابل توجهی رژیم حرارتی را تسهیل می کند و به احتمال زیاد امکان بدست آوردن PV برابر با 100٪ را فراهم می کند.
PV یکی از مهم ترین پارامترهای دستگاه های جوش است، PV است پمدت زمان که درشامل، یعنی زمان جوش مداوم در جریان های نزدیک به حداکثر. اگر چرخه کار در حداکثر جریان 100٪ باشد، این کار به طور خودکار دستگاه جوش را به دسته حرفه ای منتقل می کند. به هر حال، حتی برای بسیاری از حرفه ای ها، PV 100٪ فقط با جریان خروجی برابر با 2/3 حداکثر است. آنها در سیستم های خنک کننده صرفه جویی می کنند، اما فکر می کنم می خواهم یک دستگاه جوش برای خودم بسازم، بنابراین می توانم مناطق بسیار بزرگ تری از سینک های حرارتی برای نیمه هادی ها بخرم، و ترانسفورماتور رژیم حرارتی آسان تری داشته باشد ...

اغلب برای ساخت اینورتر جوشکاری از سه نوع اصلی مبدل های فرکانس بالا استفاده می شود، یعنی مبدل هایی که مطابق مدارهای زیر متصل می شوند: پل نامتقارن یا مایل، نیم پل و پل کامل. در این حالت مبدل های تشدید زیر انواع مدارهای نیم پل و تمام پل هستند. با توجه به سیستم کنترل، این دستگاه ها را می توان به: PWM (مدولاسیون عرض پالس)، PFM (کنترل فرکانس)، کنترل فاز، و همچنین ممکن است ترکیبی از هر سه سیستم وجود داشته باشد.

تمامی مبدل های فوق مزایا و معایب خود را دارند. بیایید به هر یک جداگانه بپردازیم.

سیستم نیم پل با PWM

بلوک دیاگرام در زیر نشان داده شده است:

این شاید یکی از ساده‌ترین مبدل‌های فشار کشی باشد، اما کمتر قابل اعتماد نیست. "جهش" ولتاژ سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور قدرت برابر با نیمی از ولتاژ تغذیه خواهد بود - این یک اشکال این مدار است. اما اگر از طرف دیگر نگاه کنید، می توانید بدون ترس از ورود به منطقه اشباع، از یک ترانسفورماتور با هسته کوچکتر استفاده کنید که این نیز یک مزیت است. برای اینورترهای جوشکاری با قدرت حدود 2-3 کیلو وات، چنین ماژول قدرت کاملا امیدوار کننده است.

از آنجایی که ترانزیستورهای قدرت در حالت سوئیچینگ سخت کار می کنند، درایورها باید برای عملکرد عادی آنها نصب شوند. این به این دلیل است که هنگام کار در این حالت، ترانزیستورها به سیگنال کنترل با کیفیت بالا نیاز دارند. همچنین برای جلوگیری از باز شدن همزمان ترانزیستورها که منجر به خرابی ترانزیستورها می شود، مکث بدون جریان لازم است.

یک نمای نسبتا امیدوارکننده از مبدل نیم پل، مدار آن در زیر نشان داده شده است:

نیم پل رزونانسی کمی ساده تر از نیم پل PWM خواهد بود. این به دلیل وجود اندوکتانس تشدید است که حداکثر جریان ترانزیستورها را محدود می کند و سوئیچینگ ترانزیستورها در جریان یا ولتاژ صفر رخ می دهد. جریان عبوری از مدار قدرت به صورت سینوسی خواهد بود که بار را از فیلترهای خازن خارج می کند. با این طراحی مدار، لزوماً نیازی به درایور نیست، سوئیچینگ را می توان توسط یک ترانسفورماتور پالس معمولی انجام داد. کیفیت پالس های کنترل در این مدار به اندازه مدار قبلی قابل توجه نیست، اما همچنان باید مکث بدون جریان وجود داشته باشد.

در این مورد، شما می توانید بدون حفاظت جریان انجام دهید، و شکل مشخصه جریان-ولتاژ است، که نیازی به تشکیل پارامتری آن ندارد.

جریان خروجی تنها با اندوکتانس مغناطیسی ترانسفورماتور محدود می شود و بر این اساس، در صورت وقوع یک اتصال کوتاه، می تواند به مقادیر بسیار قابل توجهی برسد. این خاصیت تأثیر مثبتی بر اشتعال و سوختن قوس دارد، اما هنگام انتخاب دیودهای خروجی نیز باید در نظر گرفته شود.

به طور معمول، پارامترهای خروجی با تغییر فرکانس تنظیم می شوند. اما تنظیم فاز نیز مزایایی دارد و برای اینورترهای جوشکاری امیدوارکننده‌تر است. این به شما امکان می دهد چنین پدیده ناخوشایندی مانند همزمانی اتصال کوتاه با رزونانس را دور بزنید و همچنین دامنه تنظیم پارامترهای خروجی را افزایش می دهد. استفاده از کنترل فاز می تواند اجازه دهد تا جریان خروجی در محدوده 0 تا I max تغییر کند.

پل نامتقارن یا مورب

این یک مبدل جریان رو به جلو تک سر است که بلوک دیاگرام آن در زیر آمده است:

این نوع مبدل هم در بین آماتورهای رادیویی معمولی و هم در بین سازندگان اینورترهای جوشکاری بسیار محبوب است. اولین اینورترهای جوشکاری دقیقاً طبق چنین طرح هایی ساخته شدند - یک پل نامتقارن یا "مورب". ایمنی نویز، طیف نسبتاً گسترده ای از تنظیم جریان خروجی، قابلیت اطمینان و سادگی - همه این ویژگی ها هنوز هم تولید کنندگان را تا به امروز جذب می کند.

عبور جریان های بسیار زیاد از ترانزیستورها، افزایش نیاز به کیفیت پالس کنترل، که منجر به نیاز به استفاده از درایورهای قدرتمند برای کنترل ترانزیستورها می شود و نیازهای بالا برای کار نصب در این دستگاه ها و وجود جریان های پالسی بزرگ، که در نوبت افزایش الزامات برای - اینها معایب قابل توجهی از این نوع مبدل است. همچنین، برای حفظ عملکرد طبیعی ترانزیستورها، لازم است زنجیره های RCD - snubbers اضافه شود.

اما با وجود معایب فوق و راندمان پایین دستگاه، همچنان از پل نامتقارن یا "مورب" در اینورترهای جوشکاری استفاده می شود. در این حالت، ترانزیستورهای T1 و T2 به صورت فاز عمل می کنند، یعنی به طور همزمان بسته و باز می شوند. در این حالت، انباشت انرژی نه در ترانسفورماتور، بلکه در سیم پیچ سلف Dr1 رخ می دهد. به همین دلیل است که برای به دست آوردن قدرت یکسان با مبدل پل، دو برابر جریان عبوری از ترانزیستورها مورد نیاز است، زیرا چرخه کاری بیش از 50٪ نخواهد بود. این سیستم را در مقالات بعدی با جزئیات بیشتری بررسی خواهیم کرد.

این یک مبدل پوش کش کلاسیک است که بلوک دیاگرام آن در زیر نشان داده شده است:

این مدار به شما امکان می دهد 2 برابر بیشتر از روشن کردن نوع پل نیم پل و 2 برابر بیشتر از روشن کردن نوع پل "میب" برق دریافت کنید ، در حالی که بزرگی جریان ها و بر این اساس تلفات در هر سه حالت خواهد بود. برابر باشد این را می توان با این واقعیت توضیح داد که ولتاژ تغذیه برابر با ولتاژ "درایو" سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور قدرت خواهد بود.

برای به دست آوردن همان توان با نیم پل (ولتاژ درایو 0.5U منبع تغذیه) جریان مورد نیاز 2 برابر است! کمتر از مورد نیم پل. در یک مدار پل کامل با PWM، ترانزیستورها به طور متناوب کار می کنند - T1، T3 روشن هستند، و T2، T4 خاموش هستند و برعکس، زمانی که قطبیت تغییر می کند. مقادیر جریان دامنه ای که از این قطر می گذرد نظارت و کنترل می شود. برای تنظیم آن، دو روش متداول وجود دارد:

• ولتاژ قطع را بدون تغییر بگذارید و فقط طول پالس کنترل را تغییر دهید.
• تغییرات در سطح ولتاژ قطع را با توجه به داده های ترانسفورماتور جریان انجام دهید در حالی که مدت زمان پالس کنترل را بدون تغییر باقی می گذارید.

هر دو روش می توانند تغییرات در جریان خروجی را در محدوده های نسبتاً زیادی مجاز کنند. یک پل کامل با PWM دارای معایب و الزامات مشابه با نیم پل با PWM است. (بالا را ببین).

این امیدوار کننده ترین مدار مبدل فرکانس بالا برای اینورتر جوشکاری است که بلوک دیاگرام آن در زیر نشان داده شده است:

پل رزونانسی تفاوت چندانی با پل PWM کامل ندارد. تفاوت این است که با اتصال رزونانس، یک مدار LC تشدید کننده به صورت سری با سیم پیچ ترانسفورماتور متصل می شود. با این حال، ظاهر آن به طور اساسی روند انتقال قدرت را تغییر می دهد. تلفات کاهش می یابد، راندمان افزایش می یابد، بار روی الکترولیت های ورودی کاهش می یابد و تداخل الکترومغناطیسی کاهش می یابد. در این مورد، درایورهای ترانزیستورهای قدرت تنها در صورتی باید استفاده شوند که از ترانزیستورهای ماسفت استفاده شود که ظرفیت گیت آنها بیش از 5000 pF باشد. IGBT ها فقط با یک ترانسفورماتور پالس می توانند کار کنند. توضیحات بیشتر در مورد این طرح ها در مقالات بعدی ارائه خواهد شد.

جریان خروجی را می توان به دو روش کنترل کرد - فرکانس و فاز. هر دوی این روش ها در یک نیم پل تشدید کننده توضیح داده شدند (به بالا مراجعه کنید).

پل کامل با چوک اتلاف

مدار آن عملاً هیچ تفاوتی با مدار یک پل تشدید یا نیم پل ندارد، فقط به جای مدار LC تشدید کننده، یک مدار LC غیر رزونانسی به صورت سری به ترانسفورماتور متصل می شود. ظرفیت C، تقریباً C≈22μF x 63V، به عنوان یک خازن متعادل کننده عمل می کند، و راکتانس القایی سلف L به عنوان یک راکتانس، که مقدار آن بسته به تغییر فرکانس به صورت خطی تغییر می کند. مبدل توسط فرکانس کنترل می شود. , با افزایش فرکانس ولتاژ، مقاومت القایی افزایش می یابد که باعث کاهش جریان در ترانسفورماتور قدرت می شود. روشی کاملا ساده و قابل اعتماد. بنابراین، تعداد نسبتاً زیادی از اینورترهای صنعتی بر اساس این اصل محدود کردن پارامترهای خروجی ساخته می شوند.

من اخیراً یک اینورتر جوشکاری از Barmaley مونتاژ کردم، برای حداکثر جریان 160 آمپر، یک نسخه تک برد. این طرح به نام نویسنده آن - Barmaley - نامگذاری شده است. در اینجا نمودار الکتریکی و فایل PCB آمده است.

مدار اینورتر برای جوشکاری

عملکرد اینورتر: برق از یک شبکه تک فاز 220 ولت یکسو شده، توسط خازن ها صاف می شود و به سوئیچ های ترانزیستوری عرضه می شود که ولتاژ DC را به ولتاژ متناوب فرکانس بالا تبدیل می کند که به ترانسفورماتور فریت عرضه می شود. به لطف فرکانس بالا، در ابعاد پاور ترنس کاهش یافته و در نتیجه به جای آهن، از فریت استفاده می کنیم. بعدی یک ترانسفورماتور کاهنده است و به دنبال آن یک یکسو کننده و یک چوک قرار دارد.

اسیلوگرام برای کنترل ترانزیستورهای اثر میدانی من آن را روی یک دیود زنر ks213b بدون کلید برق، ضریب پر کردن 43 و فرکانس 33 اندازه‌گیری کردم.

در نسخه خود، کلیدهای پاور IRG4PC50Uبا انواع مدرن تر جایگزین شده است IRGP4063DPBF. من دیود زنر ks213b را با دو دیود زنر 15 ولتی 1.3 واتی که پشت به پشت وصل شده اند جایگزین کردم، زیرا دستگاه ks213b قبلی کمی گرم شده بود. پس از جایگزینی، مشکل بلافاصله ناپدید شد. همه چیز مانند نمودار باقی می ماند.

این یک اسیلوگرام از کلکتور-امیتر سوئیچ پایینی است (طبق نمودار). وقتی برق 310 ولت از طریق لامپ 150 وات تامین می شود. هزینه اسیلوسکوپ تقسیمات 5 ولتی و تقسیمات 5 میکروثانیه است. از طریق مقسوم علیه ضرب در 10.

ترانسفورماتور قدرت روی یک هسته B66371-G-X187، N87، E70/33/32 EPCOS سیم پیچ داده شده است: ابتدا طبقه اولیه، ثانویه، و دوباره بقایای اصلی. قطر سیم روی اولیه و ثانویه 0.6 میلی متر است. اولیه - 10 سیم 0.6 با هم پیچ خورده 18 چرخش (کل). ردیف اول فقط برای 9 چرخش مناسب است. بعد، بقایای اولیه را کنار بگذارید، 6 دور سیم 0.6 را به 50 قطعه تا کنید و همچنین پیچانده کنید. و سپس دوباره باقی مانده از اولیه، یعنی 9 چرخش. عایق بین لایه ای را فراموش نکنید (من از چندین لایه کاغذ نقدی، 5 یا 6 استفاده کردم، دیگر این کار را نمی کنیم، در غیر این صورت سیم پیچ در پنجره قرار نمی گیرد). هر لایه با اپوکسی آغشته شد.

سپس همه چیز را جمع می کنیم، بین نیمه های فریت E70 به فاصله 0.1 میلی متر نیاز است و یک واشر از یک رسید نقدی معمولی روی هسته های بیرونی قرار می دهیم. همه چیز را به هم می چسبانیم و به هم می چسبانیم.

با اسپری رنگ مشکی مات زدم و لاک زدم. بله، تقریباً فراموش کردم، وقتی هر سیم پیچی را می پیچیم، آن را با نوار پوشش می بندیم - به اصطلاح آن را عایق می کنیم. فراموش نکنید که ابتدا و انتهای سیم پیچ ها را علامت بزنید؛ این برای فازبندی و مونتاژ بیشتر مفید خواهد بود. اگر فازبندی ترانسفورماتور نادرست باشد، دستگاه با نصف قدرت پخت می شود.

هنگامی که اینورتر به شبکه متصل می شود، شارژ خازن های خروجی آغاز می شود. جریان شارژ اولیه بسیار زیاد و قابل مقایسه با اتصال کوتاه است و می تواند منجر به فرسودگی پل دیود شود. ناگفته نماند که برای تهویه مطبوع این نیز مملو از خرابی است. برای جلوگیری از چنین جهش شدید جریان در لحظه روشن شدن، محدود کننده های شارژ خازن نصب می شوند. در مدار بارمالی، اینها 2 مقاومت 30 اهم، با قدرت هر کدام 5 وات، در مجموع 15 اهم در 10 وات هستند. مقاومت جریان شارژ خازن ها را محدود می کند و پس از شارژ شدن آنها می توانید با دور زدن این مقاومت ها به طور مستقیم برق را تامین کنید که این همان کاری است که رله انجام می دهد.

در دستگاه جوش طبق طرح بارمالی از رله WJ115-1A-12VDC-S استفاده می شود. منبع تغذیه سیم پیچ رله - 12 ولت DC، بار سوئیچینگ 20 آمپر، 220 ولت AC. در محصولات خانگی استفاده از رله 12 ولت 30 آمپر خودرو بسیار رایج است. با این حال، آنها برای سوئیچینگ جریان تا 20 آمپر ولتاژ اصلی طراحی نشده اند، اما، با این وجود، ارزان، در دسترس هستند و به طور کامل با وظیفه خود مقابله می کنند.

بهتر است از یک مقاومت سیم پیچ معمولی به عنوان مقاومت محدود کننده جریان استفاده کنید؛ این مقاومت در برابر هر بار اضافه بار مقاومت می کند و ارزان تر از نمونه های وارداتی است. به عنوان مثال، C5-37 V 10 (20 اهم، 10 وات، سیم). به جای مقاومت، می توانید خازن های محدود کننده جریان را به صورت سری در مدار ولتاژ متناوب قرار دهید. به عنوان مثال K73-17، 400 ولت، ظرفیت کل 5-10 µF. خازن ها 3 uF هستند، ظرفیت 2000 uF را در حدود 5 ثانیه شارژ می کنند. محاسبه جریان شارژ خازن به شرح زیر است: 1 μF جریان را در 70 میلی آمپر محدود می کند. به نظر می رسد 3 uF در سطح 70x3 = 210 میلی آمپر.

بالاخره همه چیز را کنار هم گذاشتم و راه اندازی کردم. حد فعلی روی 165 آمپر تنظیم شده بود، اکنون اجازه دهید اینورتر جوشکاری را در حالت خوبی قرار دهیم. هزینه یک اینورتر خانگی تقریباً 2500 روبل است - من قطعات را از طریق اینترنت سفارش دادم.

سیم را از دکان گیره گرفتم. همچنین می توانید سیم تلویزیون ها را از مدار مغناطیس زدایی از کینسکوپ جدا کنید (این تقریباً یک سیم ثانویه آماده است). دریچه گاز از E65، نوار مسی به عرض 5 میلی متر و ضخامت 2 میلی متر - 18 دور. اندوکتانس با افزایش فاصله بین دو نیمه به 84 میکروH تنظیم شد؛ آن 4 میلی متر بود. همچنین می توانید به جای نوار آن را با سیم 0.6 میلی متری بپیچید، اما قرار دادن آن دشوارتر خواهد بود. اولیه روی ترانسفورماتور را می توان با یک سیم 1.2 میلی متری، مجموعه ای از 5 تکه 18 چرخشی، پیچید، اما می توانید از سیم های 0.4 میلی متری نیز برای محاسبه تعداد سیم برای مقطع مورد نیاز خود استفاده کنید. ، 15 عدد 0.4 میلی متر 18 دور.

بعد از نصب و راه اندازی مدار روی برد، همه چیز را کنار هم گذاشتم. بارمالی آزمایشات را با موفقیت پشت سر گذاشت: او سه و چهار الکترود را با آرامش کشید. حد فعلی 165 آمپر تعیین شد. دستگاه را مونتاژ و آزمایش کرد: Arcee .

در مورد مقاله WELDING INVERTER BARMALY بحث کنید

تاسیسات جوشکاری خودکار درزهای طولی پوسته - موجود است!
عملکرد بالا، راحتی، سهولت عملیات و قابلیت اطمینان در عملیات.

صفحه های جوشکاری و پرده های محافظ - موجود است!
حفاظت در برابر تشعشع در هنگام جوشکاری و برش. انتخاب بزرگ
تحویل در سراسر روسیه!

اغلب، هنگام ساخت اینورترهای جوشکاری، از سه نوع اصلی مبدل فرکانس بالا استفاده می شود: نیم پل، پل نامتقارن (یا "پل مایل") و پل کامل. در پوشش نیم پل و پل کامل، مبدل های تشدید وجود دارد. بسته به سیستم کنترل پارامترهای خروجی، مبدل‌ها با PWM (عرض پالس)، با PFM (کنترل فرکانس)، با کنترل فاز و ترکیبی از این سه موجود هستند. همه این نوع مبدل ها مزایا و معایب خود را دارند. بیایید با نیم پل با PWM شروع کنیم. بلوک دیاگرام چنین مبدلی در شکل 3 نشان داده شده است.

این ساده ترین مبدل از خانواده دو زمانه است، اما کمتر قابل اعتماد نیست. عیب این مدار این است که ولتاژ "نوسان" در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور قدرت برابر با نصف ولتاژ تغذیه است. اما از طرف دیگر، این واقعیت یک امتیاز مثبت است؛ شما می توانید بدون ترس از وارد شدن به حالت اشباع، از هسته کوچکتری استفاده کنید.

برای اینورترهای کم مصرف (2-ZkW)، چنین مبدلی بسیار امیدوارکننده است. اما کنترل PWM هنگام نصب مدارهای قدرت نیاز به دقت خاصی دارد؛ برای کنترل ترانزیستورهای قدرت باید درایورها نصب شوند. ترانزیستورهای چنین نیم پل در حالت سوئیچینگ سخت کار می کنند، بنابراین افزایش تقاضا بر روی سیگنال های کنترل قرار می گیرد.

بین دو پالس ضد فاز باید "زمان مرده" وجود داشته باشد، عدم توقف یا مدت زمان ناکافی آن، همیشه منجر به وقوع جریان عبوری از ترانزیستورهای قدرت می شود.

عواقب آن به راحتی قابل پیش بینی است - خرابی ترانزیستورها. نوع بسیار امیدوار کننده مبدل نیم پل، نیم پل تشدید کننده است. بلوک دیاگرام چنین نیم پل در شکل 4 نشان داده شده است.

جریانی که از مدارهای قدرت می گذرد، شکل سینوسی دارد و این باعث حذف بار از خازن های فیلتر می شود.

با این طراحی، کلیدهای برق نیازی به درایور ندارند! یک ترانسفورماتور پالس معمولی برای تعویض ترانزیستورهای قدرت کافی است. کیفیت پالس های کنترلی به اندازه مدار PWM قابل توجه نیست، اگرچه باید یک مکث وجود داشته باشد ("زمان مرده").

مزیت دیگر این است که این مدار به شما امکان می دهد بدون حفاظت جریان انجام دهید و شکل مشخصه ولتاژ جریان (مشخصه ولت-آمپر) دارای فرم سقوط فوری است و نیازی به شکل دهی پارامتری ندارد.

جریان خروجی فقط توسط اندوکتانس مغناطیسی ترانسفورماتور محدود می شود و می تواند در طول یک اتصال کوتاه به مقادیر قابل توجهی برسد؛ این امر باید هنگام انتخاب دیودهای خروجی در نظر گرفته شود، اما این خاصیت تأثیر مثبتی بر احتراق و سوختن ترانسفورماتور دارد. قوس!

به طور معمول، پارامترهای خروجی با تغییر فرکانس تنظیم می شوند، اما استفاده از کنترل فاز مزایای بسیار بیشتری می دهد و برای یک اینورتر جوشکاری امیدوارکننده ترین است، زیرا به شما امکان می دهد از چنین پدیده ناخوشایندی مانند همزمانی رزونانس با کوتاه عبور کنید. حالت مدار، و محدوده تنظیم پارامترهای خروجی بسیار گسترده تر است. تنظیم فاز به شما امکان می دهد جریان خروجی را عملا از 0 به Imax تغییر دهید.

طرح بعدی یک پل نامتقارن یا "پل مایل" است. بلوک دیاگرام چنین مبدلی در شکل 5 نشان داده شده است.

پل نامتقارن یک مبدل جریان رو به جلو تک چرخه است.

مبدل این پیکربندی هم در بین سازندگان اینورترهای جوشکاری و هم در بین آماتورهای رادیویی بسیار محبوب است. اولین اینورترهای جوشکاری دقیقاً مانند یک "پل مورب" ساخته شدند. سادگی و قابلیت اطمینان، فرصت های فراوان برای تنظیم جریان خروجی، ایمنی نویز - همه اینها هنوز هم توسعه دهندگان اینورترهای جوشکاری را جذب می کند.

و اگرچه معایب چنین مبدل بسیار قابل توجه است، اما این جریان های بزرگ از طریق ترانزیستورها، الزامات بالا برای شکل پالس های کنترل است، که به معنای استفاده از درایورهای قدرتمند برای کنترل کلیدهای برق، نیازهای بالا برای نصب مدارهای قدرت، بزرگ است. جریان های پالسی تقاضای زیادی برای خازن های فیلتر ورودی ایجاد می کنند، خازن های الکترولیتی واقعاً جریان های پالس بزرگ را دوست ندارند. برای نگه داشتن ترانزیستورها در محدوده ODZ (محدوده مقدار مجاز)، زنجیره های RCD (snubbers) مورد نیاز است.

اما، با وجود تمام این کاستی ها و راندمان پایین، "پل مایل" هنوز در جوشکاری اینورترها تا به امروز استفاده می شود. ترانزیستورهای T1 و T2 در فاز عمل می کنند و با هم باز و بسته می شوند. انرژی در ترانسفورماتور ذخیره نمی شود، بلکه در سلف خروجی سلف ذخیره می شود. چرخه کار از 50٪ تجاوز نمی کند، به همین دلیل است که برای به دست آوردن قدرت یکسان با مبدل پل، جریان دو برابری از طریق ترانزیستورها لازم است. عملکرد چنین مبدلی با استفاده از مثال یک اینورتر جوش واقعی با جزئیات بیشتری مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

نوع بعدی مبدل یک پل کامل با PWM است. مبدل کلاسیک فشار کش! بلوک دیاگرام پل کامل در شکل 6 نشان داده شده است.

مدار پل این امکان را فراهم می کند که 2 برابر بیشتر از نیم پل و 2 برابر بیشتر از "پل مورب" با مقادیر یکسان جریان و تلفات سوئیچینگ برق به دست آورید. این با این واقعیت توضیح داده می شود که "نوسان" ولتاژ سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور قدرت برابر با ولتاژ تغذیه است.

بر این اساس، برای به دست آوردن قدرت یکسان، به عنوان مثال، با نیم پل (که در آن ولتاژ درایو منبع تغذیه 0.5U است)، جریان عبوری از ترانزیستورها 2 برابر کمتر خواهد شد! ترانزیستورهای پل کامل زمانی که T1 - T3 باز هستند، T2 - T4 بسته هستند، مورب عمل می کنند و بالعکس. ترانسفورماتور جریان مقدار دامنه جریانی را که از مورب روشن شده عبور می کند نظارت می کند. شما می توانید جریان خروجی چنین مبدلی را به دو روش تنظیم کنید:

1) مدت زمان پالس کنترل را تغییر دهید و ولتاژ قطع را بدون تغییر باقی بگذارید.

2) سطح ولتاژ قطع خروجی از ترانسفورماتور جریان را تغییر دهید و مدت زمان پالس های کنترل را بدون تغییر باقی بگذارید.

هر دوی این روش ها به شما امکان می دهند جریان خروجی را در محدوده نسبتاً وسیعی تغییر دهید. معایب و الزامات یک پل کامل با PWM دقیقاً مانند یک پل نیم پل با PWM است. (بالا را ببین). و در نهایت، بیایید امیدوارکننده ترین مدار مبدل RF را برای یک اینورتر جوشکاری در نظر بگیریم - یک پل تشدید. بلوک دیاگرام در شکل 7 نشان داده شده است.

همانطور که در نگاه اول به نظر می رسد، مدار پل تشدید تفاوت زیادی با پل PWM ندارد و این درست است. در عمل، فقط یک مدار رزونانس LC اضافه شده است که به صورت سری به ترانسفورماتور قدرت متصل می شود. با این حال، معرفی این زنجیره به طور کامل فرآیندهای انتقال نیرو را تغییر می دهد. تلفات کاهش می یابد، راندمان افزایش می یابد، سطح تداخل الکترومغناطیسی با مرتبه های بزرگی کاهش می یابد و بار روی الکترولیت های ورودی کاهش می یابد. همانطور که می بینید، می توانید حفاظت جریان را به طور کامل حذف کنید؛ درایورهای ترانزیستور قدرت تنها زمانی مورد نیاز است که از ترانزیستورهای MOSFET با ظرفیت گیت بیشتر از 5000 pF استفاده شود. برای ترانزیستورهای IGBT، یک ترانسفورماتور پالس کافی است.

جریان خروجی مبدل تشدید به دو روش فرکانس و فاز قابل کنترل است. هر دوی آنها قبلاً در شرح نیم پل رزونانس ذکر شد. و آخرین نوع مبدل RF یک پل کامل با چوک نشتی است. مدار آن عملا هیچ تفاوتی با مدار پل تشدید (نیم پل) ندارد، همانطور که مدار LC به صورت سری با ترانسفورماتور وصل می شود، فقط تشدید نیست. C = 22 μFx63V به عنوان یک خازن متعادل کننده عمل می کند و L سلف به عنوان یک راکتانس عمل می کند که مقدار آن به طور خطی به فرکانس بستگی دارد. کنترل چنین مبدل فرکانس است. با افزایش فرکانس، مقاومت L افزایش می یابد. جریان عبوری از ترانسفورماتور قدرت کاهش می یابد. ساده و قابل اعتماد. اکثر اینورترهای صنعتی بر اساس این اصل تنظیم و محدود کردن جریان خروجی ساخته می شوند.

بخش برق دستگاه جوش نیمه اتوماتیک نوع اینورتر خانگی ما مبتنی بر یک مدار پل نامتقارن یا همانطور که به آن "پل مایل" نیز گفته می شود. این یک مبدل رو به جلو تک سر است. از مزایای چنین طرحی می توان به سادگی، قابلیت اطمینان، حداقل تعداد قطعات و ایمنی بالای سر و صدا اشاره کرد. تاکنون بسیاری از تولیدکنندگان محصولات خود را با استفاده از طرح "پل مایل" تولید می کنند. شما همچنین نمی توانید بدون معایب انجام دهید - این جریان های پالس بزرگ از منبع تغذیه، راندمان پایین تر از مدارهای دیگر و جریان های بزرگ از طریق ترانزیستورهای قدرت هستند.

بلوک دیاگرام مبدل رو به جلو "پل مایل"

بلوک دیاگرام چنین دستگاهی در شکل نشان داده شده است:

ترانزیستورهای قدرت VT1 و VT2 در یک فاز کار می کنند، یعنی همزمان باز و بسته می شوند، بنابراین، در مقایسه با یک پل کامل، جریان عبوری از آنها دو برابر بیشتر است. ترانسفورماتور TT بازخورد جریان را ارائه می دهد.
اطلاعات بیشتر در مورد انواع مبدل اینورتر دستگاه جوش را می توانید از کتاب مطالعه کنید.

توضیحات مدار اینورتر

دستگاه جوش اینورتر نیمه اتوماتیک، کارکرد در حالت های MMA (جوشکاری قوس الکتریکی) و MAG (جوشکاری سیم ویژه در محیط گاز).

برد کنترل

اجزای اینورتر زیر بر روی برد کنترل نصب شده است: یک نوسانگر اصلی با یک ترانسفورماتور ایزولاسیون گالوانیکی، واحدهای بازخورد جریان و ولتاژ، یک واحد کنترل رله، یک واحد حفاظت حرارتی و یک واحد "ضد چسب".

نوسانگر اصلی

واحد کنترل جریان (برای حالت MMA) و نوسانگر اصلی (OG) روی ریز مدارهای LM358N و UC2845 مونتاژ می شوند. UC2845 به‌عنوان MG انتخاب شد، به جای UC3845 رایج‌تر، به دلیل پارامترهای پایدارتر قبلی.

فرکانس تولید به عناصر C10 و K19 بستگی دارد و با فرمول f = (1800/(R*C))/2 محاسبه می‌شود، جایی که R و C بر حسب کیلو اهم و نانوفاراد هستند، فرکانس بر حسب کیلوهرتز است. در این مدار فرکانس 49 کیلوهرتز است.

پارامتر مهم دیگر ضریب پر است که با استفاده از فرمول Kzap = t/T محاسبه می شود. نمی تواند بیش از 50٪ باشد و در عمل 44-48٪ است. این بستگی به نسبت فرقه های C10 و R19 دارد. اگر خازن تا حد امکان کوچک باشد و مقاومت تا حد امکان بزرگ باشد، Kzap نزدیک به 50٪ خواهد بود.

پالس های SG تولید شده به سوئیچ VT5 که بر روی ترانسفورماتور جداسازی گالوانیکی T1 (TGR) کار می کند، بر روی هسته EE25 پیچیده می شود که در واحدهای الکترونیکی برای راه اندازی لامپ های فلورسنت (بالاست های الکترونیکی) استفاده می شود. تمام سیم پیچ ها برداشته می شوند و سیم پیچ های جدید مطابق نمودار پیچیده می شوند. به جای ترانزیستور IRF520، می توانید از هر یک از این سری - IRF530، 540، 630 و غیره استفاده کنید.

بازخورد فعلی

همانطور که قبلا ذکر شد، برای جوش قوس الکتریکیآنچه مهم است یک جریان خروجی پایدار است، برای نیمه اتوماتیک - یک ولتاژ ثابت. بازخورد جریان بر روی ترانسفورماتور جریان TT سازماندهی شده است؛ این یک حلقه فریت به اندازه K 20 x 12 x 5 است که در ترمینال پایینی (طبق نمودار) سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور قدرت قرار می گیرد. بسته به جریان سیم پیچ اولیه T2، عرض پالس اسیلاتور اصلی کاهش یا افزایش می یابد و جریان خروجی را بدون تغییر نگه می دارد.

بازخورد ولتاژ

جوشکاری نیمه خود کارنوع اینورتر به بازخورد ولتاژ نیاز دارد؛ برای این کار، در حالت MAG، سوئیچ S1.1 ولتاژ را از خروجی دستگاه به واحد تنظیم ولتاژ خروجی، مونتاژ شده روی عناصر R55، D18، U2 تامین می کند. مقاومت قدرتمند K50 جریان اولیه را تنظیم می کند. و با کنتاکت های S1.2، کلید روی ترانزیستور VT1 رگولاتور R2 را به حداکثر جریان متصل می کند و کلید VT3 حالت "ضد چسب" را خاموش می کند (خاموش کردن احتراق هنگام چسبیدن الکترود).

بلوک محافظ حرارتی

یک دستگاه جوش نیمه اتوماتیک خانگی شامل یک مدار حفاظت از گرمای بیش از حد است: این توسط یک واحد روی ترانزیستورهای VT6، VT7 ارائه می شود. سنسورهای دما در 75 درجه سانتیگراد (دو مورد از آنها وجود دارد که معمولاً بسته هستند و به صورت سری متصل می شوند) روی رادیاتور دیودهای خروجی و روی یکی از رادیاتورهای ترانزیستورهای قدرت نصب می شوند. هنگامی که دما از آن فراتر رفت، ترانزیستور VT6 پایه 1 UC2845 را به زمین متصل می کند و تولید پالس ها را مختل می کند.

واحد کنترل رله

این بلوک بر روی یک ریز مدار DD1 CD4069UB (مشابه با 561LN2) و یک ترانزیستور VT14 BC640 مونتاژ شده است. این عناصر حالت عملیاتی زیر را ارائه می دهند: هنگامی که دکمه را فشار می دهید، رله شیر گاز بلافاصله روشن می شود، پس از حدود یک ثانیه، ترانزیستور VT17 به ژنراتور اجازه راه اندازی می دهد و در همان زمان رله مکانیزم خروجی روشن می شود.

رله هایی که "کشش" و شیر گاز و همچنین فن ها را کنترل می کنند، توسط تثبیت کننده روی MC7812 نصب شده بر روی برد کنترل تغذیه می شوند.

واحد قدرت مبتنی بر ترانزیستور HGTG30N60A4

از خروجی TGR، پالس های از پیش تولید شده توسط درایورهای ترانزیستور VT9 VT10 به سوئیچ های قدرت VT11، ME12 عرضه می شود. "Snubbers" به موازات پایانه های جمع کننده-امیتر این ترانزیستورها متصل می شوند - زنجیره های عناصر C24، D47، R57 و C26، D44، R59، که برای نگه داشتن ترانزیستورهای قدرتمند در محدوده مقادیر مجاز عمل می کنند. در مجاورت کلیدها یک خازن C28 وجود دارد که از 4 خازن 1 میکرون در 630 ولت مونتاژ شده است. دیودهای زنر Z7، Z8 برای محدود کردن ولتاژ در گیت های سوئیچ به 16 ولت ضروری هستند. هر ترانزیستور روی یک رادیاتور از یک پردازنده کامپیوتر با یک فن نصب می شود.

ترانسفورماتور قدرت و دیودهای یکسو کننده

عنصر اصلی مدار جوشکاری نیمه اتوماتیک ترانسفورماتور خروجی قدرتمند T2 است. این بر روی دو هسته E70، مواد N87 از EPCOS مونتاژ شده است.

محاسبه ترانسفورماتور جوشکاری

چرخش سیم پیچ اولیه طبق فرمول محاسبه می شود: N = (Upit * timp)/(Badd * Ssec)،
که در آن Upit = 320V - حداکثر ولتاژ تغذیه.
Timp = ((1000/f)/2)*K - مدت زمان پالس، K = (Kzap*2)/100 = (0.45*2)/100 = 0.9 timp = ((1000/49)/2)*0.9 = 9.2;
Vdop = 0.25 - القای مجاز برای مواد هسته؛
برش = 1400 – بخش هسته.
N = (320 * 9.2) / (0.25 * 1400) = 8.4، به 9 دور گرد شده است.
نسبت چرخش های ثانویه به اولیه باید تقریباً 1/3 باشد، یعنی. 3 دور سیم پیچ ثانویه را می پیچیم.

ترانسفورماتور قدرت را می توان روی یک اندازه استاندارد متفاوت پیچید؛ چرخش ها با استفاده از فرمول بالا محاسبه می شوند. به عنوان مثال، برای یک هسته 2 x E80 در f = 49Khz، چرخش در اصلی: 16، ثانویه: 5.

انتخاب مقطع سیم سیم پیچ های اولیه و ثانویه، سیم پیچی ترانسفورماتور

سطح مقطع سیم را با نرخ جریان خروجی 1mm.kv = 10A انتخاب می کنیم. این دستگاه باید تقریباً 190 آمپر تحت بار تولید کند، بنابراین مقطع ثانویه 19mm.kv (بسته ای از 61 سیم با قطر 0.63 میلی متر) را می گیریم. سطح مقطع اولیه 3 برابر کوچکتر انتخاب می شود، یعنی. 6 میلی متر مربع (بند 20 سیم به قطر 0.63 میلی متر). سطح مقطع سیم بسته به قطر آن به صورت زیر محاسبه می شود: S = D²/1.27 که D قطر سیم است.

سیم پیچی روی یک قاب ساخته شده از PCB 1 میلی متری بدون گونه های جانبی انجام می شود. قاب با توجه به ابعاد هسته بر روی یک قاب چوبی نصب می شود. سیم پیچ اولیه زخم است (همه چرخش در یک لایه). سپس 5 لایه کاغذ ترانسفورماتور ضخیم با سیم پیچ ثانویه در بالا. کویل ها با اتصالات پلاستیکی فشرده می شوند. سپس قاب با سیم پیچ از سنبه خارج می شود و در یک محفظه خلاء با لاک آغشته می شود. محفظه از یک شیشه لیتری با درب محکم و شیلنگ متصل به لوله مکش کمپرسور از یخچال ساخته شده است (به سادگی می توانید ترانس را یک روز در لاک فرو کنید ، فکر می کنم آن نیز اشباع می شود).