Установки для автоматичного зварювання поздовжніх швів обичайок - в наявності на складі!
Висока продуктивність, зручність, простота в управлінні і надійність в експлуатації.
Зварювальні екрани і захисні шторки - в наявності на складі!
Захист від випромінювання при зварюванні і різанні. Великий вибір.
Доставка по всейУкаіни!
Найбільш часто при побудові зварювальних інверторів застосовують три основних типи високочастотних перетворювачів: напівміст, асиметричний міст (або "косою міст") і повний міст. Під виглядом напівмоста і повного моста, є резонансні перетворювачі. Залежно від системи управління вихідними параметрами, перетворювачі бувають з ШІМ (широтно-імпульсна), з ЧИМ (частотна регулювання), з фазовою регулюванням, і комбінаціями з цих трьох. Всі ці типи перетворювачів мають свої переваги і свої недоліки. Почнемо з напівмоста з ШІМ. Блок схема такого перетворювача показана на рис.3.
Це найпростіший перетворювач з сімейства двухтактників, але від цього не менш надійний. Недоліком цієї схеми є те, що "розгойдування" напруги на первинній обмотці силового трансформатора, дорівнює половині напруги живлення. Але з іншого боку, цей факт є плюсом, можна застосувати сердечник меншого розміру, без побоювання заходу в режим насичення.
Для інверторів невеликої потужності (2-ЗкВт), такий перетворювач вельми перспективний. Але ШІМ управління вимагає особливої ретельності при монтажі силових ланцюгів, для управління силовими транзисторами необхідно ставити драйвери. Транзистори такого напівмоста працюють в режимі жорсткого перемикання, тому до керуючих сигналів пред'являються підвищені вимоги.
Обов'язкова наявність "мертвого часу" між двома протифазні імпульсами, відсутність паузи, або недостатня її тривалість, завжди призводить до виникнення наскрізного струму через силові транзистори.
Наслідки легко передбачувані - вихід транзисторів з ладу. Вельми перспективним видом полумостового перетворювача, є резонансний напівміст. Блок схема такого напівмоста приведена на Рис.4.
Як видно з блок схеми, резонансний напівміст набагато простіше, ніж напівміст з ШІМ. Простота побудови перетворювача за такою схемою обумовлена тим, що комутація ключів відбувається в нулі струму або в нулі напруги. Паразитні індуктивності монтажу автоматично враховуються, максимальний струм через транзистори обмежений послідовним резонансним контуром. Др. рез.-зріз.
Струм протікає через силові ланцюга має форму синусоїди, а це знімає навантаження з фільтруючих конденсаторів.
При такій побудові силові ключі не потребують драйверах! Досить звичайного імпульсного трансформатора, щоб переключити силові транзистори. Якість керуючих імпульсів не настільки істотно, як у схемі з ШІМ, хоча пауза ( "мертве час") повинна бути.
Ще один плюс, ця схема дозволяє обійтися без струмового захисту і форма ВАХ (вольт - амперна характеристика) має відразу падає вид і не потребує параметричної формуванні.
Вихідний струм обмежений тільки індуктивністю намагнічування трансформатора і може досягати значних величин при КЗ, це необхідно враховувати при виборі вихідних діодів, але це властивість позитивно впливає на підпал і горіння дуги!
Зазвичай вихідні параметри регулюються зміною частоти, однак застосування фазової регулювання дає набагато більше плюсів і є найбільш перспективною для зварювального інвертора, так як дозволяє обійти таке неприємне явище, як збіг резонансу з режимом КЗ, та й діапазон регулювання вихідних параметрів набагато ширше. Фазова регулювання дозволяє змінювати вихідний струм практично від 0 до Imax.
Наступна схема - асиметричний міст, або "косою міст". Блок схема такого перетворювача показана на Рис.5.
Асиметричний міст - однотактний, прямоходовой перетворювач.
Перетворювач такій конфігурації дуже популярний, як у виробників зварювальних інверторів, так і у радіоаматорів. Перші зварювальні інвертори були побудовані саме, як "косою міст". Простота і надійність, широкі можливості для регулювання вихідного струму, перешкодозахищеність - все це приваблює розробників зварювальних інверторів до цих пір.
І хоча недоліки такого перетворювача досить істотні, це великі струми через транзистори, високі вимоги до форми керуючих імпульсів, що має на увазі використання потужних драйверів для управління силовими ключами, високі вимоги до монтажу силових ланцюгів, великі імпульсні струми висувають високі вимоги до конденсаторів вхідного фільтру, електролітичні конденсатори дуже не люблять великі імпульсні струми. Для утримання транзисторів в ОДЗ (області допустимих значень) потрібні RCD ланцюжка (снаббери).
Але, незважаючи на всі ці недоліки і малий ККД, "косою міст" до наших днів застосовується в зварювальних інверторах. Транзистори Т1 і Т2 працюють синфазно, разом відкриваються і разом закриваються. Енергія накопичується не в трансформаторі, а у вихідний котушці індуктивності дроселя. Робочий цикл не перевищує 50%, саме тому для отримання однакової потужності з мостовим перетворювачем, потрібно подвійний струм через транзистори. Більш детально робота такого перетворювача буде розглянута на прикладі реального зварювального інвертора.
Наступний тип перетворювача - повний міст з ШІМ. Класичний двотактний перетворювач! Блок схема повного моста приведена на Рис.6.
Мостова схема дає можливість отримати потужність в 2 рази більше, ніж напівміст, і в 2 рази більше ніж "косою міст", при тих же величинах струмів і втрат на перемикання. Це пояснюється тим, що "розгойдування" напруги первинної обмотки силового трансформатора, дорівнює напрузі харчування.
Відповідно для отримання однакової потужності, наприклад з півмилі (в якому напруга розгойдування одно 0,5U піт.), Буде потрібно струм через транзистори в 2 рази менше! Транзистори повного моста працюють по діагоналі, коли Т1 - ТЗ відкриті, Т2 - Т4 закриті, і навпаки. Трансформатор струму відстежує амплітудне значення струму, що протікає через включену діагональ. Регулювати вихідний струм такого перетворювача можна двома способами:
1) змінювати тривалість імпульсу, залишаючи незмінним напруга відсічення;
2) змінювати рівень напруги відсічення приходить з токового трансформатора, залишаючи незмінним тривалість керуючих імпульсів.
Обидва ці способи дозволяють змінювати вихідний струм в досить широких межах. Недоліки та вимоги у повного моста з ШІМ, точно такі, як і у напівмоста з ШІМ. (Див. вище). І нарешті, розглянемо найбільш перспективну схему ВЧ перетворювача, для зварювального інвертора - резонансний міст. Блок схема представлена на Рис.7.
Як може здатися на перший погляд, схема резонансного моста не сильно відрізняється від моста з ШІМ, і це дійсно так. Практично додатково введена тільки LC резонансна ланцюжок, включена послідовно з силовим трансформатором. Однак введення цього ланцюжка повністю змінює процеси перекачування потужності. Зменшуються втрати, збільшується ККД, на порядки знижується рівень електромагнітних завад, знижується навантаження на вхідні електроліти. Як бачите можна повністю прибрати захист по струму, драйвери силових транзисторів можуть знадобитися лише в тому випадку, якщо застосовуються MOSFET транзистори з ємністю затвора більше 5000pF. Для IGBT транзисторів досить одного імпульсного трансформатора.
Керувати вихідним струмом резонансного перетворювача можна двома способами, це частотних і фазових. Обидва вони згадувалися раніше, в описі резонансного напівмоста. І останній тип ВЧ перетворювача - повний міст з дроселем розсіювання. Його схема практично нічим не відрізняється від схеми резонансного моста (напівмоста), точно так включена LC ланцюжок послідовно з трансформатором, тільки вона не є резонансною. С = 22мкфх63В працює як сімметрірующій конденсатор, a L дроселя, як реактивний опір, величина якого лінійно залежить від частоти. Управління такого перетворювача - частотне. Зі збільшенням частоти - опір L, збільшується. Струм через силовий трансформатор зменшується. Просто і надійно. Більшість промислових інверторів побудовані на такому принципі регулювання і обмеження вихідного струму.