인버터 용접기

지난 10년 동안 인버터 원리로 작동하는 새로운 용접기 설계에 대한 큰 관심과 인기의 절정은 다음과 같은 주요 이유 때문입니다.

• 향상된 솔기 품질;

• 핫 스타트, 전극의 점착 방지 및 아크 연소를 위한 복잡한 기능이 포함되어 있어 초보 용접공도 작업 가능;

• 용접 장비의 설계를 최소화하고 이동성을 보장합니다.

• 변압기에 비해 상당한 에너지 절약.

이러한 장점은 최신 마이크로 프로세서 기술의 도입으로 전극에 용접 아크를 생성하는 기술에 대한 접근 방식의 변화로 인해 가능해졌습니다.

용접 인버터는 어떻습니까

일반 전기 콘센트에서 나오는 220V 50Hz 전기로 전원이 공급됩니다. (3상 네트워크에서 작동하는 장치는 유사한 알고리즘을 사용합니다.) 주의해야 할 유일한 제한은 장치의 전력 소비입니다.주전원 보호 장치의 등급과 배선의 전도 특성을 초과해서는 안 됩니다.

인버터에서 용접 아크를 생성하는 데 사용되는 5가지 기술 주기의 순서가 사진에 나와 있습니다.

여기에는 다음에 의해 수행되는 프로세스가 포함됩니다.

• 정류기;

• 콘덴서 라인 필터;

• 고주파 변환기;

• 고주파 전압 강압 변압기;

• 고주파 정류기;

• 제어 체계.

이 모든 장치는 상자 안의 보드에 있습니다. 덮개를 제거하면 그림에 표시된 것과 같은 모양이 됩니다.

주 전압 정류기

본체에 위치한 수동 스위치를 통해 고정 전기 네트워크의 교류 전압이 공급됩니다. 다이오드 브리지에 의해 맥동 값으로 변환됩니다. 용접 아크의 모든 에너지는 이 블록의 반도체 소자를 통과합니다. 따라서 필요한 전압 및 전류 마진으로 선택됩니다.

방열을 개선하기 위해 작동 중에 심하게 가열되는 다이오드 어셈블리는 냉각 라디에이터에 장착되며 팬에서 공급되는 공기에 의해 추가로 불어납니다.

다이오드 브리지 가열은 온도 퓨즈 모드로 설정된 온도 센서에 의해 제어됩니다. 보호 요소로서 다이오드가 +90 ºC로 가열되면 전원 회로가 열립니다.

콘덴서 라인 필터

리플 전압을 생성하는 정류기의 출력 접점과 병렬로 두 개의 강력한 전해 커패시터가 연결되어 함께 작동합니다. 리플 변동을 완화하고 항상 전압 마진으로 선택됩니다.실제로 일반 필터 모드에서도 1.41배 증가하여 220 x 1.41 = 310볼트에 도달합니다.

이러한 이유로 최소 400V의 작동 전압을 위해 커패시터가 선택됩니다. 최대 용접 전류의 전력에 따라 각 구조에 대한 용량이 계산됩니다. 일반적으로 단일 커패시터의 경우 470마이크로패럿 이상입니다.

간섭 필터

작동하는 용접 인버터는 전자기 노이즈를 유발하기에 충분한 전력을 변환합니다. 이러한 방식으로 네트워크에 연결된 나머지 전기 장비를 방해합니다. 정류기 입력에서 제거하려면 다음을 설정하십시오. 유도 용량 필터.

그 목적은 작동 회로에서 다른 전기 소비 장치의 전원 네트워크로 오는 고주파 교란을 완화하는 것입니다.

인버터

직류 전압을 고주파로 변환하는 것은 다른 원리에 따라 수행할 수 있습니다.

용접 인버터에서 "경사진 브리지" 원리로 작동하는 두 가지 유형의 회로가 가장 자주 발견됩니다.

• 하프 브리지 하프 브리지 펄스 변환기;

• 풀 브리지 펄스 변환기.

그림은 첫 번째 회로의 구현을 보여줍니다.

여기에는 두 개의 강력한 트랜지스터 스위치가 사용됩니다. 직렬 반도체 장치에 조립할 수 있습니다. MOSFET 또는 IGBT.

캐스케이드 MOSFET은 저전압 인버터에서 잘 작동하며 용접 부하도 잘 처리합니다. 고용량의 고속 충전/방전을 위해서는 하나의 트랜지스터로 캐패시터를 빠르게 충전하고 다른 트랜지스터로 접지와 방전을 짧게 하기 위해 역위상 신호 제어 기능이 있는 푸시 드라이버가 필요합니다.

바이폴라 IGBT는 용접 인버터에서 인기를 얻고 있습니다.고전압으로 큰 전력을 쉽게 전송할 수 있지만 더 복잡한 제어 알고리즘이 필요합니다.

하프 브리지 펄스 변환기의 구성은 중간 가격 범주의 용접 인버터 구성에서 찾을 수 있습니다. 효율이 좋고 신뢰할 수 있으며 변압기를 형성합니다. 직사각형 펄스 수십 kHz의 고주파.

풀 브리지 펄스 변환기는 더 복잡하며 두 개의 추가 트랜지스터를 포함합니다.

두 개의 결합된 슬랜트 ​​브리지 모드에서 쌍으로 작동하는 트랜지스터 스위치가 있는 고주파 변압기의 모든 가능성을 최대한 활용합니다.

이 회로는 가장 강력하고 값비싼 용접 인버터에 사용됩니다.

모든 주요 트랜지스터는 강력한 방열판에 설치되어 열을 제거합니다. 또한 RC 필터를 댐핑하여 가능한 전압 스파이크로부터 추가로 보호됩니다.

고주파 변압기

이것은 일반적으로 페라이트 자기 회로의 특수 변압기 구조로, 최소 손실로 인버터 후 고주파 전압을 약 60 ~ 70볼트의 안정적인 아크 점화로 강압합니다.

최대 수백 암페어의 큰 용접 전류가 2차 권선에 흐릅니다. 따라서 vol. / 2차 권선에 상대적으로 낮은 전류 값과 높은 전압을 갖는 H 에너지, 이미 감소된 전압으로 용접 전류가 형성됩니다.

고주파 사용과 페라이트 자기 회로로의 전환으로 인해 변압기 자체의 무게와 크기가 크게 감소하고 철 자성의 반전으로 인한 전력 손실이 감소하고 효율이 증가합니다.

예를 들어, 160암페어의 용접 전류를 제공하는 철 자기 코어가 있는 구형 디자인의 용접 변압기는 무게가 약 18kg이고 고주파 변압기(동일한 전기적 특성을 가짐)는 0.3kg보다 약간 적습니다.

장치 무게와 그에 따른 작업 조건의 이점은 분명합니다.

전원 출력 정류기

고주파 전류에 반응할 수 있는 특수 고속, 초고속 다이오드로 조립된 브리지를 기반으로 합니다. 약 50나노초의 복구 시간으로 열리고 닫힙니다.

기존의 다이오드는 이 작업에 대처할 수 없습니다. 과도 기간은 전류의 정현파 고조파 기간의 약 절반 또는 약 0.01초에 해당합니다. 이 때문에 빠르게 가열되고 화상을 입습니다.

고전압 변압기의 트랜지스터와 같은 파워 다이오드 브리지는 방열판에 배치되고 전압 스파이크에 대해 댐핑 RC 회로로 보호됩니다.

정류기의 출력 단자는 용접 케이블을 전극 회로에 단단히 연결하기 위해 두꺼운 구리 러그로 만들어졌습니다.

제어 방식의 특성

용접 인버터의 모든 동작은 다양한 센서를 이용한 피드백을 통해 프로세서에 의해 제어 및 제어되며, 이는 모든 유형의 금속 접합에 거의 이상적인 용접 전류 매개 변수를 제공합니다.

정밀하게 투여된 하중 덕분에 용접 중 에너지 손실이 크게 줄어듭니다.

제어 회로를 작동하기 위해 내부적으로 220V 입력 회로에 연결된 전원 공급 장치에서 일정한 안정화 전압이 공급됩니다.이 긴장은 다음을 목표로 합니다.

• 라디에이터 및 보드용 냉각 팬;

• 소프트 스타트 릴레이;

• LED 표시기;

• 마이크로프로세서와 연산 증폭기에 전원을 공급합니다.

소프트 스타트 인버터용 릴레이는 이름에서 명확합니다. 다음 원리에 따라 작동합니다. 인버터를 켜는 순간 네트워크 필터의 전해 커패시터가 매우 급격히 충전되기 시작합니다. 충전 전류가 매우 높아 정류기 다이오드를 손상시킬 수 있습니다.

이를 방지하기 위해 활성 저항으로 초기 돌입 전류를 줄이는 강력한 저항에 의해 전하가 제한됩니다. 커패시터가 충전되고 인버터가 설계 모드에서 작동하기 시작하면 소프트 스타트 릴레이가 활성화되고 일반적으로 열린 접점을 통해 이 저항기를 조작하여 안정화 회로에서 제거합니다.

거의 모든 인버터 로직은 마이크로프로세서 컨트롤러 내부에 포함되어 있습니다. 변환기의 강력한 트랜지스터 작동을 제어합니다.

게이트 및 이미 터 전력 트랜지스터의 과전압 보호는 ​​제너 다이오드 사용을 기반으로 합니다.

센서는 전류 트랜스포머인 고주파 트랜스포머의 권선 회로에 연결되며, 이 트랜스포머는 2차 회로와 함께 논리 처리를 위해 크기와 각도에 비례하는 신호를 보냅니다. 이러한 방식으로 용접 전류의 강도는 인버터의 시동 및 작동 중에 용접 전류에 영향을 미치도록 제어됩니다.

장치의 전원 정류기 입력에서 입력 전압의 크기를 제어하기 위해 연산 증폭기 마이크로 회로가 연결됩니다.전압 및 전류 보호 장치의 신호를 지속적으로 분석하여 작동중인 발전기를 차단하고 인버터를 전원 공급 장치에서 분리해야 하는 비상 상황의 순간을 판단합니다.

공급 전압의 최대 편차는 비교기에 의해 제어됩니다. 임계 에너지 값에 도달하면 트리거됩니다. 신호는 논리 요소에 의해 순차적으로 처리되어 발전기와 인버터 자체를 끕니다.

용접 아크의 전류를 수동으로 조정하기 위해 조정 전위차계가 사용되며 손잡이가 장치 본체로 나옵니다. 저항을 변경하면 다음과 같은 제어 방법 중 하나를 사용할 수 있습니다.

• 인버터의 진폭 in / h 전압;

• 고주파 펄스의 주파수;

• 맥박 지속 시간.

용접 인버터의 기본 작동 규칙 및 고장 원인

복잡한 전자 장비에 대한 존중은 항상 장기적이고 안정적인 작동의 핵심입니다. 그러나 안타깝게도 모든 사용자가 이 조항을 실제로 적용하는 것은 아닙니다.

용접 인버터는 생산 작업장, 건설 현장에서 작동하거나 개인 차고 또는 여름 별장에서 가정 장인이 사용합니다.

생산 환경에서 인버터는 상자 내부에 먼지가 쌓이는 경우가 가장 많습니다. 소스는 금속, 콘크리트, 화강암, 벽돌을 가공하는 모든 도구 또는 금속 가공 기계가 될 수 있습니다. 이는 그라인더, 벽돌공, 천공기로 작업할 때 특히 일반적입니다...

용접 중 발생한 고장의 다음 이유는 경험이 부족한 용접공이 전자 회로에 비표준 부하를 생성하기 때문입니다.예를 들어 저전력 용접 인버터로 탱크 타워 또는 철도 레일의 전면 장갑을 절단하려고 하면 이러한 작업의 결과는 분명하게 예측할 수 있습니다. 즉, IGBT 또는 MOSFET 전자 부품이 타는 것입니다.

제어 회로 내부에는 점진적으로 증가하는 열 부하로부터 보호하는 열 릴레이가 작동하지만 용접 전류의 급격한 점프에 반응할 시간이 없습니다.

각 용접 인버터는 «PV» 매개변수로 특징지어집니다. 이는 기술 여권에 표시된 중지 일시 중지 시간과 비교하여 켜진 시간입니다. 이러한 플랜트 권장 사항을 따르지 않으면 불가피한 충돌이 발생합니다.

신체가 외부 기계적 충격이나 움직이는 자동차 프레임의 진동에 노출될 때 장치의 부주의한 취급은 운송 또는 운송이 불량한 것으로 표현될 수 있습니다.

직원 중에는 하우징 소켓에 용접 케이블을 고정하는 접점의 풀림과 같이 즉각적인 제거가 필요한 명백한 오작동 징후가있는 인버터 작동 사례가 있습니다. 그리고 고가의 장비를 숙련되지 않고 제대로 훈련되지 않은 직원에게 넘겨주는 것 역시 사고로 이어지는 경우가 많습니다.

집에서 특히 차고 협동 조합에서 공급 전압 강하가 자주 발생하며 용접공은 이에주의를 기울이지 않고 인버터에서 할 수 있고 할 수없는 모든 것을 "압착"하여 작업을 더 빨리 수행하려고합니다 ...

열악한 차고 또는 창고에 고가의 전자 장비를 겨울철에 보관하면 보드의 공기 중의 응축수 침착, 접점 산화, 트랙 손상 및 기타 내부 손상이 발생합니다.마찬가지로, 이러한 장치는 -15도 이하의 저온 또는 대기 강우에서 작동하는 데 어려움을 겪습니다.

용접 작업을 위해 인버터를 이웃에게 양도하는 것이 항상 좋은 결과로 끝나는 것은 아닙니다.

그러나 워크샵의 일반적인 통계에 따르면 개인 소유주에게는 용접 장비가 더 오래 더 잘 작동합니다.

설계 결함

이전 버전의 용접 인버터는 신뢰성이 낮습니다. 용접 변압기… 그리고 특히 IGBT 모듈의 최신 설계에는 이미 비슷한 매개변수가 있습니다.

용접 과정에서 하우징 내부에 많은 양의 열이 발생합니다. 중급 모델에서도 회로 기판과 전자 부품을 제거하고 냉각하는 데 사용되는 시스템은 그다지 효율적이지 않습니다. 따라서 작동 중에는 내부 부품 및 장치의 온도를 낮추기 위해 중단을 관찰해야 합니다.

모든 전자 회로와 마찬가지로 인버터 장치는 높은 습도와 결로로 인해 기능을 잃습니다.

설계에 노이즈 제거 필터가 포함되어 있음에도 불구하고 상당한 고주파 간섭이 전원 회로에 침투합니다. 이 문제를 제거하는 기술 솔루션은 장치를 상당히 복잡하게 만들어 모든 장비의 가격을 급격히 상승시킵니다.