ماكينات اللحام العاكس

يعود الاهتمام الكبير وذروة الشعبية التي زادت في العقد الماضي في التصميمات الجديدة لآلات اللحام التي تعمل على مبدأ المحولات إلى الأسباب الرئيسية التالية:

• زيادة جودة التماس.

• توافر العمليات حتى بالنسبة إلى عمال اللحام المبتدئين بسبب تضمين مجموعة من الوظائف لبدء التشغيل على الساخن ومقاومة التصاق القطب وحرق القوس ؛

• التقليل من تصميم معدات اللحام ، وضمان حركتها ؛

• توفير كبير في الطاقة مقارنة بالمحولات.

أصبحت هذه المزايا ممكنة بسبب التغيير في نهج تقنية إنشاء قوس لحام على قطب كهربائي بسبب إدخال أحدث التطورات في تكنولوجيا المعالجات الدقيقة.

كيف هي لحام انفرتر

يتم تشغيلها بواسطة كهرباء 220 فولت 50 هرتز ، والتي تأتي من مأخذ كهربائي منتظم. (الجهاز الذي يعمل في شبكة ثلاثية الطور يستخدم خوارزميات مماثلة.) القيد الوحيد الذي يجب الانتباه إليه هو استهلاك الطاقة للجهاز.يجب ألا يتجاوز تصنيف أجهزة الحماية الرئيسية والخصائص الموصلة للأسلاك.

يظهر في الصورة تسلسل الدورات التكنولوجية الخمس المستخدمة لإنشاء قوس لحام من العاكس.

وتشمل هذه العمليات التي يقوم بها:

• المعدل.

• مرشح خط المكثف

• محول عالي التردد

• محول تنحى الجهد عالي التردد ؛

• مقوم عالي التردد

• مخطط التحكم.

كل هذه الأجهزة موجودة على السبورة داخل الصندوق. مع إزالة الغطاء تبدو كما هو موضح في الصورة.

مقوم الجهد الكهربائي

يتم تزويده بجهد متناوب لشبكة كهربائية ثابتة من خلال مفتاح يدوي موجود على الجسم. يتم تحويله بواسطة جسر الصمام الثنائي إلى قيمة نابضة. تمر كل طاقة قوس اللحام عبر عناصر أشباه الموصلات في هذه الكتلة. لذلك ، يتم اختيارهم بالهامش الضروري للجهد والتيار.

لتحسين تبديد الحرارة ، يتم تركيب مجموعة الصمام الثنائي ، التي تتعرض لتدفئة خطيرة أثناء التشغيل ، على مشعات التبريد ، والتي يتم تفجيرها بشكل إضافي بواسطة الهواء المزود من المروحة.

يتم التحكم في تسخين جسر الصمام الثنائي بواسطة مستشعر درجة حرارة مضبوط على وضع الصمامات الحرارية. كعنصر حماية ، عند تسخين الثنائيات إلى +90 درجة مئوية ، يفتح دائرة الطاقة.

مرشح خط المكثف

بالتوازي مع التلامس الناتج للمقوم ، الذي ينتج عنه تموج الجهد ، يتم توصيل مكثفين كهربائيين قويتين للعمل معًا. إنها تعمل على تهدئة تقلبات التموج ويتم اختيارها دائمًا بهامش الجهد.في الواقع ، حتى في وضع الفلتر العادي ، يزيد بمقدار 1.41 مرة ويصل إلى 220 × 1.41 = 310 فولت.

لهذا السبب ، يتم اختيار المكثفات لجهد تشغيل لا يقل عن 400 فولت. يتم حساب سعتها لكل هيكل وفقًا لقوة تيار اللحام الأقصى. يتراوح عادة من 470 ميكروفاراد أو أكثر لمكثف واحد.

مرشح التدخل

يقوم محول اللحام العامل بتحويل طاقة كهربائية كافية لإحداث ضوضاء كهرومغناطيسية. وبهذه الطريقة ، فإنه يتداخل مع باقي المعدات الكهربائية المتصلة بالشبكة. لإزالتها عند إدخال المعدل ، اضبط مرشح حثي سعوي.

والغرض منه هو تهدئة الاضطرابات عالية التردد القادمة من دائرة العمل إلى شبكة الطاقة للمستهلكين الكهربائيين الآخرين.

العاكس

يمكن تحويل الجهد المباشر إلى التردد العالي وفقًا لمبادئ مختلفة.

في محولات اللحام ، يوجد نوعان من الدوائر التي تعمل على مبدأ "الجسر المائل":

• محول النبض نصف الجسر ؛

• محول النبض كامل الجسر.

يوضح الشكل تنفيذ الدائرة الأولى.

يتم استخدام مفتاحي ترانزستور قويين هنا. يمكن تجميعها على سلسلة من أجهزة أشباه الموصلات MOSFET أو IGBT.

تعمل Cascade MOSFETs بشكل جيد في محولات الجهد المنخفض وأيضًا التعامل مع أحمال اللحام بشكل جيد. لشحن / تفريغ سريع عالي السعة ، يحتاجون إلى محرك دفع مع تحكم في إشارة الطور لشحن المكثفات بسرعة باستخدام ترانزستور وقصير إلى الأرض لتفريغه بآخر.

تكتسب ثنائي القطب IGBTs شعبية في محولات اللحام.يمكنها بسهولة نقل قوى كبيرة بجهد كهربائي مرتفع ، ولكنها تتطلب خوارزميات تحكم أكثر تعقيدًا.

تم العثور على مخطط محول النبض نصف الجسر في إنشاءات محولات اللحام من فئة السعر المتوسط. لديها كفاءة جيدة ، وموثوقة ، وتشكل محول نبضات مستطيلة بتردد عالٍ يصل إلى عدة عشرات من كيلو هرتز.

يعتبر محول نبض الجسر الكامل أكثر تعقيدًا ، فهو يشتمل على ترانزستورين إضافيين.

إنه يستفيد استفادة كاملة من جميع إمكانيات المحولات عالية التردد مع مفاتيح الترانزستور التي تعمل في أزواج في وضع جسرين مائلين مدمجين.

تستخدم هذه الدائرة في محولات اللحام الأقوى والأكثر تكلفة.

يتم تثبيت جميع الترانزستورات الرئيسية على مبددات حرارة قوية لإزالة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي محمية بشكل أكبر من ارتفاعات الجهد المحتملة عن طريق تخميد مرشحات RC.

محول عالي التردد

هذا عبارة عن هيكل محول خاص ، عادة ما يكون من دائرة مغناطيسية من الفريت ، والتي تنخفض جهد التردد العالي بعد العاكس مع الحد الأدنى من الخسائر إلى اشتعال القوس الثابت بحوالي 60-70 فولت.

تتدفق تيارات اللحام الكبيرة التي تصل إلى عدة مئات من الأمبيرات في اللف الثانوي. وهكذا ، عند تحويل المجلد. / طاقة H مع قيمة منخفضة نسبيًا للتيار والجهد العالي في اللف الثانوي ، تتشكل تيارات اللحام بجهد منخفض بالفعل.

نظرًا لاستخدام التردد العالي والانتقال إلى الدائرة المغناطيسية الفريتية ، يتم تقليل وزن وأبعاد المحول نفسه بشكل كبير ، ويتم تقليل فقد الطاقة بسبب انعكاس مغناطيسية الحديد وزيادة الكفاءة.

على سبيل المثال ، محول لحام بتصميم قديم مع قلب مغناطيسي حديدي ، يوفر تيار لحام يبلغ 160 أمبير ، ويزن حوالي 18 كجم ، ومحول عالي التردد (بنفس الخصائص الكهربائية) أقل بقليل من 0.3 كجم.

مزايا وزن الجهاز وبالتالي في ظروف العمل واضحة.

مقوم خرج الطاقة

يعتمد على جسر تم تجميعه من ثنائيات خاصة عالية السرعة وعالية السرعة قادرة على الاستجابة للتيار عالي التردد - الفتح والإغلاق بوقت استرداد يبلغ حوالي 50 نانوثانية.

لا تستطيع الثنائيات التقليدية التعامل مع هذه المهمة. مدة عابرهم تقابل حوالي نصف فترة التوافقي الجيبي للتيار ، أو حوالي 0.01 ثانية. وبسبب هذا ، فإنها تسخن وتحترق بسرعة.

يتم وضع جسر الصمام الثنائي للطاقة ، مثل ترانزستورات المحولات عالية الجهد ، على أحواض الحرارة ومحميًا بدائرة RC المثبطة ضد ارتفاعات الجهد.

يتم تصنيع أطراف خرج المقوم من عروات نحاسية سميكة للتوصيل الآمن لكابلات اللحام بدائرة القطب.

خصائص مخطط التحكم

يتم التحكم في جميع عمليات عاكس اللحام والتحكم فيها بواسطة المعالج من خلال التغذية المرتدة باستخدام مستشعرات مختلفة ، مما يوفر معلمات تيار لحام مثالية تقريبًا لربط جميع أنواع المعادن.

بفضل الأحمال المحددة بدقة ، يتم تقليل فقد الطاقة بشكل كبير أثناء اللحام.

لتشغيل دائرة التحكم ، يتم توفير جهد ثابت ثابت من مزود الطاقة ، المتصل داخليًا بدوائر الإدخال 220 فولت.يهدف هذا التوتر إلى:

• مروحة تبريد للمشعات واللوحات ؛

• مرحل بدء ناعم

• مؤشرات LED

• مزود الطاقة للمعالج الدقيق ومضخم التشغيل.

مرحل عاكس بدء التشغيل الناعم واضح من الاسم. إنه يعمل وفقًا للمبدأ التالي: في لحظة تشغيل العاكس ، تبدأ المكثفات الإلكتروليتية لمرشح الشبكة في الشحن بشكل حاد للغاية. تيار الشحن الخاص بهم مرتفع للغاية ويمكن أن يتلف الثنائيات المعدلة.

لمنع ذلك ، يتم تقييد الشحن بمقاوم قوي ، والذي بمقاومته النشطة يقلل من تيار التدفق الأولي. عندما يتم شحن المكثفات ويبدأ العاكس في العمل في وضع التصميم ، يتم تنشيط مرحل البدء الناعم ومن خلال جهات الاتصال المفتوحة عادة يتعامل مع هذا المقاوم ، وبالتالي إزالته من دوائر التثبيت.

يتم وضع كل منطق العاكس تقريبًا داخل وحدة تحكم المعالج الدقيق. يتحكم في تشغيل الترانزستورات القوية للمحول.

تعتمد الحماية من الجهد الزائد للبوابة وترانزستورات الطاقة الباعثة على استخدام ثنائيات زينر.

يتم توصيل المستشعر بدائرة اللف للمحول عالي التردد - محول التيار ، والذي يرسل مع دوائره الثانوية إشارة متناسبة من حيث الحجم والزاوية للمعالجة المنطقية. بهذه الطريقة ، يتم التحكم في قوة تيارات اللحام للتأثير عليها أثناء بدء تشغيل العاكس وتشغيله.

للتحكم في حجم جهد الدخل عند إدخال مقوم التيار الكهربائي للجهاز ، يتم توصيل دائرة كهربائية صغيرة لمكبر الصوت التشغيلي.يحلل باستمرار الإشارات من حماية الجهد والتيار ، ويحدد لحظة حالة الطوارئ عندما يكون من الضروري منع مولد التشغيل وفصل العاكس عن مصدر الطاقة.

يتم التحكم في الانحرافات القصوى لجهد الإمداد بواسطة المقارنة. يتم تشغيله عند الوصول إلى قيم الطاقة الحرجة. تتم معالجة إشاراتها بشكل تسلسلي بواسطة عناصر منطقية لإيقاف تشغيل المولد والعاكس نفسه.

من أجل الضبط اليدوي لتيار قوس اللحام ، يتم استخدام مقياس جهد ضبط ، يتم إخراج مقبضه إلى جسم الجهاز. يسمح تغيير مقاومتها باستخدام إحدى طرق التحكم ، والتي تؤثر على:

• السعة in / h الجهد العاكس ؛

• تردد النبضات عالية التردد ؛

• مدة النبض.

القواعد الأساسية للتشغيل وأسباب فشل محولات اللحام

إن احترام المعدات الإلكترونية المعقدة هو دائمًا مفتاح تشغيلها الموثوق به على المدى الطويل. ولكن ، للأسف ، لا يطبق جميع المستخدمين هذا الشرط في الممارسة العملية.

تعمل محولات اللحام في ورش الإنتاج أو في مواقع البناء أو يستخدمها الحرفيون المنزليون في المرائب الشخصية أو الأكواخ الصيفية.

في بيئة الإنتاج ، غالبًا ما تعاني المحولات من الغبار الذي يتجمع داخل الصندوق. يمكن أن تكون مصادرها أي أدوات أو آلات تشغيل المعادن ومعالجة المعادن والخرسانة والجرانيت والطوب. هذا شائع بشكل خاص عند العمل مع المطاحن والبنائين والمثقبين ...

السبب التالي للفشل الذي حدث أثناء اللحام هو إنشاء أحمال غير قياسية على الدائرة الإلكترونية بواسطة عامل لحام قليل الخبرة.على سبيل المثال ، إذا حاولت قطع الدرع الأمامي لبرج دبابة أو سكة سكة حديدية بعاكس لحام منخفض الطاقة ، فإن نتيجة هذا العمل يمكن التنبؤ بها بشكل لا لبس فيه: حرق المكونات الإلكترونية IGBT أو MOSFET.

داخل دائرة التحكم ، يعمل المرحل الحراري ، الذي يحمي من الأحمال الحرارية المتزايدة تدريجياً ، ولكن لن يكون لديه الوقت للرد على مثل هذه القفزات السريعة في تيارات اللحام.

يتميز كل عاكس لحام بمعامل «PV» - مدة التبديل مقارنة بمدة التوقف المؤقت ، والمشار إليها في جواز السفر الفني. يؤدي عدم اتباع هذه التوصيات النباتية إلى حوادث لا مفر منها.

يمكن التعبير عن الإهمال في التعامل مع الجهاز في ضعف النقل أو النقل ، عندما يتعرض الجسم لصدمات ميكانيكية خارجية أو اهتزازات من إطار سيارة متحركة.

من بين الموظفين ، هناك حالات تشغيل محولات مع وجود علامات واضحة على الأعطال التي تتطلب إزالة فورية ، على سبيل المثال ، فك جهات الاتصال التي تثبت كابلات اللحام في مآخذ السكن. وعادة ما يؤدي تسليم معدات باهظة الثمن إلى أفراد غير مهرة وضعيفي التدريب إلى وقوع حوادث.

في المنزل ، غالبًا ما يحدث انخفاض في جهد الإمداد ، خاصة في تعاونيات المرآب ، ولا يلتفت عامل اللحام إلى ذلك ويحاول القيام بعمله بشكل أسرع ، "يضغط" على كل ما هو قادر وغير قادر على العاكس ...

التخزين الشتوي للمعدات الإلكترونية باهظة الثمن في مرآب سيئ التدفئة أو حتى في سقيفة يؤدي إلى ترسب المكثفات من الهواء على الألواح ، وأكسدة الملامسات ، وتلف المسارات والأضرار الداخلية الأخرى.وبالمثل ، فإن هذه الأجهزة تعاني من التشغيل في درجات حرارة منخفضة أقل من -15 درجة أو هطول الأمطار في الغلاف الجوي.

لا ينتهي دائمًا نقل العاكس إلى جار لأعمال اللحام بنتيجة إيجابية.

ومع ذلك ، فإن الإحصاءات العامة للورش تظهر أنه بالنسبة لأصحاب القطاع الخاص ، تعمل معدات اللحام لفترة أطول وأفضل.

عيوب في التصميم

محولات اللحام من الإصدارات القديمة أقل موثوقية محولات اللحام... وتصميمها الحديث ، وخاصة وحدات IGBT ، يحتوي بالفعل على معايير قابلة للمقارنة.

أثناء عملية اللحام ، يتم توليد كمية كبيرة من الحرارة داخل الهيكل. النظام المستخدم لإزالة وتبريد لوحات الدوائر والعناصر الإلكترونية حتى في الطرز متوسطة المدى غير فعال للغاية. لذلك ، أثناء التشغيل ، من الضروري ملاحظة الانقطاعات لتقليل درجة حرارة الأجزاء والأجهزة الداخلية.

مثل جميع الدوائر الإلكترونية ، تفقد أجهزة العاكس وظائفها مع الرطوبة العالية والتكثيف.

على الرغم من تضمين مرشحات إزالة الضوضاء في التصميم ، فإن تداخلًا عالي التردد كبير جدًا يخترق دائرة الطاقة. الحلول التقنية التي تقضي على هذه المشكلة تعقد الجهاز بشكل كبير ، مما يؤدي إلى زيادة حادة في سعر جميع المعدات.