Современные сварочные аппараты своими руками
| Листать книгу |
|---|
| Листать |
| Страницы:
1 ... 20 ... 60 ... 100 ... 140 ... 180 ... 220 ... 260 ... 287 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 скачать книгу Современные сварочные аппараты своими руками На рис. 7.8 приведены временные диаграммы в первичной I(L2) и вторичной I(L3) обмотках двухобмоточного дросселя, а также диаграмма тока I(D1) диода D1 и диаграмма напряжения на истоке транзистора Ml. ... В момент времени ТО открывается транзистор М1 { V(n004)}, и одновременно начинает нарастать ток {I(L2)} в первичной обмотке дросселя, который вычитается из тока {I(D1)} диода D1. Ток через диод D1 уменьшается и в момент Т1 становится равным нулю. С этого момента и до момента Т2 идет процесс восстановления обратного сопротивления диода D1. ... В момент Т2 диод D1 запирается. В течение времени Т2—ТЗ избыточная энергия? накопленная в индуктивности L2, через L3{I(L3)} и диод D2 возвращается в источник напряжения VI. ... В момент ТЗ вся энергия возвращена, но теперь требуется время на восстановление обратного сопротивления диода D2, который запирается в момент времени Т4. В момент времени Т5 транзистор Ml запирается {V(n004)}. В течение ... На рис. 7.8 приведены временные диаграммы в первичной I(L2) и вторичной I(L3) обмотках двухобмоточного дросселя, а также диаграмма тока I(D1) диода D1 и диаграмма напряжения на истоке транзистора Ml. ... В момент времени ТО открывается транзистор М1 { V(n004)}, и одновременно начинает нарастать ток {I(L2)} в первичной обмотке дросселя, который вычитается из тока {I(D1)} диода D1. Ток через диод D1 уменьшается и в момент Т1 становится равным нулю. С этого момента и до момента Т2 идет процесс восстановления обратного сопротивления диода D1. ... В момент Т2 диод D1 запирается. В течение времени Т2—ТЗ избыточная энергия? накопленная в индуктивности L2, через L3{I(L3)} и диод D2 возвращается в источник напряжения VI. ... В момент ТЗ вся энергия возвращена, но теперь требуется время на восстановление обратного сопротивления диода D2, который запирается в момент времени Т4. В момент времени Т5 транзистор Ml запирается {V(n004)}. В течение ... В этот период времени к транзистору Ml приложено удвоенное напряжение питания. В момент Т6 вся энергия возвращена, и далее, до момента времени Т7, протекает процесс восстановления обратного сопротивления диода D2. ... Вывод. В результате моделирования выясняется, что на транзисторе Ml рассеивается мощность 1,73 Вт и на диоде— 1,35 Вт. Использование дополнительного двухобмоточного дросселя позволило добиться лучшей эффективности преобразователя, что является весомым аргументом для использования этого решения в реальном ЭРСТ. ... Ниже перечислены технические характеристики ЭРСТ, позволяющие использовать его в качестве более эффективной альтернативы стандартному балластному реостату РБ-302. ... Максимальное рабочее напряжение транзистора должно превышать 160 В, так как во время работы преобразователя к нему прикладывается удвоенное напряжение питания (рис. 7.8). ... Поставленным условиям удовлетворяет MOSFET-тран-зистор, имеющий сопротивление канала7?М1 = 0,00414 Ом и максимальное напряжение между стоком и истоком VDSs > 160 В. Выбираем широко распространенный и достаточно дешевый транзистор IRFP250N производства компании international Rectifier» [1], который имеет VDSS = 200 В и сопротивление канала RDS(on) ~ 0,075 Ом. ... Чтобы получить требуемое сопротивление канала, надо соединить параллельно не менее RDS(on)/Rm = 0,075/0,00414= = 18 транзисторов. Используем 20 транзисторов IRFP250N. При этом сопротивление канала RM результирующего транзистора будет равно 0,075/20 = 0,00375 Ом в холодном состоянии и 0,0075 Ом в горячем (для температуры кристалла 7} = 110 °С). ... Чем больше заполнение импульса, тем дольше через транзистор протекает ток, тем большая мощность на нем рассеивается. Максимальное заполнение импульса будет при минимальном входном напряжении питания ЭРСТ: ... Диод нагружен максимально при минимальном заполнении импульса. Подобный режим возникает в режиме короткого замыкания (КЗ) на выходе источника. В этом случае через диод протекает практически весь выходной ток ЭРСТ. При этом через каждый диод будет протекать ток около 1пр ... В отличие от MOSFET, прямое падение напряжения диода имеет отрицательную температурную зависимость, т. е. уменьшается с ростом температуры. Предполагается, что в готовой конструкции температура корпуса диода Тк не превысит 85 °С. При такой температуре кристалла и токе 8 А прямое напряжение на диоде КД213Б составит Unp ... Ключевой транзистор VT1—VT20 понижающего преобразователя собран из 20-ти параллельно включенных MOSFET-транзисторов IRFP250. MOSFET-транзисторы характеризуются: ... Возвратный диод VD49—VD54, состоящий из 6 параллельно включенных диодов, — КД213Б. Он служит для рекуперации энергии, накопленной в дросселе L2, в источник питания в момент резкого сброса нагрузки ЭРСТ. Резисторы R3 — R23, включенные в цепи затворов транзисторов VT1 — VT20, служат для предотвращения паразитного колебательного процесса в этих цепях. ... Клемма XI ЭРСТ при помощи гибкого провода соединяется с плюсовой клеммой многопостового сварочного источника (МСИ). Минусовая клемма МСИ и клемма ХЗ ЭРСТ подключаются к свариваемой конструкции, которая играет роль второго соединительного провода. ... Сварочный держатель подключается к клемме Х2. При этом сварка производится на обратной полярности («минус» на свариваемой детали). ... Конденсаторы CI, С2 и СЗ—С22 представляют из себя емкостный фильтр, который устраняет влияние индуктивности соединительных проводов и МСИ на работу ЭРСТ. ... Сразу после подключения ЭРСТ к МСИ осуществляется зарядка конденсаторов CI, С2 через зарядную цепочку, состоящую из внутреннего диода блока А1 и резистора R2. Контроль зарядки и входного напряжения ЭРСТ осуществляет блок А1. Если напряжение ЭРСТ выше 50 В и конденсаторы CI, С2 зарядились, то загорается индикатор HL1 «Готов». При этом срабатывает внутреннее реле блока А1, которое разрешает включение ЭРСТ. ... Возвратный диод VD49—VD54, состоящий из 6 параллельно включенных диодов, — КД213Б. Он служит для рекуперации энергии, накопленной в дросселе L2, в источник питания в момент резкого сброса нагрузки ЭРСТ. Резисторы R3 — R23, включенные в цепи затворов транзисторов VT1 — VT20, служат для предотвращения паразитного колебательного процесса в этих цепях. ... который блокконтактом шунтирует кнопку SB1 и становится на удержание через резистор R1. Своим силовым контактом КМ1 шунтирует зарядную цепочку. ... После включения ЭРСТ через блокконтакт контактора КМ1 подается питание на блок А2. Блок А2 служит для получения гальванически развязанных напряжений, необходимых для питания блоков A3 и А4. Кроме этого блок А2 формирует трехфазное напряжение 220 В (50 Гц), необходимое для питания вентиляторов Ml и М2. ... Блок A3 осуществляет управление ключевым транзистором VT1—VT20, а также защиту его от перегрузки и. перегрева. Кроме этого, блок A3 запрещает отпирание ключевого транзистора до момента окончания цикла рекуперации дросселя L1. В случае перегрева ключевого транзистора его работа также запрещается, и зажигается индикатор HL2 «Перегрев». ... Блок А4 служит для контроля выходного тока и напряжения ЭРСТ, а также для формирования заданной органами управления «Наклон» и «Уровень» внешней нагрузочной характеристики регулятора сварочного тока. ... Питание блока осуществляется непосредственно входным напряжением ЭРСТ (напряжение МСИ), которое понижается до необходимого уровня и стабилизируется параметрическим стабилизатором, собранным на резисторах R9, R10 и стабилитроне VD5. ... Использование в делителях стабилитронов позволило получить нелинейную зависимость коэффициента передачи делителя от входного напряжения. На рис. 7.11 видно, что кривая 1, соответствующая делителю Rl—R3, VD1, пересекается в двух точках с кривой 2, соответствующей делителю R4—R6, VD2, VD3. ... Использование в делителях стабилитронов позволило получить нелинейную зависимость коэффициента передачи делителя от входного напряжения. На рис. 7.11 видно, что кривая 1, соответствующая делителю Rl—R3, VD1, пересекается в двух точках с кривой 2, соответствующей делителю R4—R6, VD2, VD3. ... С помощью подстроенного резистора R3 настраивается верхний порог срабатывания компаратора (80 В), а с помощью R6 — нижний (50 В). Резисторы Rll, R12 позволяют получить четкое, без «дребезга», переключение компаратора DA1. ... Исполнительный релейный узел собран на элементах VT2, VD6, К1 и R13—R16. Если напряжение источника в норме, то с выхода компаратора через R-цепочку R13—R15 напряжение открывающей полярности поступает на базу транзистора VT2. Транзистор VT2 включает реле К1, которое своим контактом подает питание на кнопки SB1 и SB2 (рис. 7.9). ... Резистор R16 создает необходимый токовый режим работы реле К1. Диод VD6 защищает транзистор VT2 от пробоя напряжением самоиндукции катушки реле К1 в момент его отключения. ... Зачастую в подобных устройствах для зарядки конденсатора отводится некоторый промежуток времени. По истечении данного времени зарядный резистор шунтируется. Недостатком данного способа зарядки является то, что, например, при обрыве зарядного резистора к источнику питания будет подключен незаряженный конденсатор. Это может повредить его или же сам конденсатор (нечто подобное регулярно происходит в инверторных сварочных источниках ВДУЧ-160). ... В ЭРСТ используется специальный узел контроля зарядки, который содержит транзистор VT1, диод VD4, конденсатор С2 и резисторы R7, R8 и контролирует падение напряжения на зарядном резисторе Rl(pnc. 7.9). ... Транзисторы VT1—VT20 и диоды VD9—VD48 установлены на радиаторах, каждый из которых имеет охлаждающую поверхность не менее 3200 см2. Для охлаждения радиаторов ... С помощью подстроенного резистора R3 настраивается верхний порог срабатывания компаратора (80 В), а с помощью R6 — нижний (50 В). Резисторы Rll, R12 позволяют получить четкое, без «дребезга», переключение компаратора DA1. ... Исполнительный релейный узел собран на элементах VT2, VD6, К1 и R13—R16. Если напряжение источника в норме, то с выхода компаратора через R-цепочку R13—R15 напряжение открывающей полярности поступает на базу транзистора VT2. Транзистор VT2 включает реле К1, которое своим контактом подает питание на кнопки SB1 и SB2 (рис. 7.9). ... Дроссель Lx намотан на ферритовом сердечнике М2000НМ строчного трансформатора ТВСНОАМ (ТВСПОЛА) от старого лампового телевизора типа УНТ47/59. ... Первичная обмотка наматывается литцендратом, состоящим из 236 эмалированных проводов 00,55 мм, и содержит 2 витка. Вторичная обмотка наматывается литцендратом состоящим из 10 эмалированных проводов 00,55 мм и содержит 16 витков. В оба зазора сердечника надо вставить немагнитные прокладки толщиной 3 мм. ... Для обеспечения максимальной магнитной связи между обмотками вторичную обмотку нужно расположить в объеме первичной. Провод вторичной обмотки для предотвращения межвиткового или межобмоточного пробоя необходимо обмотать лакотканью или фторопластовой лентой. ... Дроссель L2 намотан на ленточном сердечнике Ш25х50 из трансформаторной стали с толщиной листа 0,08 мм. Обмотка дросселя выполняется медной шиной сечением 80—90 мм2 и содержит 6 витков. Сердечник дросселя собирается «встык». При сборке сердечника в зазор между пластинами различного типа необходимо вставить немагнитную прокладку толщиной 1,6—1,7 мм. ... Резистор R24 собран из 10 резисторов МЛТ-2 по 47 Ом, включенных параллельно. Для лучшего охлаждения резисторы помещены в воздушный поток, охлаждающий радиатор с транзисторами VT1—VT20. ... Контактор КМ1 использован от осциллятора LHF-500 фирмы «КЕМРР1». Обмотка контактора была перемотана на напряжение 50 В (оригинальная обмотка рассчитана на напряжение 24 В). ... Если под рукой не оказалось разбитого осциллятора LHF-500, то можно использовать контакторы на 160—200 А от электрокара. Обычно обмотки этих контакторов рассчитаны на напряжение 48 В, что вполне приемлемо. В крайнем случае, можно использовать электромагнитный пускатель 4-й или 5-й величины, силовые контакты которого необходимо включить параллельно. ... Затем необходимо испытать, при каком напряжении Ucp постоянного тока сработает пускатель. После этого обмотку пускателя разматывают и определяют диаметр обмоточного провода D1 и количество витков W1. Теперь, используя полученные данные, можно определить новое количество витков: ... Нестабилизированное питание с выхода многопостового сварочного источника (МСИ) поступает на вход понижающего стабилизатора напряжения. Полумостовой преобразователь преобразует постоянное напряжение 36 В, поступающее с выхода стабилизатора, в переменное, частотой 12,5 кГц, прикладываемое к первичной обмотке трансформатора. ... Если под рукой не оказалось разбитого осциллятора LHF-500, то можно использовать контакторы на 160—200 А от электрокара. Обычно обмотки этих контакторов рассчитаны на напряжение 48 В, что вполне приемлемо. В крайнем случае, можно использовать электромагнитный пускатель 4-й или 5-й величины, силовые контакты которого необходимо включить параллельно. ... С выхода выпрямителя 1 питается трехфазный мостовой преобразователь, который формирует трехфазное напряжение 220 В (50 Гц) для питания вентиляторов, охлаждающих мощные коммутирующие элементы регулятора, а выпрямитель 2 питает узел управления преобразователя (блоки A3 и А4 на рис. 7.9). ... В процессе построения источника питания были использованы самодельные «бутстрепные» (bootstrap) драйверы управления верхними транзисторами полумостового и трехфазного мостового преобразователей. ... Для подобных преобразователей выпускаются специальные драйверные микросхемы [1]. Но, видимо, из-за достаточно высокой стоимости эти микросхемы не получили широкого распространения среди радиолюбителей, которые зачастую предпочитают решать эту проблему по-своему [7, 16], используя элементы оптронной и трансформаторной гальванической развязки. ... В качестве прототипа был принят узел (на рис. 7.13 изображен усеченный вариант), использованный в импульсном понижающем стабилизаторе напряжения [6]. ... С выхода выпрямителя 1 питается трехфазный мостовой преобразователь, который формирует трехфазное напряжение 220 В (50 Гц) для питания вентиляторов, охлаждающих мощные коммутирующие элементы регулятора, а выпрямитель 2 питает узел управления преобразователя (блоки A3 и А4 на рис. 7.9). ... На вход буферной ступени на транзисторе VT1 поступают управляющие импульсы напряжения открывающей полярности. Импульсы открывают транзистор VT1, замыкая затвор транзистора VT2 на общий провод. ... Транзистор VT2 закрывается, а диод VD2 открывается, создавая цепь протекания тока через дроссель Lx. Через открытый диод VD2 исток транзистора VT2 и правая обкладка конденсатора С2 соединяются с общим проводом. Конденсатор С2 заряжается с выхода делителя напряжения R3, R4. ... По окончании управляющего импульса транзистор VT1 закрывается, и к затвору транзистора VT2 через резистор R4 прикладывается открывающее напряжение заряженного конденсатора С2. Диод VD1 предотвращает разрядку конденсатора С2 через открытый транзистор VT2. ... Энергия, накопленная конденсатором С2, частично расходуется на зарядку емкости Сзи транзистора VT2, но при поступлении следующего управляющего импульса цикл зарядки конденсатора С1 повторяется. ... описанному принципу. Здесь UynpX и Uynp2 — противофазные сигналы, поступающие с узла управления (например, с ШИМ-контроллера). Эти сигналы заставляют транзисторы VT3 и VT4 открываться и закрываться в противофазе. ... Узел работоспособен при напряжении питания, не превышающем максимально допустимого напряжения между затвором и истоком полевого транзистора [например, для транзистора IRFZ44 фирмы international Rectifier» эта величина UJUgs) = ± 20 В]. ... При дальнейшем повышении напряжения питания происходит пробой изоляции между затвором и каналом транзистора VT3 и выход его из строя. Для пояснения сути работы узла обратимся к рис. 7.15, на котором изображены временные диаграммы в характерных точках преобразователя для случаев активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузок. ... В управляющих импульсных последовательностях UK3 VT1 и UK3 VT2 предусмотрена защитная пауза tn, формируемая устройством управления для устранения сквозного тока через транзисторы преобразователя. Но, как видно из временной диаграммы, благодаря реакции нагрузки выходное напряжение преобразователя сдвигается относительно управляющего в ту или иную сторону на время tn. В этом случае в паузе управляющего напряжения к затвору и истоку транзистора прикладывается напряжение, равное напряжению питания. ... описанному принципу. Здесь UynpX и Uynp2 — противофазные сигналы, поступающие с узла управления (например, с ШИМ-контроллера). Эти сигналы заставляют транзисторы VT3 и VT4 открываться и закрываться в противофазе. ... Узел работоспособен при напряжении питания, не превышающем максимально допустимого напряжения между затвором и истоком полевого транзистора [например, для транзистора IRFZ44 фирмы international Rectifier» эта величина UJUgs) = ± 20 В]. ... При дальнейшем повышении напряжения питания происходит пробой изоляции между затвором и каналом транзистора VT3 и выход его из строя. Для пояснения сути работы узла обратимся к рис. 7.15, на котором изображены временные диаграммы в характерных точках преобразователя для случаев активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузок. ... В управляющих импульсных последовательностях UK3 VT1 и UK3 VT2 предусмотрена защитная пауза tn, формируемая устройством управления для устранения сквозного тока через транзисторы преобразователя. Но, как видно из временной диаграммы, благодаря реакции нагрузки выходное напряжение преобразователя сдвигается относительно управляющего в ту или иную сторону на время tn. В этом случае в паузе управляющего напряжения к затвору и истоку транзистора прикладывается напряжение, равное напряжению питания. ... Рис. 7.15. Временные диаграммы в характерных точках полумостового преобразователя при работе на комплексную нагрузку ... Рис. 7.15. Временные диаграммы в характерных точках полумостового преобразователя при работе на комплексную нагрузку ... Рис. 7.15. Временные диаграммы в характерных точках полумостового преобразователя при работе на комплексную нагрузку ... В узел по схеме на рис. 7.16 введены дополнительные элементы R8 и VD2, которые позволяют исправить отмеченный недостаток. Тогда в течение времени tn, когда транзистор VT1 открыт, a Ueblx максимально, к диоду VD2 будет приложено открывающее напряжение. В результате этого он откроется и зашунтирует участок «исток-затвор» транзистора VT3. Иначе говоря, напряжение Ши VT3 снизится до прямого напряжения на диоде VD2. Все напряжение Ueblx будет приложено к резистору R8. Резистор R8 ограничивает ток через диод VD2 и транзистор VT1 до необходимого уровня. ... При большом напряжении питания преобразователя на резисторе R3 (рис. 7.14) будет бесполезно рассеиваться значительная мощность. Для исключения этих потерь конденсатор С1 можно заряжать через диод VD1 непосредственно от источника питания устройства управления так, как это изображено на рис. 7.16. ... Все необходимые для функционирования ЭРСТ напряжения формируются внутренним блоком питания А2 из входного напряжения 50—80 В. Цепи управления А2 питаются напряжением +15 В, которое формируется простейшим стабилизатором, который собран на элементах VT1, VD1, Rl, R2. На резисторе R2 падает излишнее напряжение, что позволяет уменьшить мощность, рассеиваемую на транзисторе VT1. ... Выходное напряжение стабилизатора +36 В контролируется с помощью делителя напряжения R3, R4, R5, к выходу которого подключен узел сравнения DAI, R6, R7, который сравнивает выходное напряжение делителя с напряжением параметрического стабилизатора VD3, R8. ... С выхода узла сравнения усиленный сигнал рассогласования поступает на отрицательный вход компаратора DA3. На положительный вход компаратора DA3 подается пилообразное напряжение. ... В узел по схеме на рис. 7.16 введены дополнительные элементы R8 и VD2, которые позволяют исправить отмеченный недостаток. Тогда в течение времени tn, когда транзистор VT1 открыт, a Ueblx максимально, к диоду VD2 будет приложено открывающее напряжение. В результате этого он откроется и зашунтирует участок «исток-затвор» транзистора VT3. Иначе говоря, напряжение Ши VT3 снизится до прямого напряжения на диоде VD2. Все напряжение Ueblx будет приложено к резистору R8. Резистор R8 ограничивает ток через диод VD2 и транзистор VT1 до необходимого уровня. ... При большом напряжении питания преобразователя на резисторе R3 (рис. 7.14) будет бесполезно рассеиваться значительная мощность. Для исключения этих потерь конденсатор С1 можно заряжать через диод VD1 непосредственно от источника питания устройства управления так, как это изображено на рис. 7.16. ... В качестве источника пилообразного напряжения использован релаксационный генератор на однопереходном транзисторе VT2 и элементах VD5, СЗ, R9, R10. С помощью подстроенного резистора R9 частота пилообразного напряжения устанавливается равной 25 кГц. ... Узел, собранный на элементах VT3, Rll, R12, служит для формирования запускающих импульсов. В момент зарядки конденсатора СЗ межбазовое сопротивление однопереходного транзистора VT2 максимально и через него протекает минимальный ток. Этот ток, протекая через резистор R11, не создает на нем падения напряжения, достаточного для открытия транзистора VT3, транзистор VT3 закрыт, и на выходе формирователя нет напряжения. При разрядке конденсатора СЗ межбазовое сопротивление однопереходного транзистора VT2 уменьшается, и через него протекает ток, достаточный для открытия транзистора VT3. Транзистор VT3 открывается, и на резисторе R12 выделяется запускающий импульс, который поступает на вход R триггера цикла DDI.2 и сбрасывает его. К входу S триггера цикла подключен выход компаратора DA3. ... После сброса триггера цикла начинается формирование нарастающего фронта пилообразного напряжения на положительном входе DA3. Как только пилообразное напряжение превысит величину напряжения рассогласования, на выходе компаратора DA3 появится высокий уровень, который установит триггер цикла. Время, в течение которого триггер цикла сброшен, зависит от величины напряжения рассогласования на выходе DA1. ... Выходной сигнал триггера цикла усиливается по мощности двумя транзисторными каскадами, собранными по схеме Бакера на элементах VT9, VD12—VD14, R29, R31, R32 и VT8, VD9—VD11, R30, R21, R22, и поступает на составной транзистор VT5, VT6. ... В качестве источника пилообразного напряжения использован релаксационный генератор на однопереходном транзисторе VT2 и элементах VD5, СЗ, R9, R10. С помощью подстроенного резистора R9 частота пилообразного напряжения устанавливается равной 25 кГц. ... Узел, собранный на элементах VT3, Rll, R12, служит для формирования запускающих импульсов. В момент зарядки конденсатора СЗ межбазовое сопротивление однопереходного транзистора VT2 максимально и через него протекает минимальный ток. Этот ток, протекая через резистор R11, не создает на нем падения напряжения, достаточного для открытия транзистора VT3, транзистор VT3 закрыт, и на выходе формирователя нет напряжения. При разрядке конденсатора СЗ межбазовое сопротивление однопереходного транзистора VT2 уменьшается, и через него протекает ток, достаточный для открытия транзистора VT3. Транзистор VT3 открывается, и на резисторе R12 выделяется запускающий импульс, который поступает на вход R триггера цикла DDI.2 и сбрасывает его. К входу S триггера цикла подключен выход компаратора DA3. ... После сброса триггера цикла начинается формирование нарастающего фронта пилообразного напряжения на положительном входе DA3. Как только пилообразное напряжение превысит величину напряжения рассогласования, на выходе компаратора DA3 появится высокий уровень, который установит триггер цикла. Время, в течение которого триггер цикла сброшен, зависит от величины напряжения рассогласования на выходе DA1. ... Выходной сигнал триггера цикла усиливается по мощности двумя транзисторными каскадами, собранными по схеме Бакера на элементах VT9, VD12—VD14, R29, R31, R32 и VT8, VD9—VD11, R30, R21, R22, и поступает на составной транзистор VT5, VT6. ... В цепь коллектора мощного транзистора VT6 включен шунт R18, падение напряжения на котором контролируется узлом, собранном на элементах VT4, R17. Коллектор транзистора VT4 через делитель напряжения R23, R24, VD8 под- ■ ключей входу S триггера цикла DDI.2. ... Если ток в коллекторе транзистора VT6 превысит значение в 6—7 А, то транзистор VT4 откроется и путем подачи высо-: кого уровня на вход S триггера цикла вынудит схему управления закрыть транзистор VT6. Так осуществляется защита i ... Полумостовой преобразователь собран на элементах; VT10—VT13, VD18, VD19, С7—С9, R34—R41. Запускающие импульсы частотой 25 кГц с транзистора VT3 поступают на вход счетный вход «С» триггера DD1.1, с выхода которого снимаются противофазные сигналы управления полумостовым преобразователем Т и /Т, имеющие частоту следования 12,5 кГц. В момент включения узел на элементах VT7, VD4, i ... Переменное напряжение частотой 12,5 кГц с выхода преобразователя поступает на первичную обмотку трансформатора ; Т1. Со вторичных обмоток III и IV трансформатора Т1 снимаются напряжения, необходимые для питания схемы управле-ния ЭРСТ. Постоянное напряжение +270 В, необходимое для ... работы трехфазного мостового преобразователя, снимается с выпрямителя VD29, подключенного к обмотке II трансформатора Т1. Конденсатор С16 сглаживает пульсацию выпрямленного напряжения. ... На сдвиговом регистре DD2.2, DD3, VD15—VD17, R33 собран узел формирования трехфазной последовательности управляющих сигналов для трехфазного мостового преобразователя, собранного на элементах VT14—VT25, VD21— VD26, СЮ—С12, R42—R56. ... Рабочая частота трехфазного преобразователя задается генератором, собранным на элементах DA2, С4, С5, R13—R15. Выходная частота задающего генератора делится на два делителем DD2.1. Рабочая частота задающего генератора в 600 Гц (что соответствует частоте трехфазного напряжения равной 50 Гц) устанавливается подстроечным резистором R13. ... Источник питания формирует трехфазное напряжение 220 В (50 Гц), необходимое для питания двух вентиляторов типа 1,25ЭВ-1,8-6-3270У4 или аналогичных. ... Первое включение источника питания производят без силовых транзисторов VT6, VT12, VT13 и резистора R19. Плавно повышая напряжение питания, необходимо убедиться в работоспособности стабилизатора +15 В на транзисторе VT1. Затем с помощью осциллографа проверяют работоспособность задающего генератора на транзисторе VT2 и устанавливают его рабочую частоту равной 25 кГц. Частоту генератора на DA2 устанавливают равной 600 Гц. ... Далее впаивают недостающие элементы стабилизатора и проверяют его работу сначала на холостом ходу, а затем подключив нагрузочный резистор 18 Ом, 100 Вт. ... С помощью подстроечного резистора R4 выставляют выходное напряжение стабилизатора равным 36 В. Работу токовой защиты стабилизатора проверяют, кратковременно подключая к стабилизатору нагрузочное сопротивление величиной 3—4 Ом. При этом ток нагрузки стабилизатора не должен увеличиваться более 7—8 А. ... Для проверки работоспособности полумостового преобразователя включают его по схеме рис. 7.18. Здесь в разрыв стоковой цепи транзистора VT12 включают резистор 100— 200 Ом, 2 Вт. ... Первичную обмотку трансформатора Т1 временно отключают. После включения схемы с помощью осциллографа проверяют наличие импульсов, поступающих с устройства управления, а также отсутствие импульсов сквозного тока на стоке транзистора VT12. ... Источник питания формирует трехфазное напряжение 220 В (50 Гц), необходимое для питания двух вентиляторов типа 1,25ЭВ-1,8-6-3270У4 или аналогичных. ... После этого настройка источника питания считается оконченной и можно приступать к его эксплуатации, предварительно установив и подключив все недостающие элементы. ... Обычно сварочные источники ориентированы на определенный тип сварки (ручная, полуавтоматическая, автоматическая, с плавящимся электродом, с неплавящимся электродом и т. д.). До недавнего времени созданию универсальных источников препятствовало то, что обычно внешние характеристики источника определялись конструкцией трансформатора. ... Бхли требовалась жесткая нагрузочная характеристика, то трансформатор имел цилиндрические обмотки, а если падающая — то дисковые. Некоторый прорыв в этой области был получен за счет использования магнитных усилителей, трансформаторов специальной конструкции (с магнитным шунтом). Но при этом за универсальность приходилось платить значительным увеличением массы и габаритов источников. ... После этого настройка источника питания считается оконченной и можно приступать к его эксплуатации, предварительно установив и подключив все недостающие элементы. ... где внешние нагрузочные характеристики формируются не параметрически, а за счет обратных связей по напряжению и току нагрузки. ... На рис. 7.19 изображена функциональная схема, а на рис. 7.20 — принципиальная схема блока управления. Питание блока осуществляется двухполярным напряжением 12 В, поступающим с блока питания ЭРСТ. Для отсеивания помех, проникающих по цепям питания, служат LC-фильтры L1.C10, С11иЬ2, С12, С13. ... Для контроля выходного тока ЭРСТ служит узел контроля тока (УКТ), собранный на элементах DAI, VD1, VD2, Rl—R4, R8. Узел собран по классической схеме дифференциального усилителя и в особых пояснениях не нуждается. Диоды VD1 и VD2 защищают операционный усилитель (ОУ) DA1 от перенапряжения. ... Для контроля выходного напряжения ЭРСТ служит узел контроля напряжения (УКН), собранный на элементах DA2, R5, R6. ОУ DA2 включен по схеме повторителя. ... Обычно в промышленных универсальных сварочных источниках изменение наклона нагрузочной характеристики производится скачком с помощью соответствующего переключателя. Для получения максимальной универсальности в ЭРСТ был введен специальный узел формирователя наклона нагру- ... где внешние нагрузочные характеристики формируются не параметрически, а за счет обратных связей по напряжению и току нагрузки. ... зонной характеристики (УФННХ), собранный на элементах DA3 и R7. Он позволяет плавно переводить ЭРСТ из режима стабилизации тока (крутопадающая характеристика) в режим стабилизации напряжения (жесткая характеристика). ... Возможность плавного изменения наклона внешней нагрузочной характеристики позволяет подобрать оптимальный режим для выбранного типа сварки. На крайние выводы резистора R7 поступают сигналы, пропорциональные выходному току и напряжению ЭРСТ. ... С ползунка резистора снимается суммарный сигнал обратной связи, который усиливается по мощности повторителем на ОУ DA3 и поступает далее на узел усилителя рассогласования (УУР). ... УУР собран на элементах DA4, VD3, С6, Rll—R17. Он представляет собой обычный суммирующий усилитель на два входа. На первый вход (R16) поступает сигнал обратной связи. На второй вход (R12) с ползунка переменного резистора R11 «Уровень» поступает сигнал, задающий уровень выходного тока или напряжения источника. ... Суммирующий усилитель вычисляет разницу между сигналами обратной связи и задания, усиливает ее и передает на вход ШИ-модулятора. Резисторы R14, R15 нужны для установки начального смещения напряжения на выходе ОУ DA4, обеспечивающего минимальный ток сварки. ... ШИ-модулятор состоит из генератора пилообразного напряжения и запускающих импульсов (ГПНЗИ), компаратора (К) и RS-триггера. По классификации, изложенной в [10], ... ГПНЗИ собран на элементах VT1—VT3, СЗ, С7, R9, R10, R18—R23. Частотозадающим элементом ГПНЗИ служит релаксационный генератор на однопереходном транзисторе ... зонной характеристики (УФННХ), собранный на элементах DA3 и R7. Он позволяет плавно переводить ЭРСТ из режима стабилизации тока (крутопадающая характеристика) в режим стабилизации напряжения (жесткая характеристика). ... В момент разрядки конденсатора СЗ релаксационный генератор формирует короткий импульс, который открывает ключи на транзисторах VT2 и VT3. Ключ на транзисторе VT2 инвертирует этот импульс и сбрасывает RS-триггер, собранный на логических элементах 2И-НЕ DD1.1 и DD1.2. ... В этот момент ключ на транзисторе VT3 разряжает конденсатор С7. После этого по мере зарядки конденсатора С7 через резистор R23 на нем формируется возрастающее пилообразное напряжение, которое прикладывается к инверсному входу компаратора DA5. ... В момент, когда пилообразное напряжение превысит напряжение УУР, поступающее на прямой вход компаратора, на выходе DA5 будет сформирован отрицательный импульс, который установит RS-триггер. ... Сигнал низкого уровня с выхода RS-триггера инвертируется логическими элементами 2И-НЕ DD1.3, DD1.4 и поступает на вход ключа, собранного на элементах VT4, VD5, R26—R28. Ключ на транзисторе VT4 открывается и подает питание на све-тодиод транзисторного оптрона, расположенного в блоке управления и защиты ключевого транзистора (блок A3 на рис."7.9). ... На рис. 7.21 изображена принципиальная электрическая схема блока A3, который состоит из узла формирователя управляющего напряжения (УФУН) и узла температурной защиты (УТЗ) мощного ключевого транзистора ЭРСТ (транзисторы VT1 — VT20 на рис. 7.9). ... УФУН собран на элементах DDI—DD4, DA2, Ul—U3, VT3—VT7, С2—С8, Rl—R5 и R17—R33. Питание логических микросхем УФУН осуществляется напряжением +5 В с выхода стабилизатора DA2. Питание усилителя мощности, ... В момент разрядки конденсатора СЗ релаксационный генератор формирует короткий импульс, который открывает ключи на транзисторах VT2 и VT3. Ключ на транзисторе VT2 инвертирует этот импульс и сбрасывает RS-триггер, собранный на логических элементах 2И-НЕ DD1.1 и DD1.2. ... собранного на элементах VT5, VT6, R20—R23, осуществляется напряжением +12 В, поступающим с блока питания ЭРСТ (блок А2 на рис. 7.9). ... Защита ключевого транзистора от перенапряжения в цепях управления при неисправности блока питания осуществляется узлом, собранным на элементах DD4.2, VT3, VT4, VD6, VD7, R24—R28. ... Если напряжение питания УФУН увеличится до 15 В, то низкий уровень с выхода инвертора DD4.2 зашунтирует вход усилителя мощности, запрещая его работу. Цепочка U2, VD1 и R5, VD2 служит для контроля цикла рекуперации дросселя L1 (рис. 7.9). В цикле рекуперации диод VD8 (рис. 7.9) открыт, и через упомянутую цепочку протекает ток, низкий уровень с коллектора транзистора оптрона U2 поступает на один из входов логического элемента (ЛЭ) DD2.3 и запрещает открытие ключевого транзистора. Узел токовой защиты собран на элементах DD1.1—DD1.3, VT7, VD8, С8, R29—R33. ... Этот узел контролирует прямое падение напряжения на открытом ключевом транзисторе. В момент токовой перегрузки прямое падение напряжения на ключевом транзисторе резко повышается, и транзистор VT7 открывается. ... Низкий уровень с коллектора транзистора VT7 через формирователь DD1.1, DDI.2 поступает на один из входов ЛЭ DD2.3 и через инвертор DD1.3 на один из входов ЛЭ ЗИ-НЕ DD2.2, с выхода которого устанавливается триггер токовой защиты DD3.1, DD3.2. ... Триггер токовой защиты с помощью ЛЭ ЗИ-НЕ DD2.1 запирает ключевой транзистор до конца рабочего цикла, когда триггер защиты будет сброшен низким уровнем сигнала ШИ-модулятора с выхода инвертора DD1.4. Связь с ШИ-модулятором (блок А4 на рис. 7.9) осуществляется через оптрон Ш и инвертор DDI.4. ... собранного на элементах VT5, VT6, R20—R23, осуществляется напряжением +12 В, поступающим с блока питания ЭРСТ (блок А2 на рис. 7.9). ... Защита ключевого транзистора от перенапряжения в цепях управления при неисправности блока питания осуществляется узлом, собранным на элементах DD4.2, VT3, VT4, VD6, VD7, R24—R28. ... Если напряжение питания УФУН увеличится до 15 В, то низкий уровень с выхода инвертора DD4.2 зашунтирует вход усилителя мощности, запрещая его работу. Цепочка U2, VD1 и R5, VD2 служит для контроля цикла рекуперации дросселя L1 (рис. 7.9). В цикле рекуперации диод VD8 (рис. 7.9) открыт, и через упомянутую цепочку протекает ток, низкий уровень с коллектора транзистора оптрона U2 поступает на один из входов логического элемента (ЛЭ) DD2.3 и запрещает открытие ключевого транзистора. Узел токовой защиты собран на элементах DD1.1—DD1.3, VT7, VD8, С8, R29—R33. ... Если цикл рекуперации завершен и отсутствует токовая перегрузка, то на выходе цепочки DD2.1, DD4.1 появится высокий уровень, который через усилитель мощности на транзисторах VT5, VT6 поступит на затвор ключевого транзистора ЭРСТ. УТЗ выполнен на элементах U3, DAI, VT1, VT2, VD4, VD5, CI, R6—R16. ... Однопереходной транзистор VT1 используется в качестве датчика температуры и имеет непосредственный тепловой контакт с теплоотводом, к которому непосредственно прикручены транзисторы VT1—VT20 (рис. 7.9). ... Питание УТЗ осуществляется непосредственно от входного напряжения ЭРСТ через параметрический стабилизатор, собранный на элементах VD5, CI, R6, R7. Термодатчик VT1 включен в плече моста R1Q—R13, к диагонали которого подключен компаратор DA1. ... Как только температура теплоотвода превысит 80 °С, высокий уровень с компаратора DA1 откроет транзистор VT2, который создаст цепь протекания тока через резисторы R8, R9 и светодиод оптрона U3. При этом низкий уровень с коллектора транзистора оптрона U3, через ЛЭ DD2.1, запретит работу ключевого транзистора. Работа ключевого транзистора будет заблокирована, пока температура теплоотвода не снизится до 65 °С. О срабатывании термозащиты сигнализирует светодиод HL2 (рис. 7.9), установленный на передней панели ЭРСТ. ... Если цикл рекуперации завершен и отсутствует токовая перегрузка, то на выходе цепочки DD2.1, DD4.1 появится высокий уровень, который через усилитель мощности на транзисторах VT5, VT6 поступит на затвор ключевого транзистора ЭРСТ. УТЗ выполнен на элементах U3, DAI, VT1, VT2, VD4, VD5, CI, R6—R16. ... Для настройки УКН на клеммы Х6, Х7 необходимо подать напряжение 40 В (плюсом к Х7) и с помощью резистора R6 выставить на выходе DA2 напряжение 1,2 В. С помощью резистора R9 выставить частоту релаксационного генератора на транзисторе VT1 равной 25 кГц. ... Предварительная настройка блока A3 сводится к настройке порогов токовой и температурной защиты. Для настройки токовой защиты можно временно отрезать верхний вывод R33 от клеммы Х5 и подключить к XI, а между клеммами Х4 и Х6 включить подстроечный резистор величиной 2 кОм. ... Вращая навесной подстроечный резистор, добиться между клеммами Х4 и Х6 напряжения 2,97 В, что соответствует прямому падению напряжения на ключевом транзисторе при токе 350 А и температуре кристалла 125 °С. С помощью подстроеч-ного резистора добиться низкого уровня на выходе формирователя DD1.1, DD1.2. ... Для настройки термозащиты термодатчик VT1 необходимо поместить в термостат. Вполне подходящий для данного применения термостат можно соорудить из литровой банки с водой. Снаружи банку для термоизоляции можно обмотать полотенцем. ... Воду подогревают кипятильником, а остужают, добавляя холодную воду.Температуру воды контролируют стеклянным термометром, имеющим шкалу 0—100 °С. Для гидроизоляции термодатчик можно поместить в середину ПВХ-трубки диаметром 8—10 мм и длиной 400—500 мм, которую потом изгибают вдвое. ... Резистор «Наклон» (R7 на рис. 7.20) ставят в верхнее, а резистор «Уровень» (R11 на рис. 7.20) — в нижнее по схеме положение. На балластном реостате выставляют ток 10 А. ... Включив ЭРСТ, с помощью подстроечного резистора R14 выставляют минимальный сварочный ток 10 А. Затем на балластном реостате выставляют ток 315 А и с помощью подстроечного резистора выставляют максимальный сварочный ток 315 А. После этого настройку можно считать оконченной и приступать к эксплуатации регулятора. ... Резистор «Наклон» (R7 на рис. 7.20) ставят в верхнее, а резистор «Уровень» (R11 на рис. 7.20) — в нижнее по схеме положение. На балластном реостате выставляют ток 10 А. ... Включив ЭРСТ, с помощью подстроечного резистора R14 выставляют минимальный сварочный ток 10 А. Затем на балластном реостате выставляют ток 315 А и с помощью подстроечного резистора выставляют максимальный сварочный ток 315 А. После этого настройку можно считать оконченной и приступать к эксплуатации регулятора. ... Резистор «Наклон» (R7 на рис. 7.20) ставят в верхнее, а резистор «Уровень» (R11 на рис. 7.20) — в нижнее по схеме положение. На балластном реостате выставляют ток 10 А. ... Включив ЭРСТ, с помощью подстроечного резистора R14 выставляют минимальный сварочный ток 10 А. Затем на балластном реостате выставляют ток 315 А и с помощью подстроечного резистора выставляют максимальный сварочный ток 315 А. После этого настройку можно считать оконченной и приступать к эксплуатации регулятора. ... В главе приводится описание инверторного сварочного источника «RytmArc», приводятся методики расчета электромагнитных элементов подобных источников, а также даются рекомендации для самостоятельного изготовления инверторного сварочного источника. ... В главе приводится описание инверторного сварочного источника «RytmArc», приводятся методики расчета электромагнитных элементов подобных источников, а также даются рекомендации для самостоятельного изготовления инверторного сварочного источника. ... В главе приводится описание инверторного сварочного источника «RytmArc», приводятся методики расчета электромагнитных элементов подобных источников, а также даются рекомендации для самостоятельного изготовления инверторного сварочного источника. ... Инверторные сварочные источники (ИСИ), несмотря на такие свои преимущества перед классическими, как малые масса, объем и превосходные нагрузочные характеристики, не получили у нас до сих пор достаточно широкого распространения. ... Вероятно все объясняется достаточно высокой стоимостью ИСИ, которая, порой, сводит на нет все их преимущества. Однажды в руки автора книги попал неисправный сварочный аппарат RytmArc (рис. 8.1) фирмы «Castolin Eutectic» [28], выпущенный в 1988 году. Аппарат был куплен на запчасти, так как его бывший хозяин уже не верил, что его можно отремонтировать. ... При осмотре выяснилось, что аппарат является типичным представителем семейства однофазных ИСИ малой мощности, ориентированных на бытовое применение, и предназначен для ручной сварки постоянным током величиной 5—140 А и ПН 100 %. ... Силовая часть этого источника выполнена по схеме двух-транзисторного однотактного прямоходового преобразователя (косой мост), что характерно для источников этого класса. ... В преобразователе были использованы мощные биполярные транзисторные модули типа ESM2953, которые, собственно, и вышли из строя. Кроме этого, некоторые транзисторы на плате драйвера буквально выгорели. ... в наличии, их предложили по цене $ 65 за штуку, при условии, что купить надо не менее 50 шт. (стандартная упаковка). Так как малосерийное производство ИСИ не планировалось, то был начат поиск альтернативного варианта. ... Отечественная промышленность нам ничего на тот момент предложить не могла, и поэтому выбор пал на IGBT [1] транзисторы IRG4PC50U фирмы international Rectifier*. Они были вполне доступны и свободно продавались в розницу по цене $ 14 за штуку. ... Недостатком IRG4PC50U, по сравнению с ESM2953, является то, что его сток имеет гальваническую связь с теплоотво-дящим основанием. Для устранения этого недостатка транзисторы были установлены на алюминиевые пластины толщиной 4 мм и размером 25x30 мм, которые прижимались к основному радиатору через слюдяную прокладку толщиной 0,05 мм. ... Необходимая толщина слюдяной прокладки набиралась из отдельных листиков слюды, каждый из которых для улучшения теплопроводности был смазан теплопроводящей пастой. Разумеется, пришлось изготовить новую плату преобразователя, а также драйвер (рис. 8.2), рассчитанный для управления IGBT-транзисторами. После переделки сварочный источник безотказно функционирует уже 7 лет (на момент написания книги). ... в наличии, их предложили по цене $ 65 за штуку, при условии, что купить надо не менее 50 шт. (стандартная упаковка). Так как малосерийное производство ИСИ не планировалось, то был начат поиск альтернативного варианта. ... Отечественная промышленность нам ничего на тот момент предложить не могла, и поэтому выбор пал на IGBT [1] транзисторы IRG4PC50U фирмы international Rectifier*. Они были вполне доступны и свободно продавались в розницу по цене $ 14 за штуку. ... На рис. 8.3 изображена принципиально-блочная схема источника после переделки. К сожалению, автор не имел в своем распоряжении фирменной документации, и поэтому терминология и позиционные обозначения на схемах могут отличаться от установленных производителем. ... Как уже говорилось выше, схемные решения источника являются типичными для источников этого класса и поныне. Поэтому тем, кто хочет ремонтировать или даже изготавливать подобные сварочные источники, будет полезно с ним познакомиться. ... Источник питается от переменного напряжения 220 В (50 Гц), которое через выключатель Q1 и контакты реле К1 поступает на выпрямитель GLb который состоит из двух выпрямительных мостов КВРС3508, включенных параллельно. Пульсирующее напряжение с выхода выпрямителя сглаживается на конденсаторе С1, обладающем большой емкостью. ... При включении в сеть конденсатор С1 заряжается через резистор R1, который с задержкой времени в 1 с шунтируется контактом реле К1. Задержка формируется электронным реле времени, собранном на плате зарядки конденсатора. Электронное реле собрано по классической схеме и-особых пояснений не требует. ... Электронные узлы схемы управления источника питаются от трансформатора Т1, который формирует все необходимые напряжения и обеспечивает гальваническую развязку. ... Выпрямленное напряжение с конденсатора С1 поступает на плату преобразователя, где преобразуется в напряжение высокой частоты (—30 кГц). С выхода преобразователя через трансформатор тока ТЗ высокочастотное напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора Т2. Трансформатор Т2 уменьшает амплитуду высокочастотного напряжения до необходимой величины и осуществляет гальваническую развязку сварочной цепи от сети. ... На рис. 8.3 изображена принципиально-блочная схема источника после переделки. К сожалению, автор не имел в своем распоряжении фирменной документации, и поэтому терминология и позиционные обозначения на схемах могут отличаться от установленных производителем. ... Как уже говорилось выше, схемные решения источника являются типичными для источников этого класса и поныне. Поэтому тем, кто хочет ремонтировать или даже изготавливать подобные сварочные источники, будет полезно с ним познакомиться. ... Переменное напряжение с выхода трансформатора выпрямляется однополупериодным выпрямителем на диодах VD5 и VD6. Каждый из них состоит из двух корпусов BYV54V200, в свою очередь содержащих по два высокочастотных диода. ... Внешняя нагрузочная характеристика ИСИ формируется блоком управления, собранным на плате управления, который, контролируя выходное напряжение и ток источника, формирует управляющий ШИМ-сигнал для преобразователя. ... Величину сварочного тока задают с помощью переменного резистора R11 «А», установленного на передней панели сварочного источника. При необходимости в качестве задатчика сварочного тока можно использовать выносной пульт управления (ВПУ), который подключается к разъему Х8 платы коммутации. ... С помощью ВПУ можно осуществлять более сложный алгоритм управления сварочным током, при котором сварочный ток меняется от минимального заданного значения до максимального, с заданной частотой и скважностью. При подключении ВПУ (на рис. 8.3 пульт подключен) внутренний задатчик R11 автоматически отключается контактами реле К2. На его обмотку через перемычку, установленную в разъемном соединении пульта, подается напряжение с выхода выпрямителя GL4. ... В цикле прямого хода однотактного преобразователя, когда транзисторы VT1 и VT2 открыты, энергия накапливается в индуктивности намагничивания и индуктивности рассеяния первичной обмотки трансформатора Т2. ... Переменное напряжение с выхода трансформатора выпрямляется однополупериодным выпрямителем на диодах VD5 и VD6. Каждый из них состоит из двух корпусов BYV54V200, в свою очередь содержащих по два высокочастотных диода. ... |
Справочник сварщика-строителя
Нержавеющая сталь
Расчет и конструирование ультразвуковых сварочных машин. Обзор
Современные сварочные аппараты своими руками
Борирование промышленных сталей и чугунов: (Справ. пособие)
Термомеханическое упрочнение стали в заготовительном производстве
Сплавы для нагревателей
