Современные сварочные аппараты своими руками

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Современные сварочные аппараты своими руками

На вход +ID поступает напряжение около +1,7 В с делителя напряжения R41, R42. Токовая защита сработает, как только амплитудное значение тока транзисторов преобразователя превысит примерно 45 А.
...
Узел накопителя токовой защиты собран на элементах DA1.4, VD10—VD13, СЮ, СИ и R37—R40. Рассмотрим его работу. Делитель напряжения, собранный на элементах VD11 и R37, R38, задает порог срабатывания накопителя. Пока ток транзисторов преобразователя не превышает порога срабатывания, VD12 открыт, и ОУ DA1.4 работает в режиме повторителя.
...
В этом случае на выходе DA1.4 и конденсаторе СИ поддерживается напряжение, равное напряжению делителя R41, R42, диод VD13 заперт и накопитель не оказывает никакого влияния на порог срабатывания токовой защиты.
...
В момент токовой перегрузки на выходе DA1.4 формируется отрицательный импульс, который через резистор R40 разряжает конденсатор СП. Длительность отрицательного импульса определяется RC-цепочкой R39, СЮ.
...
Если токовые перегрузки следуют слишком часто и их амплитуда превышает 50 А, то конденсатор СП разряжается настолько, что через диод VD13 начинает шунтировать резистор R41 делителя напряжения R41R42. Этот делитель задает порог срабатывания токовой защиты, в результате чего порог срабатывания токовой защиты снижается.
...
Для контроля температурного режима транзисторов преобразователя служит термопреобразователь ВК1 (рис. 8.3). Он имеет тепловой контакт с радиатором, на котором установлены транзисторы преобразователя. Термопреобразователь, формирующий выходной ток, пропорциональный температуре, включен в измерительную схему через клеммы Х2/14 и Х2/15.
...
На вход +ID поступает напряжение около +1,7 В с делителя напряжения R41, R42. Токовая защита сработает, как только амплитудное значение тока транзисторов преобразователя превысит примерно 45 А.
...
на компараторы DA2.4 и DA2.2. Конденсатор С9 служит для фильтрации импульсных помех. Схема контроля температуры имеет два порога срабатывания.
...
Оба порога срабатывания определяются делителем напряжения R32—R35. При достижении температурой первого порога в +50 °С на выходе компаратора DA2.2 появляется отрицательное напряжение, которое через резистор R73 отпирает транзистор VT3.
...
Отпираясь, транзистор VT3 создает цепь протекания тока в цепи обмотки реле К2 (рис. 8.3). Реле К2 срабатывает и своими контактами включает вентилятор Ml (рис. 8.3) принудительного воздушного охлаждения. Если температура продолжает расти и достигает второго порога в +85 °С, то уже на выходе компаратора DA2.4 появляется отрицательное напряжение, которое через диод VD9 попадает в цепи управления и снижает сварочный ток до 5 А. После охлаждения транзисторов работа источника возобновляется.
...
Работа формирователя импульсов, собранного на элементах DDI, VD20, VD21, С21, R55—R57, рассматривалась раньше и здесь рассматриваться не будет.
...
на компараторы DA2.4 и DA2.2. Конденсатор С9 служит для фильтрации импульсных помех. Схема контроля температуры имеет два порога срабатывания.
...
Оба порога срабатывания определяются делителем напряжения R32—R35. При достижении температурой первого порога в +50 °С на выходе компаратора DA2.2 появляется отрицательное напряжение, которое через резистор R73 отпирает транзистор VT3.
...
Отпираясь, транзистор VT3 создает цепь протекания тока в цепи обмотки реле К2 (рис. 8.3). Реле К2 срабатывает и своими контактами включает вентилятор Ml (рис. 8.3) принудительного воздушного охлаждения. Если температура продолжает расти и достигает второго порога в +85 °С, то уже на выходе компаратора DA2.4 появляется отрицательное напряжение, которое через диод VD9 попадает в цепи управления и снижает сварочный ток до 5 А. После охлаждения транзисторов работа источника возобновляется.
...
Работа формирователя импульсов, собранного на элементах DDI, VD20, VD21, С21, R55—R57, рассматривалась раньше и здесь рассматриваться не будет.
...
Несомненно, что качество сварки напрямую зависит от вида нагрузочной вольтамперной характеристики (ВАХ) сварочного источника. На рис. 8.13 изображена классическая ВАХ сварочного источника, предназначенного для ручной сварки. Можно выделить четыре различных участка ВАХ: А, В, С и D.
...
Участок А. Характеризует выходное напряжение источника на холостом ходу, а также реакцию источника на ток нагрузки, меньший чем 1свмин
...
Внимание. По требованиям электробезопасности напряжение холостого хода источников питания не должно превышать 100 В (среднее значение для источников постоянного тока), согласно ГОСТ 12.2.007.8—75, п. 2.2иДСТУ2456—94, п. 7.12.
...
8.13. Формирование нагрузочной характеристики источника
...
Участок В. Пологий участок ВАХ, ограничивающий максимальное напряжение дуги, что облегчает ее разрыв в момент окончания сварки. Кроме этого, благодаря этому участку сварочный источник не подвергается бесполезной перегрузке при работе на длинную дугу, что увеличивает надежность его работы.
...
Участок С. Рабочий участок характеристики, где ВАХ имеет падающий характер. На данном участке ВАХ выходной ток источника мало зависит от напряжения (длины) дуги, что актуально для ручной сварки.
...
Участок D. Более пологий участок ВАХ при выходном напряжении меньшем 18 В. Благодаря данном участку выходной ток источника форсируется в момент первичного касания электродом детали, что улучшает начальное зажигание дуги, а также уменьшает вероятность залипания электрода.
...
Для формирования участка А служит узел умножителя напряжения. Он собран на элементах VD32—VD35 и С35— С38. Позволяет получить напряжение +95 В из переменного напряжения —20 В, поступающего на плату БУ с трансформатора Т1. С выхода умножителя напряжение поступает на делитель R74, R75, VD29, VD30, где понижается до +65 В. Затем через диод VD27 и дроссель L1 напряжение поступает в сварочную цепь. Данный узел в настройке не нуждается и после правильной сборки готов к работе.
...
Участок В. Пологий участок ВАХ, ограничивающий максимальное напряжение дуги, что облегчает ее разрыв в момент окончания сварки. Кроме этого, благодаря этому участку сварочный источник не подвергается бесполезной перегрузке при работе на длинную дугу, что увеличивает надежность его работы.
...
Для формирования участка В служит узел, собранный на элементах R18—R22, R74—R78, С4—С6, VD27, VD7—VD31, VD6—VD8, Ul, VT1, VT4. Узел реагирует на заполнение и амплитуду импульсов напряжения перед дросселем L1. Когда импульс присутствует, а его напряжение превышает напряжение стабилизации стабилитронов VD29, VD30 (около 45 В), транзистор VT4 открывается и шунтирует светодиод оптрона U1. Транзистор оптрона U1 закрывается, и конденсатор С5 заряжается через резистор R18 и диод VD6. В паузе между импульсами транзистор VT1 закрывается, транзистор оптрона U1 открывается и конденсатор СЮ разряжается через резистор R20.
...
Соотношение сопротивлений резисторов R18, R20 выбрано таким, что пока заполнение импульсов менее 0,35 (выходное напряжение источника меньше 35 В при амплитуде импульса 100 В), напряжение на С5 не поднимется выше 5,1 В, стабилитрон VD7 и транзистор VT1 заперты.
...
При увеличении заполнения транзистор VT1 открывается и, через диод VD8, блокирует работу ШИМ-контроллера. Данный узел, как и предыдущий, в настройке не нуждается и после правильной сборки готов к работе.
...
Для преобразования импульсного сигнала, поступающего с узла формирования обратной связи по току (рис. 8.8), в непрерывный служит узел фиксации (пиковый детектор), собранный на элементах R3, R4, С2, VD4, DA1.1.
...
При изменении выходного тока источника в диапазоне от 5 до 140 А напряжение на выходе данного узла будет меняться в диапазоне от 0,25 до 7,2 В. Непрерывный сигнал с выхода узла фиксации поступает на вход ОУ DA1.2, где вычитается из сигнала задания тока, снимаемого с движка переменного резистора R11 «А» (рис. 8.3).
...
Для формирования участка В служит узел, собранный на элементах R18—R22, R74—R78, С4—С6, VD27, VD7—VD31, VD6—VD8, Ul, VT1, VT4. Узел реагирует на заполнение и амплитуду импульсов напряжения перед дросселем L1. Когда импульс присутствует, а его напряжение превышает напряжение стабилизации стабилитронов VD29, VD30 (около 45 В), транзистор VT4 открывается и шунтирует светодиод оптрона U1. Транзистор оптрона U1 закрывается, и конденсатор С5 заряжается через резистор R18 и диод VD6. В паузе между импульсами транзистор VT1 закрывается, транзистор оптрона U1 открывается и конденсатор СЮ разряжается через резистор R20.
...
Соотношение сопротивлений резисторов R18, R20 выбрано таким, что пока заполнение импульсов менее 0,35 (выходное напряжение источника меньше 35 В при амплитуде импульса 100 В), напряжение на С5 не поднимется выше 5,1 В, стабилитрон VD7 и транзистор VT1 заперты.
...
При увеличении заполнения транзистор VT1 открывается и, через диод VD8, блокирует работу ШИМ-контроллера. Данный узел, как и предыдущий, в настройке не нуждается и после правильной сборки готов к работе.
...
Для формирования участка D используется регулируемый делитель напряжения R35—R37. С помощью потенциометра R37 «ton.min» можно установить минимальную длительность импульсов ШИМ-контроллера, а следовательно, и минимальное напряжение на выходе источника. С помощью этой настройки можно сформировать жесткую ступеньку на нагрузочной характеристике при напряжении меньшем, чем напряжение дуги (менее 15 В).
...
Так как ШИМ-контроллер не может формировать импульсы короче «ton.min», то для ограничения тока при КЗ используется специальный узел, собранный на элементах R13, R14, R17, R43, VD14, VD15, DA2.3, который снижает частоту ШИМ, если выходной ток начинает превышать заданное значение (меняется полярность сигнала рассогласования), таким образом уменьшая заполнение выходного ШИМ-сигнала.
...
Для формирования участка D используется регулируемый делитель напряжения R35—R37. С помощью потенциометра R37 «ton.min» можно установить минимальную длительность импульсов ШИМ-контроллера, а следовательно, и минимальное напряжение на выходе источника. С помощью этой настройки можно сформировать жесткую ступеньку на нагрузочной характеристике при напряжении меньшем, чем напряжение дуги (менее 15 В).
...
Так как ШИМ-контроллер не может формировать импульсы короче «ton.min», то для ограничения тока при КЗ используется специальный узел, собранный на элементах R13, R14, R17, R43, VD14, VD15, DA2.3, который снижает частоту ШИМ, если выходной ток начинает превышать заданное значение (меняется полярность сигнала рассогласования), таким образом уменьшая заполнение выходного ШИМ-сигнала.
...
После ремонта или сборки БУ его необходимо предварительно проверить и настроить без подключения силовой части. Для этого можно рекомендовать следующую методику.
...
Шаг 3. С помощью потенциометра R64 устанавливаем напряжение +10 В на выходе стабилизатора DA5. Все токовые и температурные пороги срабатывания защит привязаны к напряжению +10 В и автоматически выставляются после установки этого напряжения.
...
Шаг 4. Потенциометр R44 «PW» выставляем в максимальное сопротивление, а с помощью R46 «Fmax» устанавливаем частоту ШИМ-сигнала (или частоту следрвания импульсов на выводе 14 DA4) равной 30 кГц (или около этого).
...
Шаг 5. Устанавливаем потенциометр регулятора тока R1 «А» (рис. 8.3) в минимум и имитируем нарастание тока транзисторов инвертора от 0 до 1,5 А (от 0 до -0,23 В на С2). На выходе DA1.3 напряжение меняется от 3,9 до 2,93 В, а на выходе DA2.3 достигает значения 5,1 В. Но стабилитрон VD14 еще не проводит (все время на выводе 12 DA4 присутствует ШИМ-сигнал максимальной частоты 30 кГц). При дальнейшем увеличении тока напряжение на выходе DA2.3 поднимается выше 5,1 В, и частота ШИМ начинает уменьшаться (степень уменьшения регулируется с помощью R44).
...
Шаг 6. Выставляем регулятор тока в максимум и имитируем нарастание тока транзисторов инвертора от 40 до 50 А (от -6,17 до -7,72 В на С2). На выходе DA1.3 напряжение меняется от 10 до 2,93 В, а на выходе DA2.3 достигает значения 5,1 В, но стабилитрон VD14 еще не проводит (все время на выводе 12 DA4 присутствует ШИМ-сигнал максимальной
...
частоты 30 кГц). При дальнейшем увеличении тока напряжение на выходе DA2.3 поднимается выше 5,1 В и частота ШИМ начинает уменьшаться. Одновременно отслеживаем, как ШИМ-контроллер реагирует на нарастание тока (при увеличении тока должно уменьшаться заполнение импульсов).
...
Далее можно продолжить настройку совместно с инвертором. С помощью R44 нужно установить максимальный ток 140 А при КЗ в сварочной цепи. Затем с помощью потенциометра R46 устанавливаем частоту ШИМ-сигнала равной 30 кГц. На этом настройку можно считать законченной.
...
частоты 30 кГц). При дальнейшем увеличении тока напряжение на выходе DA2.3 поднимается выше 5,1 В и частота ШИМ начинает уменьшаться. Одновременно отслеживаем, как ШИМ-контроллер реагирует на нарастание тока (при увеличении тока должно уменьшаться заполнение импульсов).
...
Далее можно продолжить настройку совместно с инвертором. С помощью R44 нужно установить максимальный ток 140 А при КЗ в сварочной цепи. Затем с помощью потенциометра R46 устанавливаем частоту ШИМ-сигнала равной 30 кГц. На этом настройку можно считать законченной.
...
частоты 30 кГц). При дальнейшем увеличении тока напряжение на выходе DA2.3 поднимается выше 5,1 В и частота ШИМ начинает уменьшаться. Одновременно отслеживаем, как ШИМ-контроллер реагирует на нарастание тока (при увеличении тока должно уменьшаться заполнение импульсов).
...
Теперь попытаемся решить проблему замены устаревшего ШИМ-контроллера TDA4718A. Наиболее простым способом решения может быть замена этого контроллера его ближайшими аналогами— TDA4714C и TDA4716C. В отличие от TDA4718A, МС TDA4714C и TDA4716C не могут синхронизироваться от внешнего генератора (что, в общем-то, и не требуется) и не имеют компаратора контроля понижения напряжения (а вот это уже нехорошо).
...
Последний недостаток можно исправить, «навесив» на вход Overvoltage два внешних компаратора. Или, в крайнем случае, уповать на стабильность питающей сети и эффективность токовой защиты, но лучше так не делать! В табл. 8.2 приводится соответствие выводов TDA4714 и TDA4716 выводам TDA4718.
...
Кроме этого, у TDA4716 нужно соединить выводы 10 и 11. Если описанный вариант невозможен, то можно попытаться заменить TDA4718A неким альтернативным контроллером. Желательно, чтобы этот контроллер имел тот же набор функциональных блоков, что и TDA4718A.
...
Возможно, основной проблемой, которую надо решить при Замене контроллера, является то, что в БУ «RytmArc» используется способность контроллера TDA4718A снижать частоту ШИМ-сигнала без изменения длительности импульса при подаче положительного смещения на частотозадающий резистор Rt(R44R45) в ШИМ-контроллерах SG1524, TL494, UC3825 и их аналогах, которые обычно пытаются использовать в качестве альтернативы. В этом случае частота также уменьшается, но при этом остается неизменным заполнение
...
8.15. Использование альтернативного ШИМ-контроллера
...
также появление сдвоенных импульсов. Узел контроля питания, блокирующий работу схемы при недопустимо низком входном напряжении, имеет гистерезис 800 мВ, что обеспечивает низкий пусковой ток. Если напряжение питание контроллера опускается ниже 9 В, то его выходы переключаются в высокоимпедансное состояние.
...
Комплементарные выходные драйверы контроллера рассчитаны на значительные броски выходного втекающего или вытекающего тока при работе на емкостную нагрузку, которой являются входные цепи MOSFET и IGBT. Включенному состоянию выходов соответствует высокий уровень.
...
также появление сдвоенных импульсов. Узел контроля питания, блокирующий работу схемы при недопустимо низком входном напряжении, имеет гистерезис 800 мВ, что обеспечивает низкий пусковой ток. Если напряжение питание контроллера опускается ниже 9 В, то его выходы переключаются в высокоимпедансное состояние.
...
Комплементарные выходные драйверы контроллера рассчитаны на значительные броски выходного втекающего или вытекающего тока при работе на емкостную нагрузку, которой являются входные цепи MOSFET и IGBT. Включенному состоянию выходов соответствует высокий уровень.
...
решена при помощи узла R49, R82, С14, С44, VD40, VT5. Конденсатор С14 заряжается через резистор R49. В момент появления фронта тактового импульса на выводе 4 DA4 транзистор VT5 открывается и разряжает конденсатор С14.
...
Так как при изменении частоты параметры цепочки R49C14 не меняются, то на С14 формируется пилообразное напряжение с неизменной скоростью нарастания. С помощью
...
решена при помощи узла R49, R82, С14, С44, VD40, VT5. Конденсатор С14 заряжается через резистор R49. В момент появления фронта тактового импульса на выводе 4 DA4 транзистор VT5 открывается и разряжает конденсатор С14.
...
Так как при изменении частоты параметры цепочки R49C14 не меняются, то на С14 формируется пилообразное напряжение с неизменной скоростью нарастания. С помощью
...
С помощью делителя R26, R80 сигнал датчика тока привязывается к уровню ограничения тока контроллера (1 В). Для осуществления защиты от повышения и понижения напряжения питания источника добавлены два компаратора:
...
При срабатывании защиты к выводу 9 DA4 прикладывается напряжение > 1,4 В, что приводит к выключению контроллера. При нормализации напряжения происходит его «мягкое» включение.
...
Так как ШИМ-контроллер UC3825 формирует слишком высокое опорное напряжение +5,1 В, то для получения опорного напряжения +2,5 В используется дополнительный стабилизатор R79, VD41. Элементы, требующие подстройки, помечены «звездочкой».
...
При ремонте источника «RytmArc» ставилась цель с возможно меньшими затратами переделать прежний драйвер, работавший с биполярными транзисторами, для управления IGBT. Поэтому в переделанном драйвере максимально использовались детали и решения от старого драйвера.
...
Если же источник делается с нуля, то проще изготовить более специализированный и простой драйвер управления IGBT. Поскольку в транзисторах с изолированным затвором входные цепи потребляют небольшую мощность, то для управления ими можно непосредственно использовать маломощные импульсные трансформаторы.
...
Трансформаторный драйвер, в отличие от других, для своей работы не требует дополнительного источника питания, что позволяет для питания блока управления сварочного источника использовать более простой трансформатор. Принципиальная электрическая схема драйвера изображена на рис. 8.17. Подобный драйвер использован в сварочном источнике COLT 1300 [3], производства итальянской фирмы «Cemont» [29].
...
При ремонте источника «RytmArc» ставилась цель с возможно меньшими затратами переделать прежний драйвер, работавший с биполярными транзисторами, для управления IGBT. Поэтому в переделанном драйвере максимально использовались детали и решения от старого драйвера.
...
Если же источник делается с нуля, то проще изготовить более специализированный и простой драйвер управления IGBT. Поскольку в транзисторах с изолированным затвором входные цепи потребляют небольшую мощность, то для управления ими можно непосредственно использовать маломощные импульсные трансформаторы.
...
Трансформаторный драйвер, в отличие от других, для своей работы не требует дополнительного источника питания, что позволяет для питания блока управления сварочного источника использовать более простой трансформатор. Принципиальная электрическая схема драйвера изображена на рис. 8.17. Подобный драйвер использован в сварочном источнике COLT 1300 [3], производства итальянской фирмы «Cemont» [29].
...
Так как нагрузкой трансформатора гальванической развязки (ТГР) Т1 являются входные цепи IGBT, то для его раскачки придется использовать более мощный формирователь, собранный на элементах R83—R88, С45, VD40—VD42, VT6—VT8.
...
Выходной сигнал контроллера TDA4718A, имеющий активный низкий уровень, нвертируется первым каскадом формирователя, собранным по схеме Бакера и содержащего элементы R83—R86, С45, VD40, VD41, VT6.
...
Обратная связь через диод VD41 позволяет удерживать транзистор VT6 в активном режиме, не допуская его насыщения, а цепочка R83—R85, С45, VD40 обеспечивает форсированное запирание и отпирание транзистора VT6. Это обеспечивает минимальную задержку распространения сигнала.
...
Далее сигнал с коллектора транзистора VT6 через диод VD42 и резистор R88 подается на затвор транзистора VT8, к стоку которого подключена первичная обмотка трансформатора Т1.
...
Для фиксации низкого уровня на затворе VT8 в периоды между импульсами используется узел на элементах R87, VD42 и VT7. Если формирователь используется совместно с контроллером UC3825, то его можно существенно упростить (рис. 8.18), подав сигнал непосредственно с выхода контроллера через резистор R88 на затвор транзистора VT8. В этом случае элементы R83—R87, С45, VD40—VD42, VT6, VT7 можно исключить.
...
На плате драйверов оба канала управления транзисторами преобразователя VT1, VT2 выполнены по аналогичным схемам. Поэтому достаточно рассмотреть работу только одного, например, верхнего, канала.
...
При открытии транзистора VT8 формирователя на плате управления к первичной обмотке I трансформатора Т1 прикладывается напряжение, которое трансформируется во вторичные обмотки Па и Пб трансформатора в полярности, отпирающей IGBT («плюс» на затвор).
...
Так как нагрузкой трансформатора гальванической развязки (ТГР) Т1 являются входные цепи IGBT, то для его раскачки придется использовать более мощный формирователь, собранный на элементах R83—R88, С45, VD40—VD42, VT6—VT8.
...
Выходной сигнал контроллера TDA4718A, имеющий активный низкий уровень, нвертируется первым каскадом формирователя, собранным по схеме Бакера и содержащего элементы R83—R86, С45, VD40, VD41, VT6.
...
стор R90 (R92) поступает на затвор транзистора VT1 (VT2) преобразователя. Резистор R90 (R92) подавляет паразитный колебательный процесс в цепи затвора транзистора инвертора.
...
Нагрузочный резистор R89 (R91) демпферирует вторичную обмотку трансформатор Т1, подавляя колебательный процесс в контуре, образованном его внутренними паразитными индуктивностями и емкостями. Стабилитрон VD45 (VD48) ограничивает напряжение на затворе транзистора VT1 (VT2) преобразователя.
...
При положительном напряжении управления транзистор VT9 (VT10) драйвера закрыт, а его переход «база-эмиттер» шунтирован открытым диодом VD44 (VD47).
...
После закрытия транзистора VT8 формирователя полярность напряжения на вторичных обмотках Т1 меняется на противоположную. При этом диоды VD43, VD44 (VD46, VD47) запираются, а к транзистору VT9 (VT10) прикладывается в отпирающей полярности напряжение заряженной входной емкости транзистора VT1 (VT2) преобразователя.
...
стор R90 (R92) поступает на затвор транзистора VT1 (VT2) преобразователя. Резистор R90 (R92) подавляет паразитный колебательный процесс в цепи затвора транзистора инвертора.
...
Нагрузочный резистор R89 (R91) демпферирует вторичную обмотку трансформатор Т1, подавляя колебательный процесс в контуре, образованном его внутренними паразитными индуктивностями и емкостями. Стабилитрон VD45 (VD48) ограничивает напряжение на затворе транзистора VT1 (VT2) преобразователя.
...
При положительном напряжении управления транзистор VT9 (VT10) драйвера закрыт, а его переход «база-эмиттер» шунтирован открытым диодом VD44 (VD47).
...
После закрытия транзистора VT8 формирователя полярность напряжения на вторичных обмотках Т1 меняется на противоположную. При этом диоды VD43, VD44 (VD46, VD47) запираются, а к транзистору VT9 (VT10) прикладывается в отпирающей полярности напряжение заряженной входной емкости транзистора VT1 (VT2) преобразователя.
...
ТГР рассчитывается по изложенной ранее методике. Так как ток в обмотках трансформатора имеет сложную форму, обусловленную его емкостно-активной нагрузкой, то для определения его действующего значения лучше прибегнуть к моделированию.
...
В результате моделирования определяем, что действующий ток первичной обмотки трансформатора составляет 1рь
...
Выберем сердечник К22х16х4 из феррита 2000НМ1, имеющий Sc = 0,18 см2, S0 = 2,01 см2, ScSa = 0,36 см4. Найдем амплитудное значение ЭДС одного витка:
...
Выберем сердечник К22х16х4 из феррита 2000НМ1, имеющий Sc = 0,18 см2, S0 = 2,01 см2, ScSa = 0,36 см4. Найдем амплитудное значение ЭДС одного витка:
...
Первичная обмотка содержит 140 витков провода ПЭВ-2 0 0,14 мм. Каждая из вторичных обмоток содержит по 140 витков провода ПЭВ-2 0 0,1 мм.
...
Внимание. Для обеспечения минимальной индуктивности рассеяния обмотки мотаются одна поверх другой. Для обеспечения изоляции между обмотками надо намотать слой лакоткани.
...
Внимание. После намотки с помощью 500 В мегомметра необходимо проверить межобмоточную изоляцию, сопротивление которой должно быть более 50 МОм.
...
Первичная обмотка содержит 140 витков провода ПЭВ-2 0 0,14 мм. Каждая из вторичных обмоток содержит по 140 витков провода ПЭВ-2 0 0,1 мм.
...
Внимание. Для обеспечения минимальной индуктивности рассеяния обмотки мотаются одна поверх другой. Для обеспечения изоляции между обмотками надо намотать слой лакоткани.
...
Внимание. После намотки с помощью 500 В мегомметра необходимо проверить межобмоточную изоляцию, сопротивление которой должно быть более 50 МОм.
...
В главе даются рекомендации по испытанию электромагнитных материалов, приводятся любительские методики расчета электромагнитных элементов источников питания и методики расчета трансформаторов, дросселей, радиаторов охлаждения, а также дается описание приготовления самодельных сварочных электродов.
...
В главе даются рекомендации по испытанию электромагнитных материалов, приводятся любительские методики расчета электромагнитных элементов источников питания и методики расчета трансформаторов, дросселей, радиаторов охлаждения, а также дается описание приготовления самодельных сварочных электродов.
...
В главе даются рекомендации по испытанию электромагнитных материалов, приводятся любительские методики расчета электромагнитных элементов источников питания и методики расчета трансформаторов, дросселей, радиаторов охлаждения, а также дается описание приготовления самодельных сварочных электродов.
...
Работа при максимально возможной индукции в сердечнике сварочного трансформатора позволяет уменьшить сечение сердечника. Для использования этой возможности необходимо знать значение максимальной индукции для выбранного материала сердечника.
...
Здесь ситуация осложняется тем, что самодеятельный конструктор обычно имеет дело с трансформаторным железом неизвестной марки. Пытаясь использовать это железо, часто выбирают заниженную величину максимальной индукции, что, в свою очередь, приводит к неоправданному увеличению размеров и массы сварочного трансформатора.
...
Ниже приводится методика испытания железа, пользуясь которой можно определить индукцию насыщения трансформаторного железа, имеющегося в распоряжении.
...
Сначала из имеющегося трансформаторного железа нужно собрать тестовый замкнутый сердечник сечением 5—10 см2. Сечение сердечника определяется перемножением толщины пластины на ее ширину и общее количество пластин. На полученный сердечник необходимо мягким изолированным проводом сечением 1,5—2,5 мм2 намотать обмотку на напряжение 5—10 В («50 витков).
...
Работа при максимально возможной индукции в сердечнике сварочного трансформатора позволяет уменьшить сечение сердечника. Для использования этой возможности необходимо знать значение максимальной индукции для выбранного материала сердечника.
...
Трансформатор— это самое первое статическое устройство, позволяющее преобразовывать электрическую энергию переменного тока. Трансформатор используется:
...
Определение. Отношения числа витков W, первичной обмотки к числу витков W2 вторичной обмотки называется коэффициентом
...
Если при этом индукция в сердечнике меняется от -Вт до +Вп с частотой Вт, то среднее значение напряжения витка равно
...
где Кф — коэффициент формы, учитывающий отношение действующего и среднего значения напряжения, для синусоидального напряжения Кф = 1,11; Вт — максимальная индукция в сердечнике, Тл; F — частота переменного напряжения, Гц; Sc — площадь сечения сердечника, см2; Кс — коэффициент заполнения сердечника. Несмотря на возможно различное количество витков, обмотки трансформатора имеют одинаковую мощность, равную его мощности, и делят поровну между собой площадь окна сердечника:
...
Необходимым элементом DC-DC преобразователя является дроссель. Цель данного раздела, не выходя за пределы школьного курса физики, дать методику расчета наиболее распространенного дросселя — дросселя, работающего с под-магничиванием. Для начала считаем, что в обмотке дросселя течет постоянный ток с незначительной пульсацией.
...
Обмотка дросселя обычно полностью занимает окно сердечника. Поэтому, зная величину тока I и плотность тока / (А/мм2) в обмотке, а также площадь окна сердечника Sa (см2) и коэффициент его заполнения К0, можно определить максимальное количество витков, которое можно разместить в окне сердечника:
...
Потокосцепление обмотки дросселя можно определить, если известны витки, максимальная индукция Вт (Тл), сечение сердечника Sc (см2) его коэффициент заполнения Кс:
...
Из формулы индуктивности легко получить габаритные размеры сердечника, которые позволят получить требуемую индуктивность дросселя:
...
Часто мы видим, что дроссели со стальным сердечником используются в инверторных источниках на более высокой частоте, чем, казалось бы, для них допустимо. Этому можно найти разумное объяснение.
...
Руд — удельные потери для данного материала при заданных значениях максимальной индукции Ву и частоты fy
...
Из формулы следует, что потери в сердечнике возрастают вместе с увеличением размаха индукции АВ и с увеличением рабочей частоты f. Однако, если, увеличив частоту, мы уменьшим размах индукции, то потери не увеличатся.
...
максимальный размах индукции для более высокой рабочей частоты:
...
Следовательно, можно значительно уменьшить габариты дросселя, если сделать его нелинейным, насыщающимся. Т. е. когда ток в дросселе ниже тока насыщения 1нас,
...
Рассчитаем нелинейный двухобмоточный насыщающийся дроссель для сварочного источника с тиристорным регулятором. Основная первичная обмотка дросселя до насыщения должна иметь индуктивность 0,3 мГн, а дополнительная вторичная обмотка — 7,5 мГн.
...
Чтобы выделить место в окне сердечника для дополнительной обмотки, необходимо умножить габарит сердечника на коэффициент:
...
В качестве сердечника для дросселя выберем Ш-образный ленточный сердечник из стали 3411 (Э310). По модифицированной формуле (9.12) найдем
...
За время открытого состояния ключа ЭРСТ ток в дросселе увеличивается от нуля до амплитудного значения. Далее, за время паузы, ток уменьшается до нуля. Опасность выхода за границы неразрывности существует при минимальном сварочном токе Icemin
...
Определим соотношение между амплитудным и средним значением тока треугольной формы. Среднее значение функции есть интеграл от этой функции, или попросту говоря — площадь, ограниченная этой функцией и линией нулевого уровня.
...
напряжение дуги для минимального сварочного тока:
...
Допустим, в качестве материала сердечника дросселя мы предполагаем использовать электротехническую сталь с толщиной листа 0,08 мм, которая на частоте fy
...
Частотные показатели стали а = 1,4 и р = 1,8 [10]. Найдем допустимый размах индукции для частоты 25000 Гц, который обеспечит такой же уровень потерь, как и на частоте 1000 Гц:
...
Предварительно определимся, что индукция в сердечнике для постоянного тока может достигать величины В = 1,42 Тл, плотность тока / = 3,5 А/мм2 , К0 = 0,35 и Кс = 0,9. Найдем габаритный размер сердечника:
...
Максимальный размах индукции в сердечнике дросселя имеет место при максимальном входном напряжении UexMaKC = 80 В и заполнении импульсов D = 0,5 и может быть найден по формуле
...
Во время работы полупроводникового прибора в его кристалле выделяется мощность, которая приводит к разогреву последнего. Если тепла выделяется больше, чем рассеивается в окружающем пространстве, то температура кристалла будет расти и может превысить максимально допустимую. При этом его структура будет необратимо разрушена.
...
Следовательно, надежность работы полупроводниковых приборов во многом определяется эффективностью их охлаждения. Наиболее эффективным является конвективный механизм охлаждения, при котором тепло уносит поток газообразного или жидкого теплоносителя, омывающего охлаждаемую поверхность.
...
Совет. Чем больше охлаждаемая поверхность, тем эффективнее охлаждение, и поэтому мощные полупроводниковые приборы нужно устанавливать на металлические радиаторы, имеющие развитую охлаждаемую поверхность. В качестве теплоносителя обычно используется окружающий воздух.
...
В случае естественной вентиляции перемещение теплоносителя осуществляется за счет тяги, возникающей возле нагретого радиатора. В случае принудительной вентиляции перемещение теплоносителя осуществляется с помощью вентилятора. Во втором случае можно получить большие скорости потока и, соответственно, лучшие условия охлаждения.
...
Тепловые расчеты можно сильно упростить, если использовать тепловую модель охлаждения (рис. 9.5) Здесь разница между температурой кристалла 7} и температурой среды ТА
...

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

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Современные сварочные аппараты своими руками