Nếu bạn đang tìm kiếm một lựa chọn để thay thế máy biến áp hàn thông thường thì biến tần hàn là sự lựa chọn tốt nhất. Biến tần hàn tiện dụng và chạy bằng dòng điện một chiều. Việc kiểm soát hiện tại được duy trì thông qua chiết áp.

Bởi: Dhrubajyoti Biswas

Sử dụng cấu trúc liên kết hai chuyển đổi

Khi phát triển một biến tần hàn, tôi đã áp dụng biến tần thuận với cấu trúc liên kết hai công tắc. Tại đây, điện áp dòng đầu vào đi qua bộ lọc EMI tiếp tục làm mịn với công suất lớn.

Tuy nhiên, vì xung hiện tại của công tắc có xu hướng cao nên cần có sự hiện diện của mạch khởi động mềm. Khi công tắc được BẬT và tụ lọc sơ cấp sạc qua điện trở, công suất sẽ được tiếp tục bằng không bằng cách chuyển công tắc BẬT rơle.

Thời điểm chuyển nguồn, các bóng bán dẫn IGBT được sử dụng và tiếp tục được áp dụng thông qua biến áp truyền động cổng chuyển tiếp TR2, tiếp theo là định hình mạch với sự trợ giúp của bộ điều chỉnh IC 7812.

Sử dụng IC UC3844 để điều khiển PWM

Mạch điều khiển được sử dụng trong kịch bản này là UC3844, rất giống với UC3842 với giới hạn độ rộng xung là 50% và tần số làm việc là 42 kHz.

Mạch điều khiển lấy nguồn từ nguồn phụ 17V. Do dòng cao nên phản hồi dòng dùng biến áp Tr3.

Điện áp của thanh ghi cảm biến 4R7 / 2W nhiều hơn hoặc nhỏ hơn bằng đầu ra hiện tại. Dòng điện đầu ra có thể được điều khiển thêm bằng chiết áp P1. Chức năng của nó là đo điểm ngưỡng của phản hồi và điện áp ngưỡng của chân 3 của UC3844 là 1V.

Một khía cạnh quan trọng của chất bán dẫn công suất là nó cần được làm mát và phần lớn nhiệt sinh ra được đẩy ra ngoài trong các điốt đầu ra.

Diode phía trên bao gồm 2x DSEI60-06A nên có khả năng xử lý dòng điện ở mức trung bình 50A và suy hao cho đến 80W.

Diode thấp hơn, tức là STTH200L06TV1 cũng nên dòng điện trung bình là 100A và mất mát cho đến 120W. Mặt khác, tổng tổn hao tối đa của bộ chỉnh lưu thứ cấp là 140W. Cuộn cảm đầu ra L1 được kết nối thêm với đường ray âm.

Đây là một kịch bản tốt vì tản nhiệt bị cấm khỏi điện áp tần số cao. Một lựa chọn khác là sử dụng điốt FES16JT hoặc MUR1560.

Tuy nhiên, điều quan trọng là phải xem xét rằng dòng điện tối đa của diode dưới gấp đôi dòng điện của diode trên.

Tính toán tổn thất IGBT

Trên thực tế, tính toán tổn thất của IGBT là một quy trình phức tạp vì bên cạnh tổn thất dẫn điện, tổn thất chuyển mạch cũng là một yếu tố khác.

Ngoài ra, mỗi bóng bán dẫn mất khoảng 50W. Cầu chỉnh lưu cũng mất công suất đến 30W và nó được đặt trên cùng bộ tản nhiệt với IGBT cùng với diode đặt lại UG5JT.

Ngoài ra còn có tùy chọn thay thế UG5JT bằng FES16JT hoặc MUR1560. Việc mất công suất của các điốt đặt lại cũng phụ thuộc vào cách xây dựng Tr1, mặc dù sự mất mát ít hơn so với sự mất mát của công suất từ IGBT. Cầu chỉnh lưu cũng gây tổn thất công suất khoảng 30W.

Hơn nữa khi chuẩn bị hệ thống, điều quan trọng cần nhớ là mở rộng hệ số tải tối đa của biến tần hàn. Dựa trên phép đo, bạn có thể sẵn sàng chọn kích thước chính xác của đồng hồ đo cuộn dây, tản nhiệt, v.v.

Một lựa chọn tốt khác là thêm một quạt vì điều này sẽ giúp kiểm tra nhiệt.

“crt hoạt động như thế nào ”

Sơ đồ mạch

Chi tiết cuộn dây máy biến áp

Máy biến áp chuyển mạch Tr1 bị thương hai lõi ferit EE và cả hai đều có tiết diện cột trung tâm là 16x20mm.

Do đó, tổng tiết diện được tính là 16x40mm. Cần cẩn thận để không có khe hở không khí trong khu vực lõi.

Một lựa chọn tốt là sử dụng cuộn sơ cấp 20 vòng bằng cách quấn nó với 14 dây có đường kính 0,5mm.

Mặt khác, cuộn thứ cấp có sáu dải đồng kích thước 36x0,55mm. Máy biến áp truyền động thuận Tr2, được thiết kế trên điện cảm lạc hướng thấp, tuân theo quy trình cuộn dây ba vòng với ba dây cách điện xoắn có đường kính 0,3 mm và các cuộn dây có 14 vòng.

Phần lõi được làm bằng H22 với đường kính cột giữa là 16mm và không để lại khoảng trống.

Biến dòng Tr3 được làm bằng cuộn cảm triệt tiêu EMI. Trong khi sơ cấp chỉ có 1 vòng dây thì thứ cấp bị thương 75 vòng dây 0,4 mm.

Một vấn đề quan trọng là giữ phân cực của các cuộn dây. Trong khi L1 có lõi ferit EE, cột giữa có tiết diện 16x20mm có 11 lượt dải đồng 36x0,5mm.

Hơn nữa, tổng khe hở không khí và mạch từ được đặt là 10mm và độ tự cảm của nó là 12uH cca.

Sự phản hồi điện áp không thực sự cản trở quá trình hàn, nhưng nó chắc chắn ảnh hưởng đến việc tiêu thụ và mất nhiệt khi ở chế độ không tải. Việc sử dụng phản hồi điện áp là khá quan trọng vì điện áp cao khoảng 1000V.

Hơn nữa, bộ điều khiển PWM đang hoạt động ở chu kỳ nhiệm vụ tối đa, điều này làm tăng tỷ lệ tiêu thụ điện năng và cả các thành phần sưởi ấm.

310V DC có thể được trích xuất từ nguồn điện lưới 220V sau khi chỉnh lưu thông qua mạng cầu và lọc qua một vài tụ điện điện phân 10uF / 400V.

Nguồn cung cấp 12V có thể được lấy từ bộ chuyển đổi 12V làm sẵn hoặc được xây dựng tại nhà với sự trợ giúp của thông tin được cung cấp đây :

Mạch hàn nhôm

Yêu cầu này đã được gửi cho tôi bởi một trong những độc giả tận tâm của blog này, ông Jose. Dưới đây là các chi tiết của yêu cầu:

Máy hàn Fronius-TP1400 của tôi hoạt động đầy đủ và tôi không muốn thay đổi cấu hình của nó. Máy có tuổi đời này là thế hệ máy biến tần đầu tiên.
Nó là một thiết bị cơ bản để hàn với điện cực được phủ (hàn MMA) hoặc khí hồ quang vonfram (hàn TIG). Một công tắc cho phép lựa chọn.
Thiết bị này chỉ cung cấp dòng điện một chiều, điều này rất thích hợp cho một số lượng lớn kim loại cần hàn.
Có một số kim loại như nhôm do ăn mòn nhanh khi tiếp xúc với môi trường nên sử dụng dòng điện xoay chiều tạo xung (sóng vuông 100 đến 300 Hz) điều này tạo điều kiện cho quá trình loại bỏ ăn mòn theo chu kỳ có phân cực ngược và biến nóng chảy trong các chu kỳ phân cực trực tiếp.
Người ta tin rằng nhôm không bị ôxy hóa, nhưng điều đó là không chính xác, điều xảy ra là tại thời điểm 0 mà nó tiếp xúc với không khí, một lớp ôxy hóa mỏng được tạo ra, và từ đó bảo quản nó khỏi quá trình ôxy hóa tiếp theo. Lớp mỏng này làm phức tạp công việc hàn, đó là lý do tại sao dòng điện xoay chiều được sử dụng.
Mong muốn của tôi là tạo ra một thiết bị có thể kết nối nó với các thiết bị đầu cuối của máy hàn DC và Torch để có được dòng điện AC đó trong Torch.
Đây là nơi tôi gặp khó khăn, tại thời điểm xây dựng thiết bị chuyển đổi CC sang AC đó. Tôi thích điện tử nhưng không phải là chuyên gia.
Vì vậy, tôi hiểu lý thuyết một cách hoàn hảo, tôi nhìn vào IC HIP4080 hoặc biểu dữ liệu tương tự thấy rằng có thể áp dụng nó vào dự án của tôi.
Nhưng khó khăn lớn của tôi là tôi không thực hiện việc tính toán cần thiết giá trị của các thành phần. Có thể có một số chương trình có thể được áp dụng hoặc được điều chỉnh, tôi không tìm thấy nó trên internet và tôi không biết phải tìm kiếm ở đâu, vì vậy tôi nhờ bạn giúp đỡ

Thiết kế

Để đảm bảo rằng quá trình hàn có thể loại bỏ bề mặt bị ôxy hóa của nhôm và thực thi mối hàn hiệu quả, que hàn hiện có và tấm nhôm có thể được tích hợp với giai đoạn trình điều khiển cầu đầy đủ, như hình dưới đây:

Rt, Ct có thể được tính toán với một số thử nghiệm và sai số để có được các mosfet dao động ở bất kỳ tần số nào từ 100 đến 500Hz. Để biết công thức chính xác, bạn có thể tham khảo bài viết này .