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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Das Schweißen wird elektronisch gesteuert. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schweißgeräte Viele Metallkonstruktionen werden durch Elektroschweißen zusammengebaut. Ich habe dafür mehrere Geräte gebaut und eines erwies sich als das erfolgreichste und am einfachsten zu bedienende. Ich mache Sie auf einen Schweißtransformator mit elektronischer Stromregelung aufmerksam. Es verfügt über keine beweglichen Teile, die eine hochwertige Montage erfordern und Vibrationen ausgesetzt sind. Mit der Steuereinheit können Sie den Schweißstrom durch Drehen des Potentiometerknopfs stufenlos regulieren. Gleichzeitig brennt der Lichtbogen über den gesamten Änderungsbereich stabil. Technische Eigenschaften eines Schweißtransformators mit elektronischer Stromregelung:
Abbildung 1 zeigt den Stromkreis des Schweißgeräts. Es umfasst: Schweißtransformator T3; Leistungsgleichrichter mit Thyristoren VS3, VS4; Gleichrichter zur Versorgung des Pilotlichtbogens mit Dioden VD6 - VD9, Glättungsdrossel L1; Steuereinheit für Leistungsthyristoren an Transistoren VT1 - VT5.
Der Hauptlichtbogen wird von einem Gleichrichter mit Thyristoren VS3, VS4 gespeist; Der Wert des Schweißstroms ändert sich durch Änderung des Schaltwinkels der Thyristoren. Wenn die Leistungsthyristoren geschlossen sind, wird der Schweißlichtbogenstrom vom Speisestromkreis über die Dioden VD6 - VD9 und die Induktivität L1 bereitgestellt. Der Netzgleichrichter hat eine fallende äußere Kennlinie. Der Pilotlichtbogengleichrichter hat eine steile äußere Kennlinie und dank der Induktivität L1 wird im Lichtbogenkreis ein kontinuierlicher Strom aufrechterhalten, der ein stabiles Brennen des Lichtbogens gewährleistet und ein Ablösen der Elektrodenbeschichtung verhindert. Die Steuerschaltung besteht aus einer Stromquelle am Transformator T1, einem Gleichrichter an den Dioden VD1, einer Synchronisationsschaltung an den Transistoren VT1 und VT5, einer Phasenverschiebungsvorrichtung an den Transistoren VT3, VT4, einer Vergleichseinheit an Transistor VT2 und einer Schweißstrommessschaltung am Stromtransformator T4 eine Steuerschaltung für Leistungsthyristoren an den Thyristoren VS1 und VS2. Die Synchronisationsschaltung der Transistoren VT1, VT5 dient dazu, die Kapazität C3 der Phasenschiebervorrichtung zu Beginn jeder Halbwelle der Netzversorgungsspannung zu entladen. In dem Moment, in dem die Netzwerkspannung 0 beträgt, liegt an der Basis des Transistors VT1 0 (er ist geschlossen) und VT5 ist offen und C3 wird entladen; in allen anderen Fällen ist VT5 geschlossen. Zu Beginn jeder Halbwelle der Versorgungsspannung wird der Kondensator C3 über VT2 und R8 aufgeladen; In dem Moment, in dem die Spannung an C3 gleich der Spannung an der Basis des Transistors VT4 ist, öffnet dieser, VT3 und C2 werden in die I-Wicklung des Impulstransformators T1 entladen. Von den Wicklungen II und III öffnet ein Stromimpuls den Thyristor VS2 oder VS1 (der Thyristor öffnet, an dessen Anode eine positive Halbwellenspannung anliegt). Der Steuerstrom von der Wicklung III oder IV des Transformators T1 wird über einen offenen Thyristor VS2 oder VS3 dem Leistungsthyristor VS4 oder VS14 zugeführt. Von diesen Thyristoren öffnet derjenige, durch dessen Steuerelektrode der Steuerstrom fließt. Letzterer wird durch die Widerstände R15 bzw. RXNUMX begrenzt. Der Schweißlichtbogenstrom fließt durch den offenen Thyristor VS3 (VS4), er wird vom Stromwandler T4 gemessen und über die Rückkopplungsschaltung VD5, R17, C4, R18, R20, R7 der Vergleichsschaltung am Transistor VT2 zugeführt. Die Spannung vom Motorwiderstand R20 wird mit der Spannung am Punkt „A“ der Vergleichsschaltung verglichen. Der Transistor VT2 ändert seinen Innenwiderstand (er arbeitet im aktiven Modus) abhängig von der Spannungsdifferenz am Punkt „A“ und am Widerstand R20. Wenn der Strom durch den Schweißlichtbogen stärker angestiegen ist als von der Steuereinheit eingestellt, erhöht sich der Innenwiderstand VT2, der Kondensator C1 lädt sich langsamer auf, der Schaltwinkel der Leistungsthyristoren nimmt zu und somit nimmt der Strom durch den Schweißlichtbogen ab. Sinkt der Schweißstrom unter den von der Steuerung eingestellten Wert, kommt es zu umgekehrten Vorgängen: Der Schaltwinkel der Leistungsthyristoren nimmt ab und infolgedessen steigt der Lichtbogenstrom. Auf diese Weise wird der Schweißstrom reguliert. Der Schweißlichtbogenstrom wird am Bedienfeld durch Drehen des Widerstandsschiebers R20 eingestellt. Während der Lichtbogen brennt, ändert sich der Spalt zwischen dem Ende der Elektrode und dem Schweißprodukt, wodurch sich auch die Spannung am Lichtbogen ändert. In einigen Fällen (bei einer großen Lücke) wird sie größer als die Leerlaufspannung des Leistungsgleichrichters, und dann beginnt der Lichtbogen vom Pilotlichtbogengleichrichter gespeist zu werden, und die Leistungsthyristoren schließen. Verringert sich die Länge des Schweißlichtbogens, öffnen die Leistungsthyristoren wieder, da während der gesamten Halbwelle Steuerstrom durch die Steuerelektrode des Thyristors fließt. Der Transformator T1 kann eine beliebige Leistung haben, jedoch nicht weniger als 20 W, Primärwicklung I – 220 Volt, Wicklung II – 24 Volt, Drahtdurchmesser nicht weniger als 0,13 mm, Wicklungen III und IV – 12 Volt, Drahtdurchmesser nicht weniger als 0,25 mm. Der Transformator T2 ist auf einen K20x10x5-Kern aus 2000NM Ferrit gewickelt. Seine Wicklungen I, II, III bestehen aus jeweils 50 Windungen PEV-1-Draht mit einem Durchmesser von 0,2 mm. Der Kern des T3-Transformators besteht aus kaltgewalztem Elektrostahl der Güteklasse 3404 mit einer Dicke von 0,35 mm (Abmessungen sind in Abb. 2 dargestellt). Wicklung I - 162 Windungen: zwei Abschnitte mit 81 Windungen Kupferdraht mit einem Querschnitt von 8 mm2 (2x4 mm). Jede Wicklung II und III - 32 Windungen: besteht aus zwei Abschnitten mit 16 Windungen Kupferdraht mit einem Querschnitt von 15 mm2 (3x5 mm). Die Wicklungen I, II, III verfügen über eine mit hitzebeständigem Lack imprägnierte Glasfaserisolierung. Wicklung IV, V - 93 Windungen aus Lackdraht mit einem Durchmesser von 1,7 mm.
Als Stromwandler T4 wurde ein Kern aus einem Stromwandler TK 200, 100/5 genommen. Es hat zwei primäre Wicklungen mit einer Windung und einem Querschnitt von 15 mm2. Als Draht können Sie ein Schweißkabel oder einen anderen Litzendraht zur Isolierung verwenden. Die Sekundärwicklung besteht aus 400 Windungen Lackdraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm. Es wird aus der alten Sekundärwicklung auf den Rahmen gewickelt. Der Drosselkern L1 besteht aus Elektrostahl; Der Querschnitt des Magnetkerns (der durch die Wicklung verläuft) beträgt mindestens 12 cm2 mit einem nichtmagnetischen Spalt von 1 mm. Die Windungszahl des Lackdrahtes mit einem Durchmesser von 2,24 mm beträgt 68. Die elektronische Schaltung ist für Funkelemente nicht kritisch, mit Ausnahme von VTZ und VT4 (ein Paar dieser Transistoren sollte ein Analogon eines Dinistors sein). Der Widerstand R20 muss über einen Drehknopf zur Regulierung des Schweißstroms verfügen. Widerstand R16 – PEV 10. Widerstand R15 (R14) besteht aus drei parallel geschalteten Ein-Watt-Widerständen von jeweils 47 Ohm. Das Debuggen des Schweißtransformators erfolgt blockweise. Zuerst wird es zusammengebaut und über eine Sicherung von mindestens 30 A an das Netzwerk angeschlossen. Anschließend wird die Spannung an den Sekundärwicklungen überprüft: an II und III - bis zu 45 Volt, und sie müssen entsprechend eingeschaltet werden; an den Wicklungen IV und V - bis zu 90 Volt (Einschalten erfolgt ebenfalls entsprechend). Die einwindigen Wicklungen des Stromtransformators T4 sind in Reihe mit den Leistungsthyristoren geschaltet, sodass dieser im Ummagnetisierungsmodus arbeitet. Überprüfen Sie nach dem Zusammenbau der Steuereinheit die Impulse am T2-Ausgang und die Funktion der Synchronisationsschaltung. Zur einfacheren Prüfung sollten Sie anstelle des Transistors VT2 parallel zu R9 einen variablen Widerstand von 20 kOhm installieren und durch Ändern seines Wertes die Änderung des Schaltwinkels des Dinistor-Analogs überprüfen. Dann wird die gesamte Schaltung zusammengebaut. Im Schweißlichtbogenkreis wird ein Amperemeter mit einem Gesamtablenkstrom von 150 - 200 A platziert. Beim Schweißen von Metall muss der Widerstand R18 so eingestellt werden, dass sich der Schweißstrom beim Drehen des Griffs des variablen Widerstands R20 ändert 45 bis 140 A. Leistungsthyristoren werden auf Standardheizkörpern montiert; Die Dioden VD6 – VD9 sind auf vier Strahlern mit einer Fläche von jeweils 30 cm2 verbaut. Der Schweißtransformator wird seit 1993 bis heute erfolgreich und zuverlässig betrieben; die elektronische Steuerung des Schweißstroms ist bei Schweißarbeiten, insbesondere bei unterschiedlichen räumlichen Positionen der Schweißnaht, sehr komfortabel. Literatur:
Autor: N. Zyzlaev, Samara
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