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용접 전류를 전자적으로 조정하는 용접기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
기사에 제시된 DC 변압기 용접기의 특징은 제어된 트리니스터 정류기를 사용하여 용접 전류를 전자적으로 조정하는 것입니다. 전원 공급 장치의 적절한 전력으로 장치는 최대 직경 4mm의 코팅된 전극으로 용접하는 데 적합합니다. 철금속 제품을 용접하는 장치는 가정 작업장에서 매우 유용합니다. 시장에는 이러한 장치가 많이 있지만 상당히 비쌉니다. 저렴한 제품은 교류 용접 전류만 제공하여 용접 품질을 저하시킵니다. 이러한 장치의 용접 전류는 변압기 권선을 이동하거나 섹션을 전환하여 조절되며 이는 장치의 수명과 작업 효율성을 감소시킵니다. 제안된 용접기는 이러한 단점이 없다. 주요 기술 특성
장치의 전원 부분 구성표가 그림에 나와 있습니다. 1 . 기본은 두 개의 1차 권선이 있는 변압기 T1입니다. 2개의 권선 섹션 III과 트리니스터 VSXNUMX 및 VSXNUMX는 제어된 전파 정류기를 형성합니다. 브리지에 비해 효율성이 높고 XNUMX차 권선 와이어의 단면적이 더 작으며 정류기 요소(트리니스터)가 더 적습니다.
용접 전류는 트리니스터의 켜짐 지연 각도를 변경하여 조절 및 안정화됩니다. 정류기 출력에는 안정적인 아크 연소를 보장하고 점화를 용이하게 하는 초크 L2가 있습니다[1]. 아크 공급용 정류기는 VD1 다이오드 브리지에 조립됩니다. 출력 전압은 약 80V입니다. 그 이유는 다음과 같습니다. 첫째, 주 정류기의 트리니 스터를 열 때 큰 지연 각도에서 아크가 매우 불안정하게 연소되고 두 번째로 점화를 용이하게하기 위해 가능한 최대 전압을 전극에 적용해야 합니다. 그러나 [2]의 요구 사항에 따라 80V를 초과해서는 안됩니다. 보조 정류기의 출력에도 초크 L1이 있습니다. 저항 R2는 이 정류기의 전류를 약 7A로 제한합니다(아크 연소 시). 전극이 "고착"되는 경우 전류는 12A로 증가합니다. 장치 냉각 - 필수, M1 팬 사용. 실습에서 알 수 있듯이 트리니스터는 팬 없이도 많이 가열되지 않지만 이를 사용하면 부하(PN) 하에서 상대적인 작동 시간을 늘리고 장치의 열 영역을 촉진하여 신뢰성에 유리하게 영향을 미칩니다. 제어 장치 A1은 트리니스터에 대한 제어 신호를 생성하고 센서가 변류기 T3인 용접 전류의 안정화를 보장합니다. 실제로 블록은 부하 전류에 대한 피드백이 있는 위상 펄스 컨트롤러입니다. 그것의 장점은 정류기 SCR과 갈바닉 연결이 없다는 것과 양극의 전압이 음극에 비해 양의 값일 때만 생성된 펄스가 각 SCR의 제어 전극에 도달한다는 사실을 포함합니다. 제어 장치의 마지막 속성은 추가 아크 피드 정류기가 있기 때문에 부분적으로만 사용된다는 점에 유의해야 합니다. 제어 장치는 변압기 T2에 의해 전원이 공급됩니다. 블록 다이어그램 A1이 그림 2에 나와 있습니다. 1. 트랜지스터 A1.VT1 및 A2.VT1에서 주전원 교류 전압과 동기화 장치가 만들어지고 각 트랜지스터는 "자체"반주기에서만 열립니다. 트랜지스터 콜렉터의 펄스는 병렬로 연결된 논리 소자 A2.1.DD1 및 A2.2.DD1의 톱니파 전압 발생기를 제어하여 부하 용량을 증가시킵니다. 반주기의 경계에서 네트워크의 순간 전압 값이 2.1에 가까워지면 두 트랜지스터가 모두 닫히고 A1.DD2.2 및 A1.DD7 요소의 출력 전압은 낮은 논리 수준. 커패시터 A1 .C11은 열린 다이오드A1 .VD1을 통해 방전됩니다. 다음 반주기가 시작되면 트랜지스터 A1 .VT2 (또는 A1 .VT7)이 열리고 저항 A1 .R12 및 A1 .R13을 통해 흐르는 전류로 커패시터 AXNUMX.CXNUMX의 충전이 시작됩니다.
결과 톱니파 전압은 전압 비교기 역할을 하는 OU A1.DA1의 비반전 입력에 적용됩니다. 반전 입력은 예시적인 전압 U를 수신합니다.알 트리머 A1 .R15 포함. 각 하프 사이클에서 연산 증폭기 A1.DA1의 비반전 입력 전압이 U를 초과하는 즉시알, 하이 로직 레벨 펄스가 출력에 나타납니다. 반주기 시작에 대한 이 펄스의 상승 강하 지연은 전압 U에 따라 달라집니다.알, 떨어지는 드롭은 주전원 전압이 XNUMX을 통과하는 순간에 연결됩니다. 예시적인 전압을 변경함으로써 트리니스터의 개방 상태 지속 시간 및 결과적으로 부하의 전력을 조절할 수 있습니다. 저항 R1 양단의 용접 전류에 비례하는 피드백 전압은 다이오드 브리지 A1.VD5-A1.VD8을 정류합니다. 정류된 전압은 이 전류의 조절기 역할을 하는 가변 저항 R3에 공급됩니다. 트리머 저항 A1.R15는 가변 저항 R3의 슬라이더가 최대 용접 전류에 해당하는 위치에 있을 때 비교기 동작 전압의 최소값을 설정합니다. 용접기가 공회전하는 동안 가변 저항 R3 양단의 전압은 1입니다. 반전 입력 OUA1 .DAXNUMX의 기준 전압은 최소이며 출력은 높은 논리 레벨로 설정됩니다. 이 모드에서 트리니스터의 개방 상태 지속 시간은 최대이며 일반 다이오드처럼 작동합니다. 아크가 점화되면 OU A1.DA1의 반전 입력 전압이 증가합니다. 출력에서 높은 수준의 펄스가 나타나며 지속 시간이 짧을수록 용접 전류가 커집니다. 이로 인해 SCR의 개방 상태 지속 시간과 평균 용접 전류가 감소합니다. 용접 전류가 최대로 설정되면 (저항 R3의 슬라이더가 다이어그램에 따라 맨 오른쪽 위치에 있음) 피드백이 레귤레이터 작동에 영향을 미치지 않는다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 이 모드에서 유휴 상태와 마찬가지로 SCR은 다이오드처럼 작동하며 최대 용접 전류는 변압기 T1의 매개 변수에만 의존합니다. OU A1.DA 1의 출력에서 신호는 논리 요소 A1 .DD2.3에 구축된 아크 제어 장치로 공급됩니다. 이 노드의 목적은 용접 전극이 "고착"될 때 조절기의 작동을 차단하는 것입니다. 장치의 경우 이것은 단락 모드입니다. 분배기 A12.R1, A2.3.R1의 전압은 A18.DD1 요소의 단자 19에 적용되며 제너 다이오드 A1.VD14는 미세 회로의 안전한 값(약 9V)으로 제한합니다. 장치의 부하는 용접 아크이지만 요소 A12.DD1의 핀 2.3 전압은 높은 논리 레벨에 해당하므로 이 요소 출력의 전압 레벨은 OU 출력에 대해 반전됩니다. A1.DA1. 연산 증폭기의 출력이 높을 때 요소 A1.DD2.3 출력의 낮은 레벨은 요소 A5.DD1 및 A1.3에서 약 1kHz의 주파수로 펄스 발생기를 작동할 수 있습니다. DD1.4. 전극이 달라붙으면 장치 출력의 전압이 급격히 떨어집니다. 요소 A1.DD2.3의 출력에서 레벨이 높아져 발전기 작동이 금지됩니다. 트리니스터에 대한 개방 펄스 공급이 중단됩니다. 장치는 단락이 제거될 때까지 이 상태를 유지합니다. 트리머 저항 A1.R19는 아크 제어 장치의 작동 전압을 설정합니다. 이 노드는 [1] 버튼을 사용하여 용접기를 제어하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이 가능성을 실현하려면 지점 A(그림 11 참조)에서 제어 장치의 출력 회로(1)를 차단하고 간격에 정상적으로 열린 접점이 있는 버튼을 설치해야 합니다. 그런 다음 제어 정류기는이 버튼을 누르고있을 때만 작동하며 전극이 "고착"된 경우 장치 차단이 유지됩니다. 생성기 출력의 펄스 패킷과 트랜지스터 A1.VT1 및 A1.VT2의 수집기의 펄스는 논리 요소 OR-NOT A1.DD1.1 및 A1.DD1.2에 공급됩니다. 레벨이 낮은 두 입력에서 해당 요소의 출력에 높은 레벨이 나타납니다. 무화과. 3은 제어 장치 회로의 다양한 지점과 장치의 출력(부하 상태)에서의 전압 다이어그램을 보여줍니다.
요소 A1.DD1.1 및 A1.DD1.2의 출력 신호는 절연 변압기 A1.T3 및 A1.T4의 1차 권선에 의해 로드된 트랜지스터 A1.VI1 및 A2.VI1를 증폭합니다. 자체 유도 EMF로부터 트랜지스터를 보호하기 위해 변압기의 10차 권선은 다이오드 저항 회로 A1.R10, A1.VD21 및 A1.R13, AXNUMX.VDXNUMX에 의해 션트됩니다. 제어 장치는 그림의 그림에 따라 호일 유리 섬유로 만든 인쇄 회로 기판에 조립됩니다. 4. 고정 저항 MLT 및 트리밍 저항 SP3-38g를 사용합니다. 커패시터 - K73-17, 산화물 - 해당 전압에 대한 모든 유형(예: K50-35). KT315G 트랜지스터는 npn 구조의 저전력 실리콘 트랜지스터와 KT829A - KT972A, KT972B로 대체할 수 있습니다. 다이오드 1N4007은 KD105V, KD247A - KD226A로 대체됩니다. MB5010 다이오드 브리지 대신 D25 시리즈와 같이 최소 132A의 전류에 대해 160개의 개별 다이오드를 설치할 수 있습니다. SCR T160은 T171-200, T123-200과 같이 XNUMXA 이상의 정격 전류에 대해 다른 것으로 교체할 수 있습니다. 교체할 때 트리니스터의 설계 기능과 냉각을 고려해야 합니다.
K561 시리즈 칩은 K176 또는 KR1561 시리즈의 기능적 대응 부품으로 교체할 수 있으며 KR544UD1A 칩은 입력 임피던스가 높은 모든 연산 증폭기로 교체할 수 있습니다. 팬 모터는 042W 전력의 2상 AV-3-40MUXNUMX입니다. 다른 모터와 함께 팬을 사용할 수 있습니다. 변압기 T1은 [3]에 제시된 권장 사항에 따라 만들어집니다. 자기 코어는 0,5mm 두께의 열간 압연 강판 U자형 판으로 겹쳐서 조립됩니다. 권선 섹션의 치수, 모양 및 배열은 그림 5에 나와 있습니다. 3. 변압기 권선 - 디스크 [XNUMX]. 권선 II와 III 사이의 간격 폭은 중요하지 않습니다. 권선 I은 직경 100mm의 구리선을 3번 감은 두 부분으로 구성됩니다. 권선 II에는 직경 38mm의 PEV-2 와이어가 1,8번 감긴 두 섹션이 있습니다. 권선 III은 20x2mm 구리 버스의 9회 회전으로 이루어진 20개의 섹션으로 나뉩니다. XNUMXmm 너비의 면 테이프가 단열재로 사용되었습니다. 각 권선의 섹션은 자기 회로의 서로 다른 코어에 있습니다(권선 섹션 III - 쌍으로). 그들의 숫자는 Fig. 5. 그들 모두는 프레임이 없으며 나무 맨드릴에 감겨 있습니다. 코일이 퍼지는 것을 방지하기 위해 패브릭 테이프로 고정되며 이후에 바니시가 함침됩니다.
변압기 T2는 최소 10mA의 부하 전류에서 12 ... 150V의 권선 II 전압으로 기성품으로 사용됩니다. 변류기 T3는 ShL16x20 자기 회로의 절반에 감겨 있으며 0,2mm 두께의 판금 클램프와 함께 당겨집니다. 불필요한 연결을 방지하기 위해 변압기 T1의 권선 III 단자를 3차 권선으로 사용합니다(각각 300회). T2 변압기의 0,4차 권선에는 직경 XNUMXmm의 PEV-XNUMX 와이어가 XNUMX회 감겨 있습니다. 블록 A1의 변압기 T2과 T1는 비자성 갭 없이 26NM 페라이트로 만든 B2000 자기 코어에 감겨 있습니다. 권선 I에는 150회 권선이, 권선 II에는 직경 100mm의 PEV-2 와이어 0,18회 권선이 포함됩니다. 인덕터 L1의 권선은 창이 채워질 때까지 직경 180mm의 PEV-1 와이어로 비자성 갭이 2mm인 TC-1,8 변압기의 자기 회로에 감겨 있습니다. L2 인덕터는 비자기 갭이 32mm인 ShL40x1 자기 회로에 감겨 있습니다. 권선에는 변압기 T60의 권선 III과 동일한 버스의 1회 권선이 포함되어 있습니다. 0,5mm 두께의 Textolite는 초크의 자기 회로에서 비자성 개스킷의 재료로 사용되었습니다. 저항 R1 - 가져온 전선. 5W의 전력으로 국내 C35-5(PEV) 또는 C37-10을 사용하거나 공칭 값이 2옴인 110개의 MLT-XNUMX 저항을 병렬로 연결할 수 있습니다. 저항 R2는 직경 1mm, 길이 1,7m의 니크롬 와이어로 만들어졌으며 그림과 같이 KTs109A 다이오드 포스트의 세라믹 튜브에 감겨 있습니다. 6. 30옴의 18개 PEV-2 저항의 병렬 연결 변형이 테스트되었습니다. 전극이 붙으면 크게 과열되지만 이는 단기 모드이므로 이러한 과열은 허용 가능한 것으로 간주할 수 있습니다. 어쨌든 팬의 공기 흐름에서 더 나은 냉각을 위해 저항 RXNUMX를 배치하는 것이 좋습니다.
저항 R2의 불필요한 전력 손실이 바람직하지 않은 경우 [1]에서 권장하는 대로 병렬로 연결된 커패시터 뱅크를 사용하여 보조 정류기 전류를 제한하여 기계에서 제거할 수 있습니다. 변압기 T1의 권선 II와 다이오드 브리지 VD1에 직렬로 연결됩니다. 이러한 배터리에는 총 용량이 240uF인 MBGP 커패시터가 적합합니다. 가변 저항 R3 - SP-I 그룹 A. SCR은 표준 냉각기(방열판)에 설치해야 합니다. 다이오드 브리지 MB5010에는 약 300cm의 유효 냉각 표면을 가진 별도의 방열판이 장착되어 있습니다.2. KT829A 트랜지스터는 방열판이 필요하지 않습니다. 장치 본체는 무엇이든 될 수 있습니다. 저자 버전에서 장치의 모든 세부 사항은 2mm 두께의 강판으로 구부러진 모서리로 만들어진 프레임에 배치됩니다. 장치의 케이싱은 0,8mm 두께의 강판으로 만들어집니다. 케이싱의 전면 및 후면 벽은 10x10mm 메쉬의 용접 와이어 메쉬로 만들어집니다. 금속 케이스는 접지되어야 합니다. 장치를 설정하려면 오실로스코프와 조정 가능한 0 ~ 12V의 DC 전압 소스 및 멀티미터가 필요합니다. 조정은 올바른 설치를 철저히 확인하는 것으로 시작해야 합니다. 오류가 없는지 확인한 후 변압기 T3 및 팬을 끈 상태에서 변압기 T4의 권선 II에서 블록 A1의 단자 2 및 1에 전압을 인가합니다. 오실로스코프를 사용하여 그림 3과 유사한 것이 있는지 확인합니다. 트랜지스터 VT1 및 VT2의 콜렉터에 대한 1 펄스와 커패시터 A7 .CXNUMX의 톱니파 전압. 그런 다음 다이어그램에 따라 트리머 A1.R15 슬라이더를 상단 위치로 설정하고 가변 저항 R3 슬라이더를 다이어그램에 따라 올바른 위치로 설정하십시오. 이 경우 연산 증폭기 A1 .DA1의 출력은 일정한 로우 레벨이거나 짧은 하이 레벨 펄스가 관찰되어야 합니다. 그런 다음 튜닝 저항 A1.R15의 슬라이더를 부드럽게 아래로 이동하여 (다이어그램에 따라) 펄스가 완전히 사라지고 연산 증폭기 출력에 높은 레벨이 지속적으로 나타날 때까지 펄스 사이의 일시 중지를 줄입니다. 다이어그램에 따라 트리머 저항 A1.R19를 상단 위치로 설정합니다. 그런 다음 추가 소스에서 블록 A11의 단자 1에 +8V 전압을 적용하고 저항 A1.R15의 슬라이더를 아래로 이동하여(다이어그램에 따라) 요소 A1.DD2.3의 출력에서 로우 레벨을 달성합니다. . 요소 DD1.1 및 DD1.2의 출력에서 펄스 패킷은 Fig. 3. 펄스 주파수를 변경해야 하는 경우 저항기 A1 .R23을 선택해야 합니다. 블록 A11의 단자 1의 전압이 8V 아래로 떨어지면 펄스 발생기가 꺼집니다. 다음으로, 트리니스터 VS5과 VS6의 제어 회로가 연결된 블록 A7의 단자 8, 1 사이와 단자 1, 2 사이의 펄스를 확인합니다. 조정의 다음 단계는 피드백 회로의 작동을 확인하는 것입니다. 다이어그램에 따라 트리머 저항 A1.R7을 왼쪽 위치로 이동하고 블록 A11의 단자 1에 일시적으로 +9V의 전압을 적용하고 추가 소스에서 커패시터 A1에 4 ~ 0V의 정전압을 일시적으로 적용합니다. C10. 이 전압이 변하고 가변 저항 R3의 엔진이 회전하면 연산 증폭기 A1.DA1의 출력에 펄스가 나타나고 듀티 사이클이 변경됩니다. 저항 R3의 슬라이더를 맨 오른쪽(다이어그램에 따라) 위치로 설정합니다. 최소 36W의 전력을 가진 20V 백열등을 장치의 출력에 연결하십시오. 인덕터 L1을 일시적으로 끄고 변압기 T1의 3차 권선을 네트워크에 연결합니다. 이 경우 램프에 불이 들어와야 합니다. 그렇지 않으면 블록 A4의 핀 1과 1를 바꿔야 합니다. 추가 소스에서 커패시터 A4.CXNUMX에 전압을 적용하여 전류 조정기의 작동을 확인하십시오. 이 커패시터의 전압이 증가하면 램프의 밝기가 감소합니다. 팬이 올바른 방향으로 회전하는지 확인하십시오. 회전 방향을 바꾸려면 세 가지 결론 중 두 가지를 바꿔야 합니다. 모터 전류는 최대 허용 값을 초과하지 않아야 합니다. 그런 다음 추가 전압원을 끄고 다이어그램에 따라 인덕터 L1과 블록 A11의 단자 1을 연결하십시오. 200A 전류계를 통해 용접 케이블을 장치의 출력 단자에 연결하고 가변 저항 R3의 슬라이더를 최소 전류 위치로 설정하고 장치를 켭니다. 아크를 점화하고 트리밍 저항기 A1.R7로 용접 회로의 전류를 약 40A로 설정한 다음 전류계의 전류를 제어하여 가변 저항기 R3의 눈금을 보정합니다. 문학
저자: E. Gerasimov
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