Principes généraux et privés

Le poste de soudage traditionnel, qui comprend nécessairement un transformateur encombrant, a récemment été activement remplacé par des inverseurs. Pour comprendre le fonctionnement d'un onduleur de soudage, il est nécessaire de comprendre sa conception, son principe de fonctionnement et ses caractéristiques opérationnelles, ce qui en détermine les avantages et en révèle les inconvénients.

Poste à souder à inverseur

La machine à souder à inverseur est utilisée pour souder divers détails en métal.

Principes généraux de l'onduleur

Contrairement aux transformateurs de soudage plus connus, dans ce dispositif, la conversion de la tension électrique en un courant soudé se déroule en plusieurs étapes: au moyen d'un transformateur de faible puissance, de dimensions presque comparables à celles d'un paquet de cigarettes et d'un circuit électronique. En outre, l'onduleur dispose d'un système de contrôle (unité), ce qui facilite grandement le processus de soudage et vous permet de créer une soudure de haute qualité. Comment fonctionne un poste de soudage à inverseur?

Dispositif de la machine à souder inverseur

Dispositif de la machine à souder inverseur.

Premièrement, le courant d'entrée de 220 V avec une fréquence de 50 A traverse le redresseur de la machine à souder, est converti en courant constant et est lissé simultanément par des filtres (généralement sous la forme de condensateurs électrolytiques). La tension continue obtenue à l'aide d'un modulateur monté sur des semi-conducteurs est à nouveau convertie en une tension alternative, mais à une fréquence plus élevée (jusqu'à 100 kHz). Ensuite, on redresse et abaisse la tension à la valeur requise pour le soudage du métal.

L’utilisation d’un convertisseur haute fréquence a permis l’utilisation d’un transformateur de taille relativement petite, ce qui a permis de réduire considérablement les dimensions et le poids de l’inverseur. Par exemple, pour obtenir un courant de soudage de 160 ampères dans l'onduleur, vous aurez besoin d'un transformateur pesant environ 0,25 kg: pour obtenir un résultat similaire sur une unité de soudage traditionnelle, vous devrez utiliser un transformateur pesant au moins 18 kg. Quand une machine de soudage à onduleur est en marche, l'électronique joue un rôle important: elle fournit un retour d'information à l'arc électrique, ce qui permet de contrôler et de maintenir strictement ses paramètres au niveau requis. Leur moindre écart est immédiatement "supprimé" par les microprocesseurs. Tous ces "ajouts" garantissent un arc stable, garantissant un travail de haute qualité avec un poste de soudage de type inverseur.

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Comment fonctionne le circuit électronique principal?

Dispositif interne de l'onduleur de soudage

Dispositif interne de soudage inverseur.

Dans un redresseur de réseau, le courant électrique (220 V) est redressé au moyen d'un pont de diodes résistant (généralement un assemblage de diodes), le lissage des pulsations de courant alternatif est produit par des condensateurs électrolytiques. Depuis Comme le pont de diodes est extrêmement chaud pendant le fonctionnement, il est installé sur des radiateurs de refroidissement. De plus, il existe un fusible thermique qui se déclenche lorsque les diodes sont chauffées à une température supérieure à 90 ° C et protège un ensemble de diodes coûteux. A côté du pont redresseur, des condensateurs électrolytiques (“cylindres”) se détachent avec leurs dimensions, dont la capacité varie entre 140 et 800 microfarads. De plus, un filtre est installé dans la machine à souder pour empêcher les interférences radio.

Le circuit de l'onduleur comprend 2 transistors puissants (généralement MOSFET ou IGBT), également installés sur des radiateurs. Ces semi-conducteurs commutent le courant traversant un transformateur d'impulsions: dans le même temps, la fréquence de commutation atteint plusieurs dizaines de kHz. En conséquence, un courant alternatif de haute fréquence est formé. Pour protéger les transistors coûteux des surtensions, des circuits de protection sont utilisés, notamment des résistances et des petits condensateurs. Une fois les transistors «travaillés», une tension inférieure est supprimée de l'enroulement secondaire du transformateur abaisseur (jusqu'à 70 V), mais le courant peut atteindre 130-140 ampères ou plus.

Circuit électronique de la machine à souder à inverseur

Le circuit électronique de la machine à souder à inverseur.

Pour obtenir une tension constante à la sortie, un redresseur de sortie fiable est utilisé. Habituellement, ce dispositif est assemblé sur la base de deux diodes à cathode commune. Ces dispositifs sont caractérisés par la vitesse maximale, c.-à-d. rapidement ouvrir et fermer, tandis que le temps de récupération ne dépasse pas 50 nanosecondes. La dernière qualité est très importante, car Ces diodes rectifient le courant de très haute fréquence: les semi-conducteurs ordinaires ne pourraient pas s’acquitter de cette tâche, ils n’auraient pas le temps de basculer. Par conséquent, lors de la réparation, il est important de remplacer ces diodes par les mêmes hautes fréquences (les appareils les plus courants du type VS 60CPH03, STTH6003CW, FFH30US30DN), qui doivent être conçues pour une tension inverse de 300 V et un courant de 30 A.

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Comité de gestion du travail

Un régulateur de tension conçu pour 15 V et monté sur un radiateur à dissipation thermique alimente les éléments de la carte. La tension d'alimentation provient du redresseur principal. Une des fonctions du conditionneur d’alimentation est d’alimenter le relais en tension, ce qui garantit un «démarrage en douceur» de l’appareil. Lorsqu'une tension est appliquée, les condensateurs commencent à se charger: la tension augmente et, afin de protéger l'ensemble de diodes, un circuit de limitation est appliqué, qui comprend une résistance puissante (8 W). Dès que les condensateurs sont chargés, l'onduleur fonctionne, le relais ferme ses contacts et la résistance ne participe plus aux travaux.

Contrôle de la machine à souder

Contrôle de la machine à souder.

En plus du régulateur de tension, le circuit électronique de l'onduleur contient de nombreux autres systèmes fournissant un dispositif hautes performances. Les principaux composants électroniques sont:

  1. Système de contrôle et pilotes: ici, l'élément principal est la puce du contrôleur PWM, qui "traite" du contrôle du fonctionnement de transistors puissants;
  2. Circuits de réglage et de commande: l’élément principal est un transformateur de courant, dont la tâche est de contrôler la sortie courant du transformateur;
  3. Le système de contrôle de la tension d'alimentation et du courant de sortie: consiste en un amplificateur opérationnel (ampli op) monté sur une puce (par exemple, LM324). Le but du système est, si nécessaire, d'inclure une protection d'urgence, de surveiller le fonctionnement et la fonctionnalité des principaux éléments de l'unité électronique.
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Particularités des onduleurs

Outre l'avantage de leur faible poids, les machines de soudage de type inverseur permettent l'utilisation d'électrodes pour le courant alternatif et le courant continu. Ceci est particulièrement important lors du soudage d'éléments en fonte, métaux non ferreux. La plupart des modèles ont des options qui rendent le processus de soudage plus pratique, en particulier ces ajouts conviennent à ceux qui apprennent à maîtriser la soudure:

  • démarrage à chaud (ou démarrage à chaud): définit les paramètres optimaux pour l’allumage de l’arc;
  • anti-adhérent (ou anti-adhérent): en cas de court-circuit, le courant de soudage est automatiquement réduit au minimum, de sorte que l'électrode ne colle pas à la pièce:
  • ArcForce: cette option délivre le courant optimal au moment de la séparation du métal de l'électrode, ce qui empêche également le collage.

Un bon allumage à l'arc dans l'onduleur de soudage est obtenu grâce à l'indépendance de la tension de sortie par rapport à l'entrée présente dans les appareils de soudage traditionnels. En soudage conventionnel, le manque de courant provoque le collage de l'électrode, et trop est chargé de brûler excessivement la partie métallique. C'est à dire lors du travail avec un onduleur, il est impossible de "creuser" ou de "brûler" la pièce, ce qui garantit la solidité du joint (il n'y a pas de coquilles, pas de fissures).

Une autre caractéristique de l'onduleur - le manque de respect de la longueur de l'arc.

Dans un appareil conventionnel, il est nécessaire de maintenir une distance d'environ 2 diamètres de l'électrode par rapport à la jonction des pièces à assembler, sinon la valeur du courant variera. Les onduleurs conservent le courant dans un cadre strictement défini. De plus, il est constant et non alternant. Cela permet de regarder la longueur de l'arc de manière moins critique, ce qui facilite le travail, surtout si le soudeur est débutant. La qualité de la couture ne dépend pas de la longueur de l'arc.

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