Top 3 nguồn điện hàn DC chỉnh lưu
Bài viết này đưa ra ánh sáng trên ba nguồn năng lượng hàn DC được chỉnh lưu hàng đầu.
Nguồn # 1. Nguồn hàn SCR:
Một nguồn năng lượng hàn có thể được thiết kế để có được sự kiểm soát của nó từ khả năng của tín hiệu cổng để bật SCR tại thời điểm mong muốn. Sơ đồ của một loại SCR 3 pha được thể hiện trong hình 4.35.
Nguồn năng lượng hàn này bao gồm một máy biến áp bước xuống Tr, bộ chỉnh lưu điều khiển silicon SCR, quạt F và bánh răng công tắc, tất cả được tích hợp trong một vỏ chung. Bộ chỉnh lưu chuyển đổi dòng điện ba pha thành dc để hàn hồ quang. Máy biến áp có thể thuộc loại phản ứng cao để đạt được các đặc tính volt-ampere rủ xuống.
Dòng hàn thu được từ hầu hết các đơn vị như vậy có thể được điều chỉnh qua hai phạm vi. Một sự thay đổi từ phạm vi sang phạm vi được thực hiện bằng cách kết nối các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp thành một ngôi sao hoặc một đồng bằng bằng các kết nối trên bảng thay đổi tap B B.
Trong mỗi phạm vi, dòng hàn có thể được kiểm soát liên tục bằng cách thay đổi khoảng cách giữa các cuộn sơ cấp và thứ cấp và do đó thay đổi điện kháng rò rỉ của máy biến áp. Theo đó, các cuộn dây có thiết kế di động và có thể được chuyển lên hoặc xuống bằng cách xoay bánh xe tay.
Hơn nữa, để điều chỉnh lượng điện năng trong tải, thông qua SCR, cần phải chính xác thời gian, trong đó, trong bất kỳ nửa chu kỳ nhất định, dẫn truyền sẽ được bắt đầu. Nếu cần công suất cao, dẫn điện phải bắt đầu sớm trong nửa chu kỳ. Nếu công suất thấp được yêu cầu dẫn điện bị trì hoãn cho đến cuối chu kỳ, như trong Hình 4.36, trong đó năng lượng cung cấp cho tải trong các xung tỷ lệ với các khu vực bóng mờ dưới các phong bì dạng sóng. Điều này h được gọi là điều khiển pha.
Rõ ràng trong hình 4.36 có thể tồn tại những khoảng thời gian đáng kể khi không có nguồn điện nào được cung cấp cho tải. Điều này có thể dẫn đến gián đoạn hồ quang. Điều này đòi hỏi phải lọc sóng được thực hiện bằng cách cung cấp độ tự cảm cần thiết trong mạch hàn.
Đặc tính Volt-ampere của nguồn điện SCR có thể được định hình và điều chỉnh cho một quy trình hàn cụ thể và ứng dụng của nó. Trong thực tế, các nguồn năng lượng này có thể cung cấp bất kỳ đặc tính volt-ampere mong muốn nào từ điện áp không đổi đến loại dòng điện không đổi.
Mặc dù điốt thường được gắn trên các tấm tản nhiệt bằng tấm nhôm để giữ nhiệt độ của chúng trong giới hạn cho phép, nhưng để làm mát tổng thể máy biến áp và bộ chỉnh lưu có thể được cung cấp một quạt được lắp bên trong vỏ.
Sơ cấp máy biến áp được kết nối với nguồn cung cấp 3 pha ac thông qua bộ khởi động từ, MS. Cuộn dây khởi động được kết nối với nguồn điện thông qua tiếp điểm 'không quá tải' KHÔNG chỉ đóng khi quạt được bật. Khi quạt được khởi động bằng cách ném công tắc FS của nó ở vị trí 'bật', một luồng không khí chảy vào bánh công tác của rơle quạt, các tiếp điểm NO của rơle tạo năng lượng cho cuộn dây khởi động và các tiếp điểm NO của bộ khởi động từ kết nối máy biến áp sơ cấp đến đường dây. Nếu có bất kỳ lỗi nào phát triển trong quạt, bộ chỉnh lưu sẽ tự động ngắt khỏi đường dây.
Tần số cao bị triệt tiêu bởi ngân hàng của tụ điện, CF.
Các tế bào SCR, trong bộ chỉnh lưu, được sắp xếp thành mạch cầu 3 pha, giữ cho các gợn sóng trong dòng chỉnh lưu ở mức tối thiểu.
Biến tần thể rắn:
Các nguồn điện hàn chỉnh lưu dc thường khá nặng và nguyên nhân chính của nó là trọng lượng của máy biến áp và cuộn cảm của bộ lọc. Những nỗ lực trước đây để giảm trọng lượng và khối lượng bằng cách thay đổi cuộn dây đồng thành cuộn dây nhôm không thành công lắm. Tuy nhiên, để đạt được mục tiêu, việc sử dụng công nghệ biến tần đã tỏ ra rất hữu ích.
Máy biến áp thông thường hoạt động ở tần số chính đến 50 Hz. Do kích thước máy biến áp tỷ lệ nghịch với tần số cung cấp, nên có thể giảm tới 75% kích thước và trọng lượng nguồn điện bằng cách sử dụng mạch biến tần như trong hình 4.36 A.
Trong loại nguồn này, nguồn cung cấp điện xoay chiều đầu tiên được chỉnh lưu trước tiên và 'điện áp dc cao được chuyển đổi bằng điện tử thành biến tần cao tần trước khi đưa nó vào máy biến áp hàn chính. Vì tần số hoạt động là từ 5000 đến 50.000 Hz, máy biến áp nhỏ. Nguồn cung cấp rất nhỏ gọn và di động có thể được sản xuất bằng cách sử dụng phương pháp này.
Một mạch chỉnh lưu / biến tần điển hình được thể hiện trong hình 4.36 B. Trong mạch này, công suất đầu ra được điều khiển bằng cách sử dụng nguyên lý điều khiển tỷ lệ thời gian (TRC). Các thiết bị trạng thái rắn (chất bán dẫn) trong một biến tần hoạt động như các công tắc, tức là chúng được 'bật' và tiến hành hoặc tắt và chặn.
Hoạt động chuyển đổi 'bật' và 'tắt này đôi khi được gọi là' hoạt động chế độ chuyển đổi. TRC là quy định về thời gian 'bật' và 'tắt của các công tắc để kiểm soát đầu ra. Khi công tắc bật ', điện áp đầu ra (V 2 ) bằng với điện áp đầu vào (V 1 ). Khi công tắc 'tắt điện áp đầu ra, V 2 = 0.
Giá trị trung bình của điện áp đầu ra, V 2 được cho bởi:
TRC được biểu diễn bởi phương trình (4.3) gợi ý hai phương pháp điều khiển đầu ra của nguồn điện hàn biến tần, điều chế độ rộng xung tức là bằng cách thay đổi t trên và điều chế tần số tức là bằng cách thay đổi f c . Các điều khiển TRC cho phép người vận hành chọn đầu ra dòng điện không đổi hoặc điện áp không đổi và, với các tùy chọn phù hợp, các nguồn năng lượng này có thể cung cấp đầu ra dòng xung.
Loại mạch biến tần ban đầu được sử dụng cho các nguồn năng lượng SMAW nhưng hiện tại nó đang được sử dụng cho các đơn vị GTAW và GMAW.
Nguồn # 2. Nguồn điện hồ quang xung:
Dòng xung tìm thấy việc sử dụng tăng trong các quá trình hàn hồ quang vonfram khí và hàn hồ quang kim loại khí. Trong khi ở GTAW, nó phục vụ mục đích kiểm soát kích thước bể hàn và tốc độ làm mát của kim loại mối hàn mà không cần thao tác hồ quang, trong GMAW, nó cung cấp phương thức phun và kiểm soát chuyển kim loại ở dòng hàn thấp hơn cho một loại và đường kính điện cực cụ thể được sử dụng.
Một nguồn năng lượng hàn hồ quang xung điển hình thường bao gồm một máy biến áp hàn 3 pha kiêm bộ chỉnh lưu song song với bộ chỉnh lưu nửa sóng một pha. Đơn vị ba pha cung cấp dòng điện nền và đơn vị một pha cung cấp dòng điện cực đại. Cả hai bộ biến áp và bộ chỉnh lưu được gắn trong một vỏ duy nhất với các điều khiển thích hợp để điều chỉnh riêng các dòng điện nền và cực đại.
Kích thước điện cực và tốc độ nạp được tính bằng cài đặt dòng điện cực đại. Dòng điện cực đại được đặt ngay phía trên giá trị cung cấp chế độ phun chuyển kim loại cho đường kính điện cực và tốc độ nạp liệu.
Việc truyền phun xảy ra trong thời gian dòng điện cực đại trong khi quá trình truyền hình cầu không diễn ra do thiếu thời gian ở mức hiện tại nền. Vì vậy, nó cung cấp tốc độ lắng đọng giữa những lần chuyển liên tục và chuyển giao hình cầu.
Nguồn # 3. Nguồn điện hàn Transitor:
Giống như một tế bào chỉnh lưu, bóng bán dẫn là một thiết bị trạng thái rắn khác được sử dụng trong các nguồn năng lượng hàn. Tuy nhiên, hiện tại các bóng bán dẫn chỉ được sử dụng cho các nguồn năng lượng như vậy đòi hỏi phải kiểm soát chính xác một số biến.
Một bóng bán dẫn khác với SCR trong sự dẫn truyền qua nó tỷ lệ thuận với tín hiệu điều khiển được áp dụng. Do đó, khi một tín hiệu nhỏ được áp dụng, có một độ dẫn nhỏ và đối với tín hiệu lớn thì có một độ dẫn lớn. Ngoài ra, một bóng bán dẫn có thể được tắt thông qua một tín hiệu không giống như SCR trong đó điện thế của cực dương phải giảm xuống mức thấp hơn mức cực âm hoặc dòng điện phải dừng để SCR ngừng hoạt động.
Các bóng bán dẫn được sử dụng trong các nguồn năng lượng hàn ở mức giữa 'tắt' và 'đầy đủ' trong đó chúng hoạt động như điện trở loạt điều khiển điện tử. Các bóng bán dẫn chỉ có thể hoạt động tốt ở nhiệt độ thấp, có thể cần phải cung cấp nước làm mát để giữ chúng trong phạm vi nhiệt độ mong muốn.
Nguồn điện hàn được phát triển để kiểm soát chính xác các thông số hàn. Tốc độ hoạt động và đáp ứng của bóng bán dẫn rất cao do đó các nguồn năng lượng như vậy phù hợp nhất với các quy trình GTAW và GMAW.
Nguồn cung cấp năng lượng mới nhất là kết quả của sự phát triển trong các nguồn năng lượng hàn được bán dẫn. Một nguồn năng lượng như vậy có thể được điều chỉnh để cung cấp bất kỳ đặc tính volt-ampere mong muốn giữa dòng điện không đổi đến loại điện áp không đổi.
Cũng có thể lập trình hệ thống điều khiển để cung cấp dòng điện và điện áp biến thiên định trước trong quá trình hàn thực tế. Tính năng này làm cho nó đặc biệt hấp dẫn đối với hàn ống trong đó quá trình tích tụ nhiệt đòi hỏi tốc độ hàn cao hơn khi công việc tiến triển. Thông thường, các hệ thống như vậy thuộc loại dòng xung để đạt được sự kiểm soát tối đa đối với chế độ truyền kim loại và do đó chất lượng của mối hàn.
