Выпрямитель сварочный вд 201

Обновлено: 26.04.2024

Сварочный аппарат ВД-201

1 Структурная схема сварочного аппарата ВД-201

1.1 Состав структурной схемы:

1 – Устройство включения и аварийной защиты

2 – Блок принудительного охлаждения

3 – Сетевой выпрямитель

4 – Блок ограничения тока заряда ёмкостной батареи

5 – Фильтр - ёмкостная батарея

6 – Ёмкостной делитель полумоста инвертора

7,8 – Схемы формирования траектории переключения – резонансные ёмкости инвертора.

9,10 – Биполярные силовые ключи с рекуперационными диодами

11,12 – Схемы контроля насыщенного состояния силовых транзисторов инвертора

13 – Управляющий трансформатор

14 – Пропорциональный токовый регулятор (ПОС)

15 – Схема управления

16 – Токовый трансформатор управления

17 – Токовый трансформатор включения

18 – Линейный токоограничивающий дроссель

19 – Выходной силовой трансформатор

20 – Трансформатор выходного тока

21 – Нелинейный дроссель насыщения

22 – Выходной силовой выпрямитель

23 – Выходной сглаживающий дроссель

24 – Регулятор и индикатор выходного тока и напряжения

1.2 Назначение элементов структурной схемы

1 – Устройство включения и аварийной защиты представляет собой автоматический выключатель и предназначено для аварийного отключения сварочного аппарата от питающей сети в случае выхода его из строя;

2 – Блок принудительного охлаждения представляет собой вентилятор с элементом защиты (предохранителем) и предназначен для принудительной подачи воздуха в сварочный аппарат с целью его эффективного охлаждения;

3 – Сетевой выпрямитель представляет собой диодный мост, размещённый на теплоотводе, предназначенный для преобразования сетевого переменного напряжения в постоянное напряжение;

4 – Блок ограничения тока заряда ёмкостной батареи выполнен на мощном резисторе с параллельно подключённым тиристором, размещённым на теплоотводе, и предназначен для ограничения тока заряда ёмкостной батареи при включении устройства в сеть;

5 – Фильтр - ёмкостная батарея состоит из шести параллельно соединенных электролитических конденсаторов и двух дросселей предназначенных для отсечки высокочастотных токов от электролитических конденсаторов и предназначено все это для сглаживания пульсаций питающего напряжения;

6 – Ёмкостной делитель полумоста инвертора выполнен из 10 параллельно включенных конденсаторов верхнего плеча, соединённых последовательно с 10-ю параллельно включенных конденсаторов нижнего плеча;

7,8 – Схемы формирования траектории переключения представляют собой резонансные ёмкости инвертора, каждая из которых выполнена на четырёх параллельно соединённых высокочастотных конденсаторах. Предназначена она для создания безопасного режима работы силовых транзисторов инвертора при коммутациях, путём создания задержки появления на них напряжения. Этим обеспечивается их переключение при нулевых напряжениях, что, в свою очередь, предотвращает выделение в транзисторах коммутационных потерь в виде мощности;

9,10 – Силовые ключи с рекуперационными диодами предназначены для поочерёдного подключения первичных обмоток силового трансформатора к положительной или отрицательной шинам питания. Каждые из этих ключей выполнены на семи параллельно соединённых биполярных транзисторах, установленных на теплоотводе. Кроме того, в их состав входят элементы симметрирования токов и по два рекуперационных диода на каждое плечо полумоста, включенных параллельно транзисторам;

11,12 – Схемы контроля насыщенного состояния силовых ключей инвертора выполнены на диодах и конденсаторах и предназначены для ускорения процесса их выключения путём предотвращения появления в базах транзисторов избыточного тока, вызывающего появления в них избыточных не основных носителей, которые в свою очередь препятствуют процессу выключения;

13 – Управляющий трансформатор предназначен для гальванической развязки цепей управления силовых транзисторов между собой и от схемы управления, а также является датчиком момента перехода выходного тока инвертора через ноль для схемы управления;

14 – Пропорциональный токовый регулятор представляет собой положительную обратную связь, предназначенную для пропорционального увеличения тока в базы силовых транзисторов при увеличении протекающего через них выходного нагрузочного тока;

15 – Схема управления – её состав и назначение подробно описаны в отдельной главе;

16 – Трансформатор тока управления предназначен для подачи сигнала отрицательной обратной связи в схему управления о величине и фазе протекающего по транзисторам инвертора тока;

17 – Трансформатор тока включения представляет собой трансформатор тока и предназначен для подачи отпирающего тока на вход тиристора блока ограничения тока заряда ёмкостной батареи, который ,в свою очередь закорачивает ,резистор, ограничивающий ток заряда ёмкости ,после запуска инвертора и появления тока нагрузки инвертора;

18 – Линейный токоограничивающий дроссель выполнен на ненасыщающемся (с зазором) линейном магнитопроводе и предназначен для создания реактивного сопротивления нагрузки инвертора в режимах перегрузки и коротких замыканиях;

19 – Выходной сварочный трансформатор предназначен для гальванической развязки и согласования нагрузки инвертора;

20 – Датчик выходного тока представляет собой отдельный трансформатор и предназначен для подачи сигнала о величине протекающего по нагрузке тока на регулятор-индикатор;

21 – Нелинейный дроссель выполнен на насыщающемся магнитопроводе и предназначен для обеспечения работоспособности частотного инвертора на малых выходных токах путем «вырезания» в начале каждого импульса части выходного напряжения за счет высокого нелинейного магнитного сопротивления;

22 – Выходной сварочный выпрямитель выполнен на четырёх силовых высокочастотных диодах, установленных на теплоотводы и предназначен для преобразования переменного тока высокой частоты в постоянный ток;

23 – Выходной фильтр сварочного тока представляет собой дроссель и предназначен для сглаживания пульсаций тока нагрузки;

24 – Регулятор-индикатор выполнен на отдельной печатной плате и состоит из двух частей - регулятора и индикатора. Регулятор выполнен на сдвоенном токовом операционном усилителе, нагрузкой которого является усилитель тока на полевом транзисторе. Эта схема представляет собой ПИД-регулятор, который сравнивает выходной ток инвертора с выставленным с помощью переменного резистора значением. Изменяя, пропорционально выходному току, сопротивление канала полевого транзистора устройство регулирует величину тока срабатывания для схемы управления, при котором происходит переключение транзисторов инвертора, чем обеспечивается стабилизация выходного тока сварочного аппарата. Вторая часть – индикатор. Это цифровой мультиметр, предназначенный для визуального отображения информации о величине реально протекающего тока нагрузки и напряжения на ней. Выполнен мультиметр на АЦП двойного интегрирования с цифровым семисегментным индикатором, на который выводится информация о токе и напряжении на выходе сварочного аппарата.

Выпрямитель сварочный вд 201

тиристоре VS 1. Сетевой выпрямитель VD 27 представляет собой диодную сборку, выполненную на одной подложке, и предназначен для преобразования сетевого переменного напряжения в постоянное напряжение.

2.1.1 Схема ограничения тока заряда емкостной батареи инвертора.

Рис. 3. Схема ограничения тока заряда ёмкостной батареи

Участок принципиальной схемы инвертора относящийся к схеме ограничения тока заряда емкостной батареи изображён на Рис. 3. Работает она следующим образом: в момент подачи напряжения питания инвертор ещё не работает, так как не подано напряжение на микросхему системы управления, следовательно, тока в первичной обмотке трансформатора тока включения TA2 нет, значит, в его вторичной обмотке тока тоже нет, диодный мост VD59-VD62 закрыт, ёмкость С49 разряжена, тиристор VS1 закрыт. В результате, ток от сети, протекая через сетевой выпрямитель VD27, течёт через резистор R35 и заряжает ёмкостную батарею фильтра С43-С48. Параллельное соединение конденсаторов необходимо для равномерного распределения токов по каждому их выводу и уменьшению суммарной индуктивности этих выводов и соединений, а так же для повышения общей надёжности емкостной батареи, так как при высыхании одной ёмкости остальные будут исправно работать. Напряжение на ёмкостях С43-С48 в результате заряда током, в конечном счете, достигнет амплитудного значения в 310В. При появлении напряжения питания на микросхеме схемы управления происходит запуск системы управления, которая запускает весь инвертор, в результате, по первичной обмотке трансформатора тока включения TA2 потечёт ток. В его вторичной обмотке появиться ток включения, который, пройдя через диодный мост VD59-VD62, зарядит сглаживающий конденсатор C49 и создаст напряжение, приложенное между катодом и управляющим электродом тиристора VS1. В результате, потечёт ток в управляющий электрод тиристора VS1, он откроется и зашунтирует резистор R35, после чего весь силовой ток, потребляемый инвертором, будет течь через этот открытый тиристор.

2.1.2.Схема контроля насыщенного состояния силовых ключей инвертора.

Принцип работы рассмотрен на эквивалентной принципиальной схеме контроля насыщенного состояния силовых ключей, приведенной на Рис 4. В этой схеме обозначены: прямой диод дополнительного смещения VD1, прямой пороговый диод VD2, диод нелинейной отрицательной обратной связи VD3, ускоряющая ёмкость C1, эквивалент силовых ключей инвертора транзистор VT1, нагрузка устройства резистор Rn. Эквивалентная схема контроля насыщенного состояния транзисторов представляет собой сложный ключ на биполярном транзисторе с нелинейной отрицательной обратной связью. Работает следующим образом: при появлении напряжения на обмотке W1 положительной полярности, начинает течь ток управления через прямые диоды VD1,VD2 в база - эммитерный переход транзистора VT1 , при этом конденсатор С1 заряжается протекающим током до уровня напряжения, равного напряжению двух прямо смещенных переходов диодов VD1-VD2 (2*0,7В=1,4В). Таким образом, напряжение на обмотке W1, приложенное к трём прямо смещённым переходам, равно 2,1 В.

Рис. 4. Эквивалентная схема контроля насыщенного состояния силового ключа

Протекающий по этой цепи ток вызовет открывание транзистора VT1, что характеризуется падением напряжения между его коллектором и эммитером. Как только это напряжение уменьшится до уровня, соответствующему прямому падению напряжения на диоде VD2(0,7 В), откроется диод VD3 и произойдёт перераспределение тока, втекающего в базу транзистора VT1 через диод VD3 в коллектор

транзистора VT1. Таким образом, транзистор VT1 будет находиться в открытом состоянии, но не насыщен, из-за того, что ток управления будет перераспределяться из цепи базы в цепь коллектора. При этом в случае изменения, например увеличения, тока нагрузки через транзистор, что будет характеризоваться увеличением падения напряжения на переходе коллектор - эммитер, будет также происходить перераспределение тока управления из цепи диода VD3 в цепь диода VD2 и, соответственно, в базу транзистора VT1. А в случае уменьшения тока нагрузки, что будет характеризоваться уменьшением падения напряжения на переходе коллектор - эммитер VT1, будет также происходить перераспределение тока из цепи диода VD2 в цепь диода VD3, что вызовет синхронное уменьшение тока в базе. В этом случае, транзистор всегда будет оставаться в ненасыщенном состоянии, без избыточных носителей в базе, что снижает время его выключения до времени спада путём исключения времени рассасывания избыточных носителей в базе. Конденсатор С1 обеспечивает быстрое выключение транзистора при уменьшении напряжения на обмотки W1(процесс выключения), так как оказывается подключенным полярностью, обратной для база - эммитерного перехода. Заряд этого конденсатора С1 создаёт через обмотку W1 запирающий ток в базу транзистора VT1.

2.1.3. Пропорциональный токовый регулятор

Эквивалентная схема пропорционального токового регулятора представлена на рис. 5.

Рис. 5. Эквивалентная схема пропорционального токового регулятора

Состоит из управляющего трансформатора TV1 c обмоткой управления W2 и обмоткой положительной обратной связи W1. Работает следующим образом: при появлении напряжения в управляющей обмотке W2, величиной, достаточной для открывания прямо смещённого база - эммитерного перехода транзистора VT1, в его базу начнёт втекать ток. В результате транзистор VT1 начнёт открываться, через его коллектор - эммитерный переход потечёт усиленный этим транзистором ток. В свою очередь, протекающий по коллектор - эммитерному переходу транзистора VT1 ток будет протекать и по обмотке положительной обратной связи W1, что вызовет, через коэффициент трансформации между обмотками W1 и W2, появление ЭДС в обмотке W2. В результате в базу транзистора VT1 потечёт ток, индуцируемый из обмотки W1 в обмотку W2, что вызовет ещё большее открывание VT1. В свою очередь, это приведёт к увеличению тока через коллектор - эммитерный переход, который снова через обмотки W1,W2 увеличит ток в базу транзистора VT1. Таким образом, изменение тока коллектораVT1 приводит к пропорциональному изменению его тока в базу, причём коэффициент пропорциональности равен коэффициенту трансформации между обмотками W1 и W2:Для открывания такого ключа достаточно лишь незначительного тока в базу транзистора, а для выключения (закрывания) транзистора необходимо прервать действие положительной обратной связи обмотки W1 на обмотку W2, что осуществляется в схеме инвертора путём замыкания обмоток трансформатора TU1 транзисторными ключами схемы управления.

2.2. Принцип работы квазирезонансного полумостового инвертора

Работает следующим образом: после подачи напряжения питания на инвертор и на схему управления, последняя выдаёт импульс тока запуска на обмотки 4 или 5 трансформатора TU1. Если импульс запуска подан на обмотку 5, то это приведёт к появлению положительного напряжения на обмотке 1 этого трансформатора, которое через схему контроля насыщенного состояния поступит на базы транзисторов верхнего плеча. В результате они откроются и начнёт течь ток по цепи: положительно заряженные выводы конденсаторов ёмкостного делителя С23-С32 —коллектор - эммитерный переход транзисторов VT1, VT3, VT5, VT7, VT9 VT11, VT13, верхнего плеча—симметрирующие резисторы верхнего плеча—обмотка 3 положительной обратной связи трансформатора управления TU1—первичная обмотка трансформатора тока включения TA2— первичная обмотка трансформатора тока управления TA1— первичная обмотка силового трансформатора Т1 — линейный токоограничивающий дроссель — средняя точка ёмкостного делителя C23-C42. Этот ток, протекая по обмотке 3 положительной обратной связи трансформатора TU1 наводит в обмотке 1 этого же трансформатора ток, втекающий в базы силовых транзисторов верхнего плеча через схему контроля насыщенного состояния ,осуществляя, тем самым, пропорциональность токов управления. При достижении тока через транзисторы верхнего плеча и, следовательно, через трансформатор нагрузки величины, соответствующей установленной в схеме управления (сигналом является напряжение с трансформатора тока TA1), система управления закорачивает обмотку 4 трансформатора TU1. В результате все обмотки этого трансформатора оказываются закороченными, прерывается действие положительной обратной связи обмотки 3 на обмотку 1 трансформатора TU1. Ток управления с транзисторов верхнего плеча снимается и они выключаются. Так как в цепи нагрузки присутствует индуктивность линейного токоограничивающего дросселя в сумме с индуктивностью рассеивания силового трансформатора, то, в соответствии с законом электромагнитной индукции, ток через неё мгновенно измениться не сможет. Поскольку параллельно силовым транзисторам VT1, VT3, VT5, VT7, VT9, VT11, VT13 инвертора стоят формирующие ёмкости С15,С16,С19,C20 то напряжение на них скачком тоже измениться не может, несмотря на то, что ток через транзисторы прерывается почти мгновенно. Таким образом, по цепи продолжает течь ток, источником которого является индуктивность токоограничивающего дросселя, перезаряжающий эти формирующие ёмкости и формирующие ёмкости C17,C18,C21,C22 нижнего плеча. Ток в этой индуктивности во время перезаряда емкостей не меняется. Напряжение изменяется плавно на транзисторах верхнего и нижнего плеча одновременно, при чем, на верхнем плече увеличивается, а на нижнем уменьшается. При достижении на формирующих ёмкостях нижнего плеча величины напряжения, равного, относительно средней точки ёмкостного делителя, половине питающего, откроются обратные диоды нижнего плеча VD24,VD26. Произойдёт это, потому что, напряжение на формирующих емкостях верхнего плеча достигнет амплитуды напряжения источника питания, а на формирующих емкостях нижнего плеча амплитуды менее нуля, что и приведёт к открыванию диодов VD24,VD26. Ток в токоограничивающей индуктивности начинает спадать, поскольку напряжение на формирующих емкостях больше не изменяется. При снижении тока в токоограничивающем дросселе и, следовательно, в первичной обмотке силового трансформатора до нуля, схема управления подаст управляющий ток на обмотку 4 трансформатора TU1. Это вызовет появление тока в его обмотке 2, открывая нижнее плечо транзисторов VT2, VT4, VT6, VT8, VT10, VT12, VT14 инвертора, после чего начинает течь ток по цепи: средняя точка ёмкостного делителя C23-C42— линейный токоограничивающий дроссель— первичная обмотка силового трансформатора— первичная обмотка трансформатора тока управления TA1— первичная обмотка трансформатора тока включения TA2— обмотка 3 положительной обратной связи трансформатора управления TU1— коллектора транзисторов нижнего плеча— коллектор -эммитерный переход транзисторов VT2, VT4, VT6, VT8, VT10, VT12, VT14— симметрирующие резисторы нижнего плеча— отрицательно заряженные выводы конденсаторов ёмкостного делителя C33-C42. Этот ток, протекая по обмотке 3 положительной обратной связи трансформатора управления TU1, наводит ток в обмотке 2 этого же трансформатора, втекающий в базы силовых транзисторов нижнего плеча через схему контроля насыщенного состояния, осуществляя, тем самым, пропорциональность токов управления. При достижении тока через транзисторы нижнего плеча и, следовательно, через трансформатор нагрузки величины, соответствующей установленной в схеме управления (сигналом является напряжение с трансформатора тока TA1), система управления закорачивает обмотку 5 трансформатора TU1. В результате все обмотки этого трансформатора оказываются закороченными, прерывается действие положительной обратной связи обмотки 3 на обмотку 2 трансформатора TU1. Ток управления с транзисторов нижнего плеча снимается и они выключаются. Так как в цепи нагрузки присутствует индуктивность линейного токоограничивающего дросселя в сумме с индуктивностью рассеивания силового трансформатора, то, в соответствии с законом электромагнитной индукции, ток через неё мгновенно измениться не сможет. Поскольку параллельно силовым транзисторам VT2, VT4, VT6, VT8, VT10, VT12, VT14 инвертора стоят формирующие ёмкости С17,С18,С21,C22 то напряжение на них скачком тоже измениться не может, несмотря на то, что ток через транзисторы прерывается почти мгновенно. Таким образом, по цепи продолжает течь ток, источником которого является индуктивность токоограничивающего дросселя, перезаряжающий эти формирующие ёмкости и формирующие ёмкости C15,C16,C19,C20 верхнего плеча. Ток в этой индуктивности во время перезаряда емкостей не меняется. Напряжение изменяется плавно на транзисторах нижнего и верхнего плеча одновременно, при чем, на нижнем плече увеличивается, а на верхнем уменьшается. При достижении на формирующих ёмкостях верхнего плеча величины напряжения, равного, относительно средней точки ёмкостного делителя, половине питающего, откроются обратные диоды верхнего плеча VD23,VD25. Произойдёт это, потому что, напряжение на формирующих емкостях нижнего плеча достигнет амплитуды напряжения источника питания, а на формирующих емкостях верхнего плеча амплитуды менее нуля, что и приведёт к открыванию диодов VD23,VD25. Ток в токоограничивающей индуктивности начинает спадать, поскольку напряжение на формирующих емкостях больше не изменяется. При снижении тока в токоограничивающем дросселе и, следовательно, в первичной обмотке силового трансформатора до нуля, схема управления подаст управляющий ток на обмотку 5 трансформатора TU1. Это вызовет появление тока в его обмотке 1, открывая верхнее плечо транзисторов VT1, VT3, VT5, VT7, VT9, VT11, VT13 инвертора, после чего процесс повторится. В этом процессе открывание транзисторов всегда происходит при нулевом токе и нулевом напряжении. Выключение транзисторов (прерывание тока через них) происходит также при нулевом напряжении. Это обеспечивается системой управления, синхронизированной с инвертором с помощью тока через ключи, а так же параллельным соединением транзисторов и формирующих ёмкостей. Скорость нарастания напряжения на этих ёмкостях определяется резонансной частотой реактивных элементов: суммарной ёмкостью формирующих ёмкостей и суммарной индуктивностью линейного токоограничивающего дросселя и индуктивности рассеивания силового трансформатора; а так же амплитудой тока по ним протекающим. В случаях, когда ток по первичной обмотке силового трансформатора не достигает уровня, выставленного системой управления, она всё равно переключит транзисторы инвертора. Произойдёт это посредством поочерёдного замыкания обмоток 4 или 5 трансформатора управления TU1, по истечении времени, определённого частотой коммутации без нагрузки, равного, примерно, 35 мкс в каждой полуволне.

8—узел контроля вольт/секундной площади;

9—узел стабилизации выходного тока.

Выводы 1-9—выводы системы управления

3.2 Назначение узлов структурной схемы системы управления.

1.2—узлы питания управляющих ключей, положительной и отрицательной полярности, соответственно, предназначены для питания током обмоток управляющего трансформатора TU 1 инвертора и для обеспечения управляющих ключей открывающим напряжением. Создаёт ограниченный ток в обмотке управления для инициации процесса запуска инвертора. Кроме того, ограничивает амплитуду напряжения на управляющих ключах и обеспечивает дополнительным током цепи питания микросхем.

3,4—управляющие ключи на комплиментарных полевых транзисторах, предназначены для подачи управляющего тока запуска через обмотки управляющего трансформатора TU 1 при запуске инвертора и для закорачивания этих обмоток при переключении инвертора.

5,6—источники питания микросхемы задающего генератора, соответственно положительной и отрицательной полярности. Эти источники из шин с напряжением « + /-160В» выдают стабилизированное напряжение « + /-15В», относительно искусственной «общей шины».

7—задающий генератор— двухтактный симметричный мультивибратор, на двух операционных усилителях, предназначен для генерирования управляющих прямоугольных импульсов для открывания и закрывания управляющих ключей. А также для изменения скважности импульсов при появлении сигналов обратной связи в случае не симметрии нагрузки, чем осуществляется коррекция вольт-секундной площади. Кроме того, задающий генератор изменяет частоту собственных колебаний при появлении сигналов обратной связи с датчика тока, в случае превышения тока нагрузки установленного значения.

8—узел контроля вольт-секундной площади предназначен для компенсации напряжения средней точки ёмкостного делителя инвертора путём изменения скважности управляющих импульсов и, соответственно, выходных импульсов напряжения инвертора при изменении нагрузки.

9—узел стабилизации выходного тока предназначен для изменения частоты задающего генератора при достижении тока через транзисторы инвертора установленной величины. Установленная величина, по сути, является порогом срабатывания компаратора (устройство сравнения) и является, по сути, регулятором выходного тока инвертора.

3.3 Принципиальная схема системы управления.

Принципиальная схема системы управления представлена на Рис.7.

Резисторы R 23— R 30; стабилитроны VD 7— VD 10; диоды VD 13, VD 14, представляют собой узлы питания управляющих ключей (смотрите структурную схему Рис.6 и принципиальную Рис.7). Напряжение питания, поданное на схему, также поступает на коллекторы транзисторов VT 1, VT 2. Они создают из положительной и отрицательной шин питания « + /-160» шины « + /-15В» для питания микросхемы DA 1. Стабилитроны VD 1, VD 2, транзисторы VT 1, VT 2, диоды VD 5, VD 6, стабилитроны VD 7— VD 10,диоды VD 13, VD 14, ёмкости C 3, C 5, C 6, C 7 образуют источник питания микросхемы. Работает он следующим образом: при подаче питающего напряжения на коллекторы транзисторов VT 1, V Т2 начинает течь ток по цепи: положительная шина питания «+160» — резистор R 15 — стабилитрон VD 1— стабилитрон VD 2—резистор R 17— отрицательная шина питания «-160В». Протекающий через сопротивления R 15, R 17, ток, втекая в стабилитроны VD 1, VD 2, создаёт на каждом из них падение напряжения равным 15 В.Это напряжение, приложено к базам транзисторов VT 1, VT 2 соответственно. Транзисторы VT 1, VT 2 являются эммитерными повторителями, в результате чего на их эммитерах устанавливается напряжение « + /-15В» соответственно. Во время поочерёдно закрытых управляющих ключей выполненных на транзисторах VT 5, VT 6 , будет течь ток из параллельно соединенных резисторов R 23, R 25, R 27, R 29 через прямо смещённый диод VD 13 в стабилитроны VD 9, VD 7. Аналогично для противоположной цепи, будет течь ток из параллельно соединенных резисторов R 24, R 26, R 28,30 через прямосмещённый диод VD 14 в стабилитроны VD 10, VD 8. Эти стабилитроны предназначены для защиты транзисторов VT 5, VT 6 от пробоя высоким напряжением, за счет ограничения напряжения питания обмоток 3,4 управляющего трансформатора TU 1 на уровне 75 В. Ток , протекающий по стабилитронам VD 9, VD 7 складывается с током, протекающим через транзистор VT 1, обеспечивая дополнительным током положительную шину питания «+15В» микросхемы, чем обеспечивается существенное снижение мощности, выделяемой на транзисторе VT 1. Аналогично, для противоположной цепи: ток, протекающий по стабилитронам VD 10, VD 8 складывается с током, протекающим через транзистор VT 2, обеспечивая дополнительным током отрицательную шину питания «—15В» микросхем, чем обеспечивается существенное снижение мощности, выделяемой на транзисторе VT 2. Диоды VD 5 и VD 6, установленные между база — эммитерными переходами транзисторов VT 1, VT 2, соответственно, предназначены для защиты этих переходов от обратного напряжения, которое может быть вызвано протекающим через стабилитроны VD 7— VD 10 током. Это будет происходить во время, когда ток через вышеуказанные стабилитроны превысит по величине ток, потребляемый микросхемой. Это приведёт к открыванию диодов VD 5, VD 6, поскольку напряжение на положительной (отрицательной) шинах питания микросхем станет выше напряжения на стабилитронах VD 1, VD 2 соответственно. Это вызовет закрывание транзисторов VT 1, и VT 2. В этом случае избыток тока, не потреблённый микросхемой, будет стекать через открытые диоды VD 5, VD 6 в стабилитроны VD 1, VD 2. В таком режиме питание микросхемы осуществляется током, протекающим через стабилитроны VD 7— VD 10. Диоды VD 13, VD 14 предназначены для предотвращения протекания тока из положительной (отрицательной) шин питания микросхем в общий провод в моменты, когда управляющие ключи, выполненные на транзисторах VT 5, VT 6, открыты. Конденсаторы С3,С5—С7 предназначены для сглаживания пульсаций напряжения на положительной (отрицательной) шинах питания микросхемы. Задающий генератор выполнен по симметричной схеме мультивибратора на двух токовых операционных усилителях DA 1,1 и DA 1,2 и представляет собой RC -генератор. Выход второго операционного усилителя через ограничивающий ток нагрузки резистор R 22 подключён к базам комплиментарных транзисторов эммитерного повторителя, выполненному на транзисторах VT 3, VT 4, выход которых подключен к затворам управляющих ключей, выполненных на полевых транзисторах VT 5, VT 6. Цепи R 19, C 10 и R 20, C 11 предназначены для ускорения процесса переключения операционных усилителей и включены в качестве положительной обратной связи на каждом операционном усилителе в отдельности. Резисторы R 16, R 2 образуют делитель напряжения положительной обратной связи первого операционного усилителя, и по сути, устанавливают его порог срабатывания, как компаратора. Ту же самую роль выполняет делитель R 13, R 5.Резистор R 18 и ёмкость С9 образуют время задающую цепь. Работает она следующим образом: при подаче напряжения питания, на выходе (например, первой микросхемы) появится положительное напряжение, которое через резистивный делитель положительной обратной связи, выполненный на резисторах R 13, R 5 поступает на инвертирующий вход второй микросхемы. В результате, на выходе второй микросхемы установиться напряжение отрицательной полярности, которое, в свою очередь, через резистивный делитель положительной обратной связи, выполненный на резисторах R 16, R 2 подаётся на инвертирующий вход первой микросхемы. В результате действия положительной обратной связи на её выходе напряжение скачком достигнет максимального значения. Такое соединение, через резисторы R 16, R 2 и R 13, R 5,обеспечивает положительную обратную связь и создаёт триггерный эффект. Одновременно с этим, с выхода первой микросхемы напряжение подаётся на резистор отрицательной обратной связи R 18. Через этот резистор начинает течь ток, заряжающий ёмкость С9. Как только амплитуда напряжения на ёмкости С9 достигнет уровня, равного напряжению на резисторе R 5, произойдёт их сравнение и компаратор переключится. В результате чего на выходе второй микросхемы, полярность напряжения смениться на противоположную. Из-за этого поменяется полярность на инвертирующем входе первой микросхемы, что повлечёт за собой смену полярности на её выходе. В результате, полярность на резисторе смениться на противоположную, ток тоже сменит направление на противоположное, начнётся перезаряд ёмкости С9 противоположным током. Как только напряжение, противоположное по знаку предыдущей полярности, на ёмкости достигнет уровня, выставленного делителем R 13, R 5, произойдёт снова сравнение этих напряжений. Результатом сравнения будет переключение компаратора, после чего полярность напряжения на выходе второй микросхемы снова смениться на противоположную, и процесс повториться. Так работает схема при отсутствии сигнала с датчика тока в режиме холостого хода инвертора и при малых нагрузках. Сигнал в форме тока с трансформатора тока TA 1 приходит на резистор R 4 , вызывает на нём падение напряжения. Это напряжение по форме точно соответствует току, протекающему по первичным цепям трансформатора инвертора. Далее, напряжение, снимаемое с резистора R 4, подаётся на высокочастотный фильтр, выполненный на резисторе R 9 и ёмкости C 4, предназначенный для отсечки помех от паразитных высокочастотных колебаний. Пройдя через фильтр на резисторе R 9 и C 4 напряжение подаётся на делитель R 8, R 3, предназначенный для согласования уровней, а также для исключения негативного влияния конденсатора С4 на скоростные свойства микросхемы (действие положительной обратной связи по цепи R 19, C 10). С выхода делителя напряжение поступает на неинвертирующий вход первого операционного усилителя. При достижении напряжения на резисторе R 4 и, следовательно, с коэффициентом деления на резисторе R 3 уровня напряжения, равного выставленному значению делителем R 16, R 2, произойдёт сравнение первой микросхемой двух этих напряжений. Это приведёт к переключению компаратора и, следовательно, к смене полярности на её выходе, на противоположную, что, в свою очередь, повлечёт за собой также смену полярности на выходе второй микросхемы. Фазировка трансформатора датчика тока выбрана таким образом, что напряжение, снимаемое с резистора R 4, приходит на микросхему в качестве отрицательной обратной связи. В результате переключений операционных усилителей и, следовательно, управляющих ключей на транзисторах VT 5, VT 6, переключатся силовые транзисторы инвертора. В результате ток на выходе инвертора изменит свою полярность на противоположную, и как следствие, поменяется полярность напряжения, снимаемого с датчика тока — резистора R 4. Как только амплитуда этого тока и, следовательно, напряжения на резисторе R 4 снова достигнет величины равной напряжению, выставленному делителем R 16, R 2, но уже противоположной полярности, снова произойдёт их сравнение первой микросхемой, компаратор переключится, что повлечёт за собой смену полярности напряжения на её выходе и, следовательно, переключение транзисторов инвертора. Таким образом осуществляется переключение микросхемы в двух режимах — на холостом ходу с помощью резистора R 18 и ёмкости С9 (времязадающая цепь) и переключение с помощью обратной связи по току в режиме работы под нагрузкой и коротком замыкании. Резисторы R 3, R 4, R 8, R 9; конденсатор С4 создают узел стабилизации выходного тока. Резисторы R 21, R 11, R 12, R 7 и диоды VD 3, VD 4 образуют узел контроля вольт — секундной площади. Принцип работы: при появлении напряжения на выводе 5 – вход отрицательной обратной связи со средней точки ёмкостного делителя, появляется ток через резистор R 21, вызывающий появление напряжения на резисторах R 11, R 12, которые образуют с резисторами R 2, R 6 делитель напряжения. В результате время задающая ёмкость С9 в одной полуволне будет заряжаться до напряжения равного сумме напряжений выставленных делителем на резисторах R 13, R 5 и напряжения на резисторе R 6. В другой полуволне ёмкость С9 будет заряжаться до напряжения равного разности напряжения выставленного делителем на резисторах R 13, R 5 и напряжения на резисторе R 8. Таким образом, время заряда ёмкости С9 в одной полуволне будет больше, чем в другой полуволне, что будет соответствовать разным длительностям импульсов положительной и отрицательной полярности. В результате произойдёт изменение скважности импульсов (импульс короче либо длиннее паузы, в зависимости от полярности напряжения на выводе 5 разъема). Таким образом, на ёмкости С9 задающего генератора будет накапливаться напряжение ошибки, поступающее с ёмкостного делителя силового инвертора. Во время работы силового инвертора в режиме стабилизации тока напряжение с ёмкостного делителя поступает через делитель на резисторах R 11, R 2 на инвертирующий вход первого операционного усилителя и сравнивается с напряжением, снимаемым с датчика тока (резистора R 4); а разность этих напряжений, являющаяся сигналом ошибки, фиксируется первым операционным усилителем. Фазировка обмоток управляющего трансформатора выполнена таким образом, что сигнал со средней точки ёмкостного делителя полумоста является отрицательной обратной связью, то есть уход напряжения средней точки ёмкостного делителя вызывает изменение скважности импульсов, так, что происходит компенсация этого ухода путём изменения времени открытого/закрытого состояния силовых транзисторов инвертора. Конденсаторы С1 и С2 образуют ёмкостной делитель схемы управления, предназначенный для создания искусственного «общего» провода в точке их соединения между собой. Для регулировки тока во время работы силового инвертора в режиме стабилизации тока в трансформатор тока TA 1 инвертора добавлена дополнительная обмотка. В эту обмотку включён через диодный мост выходной полевой транзистор регулятор - индикатора (смотри структурную схему инвертора), который эквивалентно, через коэффициент трансформации вторичных обмоток TA 1, оказывается подключённым параллельно к датчику тока – резистору R 4 схемы управления. В результате, при изменении сопротивления открытого канала выходного полевого транзистора регулятора-индикатора происходит эквивалентное изменение величины резистора R 4 и, следовательно, переключение компаратора, выполненного на первом операционном усилителе, будет происходить при различных токах через силовые транзисторы инвертора. Таким образом, изменением сопротивления канала полевого транзистора регулятора осуществляется изменение величины выходного тока стабилизации силового инвертора. Диоды VD 3, VD 4 и резистор R 7 предназначены для ограничения амплитуды напряжения отрицательной обратной связи, снимаемого со средней точки ёмкостного делителя силового инвертора в режимах перегрузки и короткого замыкания, при которых существенно увеличивается размах пульсаций напряжения в средней точке ёмкостного делителя. В этом случае к резистору R 21 через поочерёдно открываемые диоды VD 3 и VD 4 подключается резистор R 7, образуя делитель напряжения. Таким образом, при увеличении размаха пульсаций в средней точке ёмкостного делителя инвертора напряжение обратной связи контроля вольт-секундной площади подаётся на входы операционных усилителей через делитель R 21, R 7. Этот делитель, в свою очередь, является нечувствительным для напряжения малой амплитуды отрицательной обратной связи, снимаемого с ёмкостного делителя силового инвертора в режимах малых токов нагрузки и на холостом ходу. Управляющие ключи, выполненные на полевых комплиментарных транзисторах VT 5, VT 6, предназначены для подачи, через обмотки 4 и 5 управляющего трансформатора, отпирающего тока в базы силовых транзисторов инвертора. Кроме того, они необходимы для их выключения путём закорачивания обмоток 4 и 5 управляющего трансформатора, что приводит к прекращению действия положительной обратной связи обмотки 3 на обмотки 1 и 2 и, как следствие, на базы силовых транзисторов инвертора. Управляющие ключи работают следующим образом: После подачи напряжения питания и появления напряжения «+/-15В» на шинах питания микросхем произойдёт запуск задающего генератора, что описано выше. В свою очередь, это вызовет появление прямоугольных импульсов на выходе эммитерного повторителя, выполненного на транзисторах VT 3, VT 4, что также описано выше. При появлении на выходе эммитерного повторителя VT 3, VT 4 напряжения положительной полярности (открывание транзистора VT 3) произойдёт увеличение положительного напряжения на затворе транзистора VT 5 до 13В. Это напряжение откроет транзистор VT 5. Полярность напряжения между затвором и истоком транзистора VT 6 в это время является обратной, то есть запирающей. В результате, транзистор VT 6 закроется, и будет удерживаться закрытым всё время, пока напряжение на выходе эммитерного повторителя VT 3, VT 4 будет неизменным. При появлении на выходе задающего генератора отрицательного, относительно искусственной «общей» шины, напряжения на базах транзисторов VT 3, VT 4 эммитерного повторителя произойдёт их переключение. В результате транзистор VT 3 закроется, а транзистор VT 4 откроется, на эммитере которого установиться напряжение, примерно, равное «-13В». В результате, между выводами затвор-исток полевого транзистора VT 5 установиться отрицательное напряжение. Полярность этого напряжения для n -канального полевого транзистора VT 5 является запирающей, а для p -канального открывающей, что вызовет закрывание одного и открывание другого. Таким образом, при появлении на выходе эммитерного повторителя, выполненного на транзисторах VT 3, VT 4, импульсов напряжения положительной и отрицательной полярностей, амплитудой в 13В будет происходить поочерёдное открывание/закрывание управляющих ключей, выполненных на полевых комплиментарных транзисторах VT 5, VT 6. Во время, когда на выходе эммитерного повторителя, выполненного на транзисторах VT 3, VT 4 , поочередно присутствуют импульсы положительной и отрицательной полярностей, вызывающие поочерёдное открывание/закрывание управляющих ключей, выполненных на полевых транзисторах VT 5, VT 6, осуществляется поочерёдная коммутация обмоток управляющего трансформатора. В этом случае, при открывании транзистора, например VT 5, в начальный момент времени ток, наводимый в обмотке 4 управляющего трансформатора ( вследствие действия положительной обратной связи через обмотку 3 (описание работы инвертора)) замкнется через открытый транзистор VT 5 и прямосмещённый диод VD 11. Ток будет течь по цепи: начало обмотки 4 — сток транзистора VT 5 — исток транзистора VT 5 — анод диода VD 11 — катод диода VD 11—конец обмотки 4. Это приведёт к закрыванию раннее открытых силовых транзисторов инвертора. В течении всего времени, пока обмотка 4 управляющего трансформатора будет являться источником тока, протекающего через транзистор VT 5, диод VD 11, она будет замкнута и напряжение на ней будет чуть более 1В (падение напряжения на открытом транзисторе VT 5 и прямо смещённом диоде VD 11). Такое закороченное состояние обмотки 4 будет удерживать силовые транзисторы инвертора обоих плеч в закрытом состоянии. Как только обмотка 4 управляющего трансформатора перестанет быть источником тока (ток по обмотке 3 положительной обратной связи упадёт до нуля) в неё начнёт втекать ток из параллельно соединённых резисторов R 23, R 25, R 27, R 29. Это приведёт к появлению напряжения на обмотке 4 противоположной полярности и, следовательно, вызовет открывание силовых транзисторов инвертора раннее выключенного плеча, причём, ток базы этих транзисторов будет равен, через коэффициент трансформации управляющего трансформатора, току, протекающему по резисторам R 23, R 25, R 27, R 29. Точно такие же процессы будут происходить при открывании управляющего транзистора VT 6.

Принципиальная схема регулятора - индикатора

Вентилятор предназначен для охлаждения системы. Предохранитель FS 1 служит для защиты устройства от пожара в случае выхода из строя вентилятора.

NEON ВД-201 АД(AC/DC)

Профессиональный аргонодуговой сварочный аппарат по алюминию НЕОН ВД-201 AC/DC (TIG). Фазовая стабилизация тока позволяет контролировать выходной сварочный ток с точностью до 1 Ампера. Диапазон регулировки сварочного тока от 5 до 200 Ампер. Диапазон регулировки частоты смены полярности от 50 до 100 Гц. Баланс 50–90%. Память на 10 параметров сварки. Функция смены полярности выходного напряжения (реверс) в режиме MMA. Высокая продолжительность работы (ПВ).

Панель управления ВД-201 АД AC-DC

Информационные сигналы о неисправностях: перегрев, отсутствие одной из питающих фаз, неисправность в блоки водяного охлаждения горелки;
Диаграмма сварочного процесса;
Секция работы с памятью (возможность сохранить до 10 индивидуальных режимов);
Смена полярности напряжения на выходных байонетах в режиме ММА (реверс);
VRD — снижение напряжения холостого хода до 12 Вольт;
Выбор импульсного или непрерывного режима сварки;
Выбор местного или дистанционного управления сварочным током;
ВКЛ, ВЫКЛ высоковольтного осциллятора;
Режим работы кнопки сварочной горелки (2T, 4T или SMART);
Выбор типа сварки в режиме TIG (DC/AC/MIX);
Вкл., выкл. функций: ArcForce, Antistick. Вкл, выкл блока водяного охлаждения горелки;
Продувка газовой магистрали;
Ручка с кнопкой для настройки параметров;
Частота смены полярности выходного напряжения в режиме TIG на переменном токе. При увеличении частоты дуга становится более устойчивой и узкой. Пределы изменения 50–100 Гц с шагом 5 Гц;
Баланс – соотношение положительной и отрицательной полярности переменного сварочного тока. Низкое значение баланса позволяет усилить очистку алюминия от оксидной пленки, высокое значение обеспечивает более глубокий провар соединения. Пределы регулирования 50–90%;

По индивидуальному требованию к аппарату может поставляться пульт дистанционного управления (ДУ) длиной от 10 до 30 метров. А так же сварочный кабель с электрододержателем (MMA).

Купить ВД-201 АД (AC-DC) по низкой цене и бесплатной доставкой.

Задайте вопрос специалистам сварочного оборудования NEON

Отзывы: NEON ВД-201 АД(AC/DC)

Достоинства Цена, система охлаждения,качество сборки, функциональность Недостатки На переменном токе в режиме тиг плохо разжигается дуга,несколько раз настройки скидывал сам по себе, в режиме мма какими бы электродами не пробовал какие бы настройки не пробовал остался очень разочарован. И защиту панели управления пластика откидного не хватает. Покупал(-ла) для: Мелкосерийного производства Комментарий Аппарат был куплен в августе 20 года, то что факел тиг дубовый я даже не переживаю за такую цену я большего и не ожидал конечно, да в тиг режиме на постоянном токе работает удовлетворительно, но на переменке в режиме тиг иногда разжечь дугу невозможно.

Достоинства Аппарат вчера забрал с ТК. Всё отлично. Спасибо. Недостатки Немного огорчило, что горелка на дубовом шланге. В обзорах были помягче с кожаной вставкой. Комментарий Сегодня попробую в работе.

Достоинства Российский , цена - качество на 5, достаточный функционал Недостатки частота переменного тока регулируется 50-100Гц Покупал(-ла) для: мастерская , хобби Комментарий Сайт надёжный , ребята адекватные ! Проплачивал по старой цене 31 октября , по ней же вчера и получил , без всяких \" подорожало мол\", хотя с таким и встречался не раз в инетмагазинах.

Достоинства Получил аппарат с сертификатом накс. комплект полный Недостатки Ждал своей очереди неделю на аппарат Покупал(-ла) для: ремонт дисков, сварка и т.д. Комментарий Аппарат вне конкуренции, работать надежно, 100% отечественный бренд

Достоинства Осциллятор. Наличие ДУ. Цифровой индикатор. Недостатки Нет таблицы комплектации. Покупал(-ла) для: Выбираю между вашей новинкой и Форсажем. Комментарий Для такого сложного в эксплуатации аппарата следует разместить ссылку на Паспорт с Инструкцией и Условиями гарантии.

Читайте также: