Top 3 gelijkgerichte DC-lasstroombronnen
Dit artikel werpt licht op de top drie gelijkgerichte DC-lasstroombronnen.
Bron # 1. SCR-lasstroombron:
Een lasstroombron kan worden ontworpen die zijn regeling afleidt uit het vermogen van een poortsignaal om de SCR op het gewenste moment in te schakelen. Het schema van één type 3-fase SCR wordt getoond in Fig. 4.35.
Deze lasstroombron bestaat uit een trapsgewijze transformator Tr, een siliciumgestuurde gelijkrichtereenheid SCR, een ventilator F en een schakelaartandwiel, alle ingebouwd in een gemeenschappelijke behuizing. De gelijkrichter converteert een driefasenstroom naar gelijkstroom voor booglassen. De transformator kan van het type met hoge reactantie zijn om hangende voltampère-eigenschappen te verkrijgen.
De lasstroom die wordt verkregen uit de meeste van dergelijke eenheden kan over twee bereiken worden aangepast. Een overgang van bereik naar bereik wordt bereikt door de primaire en secundaire wikkeling van de transformator in een ster of een delta te verbinden door middel van verbindingen op de wisselplaat T B.
Binnen elk bereik kan de lasstroom continu worden geregeld door de afstand tussen de primaire en secundaire spoelen te variëren en zo de lekreactantie van de transformator te veranderen. Dienovereenkomstig zijn de wikkelingen beweegbaar uitgevoerd en kunnen door rotatie van een handwiel omhoog of omlaag worden geschoven.
Verder, om de hoeveelheid vermogen in de belasting aan te passen, via SCR, is het noodzakelijk om precies de tijd te bepalen, waar, in een gegeven halve cyclus, geleiding moet beginnen. Als een hoog vermogen vereist is, moet de geleiding vroeg in de halve cyclus starten. Als een laag vermogen vereist is, wordt de geleiding vertraagd tot laat in een halve cyclus, zoals getoond in Fig. 4.36, waarbij het vermogen dat in pulsen aan de belasting wordt toegevoerd evenredig is met de gearceerde gebieden onder de golfvorm-omhullingen. Deze h staat bekend als faseregeling.
Uit figuur 4.36 is duidelijk dat er significante intervallen kunnen zijn als er geen stroom wordt geleverd aan de belasting. Dit kan leiden tot een boogonderbreking. Dit maakt golffiltering noodzakelijk, hetgeen wordt gedaan door het verschaffen van de vereiste inductie in het lascircuit.
Volt-ampere-karakteristieken van de SCR-stroombron kunnen worden gevormd en afgestemd op een bepaald lasproces en de toepassing ervan. In feite kunnen deze vermogensbronnen elke gewenste voltampère-eigenschap verschaffen van constant voltage tot constant stroomtype.
Hoewel dioden normaal op warmteafleiders van aluminiumplaten worden gemonteerd om hun temperatuur binnen de toegestane limiet te houden, maar voor de algehele koeling van de transformator en de gelijkrichteenheid, kan een ventilator worden aangebracht die in de behuizing is aangebracht.
De primaire transformator is verbonden met een ac-driefasenvoeding via een magnetische starter, MS. De startspoel is aangesloten op het lichtnet via een contactloos contact NO dat alleen sluit wanneer de ventilator is ingeschakeld. Wanneer de ventilator wordt gestart door de schakelaar FS in de 'aan'-stand te zetten, stroomt er een luchtstroom op de waaier van een ventilatorrelais, de NO-contacten van het relais activeren de startspoel en de NO-contacten van de magnetische starter verbinden de transformator primair naar de lijn. Als er een storing in de ventilator optreedt, wordt de gelijkrichter automatisch van de lijn losgekoppeld.
Hoge frequentie wordt onderdrukt door de bank van condensatoren, CF.
De SCR-cellen in de gelijkrichteenheid zijn gerangschikt in een driefasig brugcircuit dat de rimpelingen in de gelijkrichtstroom tot een minimum beperkt.
Solid-State Inverter:
De DC gelijkrichter lasstroombronnen zijn over het algemeen vrij zwaar en de hoofdoorzaak hiervan is het gewicht van de transformator en de filterinductor. Eerdere pogingen om het gewicht en de massa te verminderen door de koperen wikkelingen naar aluminiumwikkelingen te veranderen, waren niet erg succesvol. Om het doel te bereiken, is het gebruik van invertertechnologie echter zeer nuttig gebleken.
De conventionele transformator werkt op de binnenkomende netfrequentie van 50 Hz. Aangezien de grootte van de transformator omgekeerd evenredig is met de voedingsfrequentie, is een reductie van maximaal 75% in de voedingsbrongrootte en -gewicht mogelijk met behulp van een inverterschakeling die wordt getoond in Fig. 4.36 A.
In dit type voedingsbron wordt de primaire AC-voeding eerst gelijkgericht en wordt de resulterende hoge gelijkspanning elektronisch omgezet door de omvormer naar hoogfrequente wisselstroom voordat deze wordt toegevoerd aan de hoofdlasstransformator. Aangezien de werkingsfrequentie tussen 5000 en 50.000 Hz ligt, is de transformator klein. Zeer compacte en draagbare voedingen kunnen met deze benadering worden vervaardigd.
Een kenmerkende gelijkrichter / inverter-schakeling wordt getoond in Fig. 4.36 B. In deze schakeling wordt het uitgangsvermogen geregeld door gebruik te maken van het principe van tijdverhoudingregeling (TRC). De halfgeleiderapparaten (halfgeleiders) in een inverter werken als schakelaars, dwz ze zijn 'aan' en geleidend of uitgeschakeld en worden geblokkeerd.
Deze bewerking van schakelen 'aan' en 'uit wordt soms' schakelmodusbedrijf 'genoemd. TRC is de regeling van 'aan' en 'uit tijden van de schakelaars om de uitgang te regelen. Als de schakelaar op 'aan' staat, is de uitgangsspanning (V 2 ) gelijk aan de ingangsspanning (V 1 ). Wanneer de schakelaar op "Uit-spanning" staat, V 2 = 0.
De gemiddelde waarde van de uitgangsspanning, V 2, wordt gegeven door:
TRC voorgesteld door vergelijking (4.3) suggereert twee methoden voor het besturen van de uitvoer van een inverterlasstroombron, namelijk pulsbreedtemodulatie, dwz door het veranderen van t aan en frequentiemodulatie, dat wil zeggen, door fc te veranderen. Met de TRC-bedieningselementen kan de operator uitvoer met constante of constante spanning selecteren en met gepaste opties kunnen deze voedingsbronnen gepulseerde stroomuitgangen leveren.
Het circuit van het type omvormer werd oorspronkelijk gebruikt voor SMAW-stroombronnen, maar wordt nu gebruikt voor GTAW- en GMAW-eenheden.
Bron # 2. Gepulseerde booglassen Stroombronnen:
Gepulseerde stroom vindt een toenemend gebruik bij gaswolfraambooglassen en gasmetaalbooglasprocessen. Terwijl het in GTAW dient om de lasbadafmeting en koelsnelheid van het lasmetaal te regelen zonder enige boogmanipulatie, biedt GMAW in spray en gecontroleerde modus van metaaloverdracht bij lagere lasstroom voor een specifiek type en diameter van de gebruikte elektrode.
Een typische gepulseerde booglassenergiebron bestaat normaal gesproken uit een 3-fasige lastransformator cum-gelijkrichtereenheid parallel met een enkelfasige halfgolf-gelijkrichter. De driefase-eenheid levert achtergrondstroom en de enkelfasige eenheid levert de piekstroom. Zowel de transformator- als gelijkrichtereenheden zijn gemonteerd in een enkele behuizing met geschikte bedieningselementen voor individuele aanpassingen van achtergrond en piekstromen.
De elektrodeafmeting en voedingssnelheid worden bepaald door de piekstroominstelling. De piekstroom wordt net boven de waarde ingesteld die de spuitmodus van de metaaloverdracht voor die elektrodediameter en voedingssnelheid biedt.
De sproeistransfer vindt plaats tijdens de piekstroomduur, terwijl globulaire overdracht niet plaatsvindt vanwege het gebrek aan tijd bij het achtergrondstroomniveau. Het verschaft dus de afzettingssnelheid tussen die voor continue spuitoverdracht en bolvormige overdracht.
Bron # 3. Door transistor geproduceerde lasstroombronnen:
Net als een gelijkrichtercel is een transistor een ander solid-state apparaat dat wordt gebruikt in lasstroombronnen. Momenteel worden transistors echter alleen gebruikt voor dergelijke vermogensbronnen die nauwkeurige besturing van een aantal variabelen vereisen.
Een transistor verschilt van een SCR doordat de geleiding door deze evenredig is met het toegepaste stuursignaal. Dus, wanneer een klein signaal wordt toegepast, is er een kleine geleiding en voor een groot signaal is er een grote geleiding. Ook kan een transistor worden uitgeschakeld via een signaal dat anders is dan een SCR, waarbij de potentiaal van de anode moet dalen tot een lager niveau dan dat van de kathode of de stroom moet stoppen om de SCR te laten functioneren.
Transistoren worden gebruikt bij het lassen van stroombronnen op een niveau tussen 'uit' en 'vol', waarbij ze fungeren als elektronisch gestuurde serieweerstand. Transistors werken alleen naar behoren bij lage bedrijfstemperaturen, wat koelwatertoevoer noodzakelijk kan maken om ze binnen het gewenste temperatuurbereik te houden.
Er zijn doorontwikkelde lasstroombronnen ontwikkeld voor nauwkeurige regeling van lasparameters. De werkingssnelheid en de respons van transistors zijn erg hoog, daarom zijn dergelijke voedingsbronnen het meest geschikt voor GTAW- en GMAW-processen.
De nieuwste voedingsbron is alleen het resultaat van ontwikkelingen in getransformeerde lasstroombronnen. Een dergelijke voedingsbron kan worden aangepast om elke gewenste voltampère-karakteristiek te geven tussen constante stroom naar constante spanning.
Het is ook mogelijk om het regelsysteem te programmeren om de vooraf bepaalde variabele stroom en spanning te geven tijdens de eigenlijke lasbewerking. Deze eigenschap maakt het bijzonder aantrekkelijk voor pijplassen waarbij de warmteopbouw een hogere lassnelheid vereist naarmate het werk vordert. Normaal gesproken zijn dergelijke systemen van het type met pulsstroom voor het verkrijgen van maximale controle over de wijze van metaaloverdracht en derhalve de kwaliteit van de las.
