Se você está procurando uma opção para substituir o transformador de soldagem convencional, o inversor de soldagem é a melhor escolha. O inversor de soldagem é prático e funciona com corrente DC. O controle da corrente é mantido por meio de potenciômetro.
Por: Dhrubajyoti Biswas
Usando Topologia de Dois Switches
Ao desenvolver um inversor de soldagem, apliquei inversor direto com topologia de dois interruptores. Aqui, a tensão da linha de entrada atravessa o filtro EMI suavizando ainda mais com grande capacidade.
No entanto, como o pulso de corrente de ativação tende a ser alto, é necessária a presença de um circuito de partida suave. Como a comutação está LIGADA e os capacitores do filtro primário são carregados por meio de resistores, a energia é zerada ainda mais ao LIGAR o relé.
No momento em que a alimentação é comutada, os transistores IGBT são usados e posteriormente aplicados através do transformador de acionamento de porta direta TR2, seguido da formação do circuito com a ajuda dos reguladores IC 7812.
Usando IC UC3844 para controle PWM
O circuito de controle usado neste cenário é o UC3844, que é muito semelhante ao UC3842 com limite de largura de pulso de 50% e frequência de trabalho de 42 kHz.
O circuito de controle extrai a energia de uma fonte auxiliar de 17V. Devido às altas correntes, a realimentação de corrente usa o transformador Tr3.
A tensão do registro de detecção 4R7 / 2W é mais ou menos igual à saída de corrente. A corrente de saída pode ser controlada posteriormente pelo potenciômetro P1. Sua função é medir o ponto limite do feedback e a tensão limite do pino 3 do UC3844 está em 1V.
Um aspecto importante do semicondutor de potência é que ele precisa ser resfriado e a maior parte do calor gerado é expelido pelos diodos de saída.
O diodo superior que consiste em 2x DSEI60-06A deve ter a capacidade de lidar com a corrente em uma média de 50A e perda de até 80W.
O diodo inferior, isto é, STTH200L06TV1 também deve ter uma corrente média de 100A e perda de até 120W. Por outro lado, a perda máxima total do retificador secundário é 140W. A bobina de saída L1 é conectada posteriormente ao trilho negativo.
Este é um bom cenário, uma vez que o dissipador de calor não tem voltagem de alta frequência. Outra opção é usar os diodos FES16JT ou MUR1560.
No entanto, é importante considerar que o fluxo máximo de corrente do diodo inferior é o dobro da corrente do diodo superior.
Calculando a perda de IGBT
Na verdade, calcular a perda do IGBT é um procedimento complexo, pois, além das perdas condutivas, a perda de comutação também é outro fator.
Além disso, cada transistor perde cerca de 50W. A ponte retificadora também perde energia até 30W e é colocada no mesmo dissipador de calor do IGBT junto com o diodo de reset UG5JT.
Também existe a opção de substituir UG5JT por FES16JT ou MUR1560. A perda de energia dos diodos de reset também depende da forma como o Tr1 é construído, embora a perda seja menor em comparação com a perda de energia do IGBT. A ponte retificadora também é responsável por uma perda de energia de cerca de 30W.
Além disso, ao preparar o sistema, é importante lembrar de dimensionar o fator de carga máximo do inversor de soldagem. Com base na medição, você pode estar pronto para selecionar o tamanho correto do medidor de enrolamento, dissipador de calor, etc.
Outra boa opção é adicionar um ventilador, pois isso vai controlar o calor.
Diagrama de circuito
Detalhes do enrolamento do transformador
O transformador de chaveamento Tr1 possui dois núcleos de ferrite EE e ambos têm a seção central da coluna de 16x20mm.
Portanto, a seção transversal total é calculada para 16x40mm. Deve-se ter cuidado para não deixar nenhum espaço de ar na área central.
Uma boa opção seria usar um enrolamento primário de 20 voltas, enrolando-o com 14 fios de 0,5 mm de diâmetro.
O enrolamento secundário, por outro lado, possui seis tiras de cobre de 36x0,55 mm. O transformador de tração direta Tr2, que é projetado em baixa indutância parasita, segue o procedimento de enrolamento trifilar com três fios trançados isolados de 0,3 mm de diâmetro e enrolamentos de 14 voltas.
A seção do núcleo é feita de H22 com o diâmetro da coluna do meio de 16 mm e não deixa espaços.
O transformador de corrente Tr3 é feito de bobinas de supressão EMI. Enquanto o primário tem apenas 1 volta, o secundário é ferido com 75 voltas de fio de 0,4 mm.
Uma questão importante é manter a polaridade dos enrolamentos. Enquanto L1 tem núcleo de ferrite EE, a coluna do meio tem a seção transversal de 16x20mm com 11 voltas de tira de cobre de 36x0,5mm.
Além disso, o entreferro total e o circuito magnético são ajustados para 10 mm e sua indutância é 12uH cca.
A realimentação de tensão realmente não atrapalha a soldagem, mas certamente afeta o consumo e a perda de calor quando em modo inativo. O uso de feedback de tensão é muito importante por causa da alta tensão em torno de 1000V.
Além disso, o controlador PWM está operando no ciclo de trabalho máximo, o que aumenta a taxa de consumo de energia e também os componentes de aquecimento.
O 310V DC poderia ser extraído da rede elétrica 220V após a retificação por meio de uma rede de ponte e filtração por meio de um par de capacitores eletrolíticos de 10uF / 400V.
A alimentação de 12 V pode ser obtida de uma unidade adaptadora de 12 V pronta ou construída em casa com a ajuda das informações fornecidas aqui :
Circuito de Soldagem de Alumínio
Este pedido foi enviado a mim por um dos leitores dedicados deste blog, Sr. José. Aqui estão os detalhes do requisito:
Minha máquina de solda Fronius-TP1400 está totalmente funcional e não tenho interesse em alterar sua configuração. Esta máquina que tem uma idade é a primeira geração de máquinas inversoras.
É um dispositivo básico para soldagem com eletrodo revestido (soldagem MMA) ou gás de arco de tungstênio (soldagem TIG). Um switch permite a escolha.
Este dispositivo fornece apenas corrente DC, isso é muito apropriado para um grande número de metais a serem soldados.
Existem alguns metais como o alumínio que devido a sua rápida corrosão em contato com o meio ambiente, é necessário o uso de corrente alternada pulsante (onda quadrada 100 a 300 Hz) que facilita a eliminação da corrosão em ciclos com polaridade invertida e gire o derretimento nos ciclos de polaridade direta.
Há uma crença de que o alumínio não oxida, mas é incorreto, o que ocorre é que no momento zero em que ele entra em contato com o ar, uma fina camada de oxidação é produzida, e que a partir daí o preserva da próxima oxidação subsequente. Esta camada fina complica o trabalho de soldagem, por isso é usada corrente alternada.
Meu desejo é fazer um dispositivo que seja conectado entre os terminais da minha máquina de solda DC e a Tocha para obter essa corrente AC na Tocha.
É aqui que tenho dificuldades, no momento de construir aquele dispositivo conversor CC para CA. Gosto de eletrônica, mas não sou especialista.
Então eu entendo a teoria perfeitamente, eu olho para o HIP4080 IC ou datasheet semelhante vendo que é possível aplicá-lo no meu projeto.
Mas minha grande dificuldade é que não faço o cálculo necessário dos valores dos componentes. Talvez haja algum esquema que possa ser aplicado ou adaptado, não encontro na internet e não sei onde procurar, por isso peço a sua ajuda.
O design
A fim de garantir que o processo de soldagem seja capaz de eliminar a superfície oxidada de um alumínio e reforçar uma junta de soldagem eficaz, a haste de soldagem existente e a placa de alumínio podem ser integradas com um estágio de acionamento de ponte completa, conforme mostrado abaixo:
O Rt, Ct pode ser calculado com alguma tentativa e erro para fazer os mosfets oscilarem em qualquer frequência entre 100 e 500Hz. Para a fórmula exata que você pode consultar Este artigo .
A entrada de 15 V pode ser fornecida de qualquer unidade adaptadora de 12 V ou 15 V CA para CC.
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