Мостовой сварочный инвертор с микроконтроллерным управлением

Силовая часть

    На схеме изображена силовая частьсварочного инвертора с блоком питания и драйверами силовых ключей.Плата блока питания с драйверами монтируется отдельно. От силовой частиеё отделяет металлический лист, электрически соединённый с корпусомсварочного аппарата.

Схемасиловой части мостового сварочного инвертора
Проводники управления затворами ключейскручиваются попарно и припаиваются близко к выводам транзисторов.Длина этих проводников не должна превышать 15 см, сечение несущественно
лок питания – классический флайбэк.Поверх первичной обмотки трансформатора блока питания намотанаэкранирующая обмотка тем же проводом. Её витки должны полностьюзакрывать первичную обмотку, а направление намотки должно совпадать снаправлением намотки вторичных обмоток. Все обмотки изолируются междусобой лакотканью или малярным скотчем. Настройка заключается в подборесопротивления R1, для того чтобы получить напряжение 20-22 В дляпитания реле. 

    Силовая часть инвертора особенностей неимеет, всё показано на схеме. Следует предусмотреть существенныерадиаторы для входного выпрямителя, силовых ключей и выходноговыпрямителя. От габаритов этих радиаторов и интенсивности их обдувабудет зависеть постоянная времени работы сварочного аппарата.Единственный термодатчик, который используется в схеме управления,нужно будет разместить внутри корпуса того радиатора, который большевсего нагревается.


Блок управления

Схема блока управления полномостовымсварочным инвертором

Блок управленияпостроен на основе распространенного ШИМ-контроллера TL494 сзадействованием одного канала регулирования. Этот канал стабилизируетток в дуге. Задание тока формирует микроконтроллер с помощью модуляCCP1 в режиме ШИМ на частоте примерно 75 кГц. Заполнение ШИМ будетопределять напряжение на конденсаторе C1. Величина этого напряженияопределяет величину сварочного тока.


Настройка инвертора


   
Силовая часть пока обесточена.Предварительно проверенный блок питания подключаем к блоку управления ивключаем его в сеть. На индикаторе загорятся все восьмёрки с точкой вмладшем разряде. Включаем осциллограф в провода Out1 и Out2.Контролируем наличие двухполярных импульсов частотой 40-50 кГц сполочкой мёртвого времени не менее 1,5 мкс между ними. Величинумёртвого времени можно подкорректировать, изменив напряжение на входеDT(4) у TL494. После этого нужно осциллографом проверить напряжение назатворах ключей. Там должны быть прямоугольные импульсы с фронтами неболее 500 нс, частотой 40-50 кГц и амплитудой 15-18 В.

    Если всё так, собираем полностью схемуинвертора и включаем его в сеть. На индикацию сначала будут выведенывосьмёрки, затем должно включиться реле и индикатор покажет 120 А. Есливосьмёрки продолжают гореть, значит напряжение в сварочных проводах непревышает 100 В. Ищем причину и устраняем её.

    Если всё так, то кликая кнопками пробуемизменять задание тока. Если удерживать одну из кнопок, то изменениезадания тока будет происходить автоматически. Изменение задания токадолжно пропорционально изменять напряжение на конденсаторе C1.

    Кликаем обе кнопки одновременно. Переходимв режим отображения температуры. Если показания температуры не верны,то подбирая сопротивление резистора R2, добиваемся точных показаний.

    Если всё так, устанавливаем задание 20 А ивключаем в сварочные провода нагрузочный реостат сопротивлением 0,5 Ом.Реостат должен выдерживать протекание тока не менее 60 А. К выводамшунта подключаем вольтметр магнитоэлектрической системы со шкалой на 75мВ, например прибор Ц 4380. На нагруженном инверторе пытаемся изменятьзадание тока и по показаниям вольтметра контролируем ток. Ток долженменяться пропорционально заданию. Выставляем задание тока 50 А. Еслипоказания вольтметра не соответствуют 50 А, то на выключенном инверторевпаиваем сопротивление R3 другого номинала. Подбирая сопротивление R3добиваемся соответствие задания тока измеренному.

    Если всё так, можно попытаться варить,после 1 минуты сварки током 120 А выключаем инвертор из сети и ищемсамый горячий радиатор. В этот радиатор необходимо вмонтировать датчиктемпературы.


Инструкция по эксплуатации


    При включении инвертора в сеть контроллеравтоматически выставляет величину задания сварочного тока 120 А. Еслипри включении, напряжение в сварочных проводах не превысит 100 В, тоиндикатор будет отображать восьмёрки, это свидетельствует онеисправности. При нормальном запуске восьмёрки должны сменитьсяотображением задания тока 120 А. Кликая кнопками можно изменитьвеличину задания в пределах от 20 до 160 А.


Еслинужно контролировать температуру инвертора во время работы, необходимокликнуть обе кнопки одновременно, при этом индикатор будет показыватьтекущую температуру радиатора.


Если температура радиатора во время работыпревысит 75 градусов, то независимо от режима индикации, которая была вэтот момент, индикатор начнёт отображать температуру радиатора,включится прерывистый звуковой сигнал. Работа инвертора при этом неблокируется, но величина задания тока будет автоматически сброшена до20 А.

    Как только температура понизится ниже 65градусов прерывистый звуковой сигнал выключится, индикация будет той,которая была до превышения температуры. Задание тока будет 20 А.

    Если произойдёт обрыв датчика температуры,индикатор выдаст код ошибки Ert1, включится прерывистый звуковойсигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величина заданиятока будет автоматически сброшена до 20 А.

    Если произойдёт замыкание датчикатемпературы, индикатор выдаст код ошибки Ert0, включится прерывистыйзвуковой сигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величиназадания тока будет автоматически сброшена до 20 А.

Прошивка для микроконтроллераPIC16F876:

В HEX формате :     most.rar      
В SFR формате :      most.sfr          

Автор конструкции:  Руслан Липин

Связаться с автором можно по email



Комментариев пока нет ... Будьте первым, кто оставить свой ответ!