Транзистори для зварювальних інверторів: які використовуються?

Зварювальний технологія міцно і впевнено увійшла в наше життя, і без якісного з’єднання поверхні металевих виробів неможливо уявити собі наше життя. Велика кількість зварювальних технологій дозволяє на перше місце висунути інверторну технологію, де можна домогтися високої якості зварних швів і з’єднань. Силові транзистори для зварювальних інверторів по праву називають серцем приладу. Правильний вибір пристрою залежить від ефективного розрахунку потужності і інших технічних характеристик зварювального приладу.

Що таке інвертор, і правильний вибір основних вузлів і компонентів

Щоб зрозуміти, які транзистори використовуються в зварювальних інверторах, необхідно знати будову і принцип роботи інверторного обладнання. Інвертор в широкому розумінні, це універсальне джерело постійного струму, який забезпечує процес запалювання дуги і підтримки оптимального режиму роботи. Сварка здійснюється за допомогою подачі значної сили струму на прилад, за рахунок впровадженого в конструкції високочастотного трансформатора. В даному випадку можна використовувати зменшений варіант трансформатора, і збільшити стабільність і ефективний режим регулювання сили струму, який забезпечується за рахунок впровадження IGBT транзистора для зварювального інвертора.


IGBT транзистори для зварювального інвертора

На сьогоднішній день, ринок зварювального устаткування представлений різними варіантами техніки, які мають унікальні властивості і принцип роботи, який визначає в кінцевому підсумку, чому горять транзистори в зварювальному инвертор. В даний час варіанти зварювального інвертора представлені такими агрегатами:

  • Сварка ручного типу з плавкими електродами, серійний ряд manual metal arc, ММА. Ручна зварювальна апаратура, що працює в середовищі захисних газів tungsten inert gas, TIG. Напівавтоматична технологія зварювання з використанням інертних газів, типове виконання-metal inertgas, MIG. Зварювальні прилади на основі роботи активних газів типу metal active gas, MAG.
  • Агрегати зварювальні із інверторним принципом функціонування – трансформаторні прилади, а також повністю инверторное обладнання.
  • Агрегати з постійним режимом вихідного струму подачі, наприклад для зварювання металів стали, а також зі змінним режимом роботи, наприклад для пайки алюмінію, або чавуну.

Як видно, для кожного типу обладнання пред’являються свої умови експлуатації і, отже, необхідно вибирати імпортні та вітчизняні марки транзисторів для зварювальних інверторів, і іноді у відповідній комбінації.

«Зверніть увагу! Найчастіше в роботі використовуються інверторні установки, які працюють за принципом ММА.»

Такі типи пристрою невибагливі і відмінно зарекомендували себе як в приватному домашньому господарстві, так і на виробничій ділянці.

Технічні компоненти

Загальна структура роботи такого пристрою проста, і включає в себе основне джерело струму, опціональний елемент випрямляча для вихідного струму, загальний блок управління.

Якісний джерело струму може бути повністю реалізований на базі трансформаторної технології або виключно на базі инверторной системи, де силові транзистори для зварювальних інверторів грають важливу роль якісної працездатності пристрою.

Для трансформаторних установок допускається самостійне ручне регулювання роботи приладу, але серед недоліків виділяється грубий режим регулювання, низький рівень якості зварного шва. Інверторні установки, навпаки, маючи найпростіший зварювальний інвертор на одному транзисторі забезпечують високу якість освіти шва, які поєднуються з силовими напівпровідниковими елементами.


Транзистори для інверторів

Основними технічними компонентами, що забезпечують високу якість зварювальних робіт, є наявність IGBT-транзисторів, а також універсальних швидкодіючих діодів. В цьому випадку виникає резонне питання, як перевірити IGBT транзистор зварювального інвертора. Зазначимо основні дані транзисторних компонентів для зварювання версії IGBT

Тип

 характеристика

V

Наднизька енергія здійснення вимикання, робота до 600 В, частота до 1200 кГц

НВ

 Мале напруга насиченого принципу впливу. Низька енергія виключення. Напруга до 650 Вольт, частота до 50 кГц

Н

Низький ефект режиму вимкнення. Напруга подачі – до 1200 вольт, частота до 35 кГц.

М

Низька напруга режиму насичення, напруга мережі до 1200 Вольт, частотний параметр – до 20 кГц

W

Режим малого прямого падіння напруги, і мінімальний режим ефекту відновлення працездатності.

Особливості роботи транзисторних вузлів

Найбільш часта схема застосування всередині інверторів використовується за технологією push-pull, бруківці принцип функціонування, полумостовой варіант робочого інвертора, полумостовой комплексний несиметричний варіант виконання инверторного приладу або косою напівміст. Незважаючи на достатню різноманітність топологій, заміна транзистора FGH40N60 в зварювальному инвертор із загальних вимог є стандартним, куди включається таке:

  • Високий режим напруги. Для ефективної заміни транзисторів в зварювальних інверторах, загальні дані мережі напруги повинні бути вище 600 Вольт.
  • Великі параметри комутаційних струмів. Середнє значення показника повинен бути не менше десятків ампер, а максимальні параметри можуть показувати позначку за сотні ампер.
  • Режим високої частоти перемикання. Залежно від габаритів трансформатора всередині приладу, можна збільшити частоту приладу, а також індуктивність для моделі вихідного фільтра.
  • Для режиму мінімізації втрат на включення і виключення агрегату, можна дізнатися, як перевірити транзистори зварювального інвертора, за допомогою малого значення подачі енергії на режим включення (Евкл), а також на режим вимкнення (Евикл). В даному випадку будуть мінімізовані всі втрати.
  • Для мінімізації можливих втрат, використовуємо низьке значення для напруги режиму насичення, або Uке нас.
  • Жорсткий ефект комутації, повинен бути стійкий для транзисторів для зварювальних інверторів Ресанта. Інверторне обладнання в даному випадку працює тільки з індуктивним режимом навантаження.
  • Параметри короткого замикання. Апарат повинен мати режим стійкості для даного параметра, ці відомості є виключно критичними для мостових і полумостового варіантів инверторной техніки.

Як розрахувати втрату потужності на IGBT?

Рекомендуємо для детального розрахунку правильного вибору транзисторних систем використовувати нижче наведену схему.

параметри значення
сумарні втрати Pd = Pконд + Pперекл
кондуктивні втрати Pконд = Uке нас (rms)? Ік? D, де D – коефіцієнт заповнення
Втрати на перемикання Pперекл = Eперекл? f, де f – частота перемикань, Eперекл = (Eвкл + Eвикл) – сумарні втрати на перемикання (наводиться в параметрах IGBT)
Максимальна потужність, яку обмежує перегрівом кристала Pd = (Tj – Tc) / Rth-jc, де Tc – температура корпусу, Tj – температура кристала, Rth-jc – тепловий опір «кристал-корпус» (наводиться в параметрах IGBT)

Всі ці дані допоможуть вам правильно розрахувати потрібний тип транзистора для инверторного зварювального апарату. При виборі транзистора враховуємо обов’язково параметр для високого порогу можливого напруги роботи пристрою.

Відео: підбір зварювальних транзисторів для інвертора