سیستم کنترل الکترونیکی اینورتر جوش قوس الکتریکی در واقع شامل مدارهای کنترل الکترونیکی و مدارهای محرک است. آنها یکی دیگر از اجزای مهم برای دستیابی به عملکرد الکتریکی اینورتر جوش قوس الکتریکی هستند. بنابراین، لازم است درک عمیقی از الزامات عملکردی این مدار کنترل و محرک اینورتر و چگونگی برآوردن بهتر این الزامات داشته باشیم.
الزامات عملکردی اساسی برای مدار کنترل و محرک اینورتر
برای مدار کنترل و محرک اینورتر نقش مدارهای کنترل الکترونیکی ارائه یک جفت قطار پالس مستطیلی (به استثنای اینورترهای تریستور) با لبه های شیب دار پیشرو و انتهایی، اختلاف فاز 180 درجه، تقارن و عرض متغیر یا تغییر فاز به مدار محرک جوش قوس الکتریکی است. معکوس کننده.
برای برخی از اینورترها، مانند اینورترهای نیم پل و تمام پل، قطارهای پالس باید از یکدیگر جدا شوند. برای یک اینورتر تک سر، تنها به یک مجموعه پالس نیاز است.
هدف طراحی از طریق رابطه بین وجود یا عدم وجود ولتاژ پالس زوج، پالس های باریک و گسترده، میزان تغییر در عرض پالس، یا تغییر فرکانس یا فاز پالس، و همچنین رابطه بین عرض پالس پایه، حداقل عرض پالس، و سرعتی که در آن عرض پالس از حداقل به عرض نامی افزایش می‌یابد، و رابطه بین حداقل و فرکانس پالس نامی.
عملکرد مدار کنترل اینورتر
به طور خاص، مدار کنترل باید عملکردهای اساسی زیر را داشته باشد:
- مدار درایو یک قطار پالسی با لبه های شیب دار پیشرو و انتهایی، اختلاف فاز 180 درجه و تقارن را فراهم می کند. بسته به نوع اینورتر و سیستم تنظیم، عرض پالس ممکن است متغیر یا فرکانس قابل تنظیم باشد.
- مدار باید دارای بهره کافی باشد تا ولتاژ و جریان خروجی اینورتر جوش قوس الکتریکی به دقت مشخص شده در محدوده مجاز تغییرات ولتاژ شبکه ورودی و جریان بار برسد.
- محدوده تنظیم ولتاژ خروجی و جریان مشخص شده را بدست آورید.
- اجرای نرم استارت برای ولتاژ ورودی و خروجی.
- باید بتواند عملکرد الکتریکی (ویژگی های خارجی، ویژگی های تنظیم، مشخصه های دینامیکی و شکل موج) مورد نیاز فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی را تولید کند.
- هنگامی که توان بار (شامل ولتاژ و جریان قوس الکتریکی) از مقدار نامی بیشتر شود، توان خروجی باید به طور خودکار محدود شود یا منبع تغذیه مدار اصلی باید قطع شود.
- مدار کنترل باید بتواند در موارد کلی به ایزولاسیون الکتریکی و عایق بین خروجی و ورودی فیدبک دست یابد.
- منبع تغذیه مدار اصلی را روشن و خاموش کنید و منبع تغذیه مدار را به ترتیب طراحی شده کنترل کنید.
- در جوشکاری رباتی، نیمه اتوماتیک و اتوماتیک، اپراتور باید اینورتر را از طریق یک جعبه کنترل از راه دور کار کند و در عین حال فاصله ایمن از اینورتر جوش قوس الکتریکی را حفظ کند.
- باید رابط های الکتریکی قوی و ضعیفی وجود داشته باشد که به دستگاه های جانبی متصل شوند.
راه حل های برای تنظیم فشار برق در مدار
- برای مدارهای اصلی اینورتر پل یا فشار کش، مدار کنترل باید قابلیت تعادل خودکار در صورت عدم تقارن در دو نیم سیکل را داشته باشد.
- مانیتورینگ دما (مانیتورینگ دمای اجزای کلیدی مانند لوله های سوئیچینگ پرقدرت و ترانسفورماتورهای فرکانس بالا).
- هشدار و نشان دادن وضعیت های محدود کننده جریان، اضافه بار و تلفات فاز نیز باید در صورت لزوم در نظر گرفته شود.
الزامات عملکردی اساسی برای مدارهای درایو
برای مدار کنترل و محرک اینورتر سیگنال های کنترل پالس ارائه شده توسط مدار کنترل باید قدرت کافی داشته باشند. با این حال، به دلیل انواع، مدل‌ها و ظرفیت‌های مختلف لوله‌های سوئیچینگ، توان مورد نیاز برای سیگنال‌های پالس درایو نیز متفاوت است.
انواع مختلف مدارهای اصلی اینورتر نیز الزامات جداسازی متفاوتی برای سیگنال های پالس درایو دارند. به عنوان مثال، در مدارهای اصلی اینورتر با پل کامل و نیم پل، لوله های سوئیچینگ که در پتانسیل های بالا و پایین قرار دارند، نیاز به جداسازی مطمئن سیگنال های پالس درایو دارند. مدارهای محرک اینورترهای مبتنی بر تریستور و ترانزیستور:
الزامات مدار محرک اینورترهای مبتنی بر تریستور:
- قدرت کافی (ولتاژ و جریان) سیگنال پالس راه اندازی
- عرض کافی سیگنال پالس محرک برای اطمینان از هدایت قابل اعتماد تریستور
- تسهیل شکل موج پالس تحریک کننده هدایت تریستور. در یک مدار موازی از تریستورهای جریان بالا، اجزای موازی باید به طور همزمان هدایت و به لوله سوئیچینگ اجازه دهند تا در محدوده مجاز کار کند.
- اطمینان از خاموش شدن به موقع تریستور
الزامات مدار محرک اینورترهای مبتنی بر ترانزیستور:
برای مدار کنترل و محرک اینورتر نقش مدار درایو برای اینورترهای مبتنی بر ترانزیستور تقویت خروجی پالس مدار کنترل تا سطحی است که برای تحریک لوله‌های کلید ولتاژ بالا کافی است.
دامنه و شکل موج پالس درایو ارائه شده به ویژگی های عملکرد ترانزیستور مانند افت ولتاژ اشباع، زمان ذخیره سازی، نرخ افزایش و کاهش ولتاژ و جریان کلکتور یا امیتر در لحظه باز و بسته شدن مربوط می شود که به طور مستقیم بر تلفات و تولید گرما آن تأثیر می گذارد.
بیشتر بدانید: دلایل خرابی زود هنگام باتری اینورتر
