Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần

Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần PHẦN I CÔNG HÀN Theo đặc trưng ngồn nhiệtNGHỆ hàn, chia ĐIỆN hàn điện nóng chảy thành : hàn hồ quang, hàn điện xỉ, hàn tia điện tử hàn tia laser TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG Lực CHƯƠNGI GIỚI THIỆU VÈ HÀN ĐIỆN I Khái quát hàn điện Bản chất đặc điểm hàn: thực chất hàn phương pháp công nghệ hai hay nhiều phần tử thành liên kết vững không tháo rời Việc noi thực nguồn nhiệt( áp lực ) đê nung chô đến trạng thải hàn( trạng thải lỏng dẻo) Sau kim loại kết tinh( úng với trạng thái lỏng) dùng áp lực ẻp( ứng với trạng thái dẻo) dế cacá phần tử liên kết cho ta moi hàn Đặc điểm Tiết kiệm kim loại Với loại kết cấu kim loại, so sánh vói phuong pháp ghép nối khác nhau, hàn tiết kiệm đuợc 10-20% khối lượng kim loại.Có hàn kim lọai khác đế tiết kiệm kim lọai quí tạo kết cấu đặc biệt Hình điện nguồn nhiệt hàn thường mối Mối 1.1: hàn Phân có độloại bềnhàn cao vànóng đảm chảy bảo theo độ kín khít Thông hàn kim loại họp kim hóa tốt vật liệu hàn Hàn Phâncho loạinăng theo mức trình suất độ caođiều khiến có thếquá giới hạnhàn số lượng nguyên Tuỳ theo cách thức điều khiến trình hàn (gây thaođộng tác công, giảm cường độ lao động, công nghệ hànhồdễquang, dàng tự điện cực, hóa, khíchuyến hóa dịch điện cực theo đường hàn, cách kết thúc trình hàn, V V.Nhược ), chiacủa hàn phương nóng chảy thành : nguồn nhiệt nung nóng cục điếm pháp hàn tay ứng phương hàn Tố mà chức trongkim suốtloại thờivùng giangần hànmối người nênHàn dễ tạo suất pháp dư lớn hànthợ bị hàn dùng tay để thao tác mỏ hàn kìm hàn thay đối theo chiều hướng xấu đilàm giảm khả chịu tải trọng động Hàn bán biến tự động kết phương pháp hàn mà suốt thời gian hàn mối hàn, dễ gây dạng cấu hàn người thợ hàntathao súng động dây Người phântácloại hàn hàn nóng tay chảyvàvàthiết hàn bịáp hàn lực,tựdưới đâycấpchúng hàn vào súng hàn ta chủ yếu xem xét đến công nghệ hàn điện hàn nóng chảy, Hànhàn hồ giới phương phápáphàn đòirãihỏi dùng tay tác động vào công nghệ quang dụngchỉ rộng phận điều khiển thiết bị đế điều chỉnh mỏ hàn hànkim nhằm Hàn điện dùng nhiệt dòng hàn tạo nunghoặc nóngkìm phần loạiđáp ứng thay đối nhận biết qua quan sát hàn mắt chồ cần nối kim loại phụ ( que hàn, dây hàn ) đến trạng thái Hàn tự' động hàn mà sử dụng không đòi nóng chảy kim loạiphương bảnpháp đế chúng hoàthiết tan bị vàohàn vũng hàn hỏi đòi hỏi tối thiếu việc quan sát trình hàn Mối hàn hình thành kim loại vũng hàn kết tinh dùng tayCông điều nghệ chỉnh hàn phận khiển sử thiết bị rộng rãi nhiều ngành ngàyđiều dụng Hàn rôbốt hàn điều khiển hàn thiết bị công nghiệp chế tạo máy, xây lắp công trình công nghiệp vàhàn dân dụng, giao thông, ho chất Hànloại có điều khiếntrình thích hàn nghi điện phương hàn có sử dụng hệ II Phân nóngpháp chảy thống điều cho loại phépsau xác: định thay đổi điều kiện hàn cách Có 6khiển cách phân tự động lệnh cho thiết bị tiến hành hoạthàn động thích họp Phân loại theo đặc trưng nguồn nhiệt Phân loại theo dòng điện hàn HD: TS.Trần Văn Thịnh 21 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Các loại dòng điện hàn sử dụng dòng chiều cực thuận điện cực nối với cực âm nguồn điện hàn), dòng chiều cực nghịch dòng điện xoay chiều Tuỳ theo phương pháp hàn mà người ta sử dụng phương pháp đấu nối Ví dụ, đế hàn lớp thuốc hàn môi trường khí bảo vệ, người ta dùng dòng điện hàn chiều cực nghịch Phân loại theo loại hồ quang Có loại hồ quang hàn sau : hồ quang trực tiếp (giữa điện cực kim loại bản) ; hồ quang gián tiếp (giữa hai điện cực, kim loại không tạo thành phần mạch điện lực) Hồ quang trực tiếp sử dụng phổ biến hiệu suất cao Phân loại theo tính chất điện cực Theo tính chất điện cực có hàn điện cực nóng chảy không nóng chảy (điện cực graphit, vôníram ) Với hàn điện cực nóng chảy, hồ quang hình thành kim loại điện cực nóng chảy (dây hàn lõi que hàn) Đây dạng điện cực phổ biến Phân loại theo môi trường bảo vệ vũng hàn Theo môi trường bảo vệ vũng hàn có : hàn bảo vệ (rất dùng), hàn môi trường bảo vệ xỉ (hàn que hàn vỏ bọc dây, hàn lớp thuốc, hàn điện xỉ), hàn môi trường bảo vệ khí xỉ (hàn hồ quang tay), hàn môi trường khí bảo vệ hàn môi trường bảo vệ hỗn hợp (môi trường khí xỉ hàn) IV Thiết bị dùng hàn điện nóng chảy Các đặc điếm CO’ nguồn điện hàn nóng chảy Nguồn hàn dùng hàn nóng chảy có đặc điếm quan trọng sau : Đặc tuyến nguồn hàn nóng chảy Hình 1.2: Đặc tuyến nguồn hàn nóng chảy ■ đường đặc tuyến dốc ■ đường đặc tuyến thoải HD: TS.Trần Văn Thịnh Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần ■ đường đặc tuyến cứng ■ đường đặc tuyến tăng Đặc tuyến gọi đường đặc tính đường đặc tính tĩnh cho biết mối quan hệ điện áp hàn cường độ dòng hàn (đường cong V-A) chế độ chịu tải khác Thiết bị hàn có đặc tuyến dốc dùng cho hàn hồ quang tay dùng cho hàn hồ quang môi trường khí bảo vệ điện cực không nóng chảy Chúng cho phép giữ cường độ dòng điện hàn không đổi cho dù có thay đối nhở chiều dài hồ quang (tức điện áp hàn), bảo đảm tính quán cho chất lượng mối hàn Một đặc điểm dòng ngắn mạch gây hồ quang không lớn 200% giá trị dòng điện hàn, nhằm tránh ảnh hưởng nhiều đến chất lượng mối hàn Thiết bị hàn có đặc tuyến thoải cứng dùng cho hàn bán tự’ động tự động (trong môi trường khí bảo vệ, lớp thuốc điện cực lõi thuốc) có tốc độ cấp dây hàn cố định Khi hàn cường độ dòng điện hàn tự điều chỉnh theo chiều dài hồ quang Điện áp không tải Điện áp không tải điện áp cực thứ cấp nguồn điện hàn chế độ không tải (không có nguồn điện hàn) Với nguồn điện hàn có đặc tuyến thoải điện áp không tải không quan trọng trường hợp nguồn điện hàn có đặc tuyến dốc (cả dòng chiều lẫn xoay chiều), điện áp không tải có vai trò dễ gây hồ quang ốn định cho hồ quang Điện áp không tải cao độ ổn định hồ quang cao Tuy nhiên lý an toàn lao động không vượt 80 V Đặc tính động cùa nguồn hàn Đặc tính động nguồn điện hàn khoảng thời gian cần thiết đế nguồn điện hàn lặp lại điện áp từ giá trị không ngắn mạc đến giá trị điện áp làm việc Thời gian không vượt 0,05 giây Đặc tính động quan trọng đặc tính tĩnh nguồn hàn Các đặc tuyến động cho biết mối quan hệ điện áp dòng điện hàn điều kiện chịu tải thay đối, tức có biến đối tức thời điện áp hồ quang dòng điện hàn khoảng thời gian ngắn (cỡ phần nghìn giây) Có thể đánh giá đặc tuyến động nguồn hàn thông qua hệ số động k= Imax/Io, Imax cường độ cao dòng ngắn mạch, lo cường độ ốn định dòng ngắn mạch Với nguồn điện hàn hồ quang, < k < 2, Ngoài ra, thời gian phục hồi điện áp hồ quang không vượt 0, 05 giây, đồng thời tốc độ tăng dòng điện hàn thường nằm khoảng 15 -ỉ- 20 kA/s HD: TS.Trần Văn Thịnh Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Nguồn điện hàn có đặc tuyến động tốt cho hồ quang ổn định, giảm tuợng bắn tóe, tăng chất luợng mối hàn cho dù tuợng chuyển tiếp thay đối tức thời chều dài hồ quang, ngắn mạch, gây tắt hồ quang (hàn dòng xoay chiều) liên tục sau mồi nửa chu kỳ Cưòng độ dòng hàn danh định chu kì tải Nguồn điện hàn nhà chế tạo quy định làm việc cường độ dòng hàn danh định chu kỳ tải (còn gọi hệ số làm việc liên tục) khác Chu kỳ tải là tỷ lệ phần trăm khoảng thời gian mà nguồn điện hàn chịu tải cường độ hàn định vòng 10 phút (một số nước quy định phút) vận hành liên tục Ví dụ chu kỳ tải 60% có nghĩa 10 phút máy làm việc hồ quang thực làm việc phút (4 phút lại máy chế độ không tải) Trong ngành khí chế tạo, chu kỳ tải 60 % đuợc coi tiêu chuẩn cho hàn hồ quang tay Ví dụ, máy hàn đăt chế độ làm việc danh định 300A với chu kỳ tải 60%, có nghĩa vận hành máy liền phút thời gian 10 phút mà không sợ làm máy nóng mức Đôi ta cho máy chạy dòng hàn khác dòng danh định Khi đó, cần tính chu kỳ tải cần thiết tương ứng theo công thức sau : DDC = RDCX(ĩd /Ic2) Trong công thức DDC chu kỳ tải cần thiết (%), RDC chu kỳ tải (%) cường độ danh định, I d cường độ hàn danh định (A), I c cường độ hàn cần thiết (A) Theo công thức này, máy hàn có chu kỳ tải 60% cường độ danh định 400A dược sử dụng đế hàn liên tục (chu kỳ tải 100%) 310A Tương tự vậy, máy hàn có chu kù tải 60% cường độ danh định 300A làm việc 373 A với chu kỳ tải 35% mà không sợ làm hỏng cách điện máy hàn Cấp cách điện Việc đạt chu kỳ tải nguồn điện hàn chủ yếu dựa vào nhiệt độ tối đa cho phép phận cuộn dây sơ cấp thứ cấp, cuộn cản Các giá trị phụ thuộc vào loại vật liệu cách điện đế sử dụng làm chúng Quy định nhiệt độ cho tùng cấp cách điện thường theo tiêu chuẩn quốc gia Hệ số công suất Hệ số công suất tỷ số công suất thực dùng đế tạo tải danh định tính kw (ví dụ : đo được) giá trị công suất nhận từ lưới điện nguồn điện hàn tính kVA Hệ số công suất thấp đồng nghĩa với lãng phí sử dụng công suất hiệu Thông thường máy phát hàn có hệ sổ công suất 0, 80-K), 90, biến áp hàn máy chỉnh lưu hàn có hệ sổ công suất nhỏ nhiều (tới 0, 45 với biếp áp hàn) Đe tăng hệ số công suất cho biến áp hàn chỉnh lưu hàn, người ta HD: TS.Trần Văn Thịnh Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần sử dụng tụ bù nối tụ điện có điện dung cao vào mạch so cấp VI Các phương pháp hàn điện đặc điểm chúng Hàn hồ quang tay a Nguyên lý Hàn hồ quang tay trình hàn điện nóng chảy sử dụng điện cực dạng que hàn (thường có bọc) không sử dụng khí bảo vệ tất thao tác (gây hồ quang, dịch chuyến que hàn, thay que hàn ) người thợ hàn thực tay Hình Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang tay b Đặc điểm ■ Hàn tư không gian khác ■ Năng suất thấp cường độ dòng điện hàn bị hạn chế ■ Hình dạng kích thước thành phần hoá học mối hàn không đồng tốc độ hàn bị dao động làm cho phần kim loại CO' tham gia vào mối hàn thay đối ■ Chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt tưong đối lớn tốc độ hàn nhỏ ■ Điều kiện làm việc thợ hàn mang tính độc hại (bức xạ, hơi, khí độc) ■ Tuy nhiên với liên kết có chiều dày nhở trung bình trình hàn phố biến Nó phương pháp chủ yếu đế hàn tư không gian khác c Ánh hưởng mối tương quan dòng điện hàn điện áp hàn HD: TS.Trần Văn Thịnh Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Đế trình hàn diễn bình thường dòng điện điện áp hàn phải có mối quan hệ định Mối quan hệ chiều dài hồ quang không đổi gọi đặc tính tĩnh hồ quang Đường đặc tính tĩnh phân thành ba vùng I, II, III ■ Vùng I cường độ dòng hàn 12 : chiều dài hồ quang) d Ảnh hưởng cùa dòng hàn Trường hợp vừa xét liên quan đến dòng chiều thực tế người ta sử dụng dòng xoay chiều đế hàn Lúc trình nhiệt diễn trình hàn khác dòng xoay chiều tần số 50 Hz làm cho dòng hàn đổi cực tương ứng với tần số Do dòng điện kích thích tắt 100 lần giây Trong nửa chu kỳ giảm dòng hàn kèm với giảm nhiệt độ cột hồ quang tức mức độ ion hoá vùng hồ quang giảm Lúc hồ quang kích thích tăng điện áp đường cong điện áp theo thời gian u = f(t) phải có đinh gọi điện áp mồi HD: TS.Trần Văn Thịnh Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần e Các đặc trưng nhiệt hồ quang Hồ quang nguồn nhiệt có mức độ tập trung cao Phần lớn lượng qua hồ quang biến thành nhiệt Theo hướng dọc trục nhiệt phân bổ tương ứng theo mức giảm điện áp vùng hồ quang Nhiệt sinh vùng catổt, anốt chủ yếu dùng đế nung chảy kim loại phần đế bay kim loại Nhiệt sinh vùng cột hồ quang chủ yếu làm nóng chảy kim loại lại xạ xung quanh Công suất điện hồ quang p = u I [W] Công suất nhiệt hồ quang qo = p bỏ qua tổn thất nhiệt hiệu ứng hoá học Công suất nhiệt hiệu dụng hồ quang lượng nhiệt hồ quang truyền vào kim loại phụ thuộc vào trình hàn, thuốc hàn, điện cực kim loại mối hàn q = q0 q với T| = 0, -ỉ- 0, 95 Hàn hồ quang dưoí lóp thuốc Với phương pháp hồ quang cháy lớp hạt thuốc hàn a Nguyên lý Hàn hồ quang lớp thuốc trình hàn hồ quang nhiều hồ quang hình thành hặc nhiều điện cực (dây hàn) kim loại Một phần nhiệt sinh hồ quang làm nóng chảy điện cực, phần vào kim loại tạo thành mối hàn Phần HD: TS.Trần Văn Thịnh Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần lại nung chảy thuốc hàn tạo thành lớp xỉ khí bảo vệ hồ quang kim loại nóng chảy b Đặc điểm ưu điểm: Quá trình hàn lớp thuốc đuợc thực hện theo tụ’ động bán tự động Không phát sinh khói hồ quang kín làm giảm thiểu nhu cầu trang phục bảo hộ thợ hàn, không đòi hỏi kỹ cao người thợ hàn Chất lượng kim loại mối hàn cao Be mặt mối hàn trơn kim loại bắn toé Tiết kiệm kim loại sử dụng dây hàn liên tục Tốc độ đắp tốc độ hàn cao có suất hàn cao - 10 lần hàn hồ quang tay Vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ biến dạng sau hàn Dễ tụ' động hoá Tuy nhiên chủng có nhuợc điêm sau: Đòi hỏi kim loại vật liệu hàn chuẩn bị trước hàn công phu Không thể quan sát trực tiếp vũng hàn hàn tư hàn sấp với đường hàn có hình dạng tương đối đơn giản Thiết bị có giá thành cao c Nguồn điện hàn Nguồn điện hàn lóp thuốc biến áp hàn xoay chiều có đặc tuyến dốc máy phát hàn chiều có đặc tuyến thoải, chỉnh lưu chiều có đặc tuyến dốc thoải Nguồn điện hàn xoay chiều có ưu điểm giảm thiểu tượng thối lệch hồ quang (vấn đề lớn nguồn chiều làm việc cường độ 900A) lại đồi hỏi điều khiến phức tạp việc gây hồ quang không dễ dàng Nguồn điện hàn xoay chiều có đặc tuyến dốc thường loại có nguồn công suất không cao (điện áp không tải 80V) hồ quang không tắt dòng điện đổi cực Nguồn điện hàn chiều có ưu điểm dễ gây hồ quang khả điều khiến thông số hình học mối hàn tốc độ hàn tốt Dòng điện chiều cực nghịch (+) cho hồ quang ốn định vũng hàn nhỏ (dễ khống chế biên dạng mối hàn) Chiều sâu ngấu lớn so với chiều cực thuận (-) Dòng chiều cực thuận cho tốc độ đắp cao chiều sâu ngấu nhỏ Chiều sâu ngấu hàn dòng xoay chiều có giá trị hai loại Các nguồn điện hàn cho hàn lớp thuốc thiết kế để làm việc chu kỳ tải 100% hầu hết làm việc dải cường độ 200-M000A Nguồn điện hàn chiều có đặc tuyến dốc máy phát hàn chỉnh lưu hàn Khi nguồn hàn loại dùng chung với cấp dây tụ’ động đe dòng hàn mức tương đối ốn định, cần trì điện áp HD: TS.Trần Văn Thịnh Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần hồ quang (chiều dài hồ quang) không đối mức đuợc Khi điện áp hồ quang vượt giá trị đặt mạch điều khiển tăng tốc độ cấp dây đế giảm chiều dài hồ quang ngược lại Ket điện áp cường độ dòng hàn tương đối ổn định Nguồn điện hàn chiều có đặc tuyến thoải dùng chung với cấp dòng hàn cho dây hàn (bộ cấp dây) có tốc độ cấp dây cố định Với nguồn mạch điều khiến đơn giản hẳn hồ quang tự điều chỉnh chiều dài cách nhanh chóng xác Khi chiều dài hồ quang tăng cường độ dòng điện hàn giảm tương đối nhiều làm giảm tốc độ chảy dây hàn Ket chiều dài hồ quang tương đối ổn định có biến động điện áp hồ quang có phản hồi gần tức thời (không có trễ) ĩ> Al & AL Cưỡng độ dòng diện hàn ( A ) Hình b Hình a Hình 1.6: Nguyên lý điều chỉnh chế độ làm việc hồ quang Hình sơ đồ nguyên lý điều chỉnh chế độ làm việc hồ quang Với loại nguồn dòng ngắn mạch cao dễ gây hồ quang Loại thích hợp so với nguồn có đặc tuyến dốc trường hợp hàn mỏng (đến 4mm) điện áp hàn không đối cho phép hàn với tốc độ cao Tuy nhiên chiều dày tăng cần có đặc tuyến dốc Hình 1.6a chiều dài L định hồ quang ứng với dải dòng hàn áp làm việc Hình 1.6b đặc tuyến thoải máy hàn kết hợp với chế độ làm việc chiều dài hồ quang L với điểm điếm làm việc bình thường hồ quang Khi có tăng ÀL ứng với tăng áp AU hai điểm có giảm mạnh AI cường độ dòng hàn dẫn đến tốc độ chảy dây hàn bị chậm lại, không cũ Điều làm cho chiều dài hồ quang bị ngắn lại ĩ giá trị AL điểm làm việc quay điểm ĩ Tương tự giảm AL Hàn hồ quang điện cực lõi thuốc HD: TS.Trần Văn Thịnh 10 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Hàn hồ quang điện cực lõi bột trình hàn tuơng đối so với hàn điện cực nóng chảy môi truờng khí bảo vệ Trong lĩnh vực hàn thép cacbon thép hợp kim thấp, hàn hồ quang điện cực lõi bột phương pháp bán tự động thay dần cho nhiều ứng dụng hàn hồ quang tay a Nguyên lý Hàn hồ quang điện cực lõi bột (còn gọi hàn điện cực lõi thuốc FCAW) có nguồn gốc từ trình hàn điện cực nóng chảy môi trường khí bảo vệ điện cực nóng chảy ống kim loại bên điền đầy thuốc hàn với chức tương tự vỏ bọc que hàn Quá trình hàn thực hai phương pháp : có sử dụng khí bảo vệ không sử dụng khí bảo vệ (dây hàn tự bảo vệ) b Đặc điểm Hàn điện cực lõi bột khắc phục nhược điếm vốn có hàn hồ quang tay thời gian có hồ quang thấp, tốn thất đầu mấu que hàn, tốc độ đắp thấp, yếu tố liên quan đến kỹ mệt mỏi người thợ hàn Thiết bị hàn cho phép tự động cấp điều khiển điện cực (dây hàn) cách tự động để thợ hàn tập trung vào chuyến động hồ quang cách dễ dàng ưli điểm ỉ ■ Mức độ bắn toé thấp ■ Hình dạng bề mặt mối hàn cải thiện đáng kể (do có chất ốn định hoá hồ quang tạo xỉ thành phần thuốc hàn) ■ Kim loại mối hàn bị rỗ khí ■ Mức độ tiêu thụ khí bảo vệ thấp ■ Các nhà chế tạo điện cực không phụ thuộc vào nhà máy sản xuất thép với điện cực đặc Nhược điểm: ■ Khối lượng lớn, nặng nề cồng kềnh c Dòng điện hàn Với nguồn điện hàn cố đặc tuyến thoải cường độ dòng điện hàn tỷ lệ với tốc độ cấp điện cực (dây hàn), với điều kiện đường kính thành phần với điện cực không đối thông số khác chế độ hàn không đối, việc tăng cường dòng hàn làm tăng tốc độ đắp chiều sâu ngấu Cường độ dòng điện hàn thấp tạo thành dạng dịch chuyển kim loại điện cực dạng giọt lớn bắn toé nhều hàn dây tự bảo vệ làm tăng lượng nitơ rỗ khí kim loại mối hàn Cường độ dòng điện hàn cao mức làm cho bề mặt mối hàn lồi nhiều hình dạng mối hàn HD: TS.Trần Văn Thịnh 11 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần xung thay đối Theo yêu cầu mạch lực mạch điều khiển bán cầu, thời điểm có van dẫn dạng xung tạo hai kênh lệch pha 180° Kênh A _ _ _ Kônh B Hình2.4: Dạng xung tạo hai kênh điều khiến Độ rộng xung kênh A độ rộng xung kênh B, đảm bảo van có thời gian dẫn Khối điện áp đặt có tác dụng đưa mức điện áp thay đối độ rộng xung, tương ứng thay đổi dòng hàn Giả sử cần hàn dòng 250A ta đặt Uđặt=5V hàn dòng nhỏ ta giảm điện áp đặt Khối phản hồi có tác dụng lấy tín hiệu dòng qua điện trở Shunt dạng điện áp , sau khếch đại Do điện áp đưa tối đa 75mv tương ứng dòng hàn 300A ,với điện áp nhỏ điều khiến nên phải khuếch đại trước phối họp với điện áp đặt Khối khếch đại có nhiệm vụ tạo dạng xung phù hợp đế mở van IGBT Dạng xung phù họp xung có độ rộng khoảng dẫn van có biên độ đủ đế mở IGBT mức điện áp 12V-15V, sườn trước xung phải thắng Khối khếch đại cách ly mạch điều khiến mạch lực Khối tạo xung 3.1 Các phưong pháp tạo dạng xung điều khiến 3.1.1 Sử dụng vỉ xử lý : số dòng vi xử lý có khối điều chế độ rộng xung AVR , PIC số họ khác sử dụng tín hiệu ngắt thay đối độ rộng xung ưu điếm sử dụng vi xử lý thay đối tần số xung phần mềm cách đơn giản thay đối độ rộng xung tín hiệu phản hồi qua ADC Nhưng vi xử lý làm việc ốn định với nhiễu bên cần biện pháp chống nhiễu Đối với loại máy hàn TIG mạch có phần cao áp tần số hoạt động hàng trục KHz dễ gây nhiễu cho vi xử lý 3.1.2 Sử dụng khếch đại thuật toán opam phổi hợp R ,c tạo mạch tạo tần số có tần số theo người thiết kế, máy hàn làm việc 25KHz mạch HD: TS.Trần Văn Thịnh 78 Sv: Nguyên Viết Tường ĐồĐồ ánán tốttốt nghiệp nghiệp Máy Máy hàn hàn TIG TIG sửsử dụng dụng công công nghệ nghệ biến biến tầntần xung ốn định, phức tạp R1 việc hiệu chỉnh sai số linh kiện : 3.1.3.Sử dụng IC chuyên dụng có nhiều hãng chế tạo IC chuyên dụng với mục đích điều chế độ rộng xung( PWM ) Các IC làm việc ốn định với tần số hàng chục “TKHz đưa kênh xung dùng băm áp, hai kênh xung dùng B _JLlái cầu H mạch bán cầu tuỳ loại IC sử dụng Một số IC thường sử dụng kể tên: TL494, SG1526, SG3525, SG3526 GroundHiện CH v cc 18 > o, 10 F/ F -RÕ u **Tạo xung IC chuyên dụng SG3526 Trong mạch điều khiến đế tạo hai kênh xung có the điều biến độ Memory rộng mong muốn chúnh ta sử dụng IC SG3526, linh kiện dễ sử dụng làm việc ốn định môi trường công nghiệp Tất khâu chức tích hợp sẵn Và đầu cho hai kênh xung lệch pha 180 độ o -5: Cách tạo xung cao tần sử dụng OPAMphổi họp RC + Mo tả IC SG3526:-ErrorHình2 +Error 100 mV ♦C.S |— -Error Compensation Metering F/F Cs oftstart sau: -c s.Hoạt 0-5—— động khâu Vret Output B Output B Ground vào v+ có hai tín đối lấy từ đầu vc -cs hiệu, tín hiệu không 2.8: biến Sơ thiên đồ khối chức bên IC SG3526 AI, mộtHình tín hiệu lấy từ đầu A2 Điện áp chuẩn so sánh đế Output A +CS Syncvào V- Giả sử đầu định đôi dấu điệnShutdovvn áp AI trung tính RDeadtime R AI dương khuếch đại A2của tích đảođược dấu chorađiện MộtUA1 so sơ >0, đồ ghép nối vào IC phân SG3526 áp có Or sườnđây: xuống điện áp tựa Điện áp vào v+ lấy từ RI R2, hai điện áp trái dấu Điện áp vào qua R2 biến thiên theo đường nạp tụ, điện áp vào qua RI không đối, tới UV+ = đầu AI đối dấu thành âm Chu kì điện áp AI luân phiên đổi dấu cho ta (Topcân View)đầu A2 điện áp sóng vuông đầu AI tam giác Reset ổhutdov/nĐầu o ■ T uuuuuuuuu A Sóng điện áp dạng tam giác cân đầu A2 so sánh với điện áp Hình2.9 Sơ thời đồ mạch khiến bán cầu lảiđiện xung phát lệnh mở điều khiển , : điểmđiều điện áp tựa ápbiến điềuápkhiển Hình2.7: Sơ đồ chân IC chuyên dụng SG3526 van khoá van Tại sườn lên xung phát lệnh mở van sườn xuống phát lệnh khoá van Dạng điện áp sau qua khối so sánh đưa vào khâu đếm xung , nhằm tạo hai xung điều khiển cho hai cặp van với độ rộng xung lệch pha Với cách tạo xung HD: HD: TS.Trần TS.Trần Văn Văn Thịnh Thịnh 8179 80 Sv:Sv: Nguyên Nguyên Viết Viết Tường Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Hình 2.11: Mạch kết thúc đơn dùng SG3526 Hình 2.10: Mạch biến đôi Flyback giới hạn dòng điện Hình 2.13: ứng dụng điều khiên Hình 2.12.Mạch lái push-pull MOSFET tần sổ cao sử dụng SG3526 n hình 2.7 Hai chân đưa xung IC gồm 18 mô tả như sau: chân 13 chân 16 Dạng xung đầu OUT A OUT B Hình 2.14 :Dạng xung đầu 1C SG3526 HD: TS.Trần Văn Thịnh 82 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Mức điện áp phụ thuộc vào mức điện áp đặt vào chân 14 Đế tạo tần số mong muốn phải mắc điện trở Rj vào chân 9, tụ Cj vào chân 10 Để thay đổi độ rộng xung ta cấp điện áp vào chân 3, đưa điện áp vào chân +Error( chân 1) điện áp khác vào chân -Error( chân 2) Mức điện áp thay đổi độ rộng xung là: VCOMPENSATION = 0.4V độ rộng xung 0% (2.3) VCOMPENSATION — 3.6V độ rộng xung 50% Với điện áp VCOMPENSATION điện áp chân Vì để có độ rộng xung mong muốn ta phải tính toán điện áp đặt vào chân chân Hai chân chân sử dụng lấy tín hiệu điện áp đặt tín hiệu điện áp phản hồi Chân 11 chân RDEADT1ME tín hiệu vào chân độ rộng xung phụ thuộc vào điện áp chân Nhưng điều khiển mạch cầu độ rộng xung lớn dẫn đến trùng dẫn, đảm bảo tránh trùng dẫn ta đưa tín hiệu vào chân 11 xung mức thấp Chân chân Reset có tín hiệu điện áp thấp vào chân xung dập Ov Trong máy hàn ta sử dụng chức bảo vệ nhiệt cho biến áp tần số cao, biến áp nhiệt ta sử dụng cảm biến nhiệt đưa tín hiệu điện áp thấp vào chân xung dập tắt, toàn hệ thống ngừng hoạt động, đảm bảo an toàn cho máy thiết bị khác Ngoài chức điều chế độ rộng xung SG3526 sử dụng mạch ổn áp chân 18 tạo điện áp chuẩn 5V Nguồn cấp cho 1C cấp vào chân 17 chân 15, với chân 15 chân đất chân 17 chân nguồn * Một số tham số IC SG3526 ■ ■ ■ ■ ■ ■ Tần số làm việc 1Hz- 400 KHz Điện áp nguồn cấp 8V- 35V (VCC) Điện áp cấp cho collector 4.5V-35V (VC) Dòng cấp cho đầu max lOOmA ■ Dòng cấp cho tải sử dụng nguồn điện áp chuẩn 5V( chân 18) tối đa 20mA Điện trở tạo dao động 2K-150K Tụ điện tạo dao động 0.001 -20 Độ rộng xung 3%-50% Khối phản hồi 4.1 Nguyên tắc phản hồi Giả sử điện áp điều khiển độ rộng xung ký hiệu UđkKý hiệu D độ rộng xung: 0% < D < 50% Để tránh trùng dẫn độ dẫn tối đa van 40% Dmax= 40% Khâu phản hồi có sơ đồ khối sau: HD: TS.Trần Văn Thịnh 83 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Uph Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Udk Khâu khuyếch đại tín hiệu phản hồi j\ V Khâu ghim điện áp điều khiển ỉ> Điều chỉnh độ rộng xung Uđặt Hình 2.14: Sơ đồ khối khâu phản hồi Ta có udk= udặt-Ki.Uph (2.4) Khâu phản hồi có nhiệm vụ giữ cho dòng điện có giá trị không đối giá trị đặt 25 OA Tương ứng giữ cho độ rộng xung không đối 40% Khâu phản hồi lấy tín hiệu dòng dạng điện áp thông qua điện trở shunt sau khuyếch đại , hạn chế độ rộng xung không vượt qua giới hạn 40% Vì mạch phản hồi có thêm khâu bão hoà Khâu có tác dụng điện áp vào tăng điện áp tăng tuyến tính tăng tới giới hạn định đầu không tăng rơi vào vùng bão hoà Trong công thức (1.6) giả sử dòng điện hàn tăng K^uph tăng dẫn đến Uđk giảm độ rộng xung giảm quan hệ D l-ldk 1^" D=K2.(Udk-0.3) (2.5) Khi D giảm Utai giảm dòng giảm giá trị đặt Ngược lại I giảm Uđk tăng D tăng, điện áp tải tăng dòng hàn tăng giá trị dòng hàn đặt ban đầu Tại thời điếm ban đầu chưa có tín hiệu phản hồi về, udk = udkmax = udặt điện áp có giá trị lớn dễ tạo hồ quang, mạch bão hoà D > 40% nguy cho van lực dễ xảy tượng trùng dẫn hai van IGBT công suất 4.2 Khâu khuếch đại tín hiệu phản hồi +Vcc từ điện trở shunt dùng KĐTT HD: TS.Trần Văn Thịnh 84 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Tín hiệu phản hồi (thường dạng điện áp) sau tách thường sử lý khuyếch đại đế đưa vào so sánh với tín hiệu điện áp đặt đế tạo xung điều khiển thích hợp Người ta thường sử dụng khuyếch đại thuật toán( KĐTT) đế khuyếch đại tín hiệu phản hồi nhằm tạo giá trị điện áp tuyến tính đủ lớn đế so sánh với tín hiệu điện áp đặt trước Trước tín hiệu đưa qua KĐTT, thường hiệu chỉnh thành tín hiệu chuẩn tuyến tính đế đảm bảo phản ánh có sai số với tín hiệu cần ốn định đầu yêu cầu công nghệ mà xét dòng điện hàn 4.3 Phân loại phản hồi máy hàn Trong loại máy hàn người ta thường sử dụng hai phương pháp phản hồi điến hình: ■ Sử dụng biến dòng BI, lấy tín hiệu điện áp tỷ lệ với dòng điện hàn thực hồi tiếp âm tín hiệu Ớ loại máy biến dòng BI mắc sơ cấp thứ cấp máy biến áp hàn Tín hiệu điện áp phản hồi khuyếch đại đưa vào so sánh với điện áp đặt đế tạo tín hiệu điều khiển đóng cắt van động lực Phương pháp dễ dàng cho tín hiệu áp phản hồi Tuy nhiên phương pháp có nhiều hạn chế không phản ánh tín hiệu dòng hàn cách trực tiếp Do có sai sổ độ ốn định dòng điện đầu ■ Ở yêu cầu cao chất lượng điện đầu hàn người ta thường phản hồi điện Shunt điện trở, mắc trực tiếp đầu hàn Phương pháp cho độ ốn định dòng hàn cao phản ánh biến đôi dòng điện hàn đầu Tuy nhiên cách tính toán cho khâu phản hồi phức tạp, dòng đầu không dòng chiều Khâu khuếch đại Nhiệm vụ khâu tạo xung điều khiển đủ lớn biên độ thời gian đế van mở đóng thời điếm, khâu phải cách ly mạch động lực điều khiến Với loại van lực sử dụng van IGBT loại van có yêu cầu riêng tín hiệu điều khiến IGBT phần tử điều khiến điện áp nên yêu cầu điện áp có mặt liên tục cực điều khiến emitơ đế xác định chế độ khoá, mở Mức điện áp đế mở IGBT chế độ bão hoà thường chọn 15V Khi khoá tín hiệu điều khiến phải ngắt đưa mức điện áp âm , với mức điện áp âm khoá góp phần giảm tổn thất công suất mạch điều khiển Đế tạo mức điện áp âm thường điều khiển biến áp xung sơ đồ điều khiển sau: HD: TS.Trần Văn Thịnh 85 Sv: Nguyên Viết Tường A -n —~ị -~ZÌ , Điên áp thứ cấp Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần HO 7, VDD VB 10 HIN 11 SD âm ưu điếm vịêc khoá van, nhung việc tính toán biến áp xung Vs xung vấn4 đề phức tạp tính toán không xác xung không vuông 12 LIN 13 Vss rv Với cách mở van có ưu điếm tạo dạng điện áp điều khiến có sườn trước không thẳng van không mở Một cách khác thường sử dụng đế tạo điện áp mở thông IGBT sử dụng IC lái IR2110 Đây IC chuyên dụng dùng mở mosfet IGBT COM làm1 việc tần số cao IC điều khiến đồng thời hai kênh A B LO Với điều kiện kênh A mở phần dương kênh B mở phần âm hai kênh mở không mở đồng thời tức dạng tín hiệu điều khiển kênh A kênh B nhưHình sau:2.16: Tạo điện áp điều khiên sử dụng biến áp xung Kônh A Vcc Điện áp sơ cấp Trong sơ đồ điện áp vào điện áp xoay chiều dạng xung với mức điện áp 15V dạng điện vào sơ cấp nhu hình vẽ: Kênh B Hình 2.18: Tạo xung điều khiến mởỉGBTsử dụng ICIR2Ỉ10 IC phù hợp dùng lái IGBT mạch bán cầu hai van B không mở đồng thời xung điều khiển hai van mở không trùng lệch c 180độ Điện áp cực G Sơ đồ chân IC IR2110: Điện áp Ucc Hình Ị 7: Dạng xung điểu khiên tạo biến áp xung Dạng điện áp thứ cấp biến áp xung , điện áp điều khiển vào cực G điện áp Uce van mô tả hình vẽ Dạng điện áp thứ cấp dạng giống sơ cấp mạch tù' bị bão hòa Khi mạch từ bị bão hoà điện áp thứ cấp không , điện áp thứ cấp dương DI phân cực thuận điện áp đặt vào cực G IGBT van mở Khi mạch từ bão hoà điện áp thứ cấp 0, DI phân cực ngược, mosfet Q1 chưa dẫn điện tích tích Cge giữ cho vanICthông Hình tụ 2.19: Sơ đồ chân chuyênhoàn dụngtoàn I R ỈKhi Ỉ điện áp sơ cấp đối chiều khinăng mosfet dẫnsau và: điện áp đặt lên cực G âm khoá Chức Q1 chânsẽnhư van IGBT ■ Chân Vcc chân cấp điện áp nguồn HD: TS.Trần Văn Thịnh 86 87 Sv: Nguyên Viết Tường 13 16 Ư) C) co ÔI ro ơ> 18 Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần 14 17 15 ■ ■ ■ ■ ■ Chân 13 đất điện áp logic Chân 10 tín hiệu vào logíc điều khiển mở van kênh A Chân 12 tín hiệu vào logíc điều khiến mở van kênh B Chân yđiện áp dùngRD mở van, cấp vào cực G kênh A GND Chân điện áp dùng mở van, cấp vào cực G kênh B ■ Chân dùng cấp RESET điện áp vào cho chân HO giả sử có tín hiệu HIN điện áp VHO=VB ■ Chân chân Vs chân nối cực E van mở kênh A ■ Chân chân Đểcom ngỏ Qlà chân nối cực E van mở kênh B ■ Chân đầu vào RT mức logic -CT ■ Chân 11 SD chân shutdown tín hiệu mức logíc thấp cấp vào tất xung hai chân HO LO bị dập II Thiết kế điều khiển Theo phân tích đánh giá trên, mạch điều khiển lựa chọn để thiết kế bao gồm: Khâu tạo xung sử dụng IC chuyên dụng SG3526, khâu phản hồi sử dụng IC TL084, phần khuếch đại lái mạch điều khiển sử dụng IC IR2110 Sơ đồ khối tổng quan cho mạch điều khiển thiết kế: Từ điện trở Shunt Hình2.20: Sơ đô khôi mạch điều khiên thiết kê Các tính toán cụ sau: l.Khối tạo xung Sử dụng IC chuyên dụng SG3526 để tạo kênh xung theo yêu cầu Với độ rộng tối đa 41%, đảm bảo tránh trùng dẫn cho hai van IGBT mạch lực Độ rộng xung thay đối thay đôi điện áp đặt hay tín hiệu phản hồi đưa tù’ Shunt điện trở đầu Sơ đồ khâu tạo xung sử dụng IC SG3526: HD: TS.Trần Văn Thịnh Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Đồ thị mối quan hệ Cj RT với chu kỳ T mạch tạo dao động Với tần số làm việc máy 25Khz tưong ứng chu kỳ : T= — = —!—=0.04(ms) / 25000 Theo đồ thị ta chon tụ CT = 0.0luF tưong ứng RT= KÍ2 (2.6) ^ OUT B (Tới chân LinlR 2110) C1 ■ * Tỉnh toán nguồn cấp cho IC SG3526: Phạm vi điện áp cung cấp cho IC từ 8V-35V Theo Datasheet linh kiện điện áp nhà sản xuất khuyên sử dụng 15V Với điện áp ta dễ dàng tạo 1C ổn áp Chọn mức điện áp cho kênh Avà kênh B 15V Như với nguồn cấp 15V cho IC vừa tạo điện áp nuôi IC tạo điện áp cho hai kênh xung Do hai chân 14 17 nối lên nguồn 15V Đe tránh nhiễu cho IC sử dụng nguồn chiều từ bên ngoài, điện áp cấp đất nối qua tụ lọc gồm tụ 47nf mắc song song hình vẽ: ***Tính toán lựa chọn linh kiện tạo tần số 25Khz IC +15V D r SG 3526 Hình2.23: Tụ chổng nhiễu cho xung IC SG3526 Điện áp chuẩn 5V chân 18 nối với đất qua tụ hoá 10uF, chân đất mắc qua tụ không phân cực 22nF Trong IC có chân Shutdown chân với chức ngắt xung đưa mức điện áp thấp vào Vì không sử dụng chức chân ta treo chân lên mức cao 5v điện áp chuẩn ( chân 18) qua trở 20K Để tạo xung hai chân 13 16 ta cần tính toán cho điện áp chân nằm khoảng 0.3V-K3.6V Với áp vào chân quan hệ Rbộ khâu tầnthành sổ cao T C T đại và Hình đầu ra2.22: chânĐồ làthịđầu khuếch vi tạo sai xung Để tạo HD: TS.Trần Văn Thịnh 90 89 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần khuếch đại vi sai ta mắc thêm giá trị trở vào chân chân Phần tính toán phản hồi tính cụ giá trị điện trở 2.Khâu phản hồi Hình2.24: Sơ đổ Khâu phản hồi *Tính toán linh kiện mạch phản hồi Trước hết ta tính từ khâu bão hoà Theo Datasheet IC SG3526 Uđk =0.3V D =0% (2.7) ưđk=3.6V D =50% Vì để D =40% ưđk = 2.64V Trong mạch bão hoà ta thiết kế cho điện áp bão hoà Ubh =2.64V Với điện áp vào Uvào điện áp phản hồi sau khuếch đại điện áp đặt Trong khoảng O^Ung điện áp vào quan hệ tuyến tính Với Uvào > Ung Uđk=2.64V= constant Các tính toán thông qua mạch tạo điện áp điều khiển sau: HD: TS.Trần Văn Thịnh 91 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Hình2.26: Sơ đồ khối chức bên hai đầu vào E+ E- SG3526 với đồ thị ghim áp điều khiên Trong sơ đồ DI chưa dẫn mạch có tác dụng khối khuếch đại đảo điện áp ur u /VỊ (2.8) Anod D1 nối với chia áp đế khống chế khoảng mở DI Catod DI nối với VM- VM+ = VM- = ov Khi điện áp nhỏ giá trị, điện áp anod âm catod DI phân cực ngược không dẫn Khi điện áp tăng tới giá trị DI phân cực thuận DI dẫn điện áp điểm phân áp VM- = ov điện áp giữ mức điện áp chỉnh qua phân áp Chọn điện áp Uđặt = 5V Chọn điện áp Un = 5V Chọn RI = R2 = RO Chọn khuếch đại thuật toán TL084 với thông số: ■ Điện áp nguồn nuôi : Vcc = ± 18V chọn Vcc =± 12 V ■ Hiệu điện hai đầu vào : ± 30 V ■ Nhiệt độ làm việc : T = -25 °c + 85 °c ■ Công suất tiêu thụ : p = 680 mW = 0,68 w ■ Tổng trở đầu vào : Rin= 106 MO ■ Dòng điện đầu : Ira = 30 pA ■ Tốc độ biến thiên điện áp cho phép: du/dt = 13 v/ps Chọn Rl= R2 > 2,64 + 6,2510Ả37,76 HD: TS.Trần Văn Thịnh 92 =— =12 (KQ) I v 10"3 Sv: Nguyên Viết Tường Uph=Us -^“ Hình2.27: Sơ đồ nguyên lý khâu lái I G B T s dụng ỈC IR2110 HD: TS.Trần Văn Thịnh 94 93 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Hình 2.28: Sơ đổ khối chức bên IC ỈR2110 Đe tạo điện áp dạng xung đầu chân HO LO có tín hiệu logic đầu vào chân Hin Lin mức cao Chân Hin chân OƯT A chân Lin nối chân OUT B IC tạo xung SG3526 Do mức điện áp SG3526 15V chân Vdd phải cấp điện áp 15V làm mức điện áp logic Giữa chân Vdd chân Vss mắc tụ 100nF Hai tụ C1 C2 hai tụ boostrap Khi Vs kéo xuống đất tụ C1 nạp qua Diod tạo điện áp Vbs Chọn C1-C2- 470Nf (2.19) Điện trở mắc thêm vào cực G Rg Điện trở Rg ảnh hưởng đến tổn hao công suất điều khiển ,điện trở Rg nhỏ giảm thời gian xác lập tín hiệu điều khiến, giảm ảnh hưởng dƯGE/dt, giảm tốn thất lượng trình điều khiến, lại làm mạch điều khiển nhạy cảm với điện cảm ký sinh mạch điều khiến Chọn Rg=22Q (2.20) Mạch điều khiển cao áp Mạch điều khiến cao áp có tác dụng đóng cắt mạch cao áp thời điểm chế độ hàn TIG Tại thời điếm ban đầu, đầu mỏ hàn đặt gần vật hàn lúc chưa có hồ quang, mạch điều khiến cao áp đưa tín hiệu đóng cuộn cao áp làm cho điện áp hai điện cực có áp cao tần số cao dễ sinh hồ quang Khi hồ quang phát sinh mạch điều khiên phải câp tín hiệu căt cao áp, đê điện áp điện cực điện áp hồ quang Uhq Dựa vào yêu cầu đế điều khiển mạch cao áp ta lấy tín hiệu điện áp tù’ hai điện cực, chưa có hồ quang điện áp hai điện cực lớn đưa HD: TS.Trần Văn Thịnh 95 Sv: Nguyên Viết Tường V+= Rbt + ĩõ (2'2,) Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần tín hiệu đóng cao áp Khi hồ quang phát sinh điện áp giảm tới nguỡng định cắt cao áp Trong mạch điều khiển cao áp ta sử dụng khâu so sánh nhằm tác dụng so sánh điện áp hai điện cực với điện áp chuẩn, điện áp nhỏ áp chuấn ngắt cao áp áp lớn đóng cao áp Sơ đồ khâu điều khiển cao áp đuợc duới đây: +25V điệnsơáp dương hàn, biến âm hàntrở nối chung mạch khiển Trong đồ 100K đất dùng chỉnhđiều định điện áp ngắt điện trở Muốn cao áp áp cho điện áp hàn 30V ta đại chỉnh biếntoán, trở giá trị 10K dùng làmcắtphân đầu vào V+ Vh= khuyếch thuật R VR >50 KÍ2 tương ứng V+ < 5V Tức điện áp đầu so sánh điện áp : Tại thời điếm ban đầu Vh > 30V, v+ giữ mức điện áp điện áp 10 Vh ốn áp 6.2V Và điện áp V giữ điện áp 5V nên V+> V đầu so sánh có điện áp ngưỡng dương, transitor thông relay kích hoạt cao áp tác động Phần lượng tích cuộn dây relay xả qua diode mắc song song hai đầu cuộn dây Sơ đồ điều khiển tổng thể đây: HD: TS.Trần Văn Thịnh 96 Sv: Nguyên Viết Tường Đô án tôt nghiệp HD: TS Trần Văn Thịnh Máy hàn TỈG sử dụng công nghệ biến tân Cì? • \ f m /1 ỉ/ /Vĩ/ TIP/VM/7 Hình : Sơ đồ tông quát mạch điều khiển [...]... Nguyễn Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần CHƯƠNG II CẮC VẤN ĐỀ Cơ BẢN CỦA MÁY HÀN TIG TIG( Tungsten Inert Gas ): Trong máy hàn TIG, một điện cực voníram đốt chảy kim loại cần hàn và khí (thông dụng nhất là khí ARGON) bảo vệ vũng hàn tránh bị ôxy hóa Máy hàn TIG cho mối hàn bóng và có thể hàn trên nhiều kim loại ■ Máy hàn TIG sử dụng một điện cực voníram không nóng chảy... và tiện dụng Một trong những máy hàn một HD: TS.Trần Văn Thịnh 19 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần pha nhỏ có khả năng sử dụng nguồn công suất 115V xoay chiều, những máy hàn khác có thể sử dụng nguồn công suất 23ov hoặc cao hơn Những máy hàn TIG một chiều lớn sử dụng bản cực nặng chế tạo cấu trúc và sản suất máy hàn lớn hầu hết phải dùng đến nguồn công suất... với máy hàn Tig một chiều đầu điện cực thường nhọn, còn với máy hàn Tig xoay chiều đầu điện cực có dạng tù tròn 2 2-1/2 Times Electrode Diameter và một chiều (phải) HD: TS.Trần Văn Thịnh 26 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần CHƯƠNG IV KHÁI QUÁT VÈ MẠCH ĐỘNG Lực CỦA MÁY HÀN TIG Với sơ đồ động lực của máy hàn TIG có một số vấn đề cần xem xét như sau I Nguồn hàn. .. áp hàn Trong các loại máy hàn biến áp hàn được sử dụng rộng rãi nhất do giá thành rẻ, kết cấu đơn giản và dễ bảo dưỡng Biến áp hàn cung cấp dòng hàn xoay chiều Các loại biến áp hàn dùng trong chế tạo thường có dòng điện hàn 200 500 A với chu kỳ tải 60% Với công việc hàn nhẹ người ta thường dùng biến áp hàn có cường độ dòng điện hàn 50 -ỉ- 200 A Với hàn dưới lớp thuốc biến áp hàn có thể cho cường độ... mảy biến áp do điện trợ tăng của sự tăng nhiệt ở cuộn dây và lồi Khi nguồn không được thiết kế hiệu quả cho máy hàn TIG sử dụng đế hàn Nhôm hoặc Magie thành phần một chiều phải được tính toán nhằm HD: TS.Trần Văn Thịnh 23 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần giảm chu trình tải Giảm sự thay đối của dòng điện sẽ ngăn chặn được sự quá nhiệt và phá huỷ biến áp công. .. chiều dài hồ quang HD: TS.Trần Văn Thịnh 36 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Hình 1.29 là đường đặc tính dốc của hồ quang nó cũng chính là đặc tính của máy hàn TIG hay máy hàn điện cực trơ vônữam có khí bảo vệ Với các nguồn hàn vừa nêu thì lựa chọn cho nguồn hàn của máy hàn TIG là nguồn chỉnh lưu cầu không điều khiến dùng diôt Với điện áp đầu vào là 220V... với những người thợ hàn phụ thuộc vào kinh tế HD: TS.Trần Văn Thịnh 22 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần 6 Chu trình tải Chu trình tải là điều quan trọng nhất trong việc lựa chọn máy hàn Chu trình tải của nguồn hàn vận hành trong thực tế có thể sử dụng với loại tải không vuợt quá nhiệt độ giới hạn của sự cách ly của các thành phần Chu trình công suất co bản... chuẩn của nước Mỹ thì máy hàn chỉ vận hành tại đầu ra khoảng 5phút 7 Máy hàn một pha - ba pha Máy hàn một chiều thông thường cần đến nguồn một pha hoặc ba pha Nguồn ba pha khá phổ biến trong máy hàn công nghiệp bởi vì nguồn ba pha tạo ra hồ quang mịn hơn một pha Đa sổ máy hàn T1G AC/DC vận hành với nguồn một pha 8 Các thiết bị phụ trọ’ Bộ kích hoạt hồ quang với tần số cao và ổn định sử dụng với nguồn xoay... hàn Đối với máy hàn một chiều thì quan trọng nhất đó là việc cấp nguồn hàn Nguồn hàn rất quan trọng nó quyết định đến quá trình hàn vì nguồn hàn sẽ trực tiếp tạo ra công suất hàn, dòng điện hàn, chu kỳ tải, điện áp hàn (liên quan trực tiếp đến chiều dài hồ quang) Nguồn hàn cũng trực tiếp quyết định tới sơ đồ động lực của máy hàn Sau đây là giới thiệu về một sổ nguồn hàn thông dụng 1 Biến áp hàn Trong... công suất TIG và quan hệ V-A đầu ra điện áp là hằng số hoặc nguồn công suất máy hàn hồ quang khí cực trơ Vonfram Hình 1.16: Quan hệ giữa diện áp và dòng diện của nguồn hàn TỈG HD: TS.Trần Văn Thịnh 21 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần Độ dốc của hằng số dòng điện ở đồ thị miêu tả đầu ra của nguồn công suất từ 5 Bộ nguồn công suất chuyển đổi Bộ nguồn công suất ... nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần CHƯƠNG IV KHÁI QUÁT VÈ MẠCH ĐỘNG Lực CỦA MÁY HÀN TIG Với sơ đồ động lực máy hàn TIG có số vấn đề cần xem xét sau I Nguồn hàn Đối với máy hàn chiều... 25*c eo =1 tốt Đồ@~c án Đồ áníCnghiệp tốt nghiệp hàn hàn TIGTIG sử dụng sử dụng côngcông ngh nghệ biếnbiến tần tần Collector Current 0O 42 MáyMáy PuSed Co ector Current 120 C>oòe Conlinuous Forward... dùng nguồn công suất pha phù họp tiện dụng Một máy hàn HD: TS.Trần Văn Thịnh 19 Sv: Nguyên Viết Tường Đồ án tốt nghiệp Máy hàn TIG sử dụng công nghệ biến tần pha nhỏ có khả sử dụng nguồn công suất