در این قسمت آموزش های مختلف از اجزای دستگاه جوش و برد های الکترونیک داخلی ان و نحوه عیب یابی گرد آوری شده است.
عکس بالا نمایی از یک دستگاه جوش 200 آمپری 12 ماسفتی VRD است و میتوانید انواع ان را از اینجا مشاهده کنید .مطالبی که در ادامه آورده شده است بخش های مختلف دستگاه جوش می باشد که ممکن است مختص به این سیستم نباشد و به صورت کلی ارایه شده است.
1:کاربرد دکمه VRD چیست؟
همانطور که در تصویر زیر میبینید موقعیت کلید VRD سمت راست نمایشگر می باشد و دو حالت 0 و 1 دارد که ادامه وظیفه ان خدمتتان شرح داده میشه
دکمه VRD مخفف VOLTAGE REDUCTION DEVICE به معنی کاهش ولتاژ است . هنگامی که دکمه VRD در حالت 1 قرار داده شود در حالت بی باری یعنی زمانیکه عمل جوشکاری انجام نمی شود سطح ولتاز خروجی به صورت اتوماتیک توسط بخش کنترل به 12 ولت کاهش می یابد.
طبق استاندارد دستگاههای استرالیایی اگر مقاومتی کمتر از 200 اهم در خروجی قرار دهیم دستگاه از حالت VRD خارج شده و خروجی نرمال خواهیم داشت.
لزوم وجود این دکمه چیست؟ 1 - کاهش مصرف انرژی در حالت بی باری 2 - در دستگاههای غیر استاندارد معمولا ولتاژ بی باری به 85 ولت و گاها به 100 ولت میرسد و در محیطهای نمناک و نمکی احتمال برق گرفتگی وجود دارد . با کاهش ولتاژ بی باری توسط VRD ولتاز بی باری به نزدیک 12ولت کاهش می یابد و خطر برق گرفتگی از بین می رود.
تغذيه مثبت ايسيKA3525 پايه 15 و13 هست و تغذيه منفي پايه 12 است.
پايه 5 با يه خازن (خازن اسیلاتور )به منفي وصل ميشه و پايه 6 هم با يه مقاومت(مقاومت اسیلاتور) به زمين وصل شده و توسط اين دو پايه فركانس اسيلاتور تنظيم ميشه.
پايه 7 با يه مقاومت به پايه 5 وصل ميشه جهت تعيين زمان مرده پايه 8 هم با يه خازن به منفي وصل ميشه جهت راه اندازي نرم(سافت استارت)
پايه 10 پايه فعال ساز خروجيه و اگه اين پايه به زمين وصل نباشه خروجي پالس نخواهيم داشت پس میتوان از اين پايه براي خاموش روشن كردن مدارت استفاده کرد.
پايه هاي 11 و14 هم خروجيهاي پالس هستن
.پايه 16 هم خروجي يه رگولاتور 5 ولت است
3 پايهباقیمانده هم پايه هاي يه اپ امپ هست كه وظيفه كنترل عرض پالس رو به عهده داره يعني پايه 1 ورودي معكوس كننده پايه 2 ورودي غير معكوس كننده و پايه 9 خروجي اين اپ امپ هست
3:توضیح مختصر در مورد طبقه پاور
در دستگاه های جوش و برش اینورتری به دلیل بالا بودن جریان خروجی و ورودی معمولا از دو پل دیود آمپر بالا در دستگاه های تک فاز استفاده میشود و سه پل دیود در دستگاه های سه فاز جهت یکسوسازی ولتاژ AC ورودی استفاده قرار میگیرد.
این ولتاژ یکسو شده که دارای ریپل ولتاژ بالایی می باشد توسط خازن هایی با توان ولتاژ بالا (معمولا 400 تا 450 وات) و ظرفیت خازنی بالا صاف و بدون ریپل می شود.
مهم ترین وظیفه طبقه پاور تامین ولتاژ DC است که به طبقه اینورتر و مدار قدرت طبقه اینورتر منتقل می شود. طبقه پاور عموما از یک مدار محافظتی شامل تعدادی NTC و یک PTC برخوردار می باشد که پس از راه اندازی اولیه مدار چاپر و فعال شدن رله، کاملا از مدار خارج می شوند.
در همین طبقه مدار قطع کنی شامل یک ماسفت و یک اپتوکوپلر قرار گرفته است که در صورت جریان کشیدن دستگاه (اصطلاحا اتصال کوتاه) فرمان قطع رله را صادر می کند و مانع از عبور جریان می شود.
این طبقه اصلی ترین جزء دستگاه های جوش و برش اینورتری می باشد که شامل سه دسته مدار می شود:
الف- مدار قدرت یا سوئیچینگ: در این قسمت ولتاژ DC ای که از طبقه پاور به این طبقه منتقل شده است، به یک ولتاژ ضربان دار با فرکانس بالا تبدیل می شود.
ب- مدار چاپر: این مدار در واقع با استفاده از مدار مقاومتی و سوئیچینگ ولتاژی، از ولتاژ DC طبقه پاور تعدادی ولتاژ برای راه اندازی قسمت های دیگر می سازد. ولتاژ راه اندازی رله، ولتاژ راه انداز طبقه اوسیلاتور از نمونه های این ولتاژها می باشد.
ج- مدار یا ماژول اوسیلاتور: در این طبقه با استفاده از یک آی سی تولید پالس، فرکانس سوئیچ زنی عناصر سوئیچینگ مدار قدرت اینورتر تولید می شود که با استفاده از دو جفت ترانزیستور BJT تقویت می شود و در آخرین مرحله توسط دو جفت ماسفت به حد مطلوب برای درایو عناصر سوئیچینگ (MOSFET, IGBT, …)مدار قدرت اینورتر می رسد.
در طبقه اینورتر بصورت کلی مدارهای خاصی قرار دارد که هر کدام نقش بخصوصی در دستگاه به عهده دارند.
ماژول ماسفت درایور فرکانس سوئیچ زنی ماسفت ها را بصورت دقیق و فاصله زمانی هماهنگی به گیت ماسفت ها ارسال می کند. هرگونه تداخل یا اشتباه در این کار باعث صدمه دیدن ماسفت ها می شود. یک ترانس 1/300در واقع هرگونه جریان ناگهانی را به صورت یک پالس حس می کند و باعث قطع شدن عملکرد دستگاه می شود.
مدار شنت که از طبقه رکتیفایر نمونه گیری می کند در واقع یک هماهنگ سازی ویژه با جریان تنظیمی کاربر و فرکانس سوییچ زنی ماسفت ها ایجاد می کند. هرگونه تشخیص ایراد توسط این مدار نیز باعث O.C زدن و قطع جریان خروجی دستگاه می شود.
ولوم های تنظیم جریان و ARC FORCE ، نمایشگر دیجیتال، مدارات رگولاسیون ولتاژی و بسیاری مدارات دیگر نیز در همین طبقه قرار می گیرد.
5: توضیح مختصر در مورد طبقه رکتیفایر
وظیفه اصلیاین طبقه تبدیل ولتاژ فرکانسی طبقه اینورتر به یک سطح ولتاژ و جریان DC مناسب جهت جوشکاری می باشد.
در حالت کلی ولتاژ فرکانسی طبقه اینورتر دارای ولتاژ نسبتا خوبی می باشد ولی جریان آن به حد کافی مطلوب جوشکاری نیست.
از این رو ابتدا ولتاژ مذکور وارد ترانس های جریانی طبقه رکتیفایر می شود تا جریان آن به حد مطلوب برسد. نکته ای که در اینجا باید به آن دقت نمود، نوع ساختار ترانس های جریانی طبقه رکتیفایر می باشد که از نوع هسته فریت می باشد. آنچه که موجب کاهش وزن و حجم این نوع دستگاه ها می شود، ساختار این نوع ترانس ها می باشد.
شاید به جرات بتوان گفت اگر ساختار این نوع ترانس به این شکل نبود به هیچ وجه این نوع دستگاه به مرز تولید هم نمی رسید.
همان طور رکه می دانید، فرکانس ولتاژ خروجی طبقه اینورتر در زمان بی باری در حدود 100KHZ است که در جریان های بالا به حدود 1/5 مگاهرتز نیز می رسد. این فرکانس کاری باعث می شد تمامی ترانس هایی که با ساختار هسته آهن کار می کردند سریعا به اشباع رفته و خاصیت خود را از دست بدهند و داغ شوند.
ترانس های خطی در فرکانس های پایین عملکرد نسبتا خوبی داشتند ولی در فرکانس های بالا به هیچی وجه قابل استفاده نبودند. در چنین شرایطی ترانس هایی با هسته فریت و عملکرد غیر خطی و فرکانس کاری بسیار زیاد پا به عرصه تولید گذاشته اند.
پس از عبور جریان از ترانسفورمرهای فریت، جریان به حد مطلوب برای جوشکاری می رسد. ولی این جریان پالسی بوده و دارای فرکانس های بالایی نیز می باشد وDC نیست.
لذا جریان از یک طبقه یکسوساز شامل دیود هایی با فرکانس کاری بالا که اصطلاحا دیودهای سریع یا FAST یا شاتکی نامیده می شوند عبور می کند وDC می شود.
این جریان در واقع همان جریان خروجی برای جوشکاری می باشد. از این جریان یک نمونه توسط مدار نمونه گیر ولتاژ شنت یا مدار CT (CURRENT TRANS) گرفته می شود که جهت تنظیم لحظه ای فرکانس با جریان به مدار اوسیلاتور طبقه اینورتر فرستاده می شود.
نکته قابل ملاحظه در طبقه رکتیفایر وجود سلف هایی در خروجی شاتکی هاست که به نرمی جوش، جلوگیری از افزایش ناگهانی جریان خروجی یا به اصطلاح جریان جوش یورشی کمک می کند.
لحظه اول که سیم جوش به قطعه کار برخورد می کند، جریان لحظه ای که از دیودها و طبقه رکتیفایر عبور می کند زیاد است و می تواند باعث صدمه دیدن آنها شود. لذا جهت برقراری ملایم تر و نرم تر جریان خروجی از یک یا چند سلف استفاده می شود.
همانطور که می دانیم سلف ها در برابر تغییرات ناگهانی جریان از خود مقاومت نشان می دهند و یک شیب ملایم تری به جریان لحظه ای خروجی می دهند. لذا از این سلف ها در خروجی برخی از دستگاه های جوش و بخصوص برش استفاده می شود.