逆变焊机维修TIG200氩弧焊机维修电路详细分析（作者352

藏家107 关注

收藏于 : 2024-04-12 21:52   被转藏 : 2   

本帖最后由 维修妹妹 于 2017-1-4 11:11 编辑

    瑞凌 TIG200 直流氩弧焊机电路分析
一.氩弧焊基本工作原理介绍：
氩弧焊即钨极惰性气体保护弧焊，指用工业 钨或活性钨作不熔化电极，惰性气体(氩气)作保护的焊接方法，简称TIG。
1、氩弧焊的起弧方式氩弧焊的起弧采用高压击穿的起弧方式，先在电极针(钨针)与工件间加以 高频高压，击穿氩气，使之导电，然后供给持续的电流，保证电弧稳定。
2、氩弧焊的一般要求对气体的控制要求:要求气体先来后走，氩气是较易 被击穿的惰性气体，先在工件与电极针间充满氩气，有利于起弧，焊接完成后保持送气，有助于防止 工件迅速冷却防止氧化，保证了良好的焊接效果。电流的手开关控制要求:要求按下手开关时电流较气延迟，手开关断开(焊接 结束后)，根据要求延时供气电流先断。高压的产生与控制要求:氩弧焊机采用高压高频起弧的方式，则要求起弧时 有高压，起弧后高压消失。干扰的防护要求:氩弧焊的起弧高压中伴有高频，其对整机电路产生严重的 干扰，要求电路有很好的防干扰能力。
3、氩弧焊机与手弧焊机工作电路的差别 氩焊机与手弧焊机在主回路、辅 助电源、驱动电路、保护电路等方面都是相似的。但它在后者的基础上增加了几项控制:1、手开关控制；2、高频高压控制；3、增压起弧控制。另外在输出回路上氩弧焊机采用负极输出方式，输出负 极接电极针，而正极接工件。

二、瑞凌TIG200A直流氩弧焊机电路分析：
1、电源启动过程及过压保护：（见图一）


(1)电源启动过程
当焊机电源开关合上时，交流220V电压经热敏电阻1PTC6、1NTC1→1NTC2→ 1NTC3对整流桥供电，正常后辅助电源输出24V直流电，使场效应管1Q3导通，继 电器1JD2得电吸合，短路启动电阻，转为正常供电状态。(这也称电源软启动， 主要是防止在电源开关闭合时产生浪涌电流)
（2）电源过压保护 当供电电压过压时，稳压管1ZD2导通,使光耦1IC1输出 晶体管导通，场效应管1Q3因栅极接地而截止，继电器1JD2断电，常开触点断开，使启动电阻接入回路中，降低了供电电压起到保护作用，当系统供电电压正常时，继电器重新闭 合，短接启动电阻，焊机恢复正常供电。如果误将电源接到380V电源上时，压敏电阻1RT1因过压被击穿，电源和 1PTC6直接构成回路，这样大电流流过热敏电阻1PTC6(又是消磁电阻）并快速发 热，电阻随之变大，当达到一定温度时，该热敏电阻呈开路状态，把电路断开 起到保护电路的作用。
2、手开关控制电路分析：
焊枪手 开关控制过程：（见图一）
氩弧焊机要求先供氩气，后供焊接电流，即提前供气，滞后停气，这些都 是通过手开关控制电路实现的。当焊机主开关合上后，辅助电源工作，给控制电路提供了24V的直流电。手 开关未合上时，24V直流电源通过电阻1R11使三极管1Q5导通，IQ5的集电极通过 插件X4Y的3脚接到SG3525A芯片的8脚回路，经T形滤波器（L、C26组成，抗干扰 作用）对地短路，此时SG3525A处于封波状态，电路无输出。当手开关K3合上时， 24V直流电通过热敏电阻1PTC5→电感线圈1T3、1T2（一组）→K3→电感线圈1T3、T2（另一组）→1PTC4→1R13使1Q6导通，这时三极管1Q5的基极电位被拉低而 关断.（慢启动电路开始工作）此电压又经1D11、1R9加到场效应管1Q4的栅极， 使1Q4导通，24V继电器1JD3得电吸合，使电磁阀工作，开始供气。而SG3525A的 8脚电位由于缓起电阻，电容的作用充电电压缓慢增加，经过一定时间后SG3525A 开始工作，焊机输出电压，这样，实现了提前供气的目的，提前供气时间由缓 起动电组（R116).电容（C108)的大小决定。在手开关控制电路中，电感1T2、1T3及电容1C25、1C26起到防止干扰引起 开关误导通及开关在通断时产生的过电压。而热敏电阻1PTC4、1PTC5有限流作用，保护手开关不因电流过大而损坏。 在焊接结束，手开关断开后，1Q6截止，1Q5导通，SG3525A的8脚电位被拉 低，电路停止输出，由于电容1C4，1C6上仍充有电能，它通过1R9、1R7放电仍可使场效应管1Q4导通，保持电磁阀的吸合，继续供气。直到放电电压低于1Q4 的导通电压才释放继电器1JD3,停止供气。从而实现了滞后停气的目的。
3、给定电路与反馈电路分析


给定： 给定是指设定焊机所需要的输出电流，以满足焊接的工艺需求，给 定可通过外接电位器（VR3）调节。
反馈：即是对输出的电流信号进行采样，并与给定电流值进行比较，并通 过脉宽调制器的输出脉宽对逆变器开关管的导通时间加以控制，保证输出电流的稳定。
5（1）电流控制电路工作原理： （见图二）
电流反馈信号由焊机输出的分流 器取一个负电压信号，由插座X5的2脚输入，与给定电流信号（正电压）叠加后输入到运算放大器CA3140的反相输入端2脚， 由于运算放大器的开环特性，要求正负输入端“互需”，给定电流信号与反馈 电 流信号叠加后接近于零，但不是零（正输入端3脚接地），电流反馈的负信号一定 要占优势。此优势被运算放大器放大后，经过电阻R108、R113加到脉宽控 制三极 管Q102的基极，此三极管组成的是一倍的反向放大器。主要用于控制焊 机输出电 流的大小。假设三极管Q102截止时，SG3525A的9脚通过电阻R117接于16脚的5V基准电 压，（9脚电压必须小于5V，否则会出现封波现象），此时11、14脚输出脉冲为 满宽（输出最大），当9脚电位受电流反馈控制被拉低时，11、14脚输出脉冲开 始收窄（输出变小），具体情况分析如下：
(1)当输出电流为零时（空载）只有给定信号时： CA3140的2脚为正电压，6脚输出为零，Q102截止，3525A的9脚电压为最高（为设定值接近5V)，11、14 脚输出脉冲为满宽，输出最大。（有利于引弧)
(2)当输出电流的反馈信号与给定信号一定时：（焊机工作状态）CA3140的2脚为负电压，此时，6脚输出为正电压，Q102处于放大状态，SG3525A的9脚电 压随着给定信号和反馈信号叠加后相应下降，此时11、14脚输出脉冲相应的脉 宽，焊机按给定电流大小工作.
(3)当给定不变时，而输出电流因负载变化而改变时：当电流实然变大时， 由于电流反馈是负电压信号，电流反馈信号相对变得更低（负电压增加），则 CA3140的2脚更负，6脚的正电平上升，由于Q102为反向放大，使SG3525A的9脚 电位下降，11、14脚的输出脉冲宽收窄，电流回到原来状态，达到稳流的目的。
(4)当给定变化时（增大或减小）输出电流应相应变化：如当给定电流增加时（调节VR3使给定的正电压增加），CA3140的6脚电位会下降（因为给定是正 电压），SG3525A的9脚电位会上升，11、14脚输出的脉宽会增宽，输出电流增 大，这时电流反馈的负电压也会增加，会使输出再次下降，为了使输出不因给 定增加而下降，电路采用了电压负反馈和电压跟随器电路来提供给定电压来解 决这一问题。此电路由Q20、ZD3、ZD4、和部分电阻组成电压跟随器。当增大给 定电流时，输出电流和电压相应增加，使电压反馈的负电压相应减小，稳压管 ZD4负端电压增加，Q20为电压跟随器，所以发射极电压也增高，使电流给定电 压也随着增高，保证了CA3140的6脚电压不因反馈电流增加而变化。达到了增加 给定电流的目的，反之当给定电流调小时，分析过程和上述一样。
（2）小电流引弧补偿电路分析 小电流引弧补偿电路（引弧成功转换电路）小电流引弧补偿电路是由三极管Q101、电阻R105、R106、R112、二极管 D101,C105、C106等组成。（见图三） 为了保证氩弧焊机在引弧过程中(特别是在给 定电流较小情况下)，不因负反馈电流变化（增加）使CA3140的6脚过早输出正电压，导致焊机输出电流电压 降低，影响引弧而设置的。其工作过程如下：在给定电流一定时（特别是在小电流工作时）这个给定的正电压在A点只有 0.04V左右甚至更低，在引弧过程中电流负反馈的电压（负电压）会超过这个值， 使CA3140的6脚输出正电压，导致焊机输出下降，影响正常引弧，所以电路采用 加预偏正电压来解决小电流引弧困难问题，即由+12V电压经电阻R112→D101→ R105→R103→R104→地回路，在A点分压约0.28V(比给定电压高）的正电压，

在引弧成功后CA3140的6脚输出正电压，这时输出电流很大，超过了实际给定电 流，此时6脚输出的正电压使三极管Q101导通，旁路了这个预置电压，输出电流 回到实际给定电流值。为了控制最小工作电流，由+12V→R102→R103→R104→ 地，在A点分压为0.044V，{ 12V ´( R103 + R104) = 0.044V }实现了小电流引弧的目的， R102 + R103 + R104
4、SG3525A集成脉宽调制工作原理： 脉宽调节的原理是用（集成电路内部）一个电压比较器，在正输入端输入一个三角波（内部产生）在负输入端输入一直流电平（外部通过9脚输入）比较 后输出一方波，通过改变负端输入的直流电平大小（即给定电流电压与电流负 反馈电压叠加后经运放CA3140A的6脚输出），可改变输出方波的脉宽。达到调 节主逆变管输出电流的大小。波形如下图四


系统提示图片发不上来了，先到这里吧！有时间再下续！谢谢大家的支持！
 阅读文章全部内容  
点击查看
文章点评
相关文章
藏家107 关注

文章收藏：1

TA的最新收藏