Jika Anda mencari opsi untuk mengganti trafo las konvensional, inverter las adalah pilihan terbaik. Pengelasan inverter berguna dan berjalan pada arus DC. Kontrol saat ini dipertahankan melalui potensiometer.

Oleh: Dhrubajyoti Biswas

Menggunakan Topologi Dua Saklar

Saat mengembangkan inverter pengelasan, saya menerapkan inverter dengan dua topologi sakelar. Di sini tegangan jalur input melintasi filter EMI yang selanjutnya dihaluskan dengan kapasitas besar.

Namun, karena pulsa arus aktif cenderung tinggi maka perlu adanya rangkaian softstart. Saat sakelar ON dan kapasitor filter utama mengisi daya melalui resistor, daya selanjutnya dinolkan dengan menyalakan sakelar ON relai.

Saat daya dinyalakan, transistor IGBT digunakan dan selanjutnya diterapkan melalui trafo penggerak gerbang maju TR2 diikuti dengan membentuk rangkaian dengan bantuan regulator IC 7812.

Menggunakan IC UC3844 untuk Kontrol PWM

Rangkaian kontrol yang digunakan dalam skenario ini adalah UC3844, yang sangat mirip dengan UC3842 dengan batas lebar pulsa hingga 50% dan frekuensi kerja hingga 42 kHz.

Sirkuit kontrol mengambil daya dari suplai tambahan 17V. Karena arus yang tinggi, maka umpan balik arus tersebut menggunakan trafo Tr3.

Tegangan register penginderaan 4R7 / 2W kurang lebih sama dengan keluaran arus. Arus keluaran dapat dikendalikan lebih lanjut dengan potensiometer P1. Fungsinya untuk mengukur titik ambang umpan balik dan tegangan ambang pin 3 UC3844 berdiri di 1V.

Salah satu aspek penting dari semikonduktor daya adalah bahwa ia membutuhkan pendinginan dan sebagian besar panas yang dihasilkan didorong keluar di dioda keluaran.

Dioda atas yang terdiri dari 2x DSEI60-06A harus memiliki kapasitas untuk menangani arus rata-rata 50A dan loss hingga 80W.

Dioda yang lebih rendah yaitu STTH200L06TV1 juga harus memiliki arus rata-rata 100A dan kehilangan hingga 120W. Di sisi lain, total kerugian maksimum penyearah sekunder adalah 140W. Choke keluaran L1 selanjutnya dihubungkan dengan rel negatif.

Ini adalah skenario yang baik karena unit pendingin dilarang dari tegangan frekuensi tinggi. Pilihan lainnya adalah menggunakan dioda FES16JT atau MUR1560.

Namun, penting untuk mempertimbangkan bahwa aliran arus maks dari dioda bawah adalah dua kali arus dari dioda atas.

Menghitung Kerugian IGBT

Faktanya, menghitung kerugian IGBT adalah prosedur yang rumit karena selain kehilangan konduktif, penggantian kerugian juga merupakan faktor lain.

Juga setiap transistor kehilangan sekitar 50W. Jembatan penyearah juga kehilangan daya hingga 30W dan ditempatkan pada heat sink yang sama dengan IGBT bersama dengan dioda reset UG5JT.

Ada juga opsi untuk mengganti UG5JT dengan FES16JT atau MUR1560. Hilangnya daya dioda reset juga tergantung pada cara pembuatan Tr1, meskipun kerugiannya lebih kecil dibandingkan dengan hilangnya daya dari IGBT. Jembatan penyearah juga menyebabkan kehilangan daya sekitar 30W.

Selanjutnya saat mempersiapkan sistem, penting untuk diingat untuk menskalakan faktor pembebanan maksimum dari inverter pengelasan. Berdasarkan pengukuran, Anda kemudian dapat siap untuk memilih ukuran yang benar dari pengukur lilitan, heat sink, dll.

Pilihan lain yang bagus adalah menambahkan kipas karena ini akan mengawasi panasnya.

Diagram Sirkuit

Detail Transformer Winding

Tr1 switching trafo melukai dua inti EE ferit dan keduanya memiliki bagian kolom tengah 16x20mm.

Oleh karena itu, total penampang dihitung menjadi 16x40mm. Perhatian harus diberikan untuk tidak meninggalkan celah udara di dalam area inti.

Pilihan yang baik adalah menggunakan 20 putaran gulungan primer dengan melilitkannya dengan 14 kabel berdiameter 0,5 mm.

Belitan sekunder di sisi lain memiliki enam strip tembaga berukuran 36x0.55mm. Trafo penggerak maju Tr2, yang dirancang pada induktansi nyasar rendah, mengikuti prosedur belitan trifilar dengan tiga kawat berinsulasi puntir berdiameter 0,3 mm dan belitan 14 putaran.

Bagian inti terbuat dari H22 dengan diameter kolom tengah 16mm dan tidak meninggalkan celah.

Tr3 trafo arus terbuat dari tersedak penekan EMI. Sedangkan primer hanya memiliki 1 putaran, sekunder dilukai dengan 75 putaran kawat 0,4 mm.

Salah satu masalah penting adalah menjaga polaritas belitan. Sementara L1 memiliki inti ferit EE, kolom tengah memiliki penampang 16x20mm dengan 11 putaran strip tembaga 36x0.5mm.

Selanjutnya, celah udara total dan sirkuit magnet diatur ke 10mm dan induktansinya adalah 12uH cca.

Umpan balik tegangan tidak terlalu menghambat pengelasan, tetapi pasti mempengaruhi konsumsi dan hilangnya panas saat dalam mode idle. Penggunaan umpan balik tegangan cukup penting karena tegangan tinggi sekitar 1000V.

Selain itu, pengontrol PWM beroperasi pada siklus kerja maksimal, yang meningkatkan tingkat konsumsi daya dan juga komponen pemanas.

310V DC dapat diekstraksi dari jaringan listrik 220V setelah perbaikan melalui jaringan jembatan dan penyaringan melalui sepasang kapasitor elektrolitik 10uF / 400V.

Pasokan 12V dapat diperoleh dari unit adaptor 12V yang sudah jadi atau dibangun di rumah dengan bantuan info yang disediakan sini :

Sirkuit Pengelasan Aluminium

Permintaan ini dikirimkan kepada saya oleh salah satu pembaca blog yang berdedikasi ini, Tn. Jose. Berikut detail persyaratannya:

Mesin las saya Fronius-TP1400 berfungsi penuh dan saya tidak tertarik untuk mengubah konfigurasinya. Mesin yang memiliki umur ini merupakan mesin inverter generasi pertama.
Ini adalah perangkat dasar untuk pengelasan dengan elektroda berlapis (pengelasan MMA) atau gas busur tungsten (pengelasan TIG). Sakelar memungkinkan pilihan.
Perangkat ini hanya menyediakan arus DC, ini sangat sesuai untuk sejumlah besar logam yang akan dilas.
Ada beberapa logam seperti aluminium yang karena korosi yang cepat jika kontak dengan lingkungan, maka perlu menggunakan arus AC berdenyut (gelombang persegi 100 sampai 300 Hz) ini memfasilitasi penghapusan korosi dalam siklus dengan polaritas terbalik dan memutar mencair dalam siklus polaritas langsung.
Ada kepercayaan bahwa aluminium tidak teroksidasi, tetapi itu tidak benar, yang terjadi adalah bahwa pada saat nol menerima kontak dengan udara, lapisan tipis oksidasi diproduksi, dan sejak saat itu melestarikannya dari oksidasi berikutnya. Lapisan tipis ini mempersulit pekerjaan pengelasan sehingga digunakan arus AC.
Keinginan saya adalah membuat perangkat yang dihubungkan antara terminal mesin las DC saya dan Torch untuk mendapatkan arus AC di Torch.
Di sinilah saya mengalami kesulitan, pada saat membangun perangkat konverter CC ke AC. Saya menyukai elektronik tetapi tidak ahli.
Jadi saya memahami teorinya dengan sempurna, saya melihat IC HIP4080 atau lembar data serupa yang melihat bahwa itu mungkin untuk diterapkan pada proyek saya.
Tetapi kesulitan besar saya adalah saya tidak melakukan perhitungan nilai komponen yang diperlukan. Mungkin ada beberapa skema yang bisa diterapkan atau diadaptasi, saya tidak menemukannya di internet dan saya tidak tahu harus mencarinya kemana, oleh karena itu saya minta bantuan Anda.

Desain

Untuk memastikan bahwa proses pengelasan mampu menghilangkan permukaan aluminium yang teroksidasi dan memperkuat sambungan las yang efektif, batang las yang ada dan pelat aluminium dapat diintegrasikan dengan tahap driver jembatan penuh, seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

pengelasan aluminium dengan menghilangkan oksidasi

Rt, Ct dapat dihitung dengan beberapa trial and error untuk mendapatkan mosfets berosilasi pada frekuensi apapun antara 100 dan 500Hz. Untuk rumus yang tepat bisa Anda lihat artikel ini .