Промышленность выпустила большое количество сварочных аппаратов с электронным управлением током. Но принципиальные схемы и пояснения к ним невозможно найти. Автор столкнулся с этой проблемой при ремонте сварочного аппарата ТДЭ-101У2 соседа. Несмотря на малое количество деталей (рис.1), аппарат имеет сложную схему управления. Как известно, тиристоры управляются током (напряжение управления обычно 2 — 5 В) и являются не запираемыми токовыми ключами. Ток сварочного аппарата регулируется косвенным путем. Изменяя период протекания тока в первичной обмотке, добиваются изменения тока во вторичной обмотке. Так как ток в первичной обмотке мал (до 20 А), то этот вариант был внедрен в ТДЭ-101У2.

Работа схемы управления.

Переменное напряжение сети 220 В поступает на понижающий трансформатор Т2 (обмотка W1, трансформатор сфазирован синфазно по отношению к T1). С обмотки W2 Т2 через токоограничивающее сопротивление R1 ток протекает к VD1 – VD4. На выходе моста VD1 – VD4 выпрямленное напряжение (рис.2,6) «урезается” стабилитроном VD5 (на уровне напряжения стабилизации 22 В (рис.2, в), в результате оно имеет трапецеидальную форму импульсов.

Конденсатор C1 заряжается через R7 (регулировка тока устанавливается на панели управления), R13, R6 и обмотку W1 T3. В качестве элемента сравнения используется однопереходной транзистор VT1. При достижении на конденсаторе C1 напряжения порога срабатывания VT1 транзистор открывается, и C1 разряжается через переход Э — Б1, W1, T3. На первичной обмотке W1 T3 формируется импульс длительностью 0,7 — 4 мс (в зависимости от положения движка R7 на панели управления). Так как длительность трапецеидальных импульсов 10 мс, то при минимальном сопротивлении R7 длительность генерируемых импульсов будет 0,7 мс. При этом генерируется несколько импульсов через равные промежутки времени (рис.2, г).
Для отпирания силовых тиристоров VS3, VS4 в схеме управления в качестве ключа используют тиристоры малой мощности VS1, VS2. На обмотках W2, WЗ T3, благодаря самоиндукции, наводится ЭДС импульсов, генерируемых схемой управления на W1 T3. Так как W2, WЗ намотаны противофазно, то и тиристоры VS1 и VS2 будут отпираться в одной из фаз переменного напряжения (рис.2, а), наводимого на обмотках W3, W4 T2.

В данной схеме очень удачно используются два основных свойства работы тиристора. Первое — если напряжение на аноде-катоде тиристора противофазно, то ток через него не протекает, даже если на управляющий электрод подать импульсы отпирания тиристора. Второе — тиристоры отпираются первым импульсом управления, запираются, если ток через анод-катод равен нулю. Поэтому генерируемые несколько импульсов схемой управления на основе VT1 не влияют на уже открытый тиристор. Как только через открытый VS1 или VS2 начинает протекать ток, открываются VS3 или VS4 (в зависимости от фазы сетевого напряжения) и первичная обмотка W1, W2 T1 соединяется через открытый тиристор. В закрытом состоянии ток первичной обмотки протекает через дроссель L1.

Дроссель L1 необходим для уменьшения импульсных помех, возникающих в сети, благодаря отпиранию тиристоров VS3, VS4. На вторичных обмотках W3, W4 получаем напряжение (рис.2, ж), имеющее форму пилообразных импульсов. Форма этих импульсов изменяется в зависимости от угла отпирания VS3, VS4. При малом угле отпирания VS1, VS2 ток во вторичной обмотке ограничен. При большом угле отпирания он максимальный, достигающий 110 А. К сожалению, схема имеет ряд недостатков. Малая мощность VD1 — VD4, недостаточная фильтрация импульсных помех (возникающих во время горения дуги) в цепи питания схемы управления, что приводит к сбоям в схеме управления, незащищенность тиристоров VS1 и VS2 от обратных токов в цепи управляющих электродов, отсутствие тумблера включения аппарата. Эти недостатки приводят к выходу из строя элементов схемы.

Во время ремонта автор рекомендует придерживаться правил техники безопасности, использовать не заземленную измерительную аппаратуру, так как схема управления гальванически не развязана от сети.

Автор: И. Н. Пронский

---