Imagine ter o poder de aprimorar seu processo de soldagem com um dispositivo eficiente, confiável e versátil. Os inversores de soldagem a arco estão transformando o setor de soldagem com tecnologias avançadas como tiristores, transistores, MOSFETs, IGBTs e técnicas de comutação suave. Este artigo explora cinco tipos de inversores de soldagem a arco, destacando seus recursos e aplicações exclusivos. Descubra como essas inovações podem melhorar o desempenho da soldagem, reduzir o peso e economizar energia. Mergulhe de cabeça para saber como você pode aproveitar essas ferramentas de ponta para obter resultados de soldagem superiores.
O tubo de comutação de alta potência e alta tensão que usa tiristores rápidos (SCRs) como circuito inversor principal e é controlado por seu ângulo de disparo para soldagem a arco é comumente conhecido como um tubo baseado em tiristor inversor de soldagem a arco. Ele é controlado pelo ângulo do gatilho e também pode ser chamado de inversor de soldagem a arco controlado pelo ângulo do gatilho.
A pesquisa sobre inversores de soldagem a arco baseados em tiristores já havia produzido resultados e sido relatada no final da década de 1970. No início e em meados da década de 1980, houve um desenvolvimento significativo em termos de capacidade, de média a grande capacidade; da soldagem a arco com eletrodo à soldagem com CO2/MAG, soldagem a arco submerso e soldagem por resistênciaA tecnologia de soldagem foi desenvolvida para a soldagem de onda quadrada; do controle eletrônico ao microcomputador e ao controle digital, e seus campos de aplicação continuaram a se expandir.
A frequência do inversor varia de vários quilohertz a dezenas de quilohertz (com ressonância).
No entanto, no final da década de 1980, ele foi gradualmente substituído por tecnologias mais novas, como o transistor de efeito de campo e os inversores de soldagem a arco baseados em IGBT, devido à sua baixa frequência, ao baixo desempenho de controle e à interferência de ruído.
Sua proporção de aplicação diminuiu gradualmente, mas ainda mantém uma certa posição no mundo.
Deve-se observar que o surgimento de novos tipos de tiristores, como o tiristor de indução estática (SITH) e o tiristor de desligamento de porta (GTO), mudará sua posição e contribuirá para seu desenvolvimento e promoção contínuos.
Os principais componentes e o diagrama do princípio básico do inversor de soldagem a arco com base em tiristores são mostrados na Figura 1.
Os principais componentes e suas funções do circuito são os seguintes:
(1) Retificador de entrada (UR1): Trata-se de uma ponte retificadora monofásica ou trifásica comum. Ela converte a tensão CA de 50 Hz ou 60 Hz em tensão CC.
(2) Filtro de entrada (LC1): O filtro é composto por um indutor do tipo gap e um capacitor, o que torna a tensão CC de entrada relativamente suave.
(3) Grupo de tiristores rápidos de alta potência VH: atua como uma chave eletrônica de alta potência e alta tensão, invertendo a tensão (corrente) CC em tensão (corrente) de frequência intermediária de vários quilohertz.
(4) Transformador de frequência intermediária (T): Converte alta tensão e baixa corrente em baixa tensão e alta corrente de saída, o que é adequado para o processo de soldagem. Normalmente, o material do núcleo é feito de ferrita, liga amorfa, liga nanocristalina ou aço silício de alto valor ρ.
(5) Retificador de saída (UR2): Retifica a CA de frequência intermediária de baixa tensão em CC.
(6) Filtro de saída (LC2): Torna a tensão CC com alto coeficiente de ondulação relativamente suave. No entanto, ele é diferente do filtro de entrada porque a frequência de ondulação do filtro de entrada é de 100 Hz a 300 Hz, enquanto a frequência de ondulação do filtro de saída é de vários quilohertz a dezenas de quilohertz, portanto, é necessário um dispositivo de filtro de frequência intermediária.
(7) Circuito de acionamento do controle de disparo (ZD): Gera sinais de pulso de acionamento de controle de disparo para o grupo de tiristores VH.
(8) Fonte de alimentação de estabilização de tensão e circuito de operação (MZ): Fornece uma fonte de alimentação de estabilização de tensão para o circuito de acionamento do controle de disparo, o circuito de operação e o circuito de comparação de retorno dado.
(9) Circuito de comparação de realimentação (MG): Recebe um sinal de feedback negativo da tensão e da corrente do arco do circuito de saída em uma determinada proporção, compara-o e amplifica-o com a tensão (padrão) fornecida e fornece sinais de controle para que o circuito de acionamento do gatilho altere a tensão e a corrente de saída para atender aos requisitos do processo de soldagem.
O uso de tiristores de alta potência como elementos de comutação: Anteriormente, os tiristores de alta capacidade, alta tensão e alto desempenho já estavam sendo produzidos, geralmente exigindo apenas um ou um par de tiristores de baixo custo.
No entanto, devido à limitação do tempo de desligamento do tiristor, a frequência nominal de operação do inversor geralmente está apenas entre 2000 Hz e 5000 Hz. Dentro dessa faixa de frequência, há um ruído significativo, especialmente durante a soldagem a arco CA, em que o ruído do arco tem um certo impacto no corpo humano.
Características comuns compartilhadas com os inversores de soldagem a arco em geral: Em comparação com os geradores de soldagem a arco e os retificadores de soldagem a arco, o inversor de soldagem a arco baseado em tiristores tem as vantagens de alta eficiência, economia de energia, peso leve, pequeno volume, alto fator de potência e bom desempenho de soldagem a arco.
Um inversor de soldagem a arco transistorizado é um tipo de inversor de soldagem a arco que usa transistores como interruptores de energia. Ele pertence ao tipo de inversor de soldagem a arco controlado por corrente. O surgimento do inversor de soldagem a arco com controle de ângulo de fase, sem dúvida, ajudou a impulsionar a revolução da soldagem a arco. potência de soldagem fontes. No entanto, conforme mencionado anteriormente, as limitações dos tiristores como interruptores eletrônicos de alta potência, como velocidade de comutação lenta, baixa frequência de inversão, baixo desempenho de controle e ruído, restringiram seu desenvolvimento.
Portanto, cientistas e técnicos de engenharia começaram a procurar um componente de interruptor eletrônico de alta potência com velocidade de comutação rápida e bom desempenho de controle para superar as deficiências dos inversores de soldagem a arco baseados em tiristores. Assim, no histórico de desenvolvimento das fontes de energia de soldagem a arco do inversor, os componentes do interruptor de energia do inversor evoluíram de tiristores para GTRs e, posteriormente, para MOSFETs e transistores bipolares de porta isolada (IGBTs), entre outros.
Um inversor que usa transistores (ou grupos de transistores) como componentes de chave eletrônica de alta potência e utiliza o controle de corrente enquanto possui as propriedades elétricas necessárias para os processos de soldagem a arco é chamado de inversor de soldagem a arco controlado por corrente, comumente conhecido como inversor de soldagem a arco transistorizado.
Principais componentes e suas funções
Os principais componentes e princípios operacionais de um circuito inversor de soldagem a arco transistorizado são mostrados na Figura 2. Todo o circuito principal pode ser dividido em duas partes principais: o circuito principal do inversor e o circuito de controle da unidade.
(1) Circuito principal do inversor: Inclui o sistema de fonte de alimentação, o sistema de energia eletrônica e o arco de soldagem, que convertem e transferem energia da rede elétrica para o circuito de carga (arco) (incluindo o circuito principal do inversor).
(2) Circuito de controle de acionamento: Inclui o sistema de controle eletrônico (circuito de controle eletrônico, driver de grupo de transistor, regulador de tensão, circuito de controle de programa) e o circuito característico de soldagem a arco (circuito de detecção de feedback M, circuito dado G, circuito de comparação, amplificador N).
O circuito de controle de acionamento fornece uma tensão de pulso de onda retangular, que é amplificada pelo circuito de acionamento para garantir que a chave de alta tensão, um grupo de transistores de alta potência, tenha uma corrente de base suficientemente grande para atingir a condução de saturação e reduzir a queda de tensão. Isso é fundamental para os transistores controlados por corrente.
A tensão de pulso de onda retangular é fornecida por um circuito oscilador de relógio ou por um gerador de largura de pulso constante. Com a ajuda do circuito de detecção de feedback, do circuito dado, do circuito de comparação e do circuito de amplificação, etc., o controle de loop fechado do inversor de soldagem a arco transistorizado é obtido, e as características externas necessárias e as características de ajuste (ajuste do parâmetro do processo), as características dinâmicas e a forma de onda do pulso de saída são obtidas.
Essencialmente, um inversor de soldagem a arco transistorizado também é um tipo de fonte de energia de soldagem de tensão e corrente constantes (CV/CC) no modo de comutação.
Do ponto de vista do princípio básico, ele pode ser rastreado até o tipo de amplificador magnético, os retificadores de soldagem a arco com controle de fase por tiristor e os retificadores de soldagem a arco comutados por transistor apresentados anteriormente, todos eles fontes de energia de modo de comutação.
No entanto, seus componentes de comutação de alta potência são conectados em série com o circuito de carga, e a regulagem e a estabilização da tensão e da corrente de saída são obtidas por meio do ajuste da queda de tensão e da relação de tempo liga-desliga (relação de tempo) do grupo de transistores de potência.
Portanto, para as condições do processo de soldagem de baixa tensão de saída e alta corrente, uma grande quantidade de energia é suportada pelo grupo de transistores de potência, resultando em baixa eficiência. Além disso, a frequência de operação do transformador principal é de 50 Hz, o que resulta em um grande tamanho e peso.
Em contrapartida, o inversor de soldagem a arco transistorizado é uma nova fonte de energia de modo de comutação, com o grupo de transistores de energia trabalhando no lado primário com alta tensão e baixa corrente. A frequência de operação do transformador principal pode chegar a 16-25kHz, resultando em uma eficiência muito maior e em um tamanho significativamente reduzido.
A frequência do inversor mais comumente usada é de 20kHz, o que o torna outro exemplo da "revolução da tecnologia de energia de 20kHz".
A principal característica do inversor de soldagem a arco transistorizado é o uso de um "grupo de transistores de comutação de alta potência" em vez de "tiristores de alta potência" como componentes de comutação de alta potência do inversor, e o uso de um "oscilador de relógio" e "circuito V/W" em vez de um "gerador de largura de pulso constante" e "circuito V/F".
A modulação por largura de pulso é usada para controle e modulação, e o controle de loop fechado do inversor de soldagem a arco transistorizado é obtido por meio de circuitos de detecção de feedback, circuitos de dados, circuitos de comparação, circuitos de amplificação, etc.
Como resultado, são obtidas as características externas e de ajuste desejadas (ajuste do parâmetro do processo), as características dinâmicas e a forma de onda do pulso de saída.
Classificação
A tecnologia do inversor de soldagem a arco com transistor pode ser classificada de diferentes ângulos.
De acordo com a forma da curva característica externa, ela pode ser dividida em característica de tensão constante, característica de corrente constante, característica de queda lenta, característica de passo duplo, característica de corrente constante mais arrasto externo etc.
De acordo com a tensão do arco de saída e a forma de onda da corrente, ela pode ser dividida em CC, pulso, onda retangular CA, etc.
De acordo com a forma do circuito principal do inversor, ele pode ser dividido em circuito principal de inversor positivo de extremidade única, circuito principal de inversor positivo de extremidade dupla, circuito principal de inversor de meia ponte, circuito principal de inversor de ponte completa e circuito principal de inversor paralelo (push-pull) raramente usado.
Recursos
Em comparação com o inversor de soldagem a arco com tiristor, o inversor de soldagem a arco com transistor tem as seguintes características e vantagens devido ao melhor desempenho dos transistores de chave de alta potência:
Embora o surgimento de inversores de soldagem a arco com transistor tenha aumentado a frequência de inversão para o nível de 20 kHz, o que favorece o aumento da eficiência e a redução do volume e do peso, eles sofrem de avarias secundárias e exigem um grande acionamento de corrente (tipo de controle de corrente).
Como resultado, os profissionais de tecnologia têm buscado ativamente um interruptor de energia com melhor desempenho para substituí-lo, que é o transistor de efeito de campo de alta potência (MOSFET).
Ele pertence ao tipo de controle de tensão, conhecido como inversor de soldagem a arco de controle de tensão, comumente conhecido como inversor de soldagem a arco de transistor de efeito de campo (MOSFET). Apenas a tensão de condução de controle e a pequena corrente instantânea são necessárias para obter o controle de comutação dos transistores de efeito de campo de potência, e a velocidade de comutação é mais rápida, sem colapso secundário.
Os principais componentes e princípios básicos do inversor de soldagem a arco MOSFET são semelhantes aos dos inversores do tipo transistor. Seu diagrama de blocos principal é mostrado na Figura 3.
Ele também usa o método de regulação "modulação por largura de pulso (PWM) de frequência fixa". A frequência do inversor do tipo transistor é geralmente fixada em cerca de 20kHz, enquanto o inversor do tipo MOSFET geralmente usa 40-50kHz, mas também há frequências acima de 50kHz.
Os métodos de aquisição de suas características externas e características de regulação (ajuste do parâmetro de regulação) também são obtidos pelo controle da variação (ajuste) da largura do pulso de acionamento, incluindo a modulação de baixa frequência da forma de onda do pulso de saída.
Além disso, o circuito de filtro retificador de entrada, os tipos básicos de circuito principal do inversor, o circuito de filtro de saída, o circuito de controle de malha fechada com feedback e seu princípio são basicamente os mesmos. Eles não serão aprofundados aqui.
Características do inversor de soldagem a arco MOSFET
São analisadas as características do uso do transistor de efeito de campo (MOSFET) como interruptor eletrônico de energia. Em comparação com o transistor, o MOSFET confere ao inversor de soldagem a arco as seguintes vantagens e características proeminentes:
(1) Potência de controle extremamente pequena: O MOSFET tem uma alta resistência de entrada CC do gate-source, e o controle de tensão é adotado. Do ponto de vista do acoplamento de potência, o inversor de soldagem a arco MOSFET pode ser controlado diretamente por um microcomputador por meio das interfaces A/D e D/A, e o circuito de controle pode ser simplificado, o que é o objetivo dos circuitos de controle modernos.
(2) Ampla faixa de trabalho confiável.
(3) Tempo de comutação extremamente curto.
(4) Realização relativamente fácil da operação paralela de vários tubos: Como o MOSFET tem um coeficiente de temperatura positivo, a operação paralela não exige um resistor de compartilhamento de corrente em série.
Classificação e aplicação
O inversor de soldagem a arco MOSFET pode ser classificado de acordo com as características externas, bem como com os tipos de saída CC, pulso e onda retangular CA.
Esse tipo de inversor de soldagem a arco tem importância universal, podendo ser usado não apenas para soldagem manual de hastes de soldagem a arco, soldagem a arco de tungstênio-argônio, eletrodo de fusão soldagem com proteção gasosaA soldagem e o corte a arco de plasma, mas também para a soldagem de precisão e de alto desempenho, como a soldagem mecanizada, a soldagem automatizada e a soldagem por robô, obtendo várias características externas por meio de diferentes tensões de arco, feedback de corrente e relações de correspondência.
Além disso, seu desempenho de soldagem e sua multifuncionalidade podem ser bastante aprimorados por meio do controle digital e inteligente.
Devido à potência limitada do MOSFET, ele é normalmente usado em situações de potência pequena e média, especialmente para baixa potência. Ao aumentar a frequência do inversor para 100-200kHz, um inversor de soldagem a arco MOSFET de 100A pode ser feito em apenas 3,4 kg.
É um verdadeiro tamanho de bolso Fonte de alimentação para soldagem a arco parece uma obra de arte.
Um inversor de soldagem a arco IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) é um tipo de inversor de soldagem a arco baseado em transistor que usa transistores de efeito de campo em vez dos transistores tradicionais como chave de energia eletrônica. Ele oferece várias vantagens, como controle de potência mínima, velocidade de comutação rápida, ausência de avaria secundária e maior frequência do inversor.
No entanto, também há algumas desvantagens no uso de transistores de efeito de campo, incluindo menor capacidade de produção, maior resistência de canal, menor resistência de tensão e menor corrente operacional nominal. Para resolver esses problemas, os fabricantes e as unidades de pesquisa desenvolveram transistores de comutação de potência IGBT combinando a alta capacidade dos transistores tradicionais e o controle de tensão dos transistores de efeito de campo.
Os transistores de comutação de potência IGBT têm transistores de maior capacidade e são relativamente mais fáceis de produzir e depurar, ganhando assim rapidamente ampla adoção e aplicação no setor. Os inversores de soldagem que usam transistores de comutação de potência IGBT também são conhecidos como inversores de soldagem a arco IGBT, que são um tipo de inversor controlado por tensão. No entanto, a frequência do inversor dos inversores de soldagem a arco IGBT não é tão alta quanto a dos inversores baseados em MOSFET.
Os inversores de soldagem a arco baseados em MOSFET e IGBT têm suas próprias características e se tornaram novos Tipos de soldagem fontes de energia que são amplamente desenvolvidas e promovidas.
Os principais componentes e o princípio básico de operação de um inversor de soldagem a arco IGBT são mostrados na Figura 4. Em comparação com os inversores de soldagem baseados em MOSFET e transistores tradicionais, o Inversor IGBT têm tamanho e estrutura básica diferentes, mas todos usam o método de controle PWM de "modulação por largura de pulso de frequência fixa".
A principal diferença é que são usados transistores IGBT em vez de MOSFET ou transistores tradicionais, e a frequência do inversor é de cerca de 20 a 25kHz (enquanto os inversores baseados em MOSFET podem chegar a 50kHz ou mais). Os transistores IGBT usam controle de tensão, e um único transistor tem capacidade suficiente, portanto, não há necessidade de operação paralela de vários transistores.
As características externas do inversor IGBT, as características de regulação (regulação de parâmetro padrão) e a aquisição e o controle da forma de onda de saída também são obtidos por meio de alterações (conversão, modulação) na largura do pulso, incluindo a modulação de baixa frequência da forma de onda do pulso de saída.
Em termos dos tipos básicos do circuito do filtro retificador de entrada, do circuito principal do inversor (vários tipos), do circuito do filtro de saída, do circuito de controle de malha fechada com feedback negativo e de seus princípios, eles são essencialmente os mesmos que os inversores de soldagem baseados em MOSFET.
Os inversores de soldagem a arco baseados em IGBT podem ser classificados de acordo com suas características externas ou com seus tipos de saída, como CC, pulso e CA de onda quadrada.
Ambos os tipos de inversores de soldagem têm importância universal e podem ser usados não apenas para processos de soldagem de grande escala e abrangência, como soldagem a arco com bastão, soldagem a arco com tungstênio argônio, soldagem com eletrodo de fusão blindado a gás, soldagem e corte a arco com plasma, mas também para processos de soldagem automática a arco submerso de alta potência com fio simples/duplo, variando de 1250A a 2000A, goivagem a ar com arco e soldagem a arco com robô, bem como soldagem MIG/MAG/pulso com fio duplo e soldagem a arco submerso com três fios, entre outros.
Os dispositivos de energia da fonte de alimentação de soldagem a arco funcionam e são controlados em modo analógico ou de comutação. Há dois tipos de fonte de alimentação para soldagem a arco no modo de comutação: hard e soft-switching. O primeiro usa principalmente a tecnologia de controle de modulação de largura de pulso (PWM), e os dispositivos de energia funcionam em um estado forçado (a corrente não é zero) ou forçado (a tensão não é zero).
Devido à existência de capacitância e indutância parasitas no circuito, os dispositivos do interruptor de alimentação ligam e desligam em valores de corrente e tensão de trabalho que não são zero ou até mais altos, levando a altas perdas de comutação. Essa perda aumenta proporcionalmente com a frequência, reduzindo significativamente a eficiência do circuito e até mesmo causando o mau funcionamento do circuito.
Os inversores de soldagem a arco tradicionalmente projetados têm dificuldade em resolver fundamentalmente esses problemas. No entanto, os inversores de soldagem a arco com comutação suave usam a tecnologia de conversão de corrente ressonante, em que os dispositivos de energia são ligados ou desligados naturalmente sob condições de tensão ou corrente zero.
Essa tecnologia supera essencialmente as desvantagens das fontes de alimentação de soldagem a arco de comutação rígida, reduz as perdas de comutação em grande parte e minimiza a interferência eletromagnética (EMI) e a interferência de radiofrequência (RFI).
Ele também reduz o peso do inversor, aumenta a frequência, diminui o volume de transformadores, indutores e capacitores no circuito, reduz a ondulação de saída e melhora a densidade de potência e o desempenho dinâmico do sistema.
Portanto, a aplicação da tecnologia de soft-switching, especialmente em inversores de soldagem a arco, está cada vez mais difundida, levando a fonte de alimentação de soldagem a arco a um novo patamar. Os inversores de soldagem a arco com comutação suave são um desenvolvimento promissor nesse campo, e esta seção se concentrará em sua discussão.
Os principais componentes e princípios básicos do inversor de soldagem a arco de comutação suave são semelhantes aos do inversor de soldagem a arco de comutação rígida. A principal diferença está nos detalhes da estrutura do circuito principal do inversor e no método de ajuste do circuito de controle e acionamento.
A tecnologia de conversão de corrente ressonante com modo de operação de comutação suave pode ser controlada por dois métodos: controle de frequência variável e controle de frequência constante. A análise e o projeto do circuito de controle de frequência variável são complexos e suscetíveis a interferências, e a faixa de saída é pequena, com baixa utilização de componentes magnéticos.
O controle de frequência constante é baseado no PWM comumente usado, no qual um indutor e um capacitor ressonantes são conectados em série no circuito principal do inversor. O sistema de controle usa onda quadrada com deslocamento de fase para acionar os dispositivos de chaveamento, contando com o diodo de roda livre para obter o controle de chaveamento suave dos dispositivos de energia.
No circuito principal do inversor de ponte completa, os dispositivos de chave de alimentação nas linhas diagonais não são ligados e desligados ao mesmo tempo, mas são escalonados com um intervalo de tempo para atingir o desligamento da corrente zero ou a ativação da tensão zero. O controle da tensão ou da corrente de saída é obtido com o ajuste do ciclo de trabalho da ponte.
Esse método de controle é relativamente fácil de projetar, tem uma faixa de saída maior e uma estrutura de circuito relativamente simples, o que o torna mais adequado para aplicações de inversor de soldagem a arco.
Forma básica do circuito principal do inversor de comutação suave
Atualmente, há várias formas básicas comuns de circuito principal do inversor de comutação suave, incluindo:
Princípio de funcionamento do circuito principal do inversor de comutação suave
Para escolher o circuito principal do inversor de comutação suave correto para a fonte de alimentação de soldagem a arco, é necessário apresentar em detalhes os quatro circuitos principais básicos do inversor de comutação suave a seguir:
(1) Circuito principal do inversor ressonante de comutação de corrente zero (ZCS)
Conforme mostrado na Figura 6a, o ZCS se refere ao uso da forma de onda da corrente no elemento ressonante LC auxiliar e nos dispositivos de potência para fazer com que os dispositivos de potência se desliguem naturalmente em condições de corrente zero, alcançando a comutação natural dos dispositivos.
(2) Circuito principal do inversor ressonante de comutação de tensão zero (ZVS)
Conforme mostrado na Figura 6b, ZVS refere-se ao uso da forma de onda de tensão no indutor e no capacitor do elemento ressonante auxiliar e nos dispositivos de alimentação para reduzir a tensão de capacitância de saída dos dispositivos de alimentação a zero antes de ligar os dispositivos, criando condições de tensão zero para ligar os dispositivos e eliminando as perdas de comutação relacionadas à capacitância de saída parasita dos dispositivos, aumentando consideravelmente a frequência de comutação.
No entanto, a ZVS tem duas desvantagens. Um deles é o grande estresse de tensão no dispositivo, que é proporcional à faixa de carga, dificultando a obtenção de ZVS para uma ampla faixa de cargas. A outra é causada pela oscilação do diodo retificador com o capacitor ressonante.
Se for uma oscilação de amortecimento, ela causará uma grande perda de potência em altas frequências. Se for uma oscilação sem amortecimento, ela terá um efeito desvantajoso sobre o ganho de tensão do inversor e poderá causar oscilação em circuito fechado.
(3) Circuito principal do inversor multiressonante
Conforme mostrado na Figura 6c, o circuito principal do inversor multirressonante refere-se à combinação das características de ZVS e ZCS em uma única estrutura de comutação. O capacitor ressonante está em paralelo com o dispositivo de comutação e em paralelo com o diodo, fazendo com que tanto o dispositivo de comutação quanto o diodo sejam interruptores de tensão zero.
A principal vantagem é que todos os principais parâmetros parasitas (capacitância de saída do dispositivo de alimentação, capacitância de junção do diodo, indutância de fuga do transformador etc.) são integrados ao circuito ressonante, fazendo com que todos os dispositivos do circuito conduzam quando a tensão é zero, reduzindo assim as perdas de comutação e melhorando a eficiência do trabalho.
A desvantagem dos três circuitos acima é que eles funcionam em uma frequência variável, resultando em altas tensões de tensão e corrente nos dispositivos.
O circuito principal do inversor ressonante em série, o circuito do inversor paralelo de meia ponte e ponte completa e o circuito principal do inversor de classe E estão mais intimamente relacionados à estrutura do circuito principal do inversor de soldagem a arco de comutação suave.
O circuito principal do inversor de classe E é uma versão aprimorada do circuito amplificador de classe E e é modificado a partir do inversor ressonante em série. Seu circuito é mostrado na Figura 7.
A vantagem do circuito principal do inversor de classe E é que ele elimina as perdas de comutação e reduz a interferência eletromagnética. A principal desvantagem é que há um grande pico de corrente fluindo pelo interruptor, e o dispositivo do interruptor sofre um grande estresse de tensão.
(4) Circuito principal do inversor de ponte completa com controle de mudança de fase
Desde sua proposta no final da década de 1980, o circuito de comutação suave de ponte completa controlado por mudança de fase tem recebido cada vez mais atenção e se tornou um tópico importante em pesquisa e aplicação. O circuito de soft-switching de ponte completa com mudança de fase combina perfeitamente duas topologias de circuito, soft-switching ressonante e PWM.
A comutação ressonante é obtida durante o processo de comutação do dispositivo de comutação de energia, garantindo menores perdas de comutação, enquanto que, depois que o dispositivo de comutação é ligado, uma tensão e uma corrente de onda quadrada são fornecidas usando a modulação PWM. Com base nas características da forma de onda de comutação, o circuito de comutação suave de ponte completa controlado por mudança de fase pode ser dividido em comutação suave de tensão zero de ponte completa e comutação suave de tensão zero e corrente zero.
O circuito principal e o tempo do sinal de acionamento do circuito inversor de ponte completa controlado por mudança de fase são mostrados na Figura 8:
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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