Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy hàn inverter một chiều điều khiển kỹ thuật số, đạt dòng hàn 160A -phụ lục

Bộ Công thơng
Tổng Công ty Máy động lực và máy nông nghiệp
Viện Công nghệ





Tên đề tài:
Nghiên cứu thiết kế chế tạo
máy hànInverter một chiều điều khiển
Kỹ thuật số, đạt dòng hàn 160 A

Cơ quan chủ quản: Bộ Công thơng
Cơ quan chủ trì: Viện Công nghệ
Chủ nhiệm đề tài: KS. Nguyễn văn thống


Phần Phụ lục

7100-1
16/2/2009




Hà Nội, 2 2009


2
Bộ Công thơng
Tổng Công ty Máy động lực và máy nông nghiệp
Viện Công nghệ




Phụ lục
Báo cáo tổng kết đề tài KH-CN
M số: 239.08.rd/HĐ-KHCN





Tên đề tài:
nghiên cứu thiết kế chế tạo
máy hàn Inverter một chiều điều khiển
kỹ thuật số, đạt dòng hàn 160 A

Hà Nội, 2 2009
Cơ quan chủ trì
Viện Công nghệ
Chủ nhiệm đề tài


KS. Nguyễn Văn Thống

3



Môc lôc


¶nh m¸y hµn. . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
I. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y hµn.
. . . . . 3
II. H−íng dÉn sö dông m¸y hµn.
. . . . . . . 3
III. ¶nh c¸c côm linh kiÖn chÝnh.
. . . . . . . 7
IV. Danh môc c¸c b¶n vÏ vµ c¸c b¶n vÏ.
. . 10

4






H×nh 1. ¶nh m¸y hµn.





5
I. Các thông số cơ bản của máy hàn:
Điện áp đầu vào 220 V, 1 pha ( AC ).
Kiểu thiết kế cơ bản
Inverter, điều khiển kỹ thuật số

Phơng pháp điều khiển
dòng điện hàn
Vi điều khiển lập trình với bàn
phím và màn hình hiển thị.
Công nghệ hàn Hàn que
Loại dòng điện ra Một chiều ( DC )
Đặc tuyến tĩnh ( đờng
cong V A ).
Kiểu dòng điện không đổi.
Dòng hàn với
chu kì tải 100%
160 A
Dòng hàn với
chu kì tải 60%
200 A
Phơng pháp làm nguội Đối lu cỡng bức có điều khiển.
Loại cách điện Loại H ( 125
o
C ).
Điện áp hở mạch < 80 V
Kiểu biến áp Lõi fe-rit chữ E, dây đồng, kiểu bọc.
Hoạt động với tần số 40.000 Hz
Trọng lợng máy 14 kg
Công suất ~ 6 KVA

II. Hớng dẫn sử dụng máy hàn Inverter một chiều điều khiển kỹ thuật số, đạt
dòng hàn 160 A.
1. Máy dùng để thực hiện công nghệ hàn que với que hàn từ 1,6 đến 4 mm.
2. Nguồn điện cho máy là điện lới 1 pha, 220 V.
3. Khi hàn tùy vào công việc cụ thể mà có thể đấu mỏ hàn vào cực âm

hay dơng của máy, còn bộ phận kẹp mát đấu vào cực còn lại.
4. Chức năng của 6 đèn báo ( hình 1 ):
- Đèn Nguồn : sáng khi máy có điện.
- Đèn Hàn : sáng khi đang hàn.
- Các đèn có số từ 1 đến 3: khi đèn nào sáng, nó cho biết ta đang làm việc
với chơng trình có số tơng ứng đợc lu trong bộ nhớ. Trong cùng một thời
điểm chỉ 1 trong 3 đèn này sáng. Sau khi khởi động máy thì chơng trình 1
đợc thiết kế là mặc định nên tự động nạp vào phần cài đặt, sẵn sàng làm
việc.
- Đèn Lỗi : sáng khi có sự cố nh quá dòng, quá nóng, quá điện áp


6

nguồn
Hàn
123
lỗi
luu
,
Màn hình hiển thị
Các đèn báo
Các phím bấm
Các cực lấy điện hàn



Hình 2. Mặt trớc máy hàn.

7
5. Chức năng của 5 nút bấm:
- Nút và là 2 nút đặt chuyển chế độ theo chiều thuận và chiều
nghịch của 13 chế độ cài đặt và hiển thị, mỗi lần bấm nhanh sẽ chuyển sang 1
chế độ mới, theo thứ tự đã sắp sẵn và theo chiều ta đã chọn. Sau đây là kí hiệu
hiển thị chế độ trên màn hình theo đúng thứ tự xuất hiện theo chiều thuận (
chiều mũi tên chỉ lên ):
+ I. H : dòng hàn đặt, con số chỉ dòng hàn hiện lên ở 3 LED cuối.
Trong chế độ này ta có thể cài đặt, thay đổi các con số dòng hàn ta
muốn hàn, bằng cách bấm vào nút + hoặc . Nút + là tăng,
nút là giảm . Mỗi lần bấm nhanh thì thay đổi 1A, bấm đè thì thay
đổi liên tục với tốc độ 30A/ s.
+ I. H.d : dòng hàn đo đợc thực tế trong khi đang hàn. Trong
chế độ này ta đọc đợc dòng điện thực tế đang hàn. Vì là dòng đo
đợc nên lúc này khi bấm 2 nút + hoặc đều không có tác
dụng.
+ FAN : dòng điện khi quạt làm mát chạy. Trong chế độ này ta
có thể đặt dòng hàn tối thiểu mà quạt làm mát phải chạy, nếu ta hàn
với dòng nhỏ hơn thì quạt không chạy. Khi ngừng hàn hoặc khi dòng
điện hàn hạ xuống dới mức đã đặt, quạt vẫn chạy tiếp thêm 2 phút rồi
mới tự động dừng lại.
+ Vol : đo điện áp nguồn. Màn hình hiển thị điện áp của nguồn.
+ ErVo.
-


: đặt khống chế điện áp mức cao. Trong chế độ này ta sẽ
đặt mức điện áp cao nhất mà máy còn đợc phép làm việc
+ ErVo.

: đặt khống chế điện áp mức thấp. Trong chế độ này ta
sẽ đặt mức điện áp thấp nhất mà máy còn đợc phép làm việc.
+ Er. IH : đặt khống chế dòng hàn mức cao. Trong chế độ này ta
sẽ đặt mức dòng hàn cao nhất mà máy còn đợc phép làm việc.
Sau khi đã đặt 3 chế độ khống chế này, nếu khi hàn xuất hiện 1 trong
3 mức đã nêu thì máy sẽ tự động phát tín hiệu cảnh báo tơng ứng trên
màn hình kèm theo tín hiệu âm thanh tít tít liên tục và ngắt dòng hàn.
+ Er. T
o
: đặt sử dụng hay không sử dụng chế độ ngừng máy khi
bị quá nhiệt. Trong chế độ này, phần bên phải màn hình xuất hiện
chữ OFF khi nhấn nút , chữ ON khi nhấn nút + . Nếu
ta muốn máy dừng khi quá nhiệt thì cho hiện chữ ON , còn nếu ta
vẫn muốn tiếp tục hàn thì cho hiện chữ OFF , bằng cách này lúc
cần thiết ngời thợ có thể cố hoàn thành nốt khi công việc còn ít, vì


8
máy đợc đặt cảnh báo nhiệt sớm.
+ OVErLOAd : tín hiệu cảnh báo sự cố kèm theo tín hiệu âm thanh
tít tít liên tục và ngắt dòng hàn. Giải quyết sự cố xong phải tắt máy rồi
khởi động lại.
+ Erro t
o
: cảnh báo quá nhiệt kèm theo tín hiệu âm thanh tít tít liên
tục và ngắt dòng hàn, lúc này máy dừng hay không là do chế độ
Er.T
o

đặt ON hay OFF.Trờng hợp ta hàn với dòng điện
nhỏ hơn mức đặt cho quạt chạy nhng máy vẫn nóng lên đến mức cảnh
báo, thì cùng với tín hiệu cảnh báo quá nhiệt, quạt sẽ chạy trong 2 phút
để làm mát.
+ Err

VOL : cảnh báo quá áp kèm theo tín hiệu âm thanh tít tít liên
tục và ngắt dòng hàn.
+ Err_
_
VOL : cảnh báo thấp áp kèm theo tín hiệu âm thanh tít tít liên
tục và ngắt dòng hàn.
- Nút : giảm các thông số của chức năng đang hiển thị (trừ giá trị
đo đợc ).
- Nút + : tăng các thông số của chức năng đang hiển thị ( trừ giá trị
đo đợc ).
Hai nút tăng, giảm này mỗi lần bấm sẽ thay đổi 1 đơn vị ( đơn vị của
dòng là 1A , đơn vị của điện áp là 1V ).
Nếu nhấn đè thì số sẽ thay đổi liên tục với tốc độ 30 đơn vị/ giây.
- Nút Lu : lu lại thông số của chức năng đợc cài đặt đang hiển thị
trên màn hình vào bộ nhớ, thông số này đợc lu cho đến khi nạp thông
số mới, kể cả khi bị mất điện vẫn không mất. Máy cũng tự động lu các
thông số đợc nạp sau cùng, nếu trong 10 giây không nạp thông số thay
thế. Lúc bấm nút lu, nếu đèn có kí hiệu bằng con số nào đang sáng thì
đợc lu vào chơng trình đấy. Bấm nhanh là thực hiện chế độ lu, bấm
đè quá 2 giây là chuyển chơng trình theo thứ tự: 1, 2, 3, rồi trở lại 1.
Việc chuyển chơng trình chỉ thực hiện đợc khi màn hình đang ở chế
độ dòng hàn đặt.
Màn hình hiển thị dòng hàn đặt là màn hình chính, nên nếu sau 15 giây
mà ta không nạp thông số gì, thì màn hình tự động chuyển về màn hình dòng

hàn đặt ( I. H ).
6. Trên vỉ mạch điều khiển có cổng kết nối với máy tính, với tốc độ làm việc
19200 bit/s. Qua cổng này ta có thể thay đổi phần mềm cho chip vi điều khiển.
III. ảnh các cụm linh kiện chính
.


9


H×nh 3. ¶nh trªn: b¶n ( board ) m¹ch hiÓn thÞ vµ bµn phÝm.
¶nh d−íi: B¶n m¹ch ®iÒu khiÓn.`


10


H×nh 4. ¶nh trªn: B¶n m¹ch vi xö lÝ.
¶nh d−íi: B¶n m¹ch n¾n cao tÇn cïng bé IGBT, biÕn ¸p fe-rit.


11




Hình 5. Bố trí bên trong máy hàn ( nhìn từ bên trái máy ).
Tầng trên ( từ trái sang ): Quạt làm mát ( lắp trên tấm sau ); bản mạch điều
khiển; biến áp nuôi; bản mạch vi xử lí; bản mạch hiển thị và bàn phím ( lắp trên mặt
trớc ).

Tầng dới: ( từ trái sang ): biến áp fe-rit, 4 bộ IGBT ( lắp trên tấm tản nhiệt
đứng ); bản mạch nắn cao tần ( lắp trên tấm tản nhiệt nằm ); cùng trên tấm tản nhiệt
nằm, ở bên trong là bộ nắn dòng đầu vào.










12







Hình 6. Bố trí tầng dới ( nhìn từ bên phải máy ).
Từ trái sang: bộ nắn dòng đầu vào, phía trong là mạch nắn cao tần, bộ IGBT
cùng tấm tản nhiệt, tụ lọc đầu vào, at-tô-mat, bên trong là biến áp fe-rit, phía trên là
quạt làm mát.

13

III. Danh mục các bản vẽ thiết kế
: ( Phần mềm Autocad )

tt Kí hiệu bản vẽ Tên bản vẽ
1 INV.160 01 - 00 Kết cấu máy hàn.
2 INV.160 01 - 01 Mặt trớc.
3 INV.160 01 - 02 Mặt sau.
4 INV.160 01 - 03 Mặt đáy.
5 INV.160 01 - 04 Mặt chữ U.
6 INV.160 01 - 05 Tấm trần.
7 INV.160 01 - 06 Tay xách.
8 INV.160 02 - 00 Sơ đồ khối máy hàn.
9 INV.160 02 01.0 Sơ đồ nguyên lí mạch hiển thị và bàn phím.
10 INV.160 02 01.a Bản mạch hiển thị và bàn phím mạch trên.
11 INV.160 02 01.b Bản mạch hiển thị và bàn phím mạch dới.
12 INV.160 02 01.c Bản mạch hiển thị và bàn phím s/đ phủ lắc.
13 INV.160 02 01.d Bản mạch hiển thị và bàn phím s/đ lắp linh kiện
14 INV.160 02 02.0 Sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển.
15 INV.160 02 02.a Bản mạch điều khiển mạch trên.
16 INV.160 02 02.b Bản mạch điều khiển mạch dới.
17 INV.160 02 02.c Bản mạch điều khiển s/đ phủ lắc.
18 INV.160 02 02.d Bản mạch điều khiển s/đ lắp linh kiện.
19 INV.160 02 03.0 Sơ đồ nguyên lí mạch vi xử lí.
20 INV.160 02 03.a Bản mạch vi xử lí mạch trên.
21 INV.160 02 03.b Bản mạch vi xử lí mạch dới.
22 INV.160 02 03.c Bản mạch vi xử lí s/đ phủ lắc.
23 INV.160 02 03.d Bản mạch vi xử lí s/đ lắp linh kiện.
24 INV.160 02 04.0 Sơ đồ nguyên lí mạch nắn cao tần.

25 INV.160 02 04.a Bản mạch nắn cao tần bản chung.
26 INV.160 02 04.b Bản mạch nắn cao tần s/đ phủ lắc
27 INV.160 02 04.c Bản mạch nắn cao tần s/đ lắp linh kiện
28 INV.160 02 05. Biến áp fe-rit công suất.