ماشین های جوشکاری بمنظور ذوب کردن فلزات و سایر مواد مورد استفاده قرار می گیرند . دستگاه های جوشکاری انواع مختلفی دارند، و فرایندهای جوشکاری نیز با یکدیگر متفاوت هستند. ماشین های جوشکاری مبتنی بر تکنولوژی IGBT آخرین ورژن این ماشین ها هستند . آن ها از جدیدترین دستگاه ها هستند و در سال 1980 نیز اختراع شده اند .
تکنولوژی IGBT چیست
IGBT به معنی ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق شده است. این دستگاه یک نیمه هادی است. بسیار بهینه است و شهرت آن بدلیل سوییچینگ پر سرعت آن می باشد. در بسیاری از تجهیزات خانگی مانند یخچال ، استریوهای بسیار پیشرفته، ماشین های الکتریکی و ماشین های با مصرف انرژی بهینه وجود دارد.
مورد کاربرد تکنولوژی IGBT در ماشین های جوشکاری
بطور عمده واحد های جوشکاری ساختار ساده ای دارند ، اما دستگاه های جوشکاری IGBT دارای ساختار درونی پیچیده ای هستند . این ماشین ها می توانند بار بسیار زیاد جوشکاری قوس الکتریکی را هندل کنند . آن ها با عنوان واحد های دستگاه جوش اینورتر نیز شناخته می شوند. از این دستگاه ها در کمپانی های کوچک تا بزرگ استفاده می شود .
نحوه کار دستگاه‌های جوش دارای تکنولوژی IGBT
نحوه کار این نوع ماشین های جوشکاری به این صورت است که آن ها توان مفید را به ولتاژ بالا تبدیل می کنند و سپس آن را در بانک ذخیره کننده ظرفیت ، ذخیره می کنند . سپس این توان توسط کنترل کننده میکرو پروسسور به ترانسفورماتور دوم سوییچ می شود تا جریان مورد نیاز جوشکاری را تولید کند . این یک واحد نمایش دیجیتال است و کار کردن با آن توسط کاربر بسیار راحت است . نمایش دهنده دیجیتال برای یک دستگاه جوش بسیار مفید است . این ماشین های مبتنی بر اینورتر بسیار کاراتر از ماشین های غیر مبتنی بر اینورتر هستند و کنترل بیشتری می توان روی آن ها انجام داد . ساختار دستگاه جوش مبتنی بر IGBT شامل ترانزیستور دو قطبی ، یک دروازه و یک ترانزیستور قدرت است . تمام این موارد سبب کنترل انرژی می شوند .
ساختار دستگاه جوش دارای تکنولوژی IGBT
این دستگاه دارای نرم افزار کنترل کننده است که کار پالس دهی جریان جوشکاری ، جوشکاری اتوماتیک و غیره را انجام می دهد . این موارد در دستگاه های جوش ترانسفورماتور گران هستند اما به راحتی توسط دستگاه اینورتر کنترل شده با نرم افزار قابل اجرا و انجام می باشند .
تکنولوژی IGBT از آنجایی مهم هستند که نیروی لازم برای انواع مختلف فرایندهای جوشکاری را فراهم می آورند . در این دستگاه شما قادر هستید از انواع مختلف جریان و آمپراژ استفاده کنید . فرایندهایی شبیه جوشکاری TIG یا ( جوشکاری گاز بی اثر تنگستن ) یا MMA ( جوشکاری قوس فلزی دستی ) با این روش قابل انجام است . در دستگاه های جوشکاری DC یا َAC ، TIG قابل استفاده هستند . مواد مختلفی مانند استیل ، استیل کربن و مس با این روش قابل جوش هستند.
IGBT ترکیبی از دو ترانزیستور BJT و ماسفت است. IGBT از دید ورودی، یک ماسفت، و از دید خروجی یک BJT است. BJT و ماسفت دارای خصوصیاتی هستند که از نقطه نظرهایی یکدیگر را تکمیل می‌کنند. BJTها در حالت روشن (وصل) دارای تلفات هدایتی کمتری هستند، درحالیکه زمان سوئیچینگ آنها به خصوص هنگام خاموش شدن طولانی‌تر است. ماسفت‌ها قادرند که به مراتب سریعتر قطع و وصل شوند، بنابراین تلفات هدایت آنها بیشتر است. IGBT ترانزیستوری است که مزایای BJT و ماسفت را باهم دارد .
ساختار ظاهری دستگاه جوش دارای IGBT
دستگاه های جوش مبتنی بر IGBT دارای مدل های قابل حمل نیز هستند . این مدل ها را به راحتی می توانید هر جا نیاز به جوشکاری دارید استفاده کنید . در کاربرد آن ها به موارد ایمنی دقت کنید . هنگام استفاده از آن ها از اینکه طول کابل به اندازه لازم بلند است مطمئن شوید .
وزن این دستگاه ها بستگی به نوع و آمپر خروجی آنها دارد. نسبت به عملکرد کیفیت جوش، وزن کم، مصرف بسیار پایین انرژی برق، هزینه کمی برای خرید آنها پرداخت میگردد.
مزایای استفاده از دستگاه جوش دارای IGBT
- IGBT دارای خصوصیات ساده دروازه ماسفت به همراه جریان زیاد و توان ولتاژ اشباع پایین ترانزیستورهای دو قطبی است .
- IGBT دارای دروازه های ایزوله FET برای کنترل ورودی و ترانزیستور دو قطبی نیرو به عنوان سوییچ در یک وسیله است .
- از IGBT در وسایل با قدرت میانه تا بالا مانند ، تامین کننده نیرو مبتنی بر سوییچ، کنترل کننده موتورهای کششی و گرمایش القایی استفاده می شود .
- IGBT های بزرگ اغلب شامل وسایل موازی زیادی هستند و می توانند جریان های بالایی در درجه صدها آمپر را هندل کنند.
- IGBT ها می توانند بار صدها کیلووات را هندل کنند .
مدل های مختلف تکنولوژی IGBT
مدارهای درون IGBT می توانند توسط برنامه های کامپیوتری شبیه ساز مدار، مانند spice و saber توسعه پیدا کنند . شبیه سازی مدارهای IGBT به این صورت است که وسیله باید نسبت به ولتاژهای مختلف و جریان های متفاوت در ترمینال های الکتریکی پاسخ گو باشد . در برخی از شبیه ساز ها گرما نیز به عنوان یک فاکتور وارد این چرخه می شود . دو نوع متد متعارف برای مدل سازی وجود دارد، نام آن ها عبارت است از : مدل های مبتنی بر وسایل فیزیکی و مدارهای معادل یا مدل های ماکرو .
شبیه سازی spice ، از مدل های ماکرو که شامل اجزایی مانند FET و BJT در پیکربندی خود استفاده می کنند، استفاده می کند . یک جایگزین برای مدل های مبتنی بر وسایل فیزیک ، مدل هفنر است . این مدل بسیار پیچیده است و نتایج بسیار خوبی را نشان داده است . از این مدل برای تست IGBT نسبت به گرمای درونی استفاده می شود . این مدل به نرم افزار شبیه ساز saber اضافه شده است .
مقایسه IGBT با ماسفت
امروزه انواع مختلفی ترانزیستور منبع نیرو مبتنی بر سوییچ (SMPS) وجود دارد . دو نوع از مشهورترین آن ها MOSFET ها و IGBT ها هستند . ماسفت ها به ولتاژ کم ، جریان کم و فرکانس بالای سوییچینگ شهرت دارند . شهرت IGBT ها به دلیل ولتاژ بالا، جریان بالا و فرکانس سوییچینک پایین است .
ممکن است بیاندیشید کدام یکی از وسایل ذکر شده در SMPS ها بهتر کار می کنند؟ جواب این است که استاندارد جهانی برای این سوال وجود ندارد . معلوم نیست کدام یک کارایی بهتری در نوع خاصی از مدار دارند . این معیار در کاربردهای مختلف متفاوت است . فاکتورهای متفاوتی مانند سرعت ، سایز و هزینه در انتخاب گزینه مناسب دخالت دارند .
شرکت وینر، اینوتر جوشکاری خود را با بهترین کیفیت با تکنولوژی IGBT تولید و روانه بازار می نماید .بمنظور توضیحات بیشتر پیرامون انتخاب دستگاه جوش اینورتر مناسب با نمایندگان شرکت وینر در ارتباط باشید.
از اینکه در این مقاله با ما همراه بودید متشکریم. منتظر نظرات ارزشمند شما عزیزان هستیم.
منابع : everlastgenerators – electronicproducts – wikipedia