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

Báo cáo tổng kết đề tài KH-CN
M số: 239.08RD/HĐ-KHCN
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

7100
16/2/2009
Hà Nội, 2 2009 Cơ quan chủ trì
Viện Công nghệ 2
Nh÷ng ng−êi thùc hiÖn

kĩ thuật số. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.01. Máy hàn Inverter.
1.02. ứng dụng kĩ thuật số vào điều khiển máy hàn. . . . . . . 8
1.03. Sự phát triển của máy hàn Inverter. . . . . . . . . . . 10
2. Thiết kế máy hàn Inverter một chiều điều khiển
kĩ thuật số đạt dòng hàn 160 A. . . . . . . . . . . . . 11
2.01. Sơ đồ mạch điện chung - sơ đồ khối.
2.02. Bộ nguồn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.03. Bộ nắn dòng và bộ lọc đầu vào.
2.04. Bộ công suất cao tần. . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.05. Biến áp fe-rit công suất.
2.06. Bộ nắn cao tần và bộ lọc đầu ra.
2.07. Bộ tạo xung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.08. Điều khiển kỹ thuật số. . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.09. Mạch xử lí tín hiệu đo. . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.10. Màn hình hiển thị
.
2.11. Phần bảo vệ nhiệt. . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.12. Phần giao tiếp máy tính.
2.13. Mạch in. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.14. Phần vỏ máy và khung gá linh kiện.
3. Khảo nghiệm máy hàn. . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.01. Máy hàn Inverter đợc thiết kế, chế tạo.
3.02. Hớng dẫn sử dụng máy hàn Inverter một chiều điều khiển
kĩ thuật số, đạt dòng hàn 160 A. . . . . . . . . . . . 34
3.03. Các thông số cơ bản của máy hàn. . . . . . . . . . . 38
4. Kết luận. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5. Phụ lục. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5.01. ảnh máy hàn và bố trí bên trong máy hàn.
5.02. Các bản vẽ chính. . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

hàng chục nghìn Hz. Dòng điện tần số cao này đợc đa đến đầu vào của biến áp
hàn. Nhờ làm việc với tần số cao nên biến áp này có kích thớc và trọng lợng nhỏ,
có thể nhỏ hơn biến áp thông thờng đến vài chục lần. Việc thiết kế mạch điện tần
số cao này đòi hỏi nhà thiết kế phải có kinh nghiệm, tính toán chính xác và phải
qua nhiều bớc thử nghiệm để cho ra đời một mạch điện làm việc ổn định.
Sự ứng dụng công nghệ số vào các thiết bị công nghiệp giúp cho các thiết
bị này làm việc chính xác hơn, hiệu quả cao hơn, dễ điều khiển hơn. Theo xu thế
chung của thời đại nhiều máy hàn Inverter cũng đã đợc số hoá.
Máy hàn Inverter của nhiều n
ớc đợc nhập vào nớc ta, đợc sử dụng
rộng rãi và đợc a chuộng. Một số công ty của nớc ta cũng công bố đã sản xuất
đợc máy hàn Inverter, nhng thực tế cha thấy bán trên thị trờng. Nhóm thực
hiện đề tài mong muốn qua đề tài: nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy hàn Inverter
một chiều điều khiển kỹ thuật số, đạt dòng hàn 160 A đóng góp đợc một số kinh
nghiệm về việc chế tạo loại máy hàn mới này. 31. Khái quát về máy hàn Inverter
một chiều điều khiển kĩ thuật số.
là mật độ từ thông bão hoà của lõi.
Qua công thức trên ta nhận thấy rằng: năng lợng đợc chuyển tải qua biến áp
tỉ lệ thuận với tần số làm việc, mật độ từ thông bão hoà và thông số kích thớc lõi,
dây quấn. Trong đấy F.B
max
đợc coi là hệ số hiệu suất của biến áp; khi tăng tần số
làm việc ( F ) hoặc tăng mật độ từ thông bão hoà ( B
max
), hoặc cả hai thì khả năng
chuyển tải của biến áp tăng lên. Còn nếu nh ta giữ nguyên khả năng chuyển tải
của biến áp thì lúc này ta có thể giảm thông số vòng dây quấn ( W ) và thông số lõi
biến áp ( A ), có nghĩa là giảm bớt vòng dây quấn và thu nhỏ lõi biến áp, cũng có
nghĩa là kích thớc của biến áp đợc thu lại nhỏ hơn.
Tuy nhiên đầu vào của biến áp thông thờng là điện lới có tần số 50 Hz, nên
biến áp cũng hoạt động với tần số 50 Hz. Lõi biến áp thờng đợc làm bằng tôn si-
lic nên mật độ từ thông bão hoà của nó bị hạn chế ở giới hạn nhất định ít đợc cải
thiện. Vì vậy biến áp đợc chế tạo theo phơng pháp truyền thống từ lâu đã không
thể thu nhỏ kích thớc hơn đợc nữa.

4
Nh vậy để có đợc loại biến áp mới có kích thớc nhỏ ta phải nâng đợc tần
số dòng điện đầu vào của biến áp lên, đồng thời tìm ra loại vật liệu mới có thể làm
ra lõi biến áp có đợc mật độ từ thông bão hoà cao.
Công nghệ Inverter áp dụng vào việc chế tạo máy hàn giúp giải quyết việc
nâng tần số dòng điện cho đầu vào của biến áp lên hàng trăm, hàng chục nghìn Hz,
thậm chí đến cả trăm nghìn Hz.
Trong bài Inverter Technology trên trang Web của công ty Damien và bài
Compact Frequency Inverters trên trang Web của công ty T. J. Snow cho ta
biết công nghệ Inverter đợc áp dụng vào việc chế tạo máy hàn nh thế nào. Qua
sơ đồ nguyên lí máy hàn Inverter ( hình 1 ) ta thấy đầu vào của máy hàn vẫn là

s
2
s
2

ac
220V Hình 1. Sơ đồ nguyên lí máy hàn Inverter.
class="bi x38 ye7 w4 h19"

6
Lõi của biến áp thông thờng đợc làm từ các tấm tôn si-lic mỏng, các tấm tôn
này đợc phủ lớp cách điện để hạn chế sự phát sinh dòng điện cảm ứng xoáy trong
lõi biến áp, vì nếu dòng này mạnh thì sẽ gây tổn thất trong việc truyền tải năng
lợng của biến áp và làm biến áp nóng lên. Khi nóng quá mức thì sẽ làm hỏng lớp
cách điện của dây quấn dẫn đến hỏng biến áp, đồng thời sự phát sinh nhiệt càng lớn
thì tổn thất truyền tải của biến áp cũng càng lớn hơn, vì vậy càng hạn chế đợc sự
phát sinh nhiệt thì hiệu suất của biến áp càng cao. Tấm tôn si-lic này càng mỏng thì
tổn thất do nó gây ra càng nhỏ hơn. Theo bài Transformer của trang thông tin
Wikipedia, the free enciclopedia thì một vài loại thật mỏng có khả năng hoạt
động đến tần số 10.000 Hz. Nh vậy nếu ta muốn biến áp hoạt động với tần số cao
hơn 10.000 Hz thì phải tìm kiếm loại vật liệu mới cho lõi biến áp. Qua nhiều quá
trình nghiên cứu ngời ta đã tìm ra loại vật liệu này, loại vật liệu này có tên chung
là fe-rit, nó có độ thấm từ cao và điện trở suất rất lớn. Trong bài What is ferrite
trên trang Web Fair-rite.com cho ta biết nhiều về loại vật liệu này.
Fe-rit có cấu trúc tinh thể với công thức hoá học chung là MO-Fe
2
O

áp nhỏ, nhẹ mà vẫn truyền tải đợc dòng điện lớn, đáp ứng mục đích sử dụng.
ở nhiều nớc trên thế giới, fe-ri dùng làm lõi biến áp đã đợc quy chuẩn hoá,
chúng đợc chế tạo sẵn với các khối hình dạng và kích thớc khác nhau, chúng
đợc phân nhóm theo các thông số kỹ riêng thuật của chúng. Trên bảng lõi Fe-rit
chữ E nhóm vật liệu 77 và 78 cho ta thấy loại fe-rit đã đợc chế tạo thành khối
chữ E với các kích cỡ khác nhau và các thông số kỹ thuật của chúng. Các khối chữ
E trong bảng này đợc làm từ nhóm vật liệu có kí hiệu 77 và 78. Trong phần giới
thiệu, nhóm vật liệu 77 đợc ghi là: loại fe-rit MnZn dùng cho các thiết kế có mật
độ cảm ứng từ thông từ thấp đến cao làm việc với tần số đến 100 kHz. Còn nhóm

7
MnZn 77 & 78 materials F E A D
B C
E Cores 
View Chart Legend MnZn 77 & 78 materials

0.50
0.125
04.10
0.15
0.161
09.30Min
0.365
Min
03.30 –
0.25
0.125
0.80 27.60 2.77 0.10100 0.27900 475
Min
9477016002
R
19.30
0.40
0.760
08.20 -
0.25
0.318
04.75 -
0.20
0.187
05.60
0.25
0.225
14.30Min
0.562
Min

09.80 -
0.30
0.380
12.70 -
0.25
0.500
06.35
0.25
0.225
18.80Min
0.740
Min
06.60 –
0.50
0.250
11.0 6.03 4.90 0.80000 3.92000 2625
Min
9477034002
R
25.4
0.50
1.000
16.00 -
0.25
0.630
06.60 -
0.50
0.250
12.70
0.35

Min
9477500002 40.75
0.80
1.604
16.50 -
0.15
0.650
12.20 -
0.40
0.480
10.15
0.25
0.405
27.80Min
1.095
Min
12.20
0.35
0.480
30.0 5.12 7.60 1.50000 11.5000 3225
Min
9478036002 42.85
0.75
1.687
21.15 -
0.25
0.828
15.85 -
0.75
0.609

0.615
57.0 3.74 8.90 2.37000 21.1000 4500
Min
9478625002
R
47.10
0.75
1.855
19.85 -
0.40
0.773
15.60 -
0.25
0.615
12.00
0.25
0.477
31.60Min
1.245
Min
15.60
 0.25
0.615
57.0 3.74 8.90 2.37000 21.1000 5100
Min

B¶ng fe-rit ch÷ E , nhãm vËt liÖu 77 & 78

giá chung ngời ta có thể nói một cách khiêm tốn rằng khi sử dụng máy hàn
Inverter hàng năm có thể tiết kiệm một khoản chi phí bằng khoảng 10% giá tiền
của máy.

1.02. ứng dụng kĩ thuật số vào điều khiển máy hàn
.
Công nghệ số ra đời tạo nên một cuộc cải tổ về mặt chất lợng cho các thiết
bị công nghiệp cũng nh thiết bị phục vụ đời sống. Nhờ công nghệ số mà các thiết
bị trở nên chính xác hơn, hiệu suất cao hơn, có nhiều tiện ích hơn, kích thớc nhỏ
gọn hơn so với các thiết bị kỹ thuật tơng tự nhng không có kỹ thuật số. Xu thế
chung ngày nay là đa công nghệ số vào các thiết bị, và công nghệ số đóng vai trò
là bộ não điều khiển các quá trình hoạt động. Các thiết bị hàn trên thế giới cũng
từng bớc đợc số hoá.
Cụm đóng ngắt nhanh ( IGBT ) đợc thiết kế với tần số đóng ngắt hàng chục
nghìn Hz nên chỉ một sai số nhỏ trong quá trình điều khiển xung đóng ngắt là có
thể làm IGBT nổ tung, vì thế rất cần sự có mặt của bộ vi xử lí để tăng độ tin cậy của
phần này, vì thế mạnh của bộ vi xử lí chính là tốc độ cao và độ chính xác cao.
Khi hàn que một trong những yếu tố quan trọng nhất giữ cho hồ quang ổn
định là duy trì đợc khoảng cách từ đầu que hàn đến vật hàn không thay đổi.
Nhng do que hàn là điện cực nóng chảy, nên nó bị nóng chảy tự làm cho khoảng
cách này tăng dần lên, trong khi ta lại di chuyển que hàn bằng tay, nên khoảng

9
cách này luôn giao động, không ổn định. Đối với máy hàn bình thờng thì việc ổn
định hồ quang lúc này dựa vào sự biến thiên từ thông ở biến áp: khi chiều dài hồ
quang thay đổi làm thay đổi điện trở cột hồ quang đẫn đến điện áp hồ quang thay
đổi, điện áp đầu ra cuộn thứ cấp thay đổi, điều này làm biến áp sẽ tăng hoặc giảm
từ thông một cách thích hợp để ngăn chặn sự thay đổi này. Do biến áp làm việc với
tần số thấp (50 Hz ), nên việc tự điều chỉnh tơng đối chậm, vì vậy dù cho biến áp
đợc lựa chọn và thiết kế tốt thì sự ổn định của hồ quang cũng không cao. Bộ vi xử

Giá của các linh kiện điện tử bán dẫn theo xu thế chung là ngày càng hạ,
trong khi chất lợng của chúng ngày càng tăng, vì vậy việc đa kỹ thuật số vào
máy hàn không làm tăng chi phí lên quá nhiều trong sản xuất hàng loạt, mà giá trị
của máy hàn lại tăng lên nhiều. Phần mềm để nạp vào bộ vi điều khiển có thể thay
đổi dễ dàng, vì vậy chỉ với việc thay đổi phần mềm ta có thể làm thay đổi các tính
năng của máy mà không cần thay đổi các linh kiện, nhờ thế việc cải tiến tính năng
các thiết bị sau này tơng đối đơn giản, ít tốn kém.

10
1.03. Sự phát triển của máy hàn Inverter.
Ngoài tính chất nhỏ, nhẹ dễ di chuyển, máy hàn Inverter còn dễ tạo nên mối
hàn chất lợng cao, tiết kiệm năng lợng vì vậy ngày nay máy hàn Inverter đợc sử
dụng nhiều để hàn thép cac-bon, thép hợp kim, hàn các mối hàn đòi hỏi chất lợng
cao, nh hàn các đờng ống chịu áp lực lớn, các nồi hơi áp lực. Các công trình quan
trọng nh nhà máy điện, nhà máy hoá dầu, nhà máy đóng tàu cũng a chuộng máy
hàn Inverter.
Công nghệ Inverter còn đợc phát triển trong lĩnh vực chế tạo các máy hàn
khác ngoài hàn que nh: hàn MIG, MAG Inverter, hàn TIG Inverter, hàn điểm
Inverter Do đặc tính của tần số cao không hàn trực tiếp đợc, nên các máy hàn
đều phải nắn dòng xoay chiều tần số cao ở đầu ra của biến áp fe-rit thành dòng 1
chiều để hàn. Ta biết rằng máy hàn 1 chiều rất tốt trong công nghệ hàn que, hàn
MIG, MAG và cả trong hàn TIG. Nhng để có thể hàn nhôm bằng công nghệ hàn
TIG thì dòng một chiều không phù hợp mà phải là dòng xoay chiều. Vì công nghệ
hàn TIG rất tốt cho việc hàn nhôm và do những đặc tính tốt của máy hàn Inverter
nên ngời ta đã tiếp tục nghiên cứu để có thể sử dụng vào việc hàn nhôm. Gần đây
ngời ta đã cho ra đời máy hàn TIG Inverter xoay chiều để có thể hàn nhôm. Đây
là một bớc tiến lớn trong kĩ thuật chế tạo máy hàn, điều này cũng nói lên công
nghệ Inverter có ý nghĩa to lớn thế nào đối với kỹ thuật hàn.
Theo thống kê thì trong 5 năm gần đây số lợng máy hàn Inverter đợc chế
tạo ở các nớc tiên tiến hàng năm tăng lên khoảng 30%. ở nớc ta nhiều nơi cũng
2.01. Sơ đồ mạch điện chung - sơ đồ khối
.
Dựa vào sơ đồ nguyên lí chung của máy hàn Inveter ( hình 1 ), qua tham khảo
các máy hàn có ở nớc ta kết hợp với các tính toán về các giải pháp kỹ thuật thích
hợp để tạo ra đợc dòng điện hàn một chiều ổn định nhất, nhóm đề tài đã lập ra sơ
đồ khối cho máy hàn của đề tài ( hình 3 ).
Từ nguồn điện 220 V AC bộ nguồn làm nhiệm vụ tạo ra các mức nguồn cần
thiết cho từng khối chức năng của máy, các nguồn đợc tạo ra có thể cách li hoàn
toàn với nhau hoặc chung mass với nhau. Nguồn điện xoay chiều hình Shin 220V/
50 Hz đợc bộ nắn dòng biến đổi thành dạng xung hình quả chuông với tần số 100
Hz, bộ lọc biến đổi dạng xunh hình chuông thành dòng một chiều tơng đối phẳng.
Sau khi đợc bộ lọc san phẳng, dòng điện lúc này ở vào khoảng 310 V DC.
Bộ vi điều khiển kết hợp với bộ tạo xung tạo ra tín hiệu điều khiển cho IGBT
với tần số 40.000 Hz. Bộ công suất IGBT làm nhiệm vụ cắt ( băm ) nhỏ nguồn điện
310V DC thành 80.000 mẩu trong mỗi giây đồng hồ và đảo chiều luân phiên các
mẩu năng lợng này tạo thành dạng xung xoay chiều với tần số 40.000 Hz cấp vào
cuộn sơ cấp của biến áp fe-rit công suất.
Bộ biến áp fe-rit đợc thiết kế cho việc truyền tải điện xoay chiều có tần số
40.000 Hz với hiệu suất cao và giảm mức điện áp từ 310 V xuống 80 V AC dành
cho phần mồi hồ quang và khoảng 30 V AC cho phần dòng hàn. Do thiết kế của
biến áp với mục tiêu tạo ra dòng lớn và điện áp phù hợp với tỉ lệ nhân dòng ngợc
với nhân áp, nên tại đầu ra của biến áp có dòng điện lớn gấp 10,3 lần so với dòng
điện ở đầu sơ cấp. Dòng điện này đợc bộ nắn cao tần biến đổi thành dạng xung
một chiều tần số 80.000 Hz, sau khi qua bộ lọc thành dòng một chiều rất phẳng và
đợc đa tới 2 cực đấu lấy điện ra của máy hàn.
Bộ vi điều khiển kết hợp với bàn phím và bộ hiển thị cho phép ngời sử dụng
cài đặt các thông số cho công nghệ hàn một cách linh hoạt, thuận tiện, đồng thời
theo dõi đợc các thông số và tình trạng hoạt động của máy rất chính xác và đầy

ạ
c
h

đ
i
ề
u

k
h
i
ể
n
m
ạ
c
h

g
i
a
o

t
i
ế
p

m

ị

v
à

b
à
n

p
h
í
m
B
ộ

n
g
u
ồ
n
Hình 3
. Sơ đồ khối máy hàn
Inverter
.
2
2


c
a
o

t
ầ
n
B
i
ế
n

á
p
F
e
-
r
í
t

c
ô


h
à
n
K
ẹ
p

m
a
s
s
8
0

V
D
C
13
2.02. Bộ nguồn.
Từ nguồn điện lới dòng điện qua at-tô-mat rồi phân chia thành 3 đờng:
đờng thứ nhất là mạch động lực của máy hàn đợc đa trực tiếp đến bộ nắn dòng
đầu vào, đờng thứ 2 đợc đa đến biến áp nuôi của bộ tạo xung, mạch thứ 3 đợc
đa đến biến áp nuôi vỉ mạch vi điều khiển và mạch hiển thị.

2.02.01. Mạch nguồn cho phần tạo xung
. ( Bản vẽ INV.160 02.03.0 ).

. Nguồn này cũng đợc lọc thành phần tần số
thấp nhờ tụ C
4
và lọc thành phần tần số cao nhờ C
22
.

2.02.02. Mạch nguồn cho vi điều khiển và hiển thị
. ( INV.160 02.03.0 ).
Trên Board mạch vi xử lý nguồn AC 9V đợc đa tới J
1
nhờ bộ nắn cầu D
1
C
biến đổi thành điện 1 chiều và đợc san phẳng nhờ C
1
và C
2
. Do bộ nguồn này cấp
cho vi xử lý nên đòi hỏi chất lợng phải rất cao nên chúng tôi thiết kế thêm cuộn
cản L
1
(100 mohm ) để lọc thành phần xoay chiều rồi lọc lại 2 lần nữa nhờ tụ C
3
và
C
4
rồi mới cho qua IC ổn áp U
1
(7805).

khi màn hình
sáng100% chỉ dới 50
O
C.

2.03. Bộ nắn dòng và bộ lọc đầu vào
.
2.03.01. Bộ nắn dòng đầu vào
.
Bộ nắn đầu vào có tất cả 8 di-ôt 50A/400V đợc đấu thành 2 cụm nắn cầu. Mỗi
cụm gồm 4 di-ôt tạo thành 1 modul nắn. 2 modul này đấu song song với nhau, bảo
đảm dòng nguồn đủ khỏe để cấp cho mạch động lực. Nguồn điện xoay chiều hình
Shin 220V/ 50 Hz đợc bộ nắn dòng biến đổi thành dạng xung hình quả chuông với
tần số 100 Hz.

2.03.02. Bộ lọc đầu vào
.
Bộ lọc đầu vào gồm 4 tụ 1500 àF/ 450V đợc đấu song song để tăng dung
lợng tơng đơng 1 tụ 6000 àF/ 450V. Với dung lợng này bộ lọc biến đổi dạng
xunh hình chuông của dòng điện lấy ra từ bộ nắn dòng thành dòng một chiều tơng

14Lõi fe-rit: 2 khối chữ E ghép lại.
Dây quấn: dây đồng bọc sợi thủy tinh cách điện.
Kích thứơc dây đồng và cách quấn dây theo sơ đồ dứơi đây.
Sơ đồ quấn dây
20 vòng
dây 10 mm

2.05. Biến áp fe-rit công suất
.
Kích thớc lõi fe-rit, kích thớc dây đồng và cách quấn dây đợc mô tả nh trên
hình 4. Bên sơ cấp gồm 20 vòng dây tiết diện 10 mm
2
, bên thứ cấp gồm 2 cuộn,
mỗi cuộn có 6 vòng dây, cuộn thứ nhất có tiết diện dây là 20 mm
2
đợc tách điểm
giữa để đấu mass, cuộn thứ 2 có tiết diện 10 mm
2
. Bằng cách quấn này, sau khi
đợc nắn dòng và đấu chung ở đầu ra, ta có đợc điện áp cao khoảng 80 V để mồi
hồ quang và điện áp thấp hơn khoảng 30 V trong khi hàn do cuộn dây có tiết diện
10 mm
2
đợc đấu với 1 cuộn cảm nên khi có tải thì sụt áp ( hình 5 ).

2.06. Bộ nắn cao tần và bộ lọc đầu ra
. Biến áp fe-rit.
Bộ nắn cao tần Hình 5. Nguyên lí mạch nắn cao tần.

16
2.06. 01. Bộ nắn cao tần. ( Bản vẽ INV.160 02.02.0 ).

) =1000PF. Hai kênh xung đợc xuất ra từ chân 9 và chân 10 của vi mạch U
8

với biên độ 12VPP, 2 kênh này có dạng xung giống nhau và lệch pha nhau 180
0
.
Việc điều khiển độ rộng xung đợc bộ vi điều khiển chỉ đạo từ chân 17 của
vi xử lý U
8
, tín liệu này đa về chân ( - ) của bộ khuếch đại thuật toán LM 358 để
so sánh với tín hiệu dòng phản hồi ở chân

của IC này. Kết quả đa ra ở chân số
1 của IC này đợc truyền qua D
11
và R
27
về chân 3 của vi mạch tạo xung U
8
để xác
lập lại độ rộng xung. Nhờ tốc độ xử lý của vi xử lý là hàng chục triệu lệnh/s nên
quá trình điều chỉnh, hiệu chỉnh độ rộng xung là rất nhanh và chính xác.

2.07.02. Phần kiểm soát biên độ xung
.
Trong mạch tạo xung, nguồn 15 V để tạo xung với biên độ 15VPP cho
IGBT đợc kiểm soát bởi tổ hợp mạch sau:
Nếu nguồn 15 V là đúng thì xuất hiện dòng điện thì nguồn qua R
11
-> D

2.07.03. Phần bảo vệ quá tải cho IGBT
.
Trong mạch tạo xung có cụm vi mạch CA3140 là loại IC khuếch đại thuật
toán tốc độ cao, tốc độ chuyển mức ở đầu ra lên đến hàng triệu Hz. Toàn bộ phần
nguồn 310 V DC cấp cho bộ IGBT đợc đi qua 1 sensor cảm ứng từ nối vào J
2
. Khi
có dòng điện qua IGBT tại 2 chân của J
2
, xuất hiện xung điện. Bộ nắn D
1
, D
2
, D
3
,
D
4
, chuyển thành điện 1 chiều qua bộ chia R
1
/R
2
rồi qua R
3
đến D
5
vào chân

bảo cho dòng xung điều khiển rất lớn, trở kháng thấp dới 10 để đảm bảo tách
đợc các xung nhiễu cả tần số thấp và tần số cao. Mạch đợc kết hợp bởi đèn bán
dẫn trờng IRFZ44 với dòng tối đa 50A và biến áp xung T
1
, T
2
nội trở < 0,2 cho
phép truyền tải xung dòng rất cao, đầu ra đợc lọc nhiễu bởi R
47
, R
48
và hạn dòng
bởi R
46
tuyệt đối an toàn cho IGBT.

2.08. Điều khiển kỹ thuật số
.
Trung tâm của phần điều khiển kỹ thuật số là con chip vi điều khiển và phần
mềm của con chip này.

2.08.01. Chức năng thiết kế của các chân vi điều khiển.Số tt
chân
thiết kế
Số tt.
chân trên
chip

Chân 1. 2. 3. 4. 5. nhận tín hiệu bàn phím tác động mức 1.
Chân 1. là phím (+); chân 2. là phím (-); chân 3. là phím ( UP ); chân 4. là
phím ( DOWN ); chân 5. là phím ( Memory Lu ).
Mỗi xung (+) hay (-) thì tăng hay giảm một giá trị ở góc phải trên màn hình
và các đầu ra tơng ứng.
Mỗi xung (UP) hay (DOWN) sẽ làm màn hình chuyển sang một chức năng
khác theo chiều dịch lên hay dịch xuống. Khi màn hình đang hiển thị chức năng
nào thì xung (+) và (-) sẽ tác động vào chức năng đó (các chức năng cụ thể ở phần
sau).
Tất cả các thay đổi giá trị đợc tác động từ bàn phím đều đợc lu vào bộ nhớ,
màn hình hiện tại đang ở bộ nhớ nào thì các thay đổi sẽ đợc lu vào bộ nhớ đó khi
không ấn phím. (Nếu trong 10 giây không có phím nào đợc ấn để thay đổi thông
số của phần đấy thì coi là không ấn phím).
Chân 5 tác động sẽ chuyển lần lợt quay vòng từ bộ nhớ hiện tại đến bộ nhớ
kế tiếp.

Chân 19. 20. 21 khi máy đang đọc và ghi ở bộ nhớ 1 thì chân 19 lên mức 1, ( hai
chân còn lại là mức 0 ); khi máy đang đọc và ghi ở bộ nhớ 2 thì chân 20 lên mức 1;
khi máy đang đọc và ghi ở bộ nhớ 3 thì chân 21 lên mức 1.
Khi khởi động máy các dữ liệu từ bộ nhớ sẽ đợc nạp vào các chức năng cài
đặt thay cho việc cài đặt ban đầu và bộ nhớ 1 đợc coi là mặc định, nên đợc nạp
ngay sau khi khởi động.

19

Chân 6. 7. 8 xuất dữ liệu hiển thị cho bộ Led 7 thanh. Bộ Led này gồm 8 Led ghép
sát thành 1 hàng ngang tạo ra một màn hình thống nhất cho hiển thị cả chữ và số.
Chân 6 xuất xung nhịp, chân 7 xuất dữ liệu, chân 8 xuất xung chốt.

Chân 9. là chân ra tơng tự đa ra các mức tơng ứng giá trị hiển thị Led của dòng


Chân 25.
Chân vào Logic kiểm soát mức điện áp của xung điều khiển IGBT, nếu
điện áp của xung điều khiển sai thì chân này lên mức 1 và chân 18 sẽ ngắt xung.

Chân 26. Chân ra Logic điều khiển còi, khi bấm phím và khi có sự cố còi sẽ phát
tín hiệu báo theo nhiều kiểu kêu tơng ứng với mỗi trờng hợp cụ thể. 20

2.08.03. Các chế độ hiển thị màn hình
.
Màn hình của máy hàn có tất cả là 13 chế độ hiển thị lên màn hình, trong đấy
có 9 chế độ hiển thị các thông số, chức năng có thể cài đặt và 4 chế độ hiển thị sự
cảnh báo.

- Chế độ hiển thị dòng hàn đặt
:
Khi ta nhấn UP hoặc DOWN đến chế độ này 3 Led cuối cùng sẽ nhấp nháy và cho
phép thay đổi bằng các phím (+) hoặc (-) trong khoảng từ 000 đến 255. Hình 6. Màn hình dòng hàn đặt.
Hình 8. Màn hình điện áp hàn đo đợc.

- Chế độ hiển thị chức năng cài đặt quạt làm mát tự động
:
Khi ta nhấn UP hoặc DOWN đến chế độ này 3 Led cuối cùng sẽ hiển thị mức dòng
điện tối thiểu cần chạy quạt làm mát cho toàn máy. Hình 9. Màn hình dòng hàn khi quạt làm mát chạy.

- Chế độ hiển thị điện áp nguồn
:
Khi ta nhấn UP hoặc DOWN đến chế độ này 3 Led cuối cùng sẽ hiển thị giá trị
điện áp đo đợc ở chân 10 trong khoảng từ 000 đến 511.
Khi ta nhấn UP hoặc DOWN đến chế độ này 3 Led cuối cùng sẽ nhấp nháy và cho
phép thay đổi bằng các phím (+) hoặc (-) trong khoảng từ 150 đến 260. Hình 12. Màn hình hiển thị đặt cắt thấp áp, khi điện áp đạt
đến mức hiển thị.

- Chế độ hiển thị dòng đặt cắt quá tải
:
Khi ta nhấn UP hoặc DOWN đến chế độ này 4 Led cuối cùng sẽ nhấp nháy và cho
phép thay đổi bằng các phím (+) hoặc (-) trong khoảng từ 000 đến 200. Hình 13. Màn hình hiển thị dòng hàn đặt cắt, khi dòng hàn đạt
đến mức hiển thị. - Chế độ hiển thị chức năng đặt cắt quá nhiệt