Gleichrichter-/Wechselrichter-Schaltung

Eine kritische elektronische Komponente in Schweißstromquellen, die eine doppelte Umwandlungsfunktion ausführt: Zuerst wird die eingehende AC-Netzleistung in stabile DC-Leistung umgewandelt (Gleichrichtung), dann wird diese DC-Leistung in hochfrequente AC-Leistung umgewandelt (Wechselrichtung), um eine präzise Steuerung von Schweißstrom und -spannung für verschiedene Schweißverfahren zu ermöglichen. Diese Schaltung ist ein grundlegender Bestandteil moderner Inverter-Schweißgeräte und ermöglicht eine Reduzierung von Größe und Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen transformatorbasierten Geräten. Der Gleichrichterabschnitt verwendet typischerweise Dioden oder Thyristoren in einer Brückenschaltung, um dreiphasigen AC-Eingang (Nennspannung 380 V AC ±10% gemäß IEC 60038) in DC umzuwandeln. Der Wechselrichterabschnitt schaltet dann dieses DC mit hohen Frequenzen (typischerweise 20–100 kHz) unter Verwendung von Leistungstransistoren wie IGBTs oder MOSFETs, wodurch kleinere Transformatoren und eine präzise Ausgangssteuerung durch Pulsweitenmodulation (PWM) ermöglicht werden. Die Schaltung ist für den Betrieb innerhalb bestimmter Parameter ausgelegt, einschließlich eines Nennausgangsstroms von 200–630 A (Dauerbetrieb bei 60% Einschaltdauer), eines Ausgangsspannungsbereichs von 15–45 V DC für MIG/MAG-Schweißen und eines Wirkungsgrads von 85–95% bei Nennlast (gemäß IEC 60974-1). Sie verfügt außerdem über einen Leistungsfaktor von 0,95–0,99 mit Leistungsfaktorkorrektur (PFC) gemäß IEC 61000-3-12. Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -10 bis 40°C (Derating über 40°C), mit Lagertemperatur von -20 bis 55°C und relativer Luftfeuchtigkeit von 20–90% nicht kondensierend. Die Schutzart reicht von IP23 bis IP54, die Isolierstoffklasse von F bis H, und die Kühlungsart ist AF (Zwangsbelüftung) oder AN (natürliche Belüftung). Die physikalischen Eigenschaften variieren mit der Stromstärke: Gewicht von 15 bis 60 kg und Abmessungen von 300×500×400 mm bis 500×700×600 mm (B×T×H). Typische Materialien umfassen Halbleiterbauelemente (IGBTs/MOSFETs), Kupferwicklungen, Ferritkerne, Leiterplatten und Kühlkörper. Diese Komponente ist für Schweißverfahren, die eine präzise Steuerung erfordern, wie MIG/MAG, WIG und Stabelektroden-Schweißen, unerlässlich. Überprüfen Sie immer modellspezifische Werte und Normen mit dem Hersteller oder Lieferanten.

Die Schaltung verwendet typischerweise Halbleiterbauelemente (Dioden, IGBTs oder MOSFETs) in Brückenkonfigurationen. Der Gleichrichterabschnitt wandelt AC-Eingang mit Dioden oder Thyristoren in DC um. Der Wechselrichterabschnitt schaltet dann dieses DC mit hohen Frequenzen (typischerweise 20-100 kHz) unter Verwendung von Leistungstransistoren, wodurch kleinere Transformatoren und eine präzise Ausgangssteuerung durch Pulsweitenmodulation (PWM) ermöglicht werden.