Високовольтні блоки живлення для лазерної трубки CO2

Що таке блок живлення лазерної трубки

Блок живлення для лазерної трубки CO2, який ще називають високовольтним блоком або блоком запалювання, відповідає за те, щоб трубка запалилася і працювала із заданою потужністю. Він отримує команди від контролера верстата і перетворює мережеві 220 В на високу напругу для газового розряду в трубці. Від справності та правильного підбору блока залежать стабільність різання і гравіювання, а також ресурс трубки.

Як працює блок живлення лазерної трубки

Лазерна трубка CO2 газорозрядна: випромінювання виникає, коли крізь газову суміш усередині неї проходить електричний розряд. Щоб розряд запалився, на трубку треба подати напругу в десятки кіловольт; наприклад, у блока HY-DY13 максимальна вихідна напруга 40 кВ постійного струму. Після запалювання напруга на трубці знижується, і блок працює як джерело стабільного струму. Струм розряду вимірюється в міліамперах, і саме від нього залежить потужність променя.

Усередині блока мережева напруга випрямляється, перетворюється на високій частоті, підвищується високовольтним трансформатором і помножувачем і подається на анод трубки. Коло зворотного зв’язку вимірює струм у зворотному дроті катода і тримає його на заданому рівні. Тому під час прогрівання трубки і коливань мережі струм залишається тим, який задав контролер.

Клеми керування

Контролер верстата передає блоку два основні сигнали: увімкнення лазера і рівень потужності. Ще один вхід відповідає за захист: якщо від датчика протоку води немає сигналу, блок не запускає лазер. Призначення клем у різних виробників однакове, відрізняються позначення.

Вхід P (WP) дозволяє роботу, коли його замикає на G контакт датчика протоку води. Лазер вмикається сигналом на H або L: контролери з виходом «відкритий колектор» підключають до L, він спрацьовує при замиканні на G. Потужність задає напруга на IN: 0 В відповідає нульовому струму, 5 В максимальному струму блока. Якщо контролера потужності немає, на IN подають напругу з повзунка потенціометра, увімкненого між 5V і G. Блоки з дисплеєм і роз’ємом RJ45 дають змогу винести індикацію струму і регулятор на передню панель верстата.

Як підібрати блок живлення під трубку

• Потужність. Блок підбирають під потужність трубки. Виробник вказує, для трубки якої потужності призначений блок, і на цю цифру орієнтуються насамперед.
• Струм трубки. У паспорті трубки вказано робочий і максимальний струм. Блок має забезпечувати цей струм із запасом, а під час налаштування верстата струм не повинен перевищувати допустимий для трубки. Постійна робота на максимальному струмі скорочує ресурс трубки.
• Напруга запалювання. Що довша і потужніша трубка, то вища напруга потрібна для її запалювання. Слабкий блок запалюватиме трубку нестабільно або працюватиме на межі і перегріватиметься.
• Блок із запасом потужності. Потужніший блок можна поставити на трубку меншої потужності, тільки якщо обмежити струм до допустимого для трубки значення. Приклад: у MYJG150W максимальний вихідний струм 38 мА. Якщо в паспорті трубки максимальний струм 28 мА, межу потужності в контролері виставляють за міліамперметром так, щоб при 100% задання струм не перевищував 28 мА. Без такого обмеження трубка швидко деградує.
• Мережеве живлення. Для роботи від побутової мережі потрібен блок на 220 В, 50/60 Гц. Трапляються моделі на 110 В, вони без перетворювача не підійдуть.
• Сумісність із контролером. Блоки зі стандартним набором сигналів працюють з більшістю поширених контролерів. Під час заміни порівняйте маркування клем нового і старого блока та спосіб керування потужністю.
• Дисплей і виносна панель. Блоки з дисплеєм показують фактичний струм у міліамперах, тому оператору простіше стежити, щоб струм не виходив за допустимі межі. У деяких моделей дисплей або регулятор потужності підключається окремо через роз’єм RJ45.
• Габарити і кріплення. Перевірте, що новий блок вміщується у відсік електроніки, збігається за кріпленням і навколо нього лишається місце для вентиляції.

Підключення і безпека

• Будь-які роботи з блоком виконуйте тільки при відключеному від мережі верстаті. Високовольтна частина може зберігати заряд і після відключення, тому перш ніж торкатися виводів, дочекайтеся розряду і замкніть високовольтний вивід на заземлення ізольованим дротом.
• Обов’язково заземліть корпус блока і верстата окремим захисним дротом. Без заземлення можливі пробої, збої контролера і ураження струмом.
• Високовольтний дріт блока підключається до анода трубки (+), зворотний дріт до катода (мінус), через міліамперметр, якщо він встановлений.
• Використовуйте провід, розрахований на високу напругу, наприклад на 40 кВ. З’єднання з виводом трубки надійно закріпіть і ізолюйте силіконовим герметиком і термоусадкою. Якщо кабель треба подовжити або зробити роз’ємним, ставлять високовольтний роз’єм на ту саму напругу, а не скрутку.
• Прокладайте високовольтний дріт якомога коротше і далі від металевих частин рами, сигнальних кабелів і двигунів.
• Підключіть датчик протоку води до входу захисту і ніколи не вимикайте цей захист: без охолодження трубка швидко перегрівається і виходить з ладу.
• Мережевий фільтр електромагнітних завад на вході живлення знижує завади з мережі і захищає електроніку верстата. Сторону LINE фільтра підключають до мережі, сторону LOAD до блока, корпус фільтра заземлюють.
• Не закривайте вентиляційні отвори блока, стежте за роботою його вентилятора і бережіть блок від пилу та вологи.

Перше увімкнення і налаштування струму

• Після підключення перевірте, що вода циркулює, а заземлення і всі роз’єми на місці.
• Почніть з малої потужності і короткого імпульсу кнопкою TEST, потім поступово підвищуйте потужність, стежачи за струмом на дисплеї блока або міліамперметрі.
• Обмежте максимальну потужність у налаштуваннях контролера так, щоб струм не перевищував допустимий для вашої трубки.

Типові помилки

• Вхід захисту P замкнено перемичкою на G без датчика протоку: при зупинці насоса трубка перегрівається.
• Новий блок більшої потужності поставлено на стару трубку без обмеження струму.
• Високовольтний дріт прокладено вздовж рами і в одному джгуті із сигнальними кабелями: пробої на раму і збої контролера.
• Сигнал увімкнення подано на H, а контролер видає активний низький рівень: лазер вмикається, коли має бути вимкнений.
• Зворотний дріт катода не підключено до блока: зворотний зв’язок за струмом не працює.

Ознаки несправності блока живлення

• Трубка не запалюється, хоча контролер подає команду, а охолодження і захист у порядку.
• Струм плаває, промінь переривається або потужність падає за тих самих налаштувань.
• Чути тріск, з’являються іскри або пробої біля блока чи високовольтного дроту.
• Лазер вмикається самочинно або не вимикається за командою контролера.
• Згоряє запобіжник, не обертається вентилятор, з’являється запах гару.

Схожі симптоми дають знос трубки, пошкоджений високовольтний дріт і погане заземлення, тому перед заміною блока перевірте і їх. Ремонт високовольтної частини довіряють фахівцю: напруга на виході блока небезпечна для життя.