Принцип действия сварочного инвертора: Принцип работы сварочного инвертора: устройство и характеристики

И сварщики профессионалы, и домашние мастера оценили принцип работы сварочного инвертора, поэтому эти приборы постепенно вытесняют с рынка традиционные сварочные трансформаторы и выпрямители. И скоро настанет то время, когда они будут царить на современном рынке сварочного оборудования. Что такое сварочный инвертор, почему они появились недавно? Необходимо отметить, что принцип инвертности, а соответственно и сам сварочный агрегат появились не вчера. Принципиальные схемы аппаратов были разработаны в 70-х годах прошлого века. Но в современном виде сварочные приборы появились недавно.

Устройство сварочного инвертора

До недавнего времени инверторный аппарат был достаточно простым по схеме работы. Со временем инженеры дополнили ее электроникой, что повысило функциональность агрегата. Самое интересное состоит в том, что от этого цена сварочного инвертора не стала выше. Как показывает тенденция продаж, она постепенно снижается, что всех и радует.

Внимание! Термин «инверторный» не относится к процессу сварки. Это не методика. Это источник питания аппарата.

В чем заключается принцип действия сварочного аппарата инверторного типа?

• Работает он от сети переменного тока напряжением 220 или 380 вольт и частотой тока 50 Гц. Включается в обычную розетку, если разговор ведем о бытовом сварочном инверторе.
• Поступивший в инвертор сварочный ток проходит через фильтр, где он сглаживается и становится постоянным.
• Полученная электрическая энергия проходит через блок транзисторов (с большой частотой коммутации), в результате получается опять переменный ток только с большей частотой – 20-50 кГц.
• Далее, напряжение тока преобразуется, оно на выходе инвертора снижается до 70-90 вольт. По закону Ома снижение напряжение дает повышение силы тока. На выходе (на конце электрода) будет сила тока, равная 100-200 ампер. Это и есть сила тока сварки.

Именно высокая частота тока является главным техническим решением в инверторных сварочных аппаратах. Оно позволяет добиться максимальных преимуществ перед другими источниками питания электрической сварочной дуги. В инверторах необходимая для сварки сила тока достигается изменением высокочастотного напряжения. В обычных сварочных трансформаторах этот процесс происходит за счет изменения электродвижущей силы (ЭДС) катушки индукции, которая является основной частью трансформатора.

Именно предварительное преобразование электроэнергии позволяет использовать в инверторах трансформаторные блоки с небольшими размерами. Для сравнения можно привести такой пример. Если необходимо на выходе получить ток силой 160 ампер, то для этого в инверторе потребуется установить трансформатор весом 300 г. Такой же ток на выходе обычных сварочных трансформаторов получится, если в него будет вмонтирован трансформатор с медной проволокой (катушкой) весом 20 кг.

Почему так происходит? Основным элементов сварочного аппарата трансформаторного типа являлся сам силовой трансформатор с катушками первичной и вторичной обмотки. Именно катушка позволяла снижать переменное напряжение и получить на выходе из второй обмотки токи большой величины, пригодные для инверторной сварки металлов. Появляется зависимость от падения напряжения до увеличения силы тока. При этом длина медной проволоки на вторичной обмотке уменьшалась, но увеличивался его диаметр. Отсюда и большие габариты сварочного аппарата, и его большой вес.

Принципиальная электрическая схема инверторного аппарата

В сварочных аппаратах инверторного типа все наоборот, небольшие размеры и вес. Но как получить высокочастотное напряжение, если его частота в сети всего лишь 50 Гц? На помощь приходит принципиальная инверторная схема прибора, которая состоит из мощных транзисторов. Именно они могут переключаться с частотой напряжение 60-90 кГц.

Но чтобы транзисторы заработали, необходим постоянный ток. Его получают посредством использования выпрямителя. Этот блок представляет собой соединение двух элементов: диодный мост, который выпрямляет переменное напряжение сети, и фильтрующие конденсаторы, с помощью которых происходит сглаживание. На выходе выпрямителя получается постоянно напряжение величиною более 220 вольт. Это первый этап преобразования напряжения и силы тока.

Полученное напряжение является источником питания для работы всей схемы аппарата. А так как мощные ключевые транзисторы подключены к трансформатору (понижающему), то и переключаться они будут с высокой частотой. Соответственно и сам сварочный агрегат будет работать на такой высокой частоте. Чтобы все это работало (преобразовывалось), необходимо в схему установить большое количество дополнительных элементов.

Чтобы разобраться в принципиальной схеме сварочного инвертора, необходимо рассмотреть любую модель.

Силовой блок

Не будем повторяться и рассказывать, как работает инверторный сварочный аппарат. Пройдемся по нюансам и элементам прибора.

• Сетевой выпрямитель. Его задача – из переменного тока сделать постоянный.
• Помеховый фильтр. Его устанавливают специально для того, чтобы помехи высокочастотного типа, появляющиеся в процессе работы сварочного инвертора, не попали в питающую сеть.
• Инвертор (преобразователь). По сути, это блок из мощных ключевых транзисторов, которые чаще всего собираются по принципу косого моста. Обязателен в связке радиатор, с помощью которого отводится тепло от транзисторов. Они подключаются к высокочастотному трансформатору, где через его обмотку происходит коммутация напряжения. Обратите внимание, что в самом трансформаторе преобразование напряжения (постоянное в переменное) не происходит. Эта обязанность возложена на транзисторы. Основное назначение трансформатора – это понижение напряжения до 60-70 вольт. В нем в первичной обмотке течет ток с большим напряжением, но с малой силой тока. Во вторичной, наоборот, с малым напряжением, но с большой силой.
• Выходной выпрямитель. Это диодный мост, в котором установлены диоды быстрого действия. Они за мгновения могут открыться и закрыться. Свойства очень важное, потому что эти элементы выпрямляют переменный высокочастотный ток. Простые диоды, установленные в инвертор, не успевали бы закрываться и открываться. В результате произошел бы их перегрев, итог – выход из строя.

Внимание! Необходимо знать, что на конденсаторах, установленных в фильтр, напряжение будет больше, чем на выходе диодного моста. Величина – 1,4-1,5 раз. При стабильном напряжении в сети в 220 вольт, на конденсаторах будет напряжение 310 вольт. Если в сети будет скачок, к примеру, до 250 вольт, то внутри аппарата в конденсаторах напряжение поднимется до 350 вольт. Вот почему используются конденсаторы с номинальным напряжением 400 В.

Вот основные элементы силового блока устройства инверторного сварочного аппарата. Есть еще блок управления, но он влияет на удобство работы агрегата и на его настойку (ручная или автоматическая).

Теперь вы знаете, из каких частей состоит инверторный источник сварочного тока. Еще раз повторимся. Это выпрямитель, инвертор, собранный из транзисторов, трансформатор, который понижает напряжение, и установленный на выходе выпрямитель. Для начинающих сварочников эти элементы ни о чем не говорят. И вроде бы знать о них им нет необходимости. Ведь работать с инвертором одно удовольствие.

• Он легкий (спасибо маленькому трансформатору).
• Легко варит достаточно толстые металлические детали (спасибо высокому току и низкому напряжению).
• Электрод не прилипает к поверхности металла (спасибо функции «Arc Force»).
• Процесс поджига электрода упрощен за счет подачи на его конец в начале работы тока большой силы. Эта функция сварочного инвертора называется Hot Start.
• Если появляется короткое замыкание при залипании электрода, напряжение в аппарате резко снижается до минимума. Это оберегает его от выхода из строя.

Итак, мы разобрались в устройстве сварочного инвертора, в его принципиальной схеме, и как он работает. Необходимо отметить, что к работающему сварочному инвертору (принцип работы у всех моделей одинаковый) есть несколько требований, два из которых – это длина питающего кабеля не больше 15 м и частота проводимого обслуживания – не реже двух раз в год. В основном его надо почистить от пыли.

Поделись с друзьями

1

0

5

0

схема, назначение, принцип работы, плюсы и минусы

Один из способов создания неразъемных соединений из металла – это электродуговая сварка. В течение множества лет для выполнения этой операции применяли генераторы трансформаторного типа. Главный их недостаток – габаритно-весовые характеристики. Например, агрегат марки ВД 306 весит порядка 150 кг.
С развитием полупроводникового оборудования и появление таких элементов, как тиристоры привело к созданию устройств, которые обладают всеми характеристиками, как и трансформаторы, но весят в разы меньше, всего несколько килограмм, например, Ресанта САИ 250 весит всего 5 кг, — сварочного инвертора или инверторного сварочного аппарата.

Устройство и основные характеристики инверторов

Инверторные устройства имеют совершенно другую электрическую схему, основанную на использовании полупроводниковых приборов диодов, тиристоров, транзисторов.

Принцип работы инвертора

Как уже отмечалось, инверторы вошли в практику сварных работ не так давно, на исходе ХХ столетия. В основе работы аппаратов этого типа лежит принцип сдвига напряжения. Такое решение позволяет поднять силу и частоту тока. Надо отметить, что устройство инвертора, применяемого для работ – содержит довольно сложную схему, внутри которой реализуются нижеприведенные процессы:

Инверторные сварочные аппараты

1. Переменный ток, подаваемый на инвертор, преобразуют в постоянный. Изменение параметров тока происходит в устройстве, который собирают с применением диодного моста.
2. Полученный ток передается на инвертор, который играет роль генератора высокочастотных импульсов. В транзисторном блоке, происходит обратное преобразование постоянного тока в переменный. Но получаемый ток, обладает существенно большей частотой, чем тот, который поступает из сети питания.
3. Ток высокой частоты поступает на трансформатор. Это устройство снижает напряжение и одновременно повышает силу тока. Так как трансформатор, который используют для работы с токами высокой частоты, имеет небольшие габариты, все это сказывается на габаритно-весовых характеристиках инвертора.
4. После прохождения трансформатора, переменный ток, с новыми параметрами поступает на выпрямитель, где он снова трансформируется в постоянный, который и используют для сварки.

Сварка инвертором для начинающих

Надо отметить, что инверторные устройства, в отличие от устройств трансформаторного типа потребляет в два раза меньшее количество энергии. Кроме этого, параметры тока, который поступает из устройства, гарантируют то, что сварочная дуга будет иметь стабильный розжиг и горение во время сварки.

Технические параметры устройств

Сварочные инверторы имеют ряд определенных характеристик, по которым можно судить о его технологических свойствах. К ним относят следующие параметры:

Конструкция сварочного инвертора

1. Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.
2. Размер напряжения, которое используется для электроснабжения. Производители выпускают изделия, которые работают от 380 и от 220 в. Первые применяют для профессиональной сварки, вторые для работы в домашних условиях.
3. Размер тока, этот параметр оказывает прямое влияние на размер электрода, который будет использоваться для выполнения сварки.

Технические параметры сварочного инвертора

1. Мощность агрегата, этот параметр дает информацию о том, ток, какой силы будет формировать сварочную дугу.
2. Напряжение на холостом ходу, этот параметр показывает, как быстро будет получена сварочная дуга.
3. Диапазон размеров электродов, которые будут использованы для производства сварки.
4. Габаритно-весовые характеристики инверторного сварочного аппарата и размер сварочного тока на выходе. Чем ниже последний показатель, тем меньше аппарат, но и соответственно такое устройство обладает меньшими эксплуатационными характеристиками.

Плюсы и минусы инверторной сварки

Инверторные устройства показывают КПД в пределах 85 – 95%, надо сказать, что это высокий показатель среди электронной аппаратуры. Используемая схема позволяет выполнять регулировку уровня сварочного тока от нескольких ампер, до сотен, а то и тысяч.

Например, инвертор марки ММА, он составляет 20 – 220 А. Инверторы могут работать длительное время. Управление источником питания можно выполнять дистанционно. К несомненным преимуществам инверторов можно отнести их малые габаритно-весовые характеристики, позволяющие перемещать устройство на месте выполнения сварки. В конструкции аппаратов использована двойная изоляция, обеспечивающая электрическую безопасность.

Технологические достоинства

Применение инверторов позволяет использовать электроды любой марки, которые работают и с постоянным и переменным током. Устройства этого типа могут быть использованы для сварки с неплавящимся электродом в среде защитного газа. Кроме того, конструкция этого оборудования позволяет легко автоматизировать сварочные процессы.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки

Электроды для контактной сварки

Сварка может быть выполнена с применением короткой дуги, таким образом, снижаются энергопотери и повышается качество сварного шва, в частности, на поверхности свариваемых деталей практически не образуются брызги от выполнения сварки. Кстати, применение инверторов позволяет получать швы в любой пространственной конфигурации.

Микропроцессор

В управлении современными сварочными инверторами применяют микропроцессоры, и это обеспечивает стабильную связь между напряжением, током.

Минусы, которым обладают инверторы

Инверторы ремонтировать несколько сложнее, чем традиционные трансформаторные агрегаты. Если из строя выйдут некоторые элементы управления, размещенные на плате, то ремонт может встать примерно в треть от стоимости нового сварочного инвертора.

Инверторы, в отличие от оборудованиях других типов, очень боится пыли. То есть такие аппараты должны чаще обслуживаться. Работа инверторным сварочным аппаратом ограничена и низкими температурами. Кроме того, существуют некоторые ограничения на хранение инвертора при минусовых температурах. Это чревато образованием конденсата, который может привести к короткому замыканию на плате.

Как выбрать сварочный аппарат для дома и дачи на 220 В

При подборе сварочного оборудования потребитель должен определиться для решения, каких задач он будет необходим.

Если он будет использоваться для ремонта кузовных деталей, то у него должны быть одни параметры, а если для работы по изготовлению металлоконструкций то другими. Но в любом случае, устройства должны отвечать ряду требований, в частности, в домашнем аппарате должны быть реализованы такие функции, как горячий старт, антизалипание и некоторые другие. Именно этим инверторы отличаются от традиционных аппаратов.

В конструкции аппарата этого типа должен быть установлен вентилятор. Кроме того, схема должны быть защищена от скачков напряжения в питающей сети. В принципе устройство, обладающее такими параметрами, могут работать и в условиях домашней мастерской, и в условиях промышленного производства.

Какой сварочный аппарат лучше

Выбор аппарата – это по большей части дело сугубо индивидуальное. И каждый выбирает аппарат по своим потребностям, но, можно сказать, что устройства с диапазоном сварочного тока в пределах 200 – 250 А, позволяет выполнять самые сложны работы и обрабатывать детали разной толщины.

Классификация инверторов

Сварочные инверторы можно классифицировать по размеру сварочного тока. Производители выпускают три типа устройств:

• 100-160 А – маломощные;
• 160-200 А — средние;
• 200-250 А — мощные.

Существует зависимость, между размером силы тока и габаритами аппарата. При выборе аппарата для использования в домашних условиях следует руководствоваться теми задачами, которые предстоит им решать.

Самые слабые аппараты можно отнести к устройствам самого низкого уровня, многие их используют для получения навыков работы. Аппараты, которые относят к среднему классу относят к самым популярным и позволяют выполнять самые разнообразные работы начиная от сборки забора и изготовления довольно сложных металлоконструкций. Самые мощные аппараты по большей части применяют в производственных целях. Их применяют для работы с металлопрокатом большой толщины.

Электроды для ручной дуговой сварки

Большая часть инверторов предназначена для работы с электродами, покрытыми обмазкой. Но их можно использовать и для работы со сварочной проволокой. Для этого, на устройство устанавливают приспособление которое подает проволоку в сварочную зону. Проволока подается через сварочный пистолет, через него же подается и газовая смесь, защищающая рабочую зону от воздействия атмосферного воздуха.

Дополнительные функции в инверторах

В современных инверторных устройствах реализованы некоторые опции, которые заметно облегчают работу сварщика:

1. Горячий старт – зачастую у начинающих сварщиков, да и не только у них, возникают сложности с розжигом и поддержанием дуги в рабочем состоянии. В момент розжига, ток вырастает до необходимого уровня и сразу после розжига возвращается к рабочим параметрам. Процесс изменения тока происходит полностью автоматически, без участия сварщика.
2. Еще одна проблема, которая преследует новичков – залипание электрода. Причин тому несколько, но решение у нее одно – снижение уровня сварочного тока. Эта операция так же выполняется автоматически.

1. Форсаж дуги позволяет выполнять швы в разных пространственных положениях.
2. Снижение напряжения холостого хода до безопасного для рабочего и его окружающих людей уровня.

Определяемся с характеристиками

Как и любое техническое оборудование, сварочные инверторы обладают рядом технических параметров, которые определяют их возможности.

Сварочный ток

Инверторные сварочные аппараты обеспечивают генерацию сварочного тока в диапазонах от 100 до 250 А.

Напряжение холостого хода

После преобразования тока, подаваемого из электрической сети в 220 В, на выходе из аппарата получается ток с напряжением в 50 – 90 В и рабочей частотой в 20 – 50 кГц. Для розжига дуги необходимо использовать максимальное напряжение, но оно создает угрозу безопасности сварщика и окружающих людей. Поэтому после окончания работы, напряжение падает до безопасного уровня.

Режим работы на максимальном токе

Важный показатель работы любого сварочного аппарата это показатель длительности работы. Его могут называть ПН или ПВ. Этот показатель говорит о том, какое количество времени будет работать аппарат при десятиминутном сварочном цикле, до отключения.

Другими словами, если ПВ составляет 50% — это значит что время эффективной работы, составит 5 минут, если показатель составляет 70%, то время составит 7 минут. Этот показатель должен быть отражен в технической документации, входящей в состав поставки сварочного аппарата.

Рекомендации по эксплуатации бытовых инверторов

Инвертор, предназначенный для сварки – это сложное инженерное устройство, которое оснащено множеством уровней защиты.

Аппаратура этого класса показывает стабильность в работе и между тем требует к себе бережного отношения и своевременного обслуживания.

Перед приобретением аппарата целесообразно тщательно изучить руководство по эксплуатации.

Инструкция сварочного инвертора

При работе с инвертором необходимо соблюдать несколько простых правил безопасности:

1. Все токопроводящие рукава не должны иметь повреждений, клеммы для подключения должны надежно фиксироваться в аппарате.
2. Если в конструкции аппарата предусмотрен вентилятор и во время включения он не вращается, эксплуатация такого устройства недопустима.
3. При работе с аппаратом необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

устройство аппарата, из чего состоит и как работает?

На чтение 10 мин. Просмотров 2.2k. Опубликовано 11.01.2019

Сварка относится к самым эффективным методам, позволяющим надежно соединять металлические детали. Достигнуть наиболее качественных результатов в создании разнообразных конструкций из металла можно с помощью инвертора.

Данный инструмент широко применяется не только в производственных целях, но и в бытовых условиях. Поэтому важно понимать принцип работы .

Устройство и основные характеристики инверторов

Еще совсем недавно подобные агрегаты были достаточно простыми по схеме работы. Со временем аппарат был существенно модернизирован и дополнен электроникой.

В результате такие характеристики инверторных аппаратов, как его эффективность и функциональность существенно повысились. А самое главное, в процессе подобных модификаций, устройство не стало стоить дороже.

Как показывают современные тенденции, цена на аппарат, наоборот, снизилась, что не может не радовать сварщиков.

Устройство сварочного инвертора очень схоже с блоками питания, используемыми в компьютерах.

Вольт амперная характеристика инвертора для сварки.

Их схожесть заключается в принципе преобразования энергии, которое осуществляется в соответствии со следующими основными этапами:

• выпрямление переменного напряжения электросети 220 В;
• преобразование напряжения в переменное высокой частоты;
• снижение высокочастотного U;
• выпрямление пониженного напряжения.

Выше лишь кратко перечислены основные действия данного прибора. Как видно, импульсные блоки питания персональных компьютеров выполняют такие же операции, что известно даже чайникам.

Раньше главным узлом являлся мощный трансформатор. Он также позволял понижать входное напряжение и снимать со вторичной обмотки большие токи, величина которых могла достигать сотен ампер. Данных параметров было вполне достаточно, чтобы осуществлять сварку.

Недостатком такого агрегата является слишком большой вес, делающий мобильность инструмента минимальной. С целью уменьшения габаритов и веса были разработаны инверторы.

[box type=”info”]Из чего состоит данный узел? Главными элементами тут являются транзисторы, подключенные к понижающему трансформатору. Они переключаются со значительно большей частотой вплоть до 80 кГц. Это позволяет уменьшить размеры трансформатора до минимума. В то же время их мощность остается такой же высокой, как и у больших собратьев.[/box]

Однако напряжение в сварочном инверторе должно быть постоянным. В этих целях используется выпрямитель, представленный диодным мостом и конденсаторами, работающими на сглаживание выходного напряжения.

Принцип работы устройства

Принцип работы сварочного аппарата с инвертором основан на преобразовании токов высокой частоты до необходимой величины. Это и есть основное отличие от традиционного трансформаторного устройства.

В следствие того, что токи преобразуются непосредственно перед процедурой сварки, подобные устройства отличаются относительно малыми габаритами и весом.

Всем известно, в бытовой электросети величина напряжения составляет 220 вольт, а частота переменного тока – 50 Гц. Такие значения не подходят для проведения сварочных работ.

Аппарат инверторного типа позволяет обеспечить необходимые значения, подходящие для розжига дуги и поддержания ее горения.

Важным моментом является возможность инверторной обеспечивать указанные величины питания в широком диапазоне значений, что позволяет сваривать металлы в различных условиях.

Принцип работы инвертора для сварки.

Внутреннее устройство прибора предполагает наличие выпрямителя. Он запитывается от обычной бытовой электросети. Его главная задача: преобразование переменного тока в постоянный. Во время данного процесса напряжение не изменяется. Далее блок устройства выполняет обратное преобразование.

В результате указанных операций, частота тока значительно увеличивается. Вместо стандартного значения в 50, оно повышается до нескольких десятков тысяч герц. Такие большие величины достигаются благодаря использованию тиристоров и транзисторов.

В результате, на трансформатор поступает напряжение с высокой частотой. Далее происходит увеличение силы тока за счет снижения напряжения. Трансформаторы, позволяющие осуществить такой переход, отличаются незначительным весом и размерами.

В результате сварочные аппараты стали более мобильными. Такие устройства проще использовать в бытовых целях, например, в маленькой мастерской, на даче или даже дома.

Стоит отметить, что современные устройства отличаются высоким коэффициентом полезного действия, вплоть до 90 процентов.

Раньше данные приборы имели более простое устройство, очень близкое к описанному выше. Однако современные конструкции предусматривают наличие дополнительной электроники, повышающей функциональность инструмента.

Достаточно часто используются различные электронные узлы, на основе микропроцессоров. В результате осуществляется контроль напряжения и тока. Если их значения отклоняются от оптимальных, тогда они корректируются.

Таким образом, оборудование может функционировать без сбоев, а также повышается диапазон выбора параметров сварки.

https://youtu.be/DqRvaDfc7xE

Технические параметры

Итак, как работает инверторный сварочный аппарат – понятно. Данный принцип остается неизменным для всех типов таких устройств. Тем не менее на рынке доступно большое количество различных моделей, представленных как отечественным производителем, так и зарубежными компаниями.

Хотя принцип действия инверторных сварочных аппаратов остается неизменным, некоторые характеристики все же отличаются, а именно:

• величина сварочного тока может варьироваться в широком диапазоне значений: профессиональным устройствам свойственны широкие интервалы, а вот бытовым вариантам более узкие;
• продолжительность включения, показывающая длительность работы на выбранном токе без перерывов.
• холостой ход;
• напряжение электросети.

Таким образом, характеристики будут зависеть от параметров выходного выпрямителя, а также преобразователя частоты тока.

Еще к немаловажным критериям относится мощность прибора. В промышленных агрегатах она может быть очень высокой и достигать двадцати киловатт. Конечно же, использовать подобное оборудование в бытовых целях невозможно. Простая электросеть попросту не рассчитана на подобные нагрузки.

Характеристики сварочного инвертора.

Стоит понимать: стоимость инструмента будет зависеть от мощности. Чем она выше, тем больше придется заплатить.

Практически все современные типы подобных устройств способны осуществлять следующие :

• полуавтоматическая в среде инертных или активных газов, так называемая MIG/MAG;
• ручная дуговая с применением электродов;
• аргонодуговая в среде защитного газа.

В случае использования устройств в последнем типе сварки, инверторы могут комплектоваться дополнительными функциями. К таким относится возможность постепенного снижения силы тока, бесконтактное зажигание дуги, сварка в импульсном режиме, регулировка длительности обдува поверхности газом и т.д.

Процесс сварки в ручном режиме становится более простым и комфортным из-за наличия функции форсажа дуги – ее розжига простым касанием поверхности соединяемых металлических частей конструкции.

[box type=”fact”]В инверторах могут быть реализованы и другие функции. Все они призваны сделать процесс сварки более простым. Тут важно понимать: количество «наворотов» устройства неукоснительно ведет к увеличению его стоимости.[/box]

Работа в среде инертных газов также может быть облегчена некоторыми дополнительными возможностями агрегата.

Среди них:

• «мягкий финиш» – автоматическое дожигание проволоки после окончания ее подачи;
• «синергетика» – автоматическое «подстраивание» параметров сварки под значения, заранее заданные мастером;
• «2/ такта» – возможность переключения подачи проволоки с автоматического режима на ручной и обратно;
• «индуктивность» – позволяет понизить количество разбрызгиваемого металла, а также контролировать ширину шва и стабильность дуги.

Плюсы и минусы инверторной сварки

Устройство инверторного обладает рядом несомненных преимуществ. Благодаря им данный тип оборудования получил широкое распространение как в промышленности, так и в домашнем использовании.

Как известно, все, что необходимо от сварщика – это плавное перемещение электрода над линией соединения без соприкосновения с поверхностью детали. Электрод должен находиться на расстоянии в несколько миллиметров от изделия.

На первый взгляд кажется, что подобная операция достаточно легка. На деле же этот простой процесс превращается в невероятно тяжелую процедуру. Это связано с особенностями работы в маске, в которую постоянно летят искры, не дающий контролировать процесс соединения с высокой точностью.

Применения простого трансформатора сопровождено некоторыми рисками, описанными ниже.

Таблица силы тока для сварки инвертором.

Так, например, касание электрода поверхности изделия приведет к короткому замыканию. Если подобное произойдет, то оторвать его будет достаточно тяжело. Придется приложить приличные усилия, в противном случае сработает теплозащита или, что еще хуже, загорится обмотка трансформатора.

В инверторе такой недостаток попросту отсутствует. Случайное прикосновение электрода к поверхности не повлечет за собой катастрофических последствий. Микропроцессор практически мгновенно отреагирует на падение напряжения и подплавит электрод. В результате оторвать его от детали не составит труда.

Если же соприкосновения не происходит, но электрод находится достаточно близка к поверхности конструкции, процессор распознает такой сценарий действий и прекратит поступление выходного напряжения. Это позволит избежать перегрева трансформатора.

Технологические достоинства

Устройство и принцип работы сварочного инвертора обладает рядом преимуществ по сравнению со своими традиционными аналогами, работающими по трансформаторной схеме, а именно:

• достаточно большая , соизмеримая с низкочастотными трансформаторами;
• маленький вес и габариты, позволяющие без труда перемещать оборудование по цеху, мастерской или дому;
• широкие возможности по настройке параметров сварки;
• низкий расход электродов;
• высокая эффективность;
• возможность осуществления сварочного процесс в различных пространственных положениях;
• совместимость с разными типами электродов.

[box type=”fact”]Выше перечислены лишь основные плюсы. На деле, каждый откроет для себя еще больше положительных сторон использования подобного инструмента.[/box]

В любом случае повышенный комфорт сварки и возможность выполнения более качественной работы по достоинству оценит любой сварщик.

https://youtu.be/5RmnsgUOL14

Недостатки

Как показано выше, обладает множеством положительных моментов. В таком случае возникает вопрос: почему же многие сварщики до сих пор используют традиционные трансформаторные приборы?

Параметры сварочных инверторов.

Главной причиной такого положения вещей является высокая стоимость оборудования. Инверторы минимум в два раза дороже. Данный факт относится к ключевым при ответе не поставленный вопрос.

Еще одним недостатком сварочного инвертора является высокий процент выхода устройств из строя. Достаточно лишь загрязниться электронике – и аппарат может сломаться.

В связи с отмеченной проблемой возникает необходимость в постоянной чистке «внутренностей» с применением сжатого воздуха.

Маленькие размеры инструмента также не относятся только к плюсам. Есть и обратная сторона медали. Наличие большого количества электронных систем ограничивает возможность работы с устройством на открытой местности во время дождя или при повышенной влажности.

Плохая погода может попросту поломать прибор, а ряд дешевых устройств и вовсе не будет функционировать при отрицательных температурах. Работа в пыльных условиях также сопряжена с риском поломки.

Со сваркой тоже не все так гладко, как может показаться на первый взгляд. В первую очередь это относится к резке толстого металла. Если напряжение на выходе сварочного аппарата будет нестабильным, что связано с перепадами в сети, характерными для сельской местности, то преобразующий узел выйдет из строя.

[box type=”warning”]Один из самых больших минусов – это дорогой ремонт. В основе работы прибора заложен транзисторный блок, стоимость которого может достигать четверти стоимости самого инструмента. Таким образом, окончание срока гарантийного обслуживания сопряженно со значительными тратами в случае поломки.[/box]

Подобные агрегаты сильно востребованы в сельской местности, где постоянно появляются задачи, связанные с соединением тех или иных металлических изделий.

Высокая мобильность позволяет без труда использовать их во дворе, перенося устройство с одного места на другое. Однако отсутствие сервисных центров станет большой проблемой в случае выхода аппарата из строя.

Итог

Принцип работы сварки с использованием инвертора вместо трансформатора обладает рядом достоинств. Благодаря им подобное оборудование широко применяется и в промышленности и бытовых условиях.

В данной статье достаточно детально рассмотрено устройство такого аппарата. Эта информация позволит не только разобраться с основами работы инвертора, но и поможет при выборе и покупке инверторной сварки.

Принцип работы сварочного инвертора. Правила эксплуатации

Время чтения: 8 минут

Инверторная сварка в 21 веке смогла стать самой распространенной среди всех сварочных технологий, поскольку кардинально изменила представление о сварочном оборудовании. Если раньше при словосочетании «сварочный аппарат» мастера представляли большой и громоздкий трансформатор, которым трудно варить новичку. То теперь на ум приходят компактные и легкие инверторы, которые просты в эксплуатации и стоят недорого.

Эта статья — первая ступень в изучении азов сварки с применением инвертора. Вы узнаете, как работает инверторный сварочный аппарат, каков принцип действия инверторного аппарата, какие правила нужно соблюдать, чтобы ваш сварочник прослужил долгие годы и был для вас настоящим помощников в быту или на работе.

Содержание статьи

Общая информация

Как мы уже упомянули выше, ранее у домашнего сварщика практически не было выбора при покупке сварочного аппарата. Он мог приобрести трансформатор или выпрямитель, а затем наступало время долгого обучения. Трансформаторы нельзя просто подключить к розетке и начать сварку. Необходимо знать множество нюансов: начиная от регулировки силы тока заканчивая ведением шва.

Но, времена изменились. Прогресс не стоял на месте, и в начале 21 века на массовом рынке появились инверторы. Они существенно отличались от привычных трансформаторов не только своими габаритами, но и функционалом.

У сварщиков появилась возможность без труда перевозить сварочный аппарат из точки А в точку Б, поскольку инверторы весили в среднем 10 кг. В дополнение ко всему производители предлагали расширенный функционал, упрощающий и ускоряющий сварку. Появились функции, препятствующие прилипаю электрода к металлу, упрощающие поджиг дуги и т.д. Сварщики по достоинству оценили аппараты нового поколения.

На сегодняшний день инверторы — это самый популярный тип сварочного оборудования. Инвертор можно найти как на даче у домашнего умельца, так и в мастерской или на производстве. Сердце такого аппарата — инверторный источник сварочного тока. Отсюда и название «инвертор».

Из-за такой путаницы в названии многим новичкам трудно понять, чем отличается инвертор от сварочного аппарата инверторного типа. Все просто. Инвертор — это зачастую компактный аппарат, предназначенный для ручной дуговой сварки. На этом его функционал заканчивается. А вот сварочный аппарат инверторного типа может быть предназначен для различной сварки: от сварки в среде газа до сварки порошковой проволокой. Например, к аппаратам инверторного типа часто относится полуавтомат, поскольку в его основе так же лежит инверторный источник тока.

Появление инверторного сварочного аппарата дало возможность многим домашним мастерам быстро и просто обучиться сварочному делу. Поскольку все инверторы понятны в эксплуатации, и достаточно прочесть инструкцию к купленному вами аппарату, чтобы приступить к работе.

Принцип работы

У инверторной сварки очень простой принцип работы. Вы подключаете аппарат в обычную бытовую розетку, откуда подается переменный ток. Встроенный в инвертор выпрямитель сглаживает получаемый ток с помощью фильтра. После чего уже постоянный ток с помощью современных транзисторов преобразовывается в переменный ток высокой частоты. Частота сварочного тока на данном этапе составляет от 20 до 50 кГц.

Но это еще не все. Далее переменный ток высокой частоты понижается, и у нас есть возможность использовать сварочный ток с силой от 100 до 200 Ампер (в среднем). Вот и весь принцип действия сварочного инверторного аппарата.  Ну а поскольку преобразованием тока занимается блок электросхем, у инженеров получилось создать максимально компактные сварочные аппараты. Сейчас инвертор весом 5 кг — это не редкость.

Поскольку принцип работы сварочного инверторапрост, многие умельцы самостоятельно собирают сварочный аппарат в домашних условиях из подручных материалов.

Правила эксплуатации инвертора

Инвертор — это технически сложный электроприбор, который нуждается в правильном применении, обслуживании и хранении. Мы собрали основные правила, которые следует соблюдать, чтобы ваш аппарат прослужил долго.

Прежде всего, узнайте, насколько ваш аппарат защищен от пыли и влаги. Большинство бюджетных инверторов справляются только с брызгами воды, и нуждаются в бережном хранении (о нем мы расскажем чуть позже). Если ваш инвертор будет защищен от осадков и грязи, вы сможете использовать его даже в полевых условиях.

Обращайте внимание на световые индикаторы, расположенные на корпусе инвертора. Все аппараты оснащены индикатором, сигнализирующем об опасном перегреве. Если на вашем инверторе во время сварки загорелась лампочка перегрева, то прекратите работу и дайте аппарату остыть.

Чтобы добиться хорошего качества швов металл необходимо обезжирить и зачистить перед сваркой. На поверхности не должно быть следов от краски, масла, грязи и прочих загрязнений. Для обезжиривания подойдет уайт спирит, а для зачистки можно использовать наждачную бумагу или болгарку.

Читайте также: Особенности подготовки металла под сварку

Всегда отключайте сварочный инвертор  из сети, если приостанавливаете работу более чем на 10 минут или вовсе закончили сварку. Не подпускайте посторонних людей и домашних животных к месту выполнения сварки. Это основы техники безопасности.

Техника безопасности

Продолжая тему техники безопасности, дополним, что не стоит пренебрегать средствами индивидуальной защиты. Обязательно используйте сварочную робу, защитную маску (идеальный вариант — это маска типа «Хамелеон»), сварочные краги, специальная обувь, не проводящая ток. Самый простой вариант — это встать на резиновый коврик. И ни в коем случае не храните в вашей рабочей одежде предметы, которые могут легко воспламениться.

Перед сваркой осматривайте все сварочные кабели, они должны быть целыми. Не лишним станет проверка всех разъемов и внешний осмотр самого аппарата. Если при сварке вы чувствуете неприятный запах, исходящий от инвертора, немедленно отключите его.

Все эти правила созданы не на пустом месте. Игнорируя их, вы можете нанести серьезный вред себе и своему здоровью. К сожалению, сварщики часто страдают от попадания окалины в глаза, от ожогов и даже от потери зрения. А все из-за несоблюдения техники безопасности.

Базовое техническое обслуживание

Устройство и принцип работы инвертора просты, но в их основе лежит применение электросхем. И вы должны понимать, что электросхемы нуждаются в грамотном техническом обслуживании. Мне не рекомендуем новичку проводить все обслуживание своими руками. Но вы можете выполнять базовые действия, которые продлят жизнь инвертору. А более сложные работы можно доверить специалисту в сервисном центре.

Итак, самое главное, что вам нужно делать регулярно — это очищать аппарат от пыли и грязи. В идеале на поверхности корпуса вообще не должна скапливаться пыль. Она легко проникает внутрь корпуса через вентиляционные отверстия и может вывести аппарат из строя. Протирайте инвертор тряпкой и не допускайте его запыливания. Можете отнести аппарат в сервисный центр, где вам его прочистят с помощью струи сжатого воздуха.

Помимо корпуса нужно протирать все сварочные кабели. Ни в коем случае не используйте мокрую тряпку для чистки. И не забывайте выключать аппарат из розетки перед обслуживанием. Старайтесь выполнять очистку аккуратно, не заламывая провода.

Остается вопрос: как часто проводить обслуживание, чтобы инвертор сварочный служил долго? Здесь все зависит от частоты применения инвертора. Мы рекомендуем в любом случае проводить обслуживание в сервисном центре перед его отправкой на зимнее хранение. Также раз в месяц протирайте аппарат и осматривайте его.

Правила хранения инвертора

Как мы уже упомянули выше, устройство сварочного инвертора компактно благодаря тем самым электросхемам, которые так чувствительны к пыли и перепадам температур. Именно по этой причине важно уделить особое внимание хранению инвертора. Едино разовое повышение влажности и одна пылинка не убьют инвертор, но постоянное пренебрежение хранением выведет его из строя.

Самый простой вариант хранения — это использовать коробку, в которой вы его купили. Зачастую она изготовлена из довольно плотного картона, что неплохо для хранения в квартире, например. Конечно, пластиковая упаковка предпочтительнее, но вы можете использовать то, что уже имеете. Для подстраховки заверните аппарат в целлофан, проделав в нем отверстия для вентиляции.

Подойдите серьезно к выбору места хранения. Неотапливаемая дача, или гараж точно не подойдут. Инвертору нужна постоянная комнатная температура и отсутствие перепадов влажности. Производители заявляют, что их аппараты отлично хранятся и при жаре, и при минусовой температуре. Но на деле это не правда. Так что не экспериментируйте.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, каков принцип работы сварочного аппарата инверторного типа, и какие правила нужно соблюдать, чтобы продлить срок его службы. Мы затронули лишь основы. Следующее, что вам нужно изучить — это подбор режима сварки и электродов. Настройка сварочного инвертора — это очень важная часть подготовки к сварке. От настроек во многом зависит конечное качество сварных швов. На нашем сайте вы можете найти материалы, посвященные подбору режима сварки, выбора первого инвертора и прочие полезные статьи. Оставляйте свои комментарии с советами и вопросами. Желаем удачи в работе!

[Всего: 0   Средний:  0/5]

Устройство сварочного инвертора: принцип работы, схема

Все чаще для сварки стали использовать не трансформаторные сварочные аппараты, а инверторные. Они не просаживают сеть, ими легче варить. Это обусловлено тем, что устройство сварочного инвертора значительно отличается от трансформаторного сварочного аппарата.

Содержание статьи

Чем сварочный инвертор лучше трансформатора

Начнем с того, что такое инверторный сварочный аппарат. Это устройство для ручной или полуавтоматической сварки, работающее от сетевого напряжения. Есть аппараты, которые подключают к сети 220 В, есть на 380 В. Вне зависимости от количества фаз, сварочный ток (который идет на электрод) постоянный. Так что варить инверторным сварочным аппаратом легче — дуга стабильна и не скачет. Кроме того, есть такие опции как «антизалипание» и защита от перегрева. Но это не все его плюсы.

Сварочный инверторный аппарат намного меньше и легче трансформаторного. Это важно, особенно, если надо таскать его по участку. Еще одно преимущество — он не «садит» сеть, не «дает» скачков напряжения.

В чем же дело, чем отличается инверторный аппарат от трансформаторного? Весь секрет в тройном преобразовании напряжения. Сначала переменное напряжение преобразуют в постоянное, а затем снова в переменное, но уже очень высокой частоты. Его затем на вторичном выпрямителе снова преобразуют в постоянный ток. Он и используется при сварке. Это и есть вкратце принцип работы сварочного инвертора.

Благодаря современной схемотехнике, качественные сварочные инверторы обладают высокой надежностью.

Как работает инверторный сварочный аппарат: блок-схема

Принципиальные схемы инверторных сварочников разных фирм отличаются, как отличается и элементная база. Но состоят все они из тех же блоков, так как принцип работы у всех одинаковый.

В первичном НЧ (низкочастотном) выпрямителе сетевое напряжение преобразуется в постоянное, которое подается на вход инвертора. Инвертор преобразует постоянное напряжение частотой 50 Гц в переменное напряжение высокой частоты (десятки кГц). Высокочастотный трансформатор понижает напряжение и увеличивает ток, который может превышать 250 А. Именно сила тока нужна при сварке. Вторичный выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное, а дроссель завершает преобразование и на электрод уходит постоянный ток.

Блок-схема сварочного инверторного аппарата

Это общий принцип работы инверторного сварочного инвертора. Как видите, он называется так потому что инвертор — ключевой элемент схемы.

Инвертор — это устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.

Большая часть инверторных сварочных аппаратов имеет еще контроллеры и устройства поддержания заданных параметров. Выполнены они обычно на базе процессоров, хотя есть и электромеханические модели.

Для чего нужны все эти преобразования и почему инверторный сварочный аппарат такой маленький и легкий

Для чего столько ступеней преобразования? Для того чтобы получить на выходе ток в сотни ампер и не перегрузить при этом электрическую сеть. Вторая задача — получить постоянный ток, так как варить на «постоянке» проще. Дуга стабильна, ее проще контролировать.

В простейших трансформаторных сварочных аппаратах выпрямление происходило на трансформаторе и, после некоторой стабилизации (несколько конденсаторов), сразу шло на электрод. Для преобразования сетевого напряжения частотой 50 Гц трансформатор требуется большой по размеру, так как диаметр проволоки должен быть большим. И это определяло размеры самого аппарата и его вес.

Принцип работы сварочного инвертора: ступени преобразования напряжения и тока

В инверторах путем преобразований частоту увеличивают до нескольких десятков килогерц (может быть 50-80 кГц) и уже после этого преобразуют в постоянное. Высокочастотное переменное напряжение преобразуется в постоянное на трансформаторе малого размера. Он в разы меньше и легче. Именно поэтому инверторные сварочники такие компактные и легкие. Но так как ступеней преобразования много, требуется контроль и согласование работы всех блоков. Поэтому инверторные сварочные аппараты при малых размерах и весе стоят больше. Хоть, вроде, налицо экономия материалов. А дело в том, что есть еще контролеры, которые стоят немало.

Устройство сварочного инвертора: описание работы и назначение блоков на базе схемы РЕСАНТА САИ 140

У каждого производителя принципиальные схемы инверторных сварочных аппаратов разные. Мало того, даже разные линейки одного и того же производителя могут существенно отличаться. Но устройство сварочного инвертора имеет общие черты. Блоки те же. Просто собраны смогут быть по-разному. Это входной выпрямитель на базе мощного диодного моста и сглаживающих конденсаторов, инвертор — на ключевых транзисторах (тип IGBT или MOSFET) и выходной выпрямитель на базе высокочастотного понижающего трансформатора и диодного моста с выходным конденсаторным фильтром.

Принципиальная схема инверторного сварочного аппарата РЕСАНТА САИ 140

Далее рассмотрим, как работает сварочный аппарат, основываясь на схеме инверторного сварочного аппарата РЕСАНТА САИ 140. Он не лучше и не хуже остальных, просто есть его схемы.

Первичный выпрямитель и конденсаторный фильтр

Задача первичного выпрямителя — преобразовать синусоиду частотой в 50 Гц в постоянный ток. В реалии он получается не совсем постоянным, а с некоторой пульсацией, но это уже явно не синусоида. Реализуется это обычным диодным мостом, который «переворачивает» нижнюю полуволну синусоиды.

Как работает сварочный инвертор: первая ступень преобразования напряжения в Ресанта САИ 140

Сетевое напряжение через входную стабилизирующую группу попадает на конденсаторы С1 и С2. Основная задача —  снятие статического напряжения на землю. Именно поэтому включать инверторную сварку крайне желательно в розетку с действующим заземлением, а не просто с имеющимся контактом.

Далее, диодный мост «переворачивает» нижнюю полуволну. На его выходе получается пульсирующее напряжение. Для сглаживания пульсаций ставят конденсаторы (в приведенной схеме это конденсатор С8 ёмкостью 1 микрофарад на напряжение 400 В ). На их выходе напряжение уже постоянное. Конденсаторы стоят с солидным запасом по напряжению — 400 Вольт и выше, так как на выходе диодного моста напряжение уже больше чем сетевое — порядка 320-350 В. А если учесть еще возможные скачки… вот и ставят с запасом — на 400 В.

И конденсаторы, и диоды при работе сильно греются. Для лучшего отвода тепла их монтируют на алюминиевые радиаторы. Часто еще делают дополнительный обдув — ставят вентилятор. Если вы хотите, чтобы сварочный аппарат прослужил долго, следите за тем, чтобы кулер был в рабочем состоянии.

Инвертор

Блок инвертора преобразует постоянное выпрямленное напряжение низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты. Реализуется обычно на ключевых транзисторах, которые открываются и закрываются с большой частотой. Именно они формируют переменное напряжение с частотой в десятки килогерц. Управляет их переключением контроллер.

Силовые транзисторы G30N60, при помощи которых преобразуется постоянный ток в высокочастотный переменный

G30N60 — биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBTs).

На выходе инвертора получаем не синусоиду, а практически прямоугольные импульсы. Но для дальнейшего выпрямления это не проблема. Зато частота высокая, что значит, что вторичный выпрямитель можно сделать на небольшом по размеру трансформаторе.

Выпрямление и стабилизация

Полученное высокочастотное напряжение подается на высокочастотный трансформатор. Напряжение на нем понижается, ток увеличивается. Через его первичную обмотку протекает высокое напряжение небольшой силы тока, а со вторичной снимается более низкое напряжение, но сила тока уже порядка 150-220 ампер — в зависимости от мощности и класса аппарата.

Выходное преобразование напряжения перед подачей на электрод

Для получения постоянного напряжения на выходе трансформатора стоит диодный мост. Он выдает уже практически постоянное напряжение, которое «доглаживается» выходными конденсаторами и идет на сварочный электрод. Диоды на выходном мосту стоят особые — с высокой скоростью срабатывания (не более 40-55 наносекунд). Они должны сглаживать напряжение частотой в десятки килогерц, так что скорость срабатывания должна быть очень высокой. Если в процессе ремонта возникла необходимость их замены, то надо подбирать именно с высоким быстродействием. Иначе работать аппарат не будет.

STTH6003CW — диод быстродействующий 300В, 30А, 55нс.

Остальные блоки на схеме — это как раз управление, «дополнительные опции» типа защит от перегрева и залипания электрода.

На что обратить внимание при выборе сварочного инвертора

Речь пойдет не о характеристиках, а о выборе марок и производителей. Ситуация на рынке со сварочными инверторами не лучше и не хуже, чем с остальными инструментами или бытовой техникой. Очень много товара из Поднебесной.  Ценовая категория — от самого дешевого, до среднего. Есть также российские аппараты, украинские и белорусские. Они, в основном, в среднем ценовом диапазоне, хотя есть и более дорогие линейки. «Европейцев» в последние годы очень мало и цена далеко не «средняя».

Как работает сварочный инвертор — это одно. Надо еще, чтобы он был ремонтопригодным. Схемотехника может существенно различаться

Так что же выбрать? Оптимально — нормальный Китай и аппараты производства стран СНГ. И будьте осторожны. Очень много дешевых китайских подделок, которые имитируют российские, украинские или белорусские марки или даже «нормальный» товар из Поднебесной. В «фирменных» приборах заявленные параметры соответствуют реальным. И, если вы выставили ток, скажем, 130 ампер, на выходе вы получите именно 130 ампер плюс-минус пару процентов. В дешевых же поделках приходится потом «опытным» путем переписывать цифры на регуляторах. Потому что при положении регулятора 150 А, но на выходе может быть всего 90 А. В лучшем случае — 110-120 А, что явно не радует.

Ремонт и сервис

Второй момент, на который надо обратить внимание при выборе сварочного инверторного аппарата — его ремонтопригодность и доступность элементной базы. Производители разделились на два лагеря. У одних компоненты для ремонта стоят недорого, легкодоступны. Следовательно, ремонт быстрый, без особых проблем и недорого. Вторая группа производителей исходит из того, что нечего ремонтировать — покупайте новый аппарат. Элементная база подбирается особая, просто так ее не найти, приходится заказывать. Поставляет ее тот же производитель по очень высоким ценам. Так что действительно, часто получается дешевле купить новый аппарат, чем ремонтировать вышедший из строя.

Важно чтобы заявленные характеристики совпадали с реальными

Как ни странно, сварочные инверторы «второй группы» обычно работают нормально и довольно долго. Так что отзывы о работе обычно положительные. Но вот ремонт… Это проблема.

Ну, и следует обратить внимание на наличие сервисных центров в вашем регионе. И на то, на какой срок дают гарантию. Не только производители, но и сервисники. Может получиться так, что гарантия на аппарат солидная — несколько лет. А на ремонтные работы — всего месяц-два-три. Скажем, вам не повезло, ваш сварочник сломался очень быстро. Отвезли в мастерскую, они отремонтировали, а на отремонтированный аппарат дают гарантию два месяца. И все. Дальше «за свои деньги».

Принцип инверторной сварки: описание, схема и устройство

Традиционные сварочные аппараты с неизменными трансформаторами огромных размеров постепенно уходят в прошлое. Вместо этого появились компактные сварочные инверторы. Они просты в использовании, даже новички могут использовать их. Чтобы выяснить, что это за устройство, необходимо рассмотреть конструкцию и работу сварочного инвертора.

О конструкции

Устройство отличается от традиционного и более знакомо каждому сварщику трансформаторов.

В инверторе процессы преобразования рабочего тока происходят по-разному. Эти процессы идут шаг за шагом с помощью небольшого трансформатора, размер которого немного больше пачки сигарет. Еще одно отличие – электронная система управления. Это облегчает сварку. Благодаря электронной системе, качественные швы формируются. Вот как работает сварочный аппарат инвертора. Отзывы об этом оборудовании в основном положительные. Многие используют его из-за компактности и качества шва.

Общий принцип работы

Первоначально входные токи с напряжением 220 вольт с переменной частотой протекают через выпрямитель и затем преобразуются в постоянные. Кроме того, ток сглаживается с помощью фильтра. Часто используется в качестве традиционной схемы на основе электролитических конденсаторов. Кроме того, постоянное напряжение и ток проходят через полупроводниковый модулятор, где они снова преобразуются в переменный, но с более высокими частотами. В разных моделях этот показатель отличается, но не превышает 100 кГц.Затем ток снова выпрямляется, а напряжение снижается до значения, необходимого для сварки металлов. Принцип сварки инвертора основан на высокочастотных преобразователях. Наличие этих узлов позволяет использовать небольшие трансформаторы, благодаря чему масса агрегата значительно уменьшилась. Например, чтобы сделать сварочный аппарат инвертора, способный выдавать ток 160 ампер, трансформатор должен весить не более 250 грамм. Чтобы достичь того же результата, используя традиционный аппарат, трансформатор должен иметь минимальную массу 18 килограмм.Это очень неудобно.

Блок управления является основным преимуществом инверторных сварочных аппаратов.

Очень важную роль в работе этого оборудования играет электроника. Благодаря этому обеспечивается обратная связь. Это помогает полностью контролировать электрическую дугу, при необходимости корректировать или поддерживать ее параметры на нужном уровне.

Малейшее отклонение характеристик дуги мгновенно считывается с помощью микропроцессора. Этот принцип работы инверторного сварочного аппарата и наличие электронного блока управления гарантируют наличие электрической дуги с наиболее стабильными характеристиками.Это в конечном итоге повышает качество сварочных работ.

Принципиальная схема

В выпрямителе переменный ток 50 Гц и напряжение 220 В проходит через мощный диодный мост. Пульсации тока с переменной частотой сглаживаются наличием в цепи электролитических конденсаторов. Во время работы диодный мост подвержен перегреву, поэтому на диоды установлены радиаторы. Кроме того, инвертор оснащен тепловым предохранителем. Работает, если диоды нагреваются до 90 градусов.Тепловой предохранитель надежно защищает диоды. Рядом с диодным мостом можно увидеть довольно большие конденсаторы. Их емкость может варьироваться от 140 до 800 мкФ. Также в схеме обязательно присутствуют фильтры, которые не допускают никаких помех во время работы. Мы посмотрели на принцип сварки сварочного инвертора.

Схема также подразумевает другие элементы. Рассмотрим их ниже.

Инвертор: что это такое

Сам инвертор построен на двух уровнях. Это мощные транзисторы. Они имеют тенденцию быть очень горячими, поэтому они оснащены радиатором.Такие полупроводниковые элементы решают проблему переключения токов, проходящих через импульсный трансформатор. Рабочие частоты здесь могут превышать несколько тысяч кГц. В результате генерируется ток переменной частоты. Транзисторы должны быть устойчивы к перепадам напряжения. Производители оборудуют устройства специальными защитными цепями. Часто они собраны на основе схемы на резисторах и конденсаторах. Далее идет вторичная обмотка на понижающем трансформаторе. Имеет небольшое напряжение – до 70 вольт.Но ток может быть 130-140 Ампер.

Выходной выпрямитель

Для формирования выходного постоянного тока и напряжения применяются надежные выходные выпрямители. Эта схема собрана на основе двойных диодов, которые имеют общий катод. Эти элементы характеризуются высокой скоростью, они мгновенно открываются и быстро закрываются. Время реакции таких диодов составляет около 50 наносекунд. Эта скорость очень важна. Диоды

должны работать при высоких токах частоты, обычные полупроводниковые элементы с такой задачей не справляются.Им просто не хватило бы скорости при переключении. В случае ремонта, даже зная устройство сварочного инвертора, принцип действия, эти диоды рекомендуется заменить на элементы с одинаковыми характеристиками.

Конструкция и эксплуатация электронной системы

Она питается от стабилизаторов. Напряжения рассчитаны на 15 вольт. Эти элементы установлены на радиаторах. Блок питания для платы поступает от главного выпрямителя. При подаче напряжения конденсаторы заряжаются первыми.Напряжение в этот момент увеличивается. Для защиты диодной сборки используется ограничительная схема с мощным резистором. Когда емкость

.

Принцип инверторной сварки: описание, схема и устройство

Традиционные сварочные аппараты с неизменными трансформаторами огромных размеров постепенно уходят в прошлое. Вместо этого появились компактные сварочные инверторы. Они просты в использовании, даже новички могут использовать их. Чтобы выяснить, что это за устройство, необходимо рассмотреть конструкцию и работу сварочного инвертора.

О конструкции

Устройство отличается от традиционного и более знакомо каждому сварщику трансформаторов.

В инверторе процессы преобразования рабочего тока происходят по-разному. Эти процессы идут шаг за шагом с помощью небольшого трансформатора, размер которого немного больше пачки сигарет. Еще одно отличие – электронная система управления. Это облегчает сварку. Благодаря электронной системе, качественные швы формируются. Вот как работает сварочный аппарат инвертора. Отзывы об этом оборудовании в основном положительные. Многие используют его из-за компактности и качества шва.

Общий принцип работы

Первоначально входные токи с напряжением 220 вольт с переменной частотой протекают через выпрямитель и затем преобразуются в постоянные. Кроме того, ток сглаживается с помощью фильтра. Часто используется в качестве традиционной схемы на основе электролитических конденсаторов. Кроме того, постоянное напряжение и ток проходят через полупроводниковый модулятор, где они снова преобразуются в переменный, но с более высокими частотами. В разных моделях этот показатель отличается, но не превышает 100 кГц.Затем ток снова выпрямляется, а напряжение снижается до значения, необходимого для сварки металлов. Принцип сварки инвертора основан на высокочастотных преобразователях. Наличие этих узлов позволяет использовать небольшие трансформаторы, благодаря чему масса агрегата значительно уменьшилась. Например, чтобы сделать сварочный аппарат инвертора, способный выдавать ток 160 ампер, трансформатор должен весить не более 250 грамм. Чтобы достичь того же результата, используя традиционный аппарат, трансформатор должен иметь минимальную массу 18 килограмм.Это очень неудобно.

Блок управления является основным преимуществом инверторных сварочных аппаратов.

Очень важную роль в работе этого оборудования играет электроника. Благодаря этому обеспечивается обратная связь. Это помогает полностью контролировать электрическую дугу, при необходимости корректировать или поддерживать ее параметры на нужном уровне.

Малейшее отклонение характеристик дуги мгновенно считывается с помощью микропроцессора. Этот принцип работы инверторного сварочного аппарата и наличие электронного блока управления гарантируют наличие электрической дуги с наиболее стабильными характеристиками.Это в конечном итоге повышает качество сварочных работ.

Принципиальная схема

В выпрямителе переменный ток 50 Гц и напряжение 220 В проходит через мощный диодный мост. Пульсации тока с переменной частотой сглаживаются наличием в цепи электролитических конденсаторов. Во время работы диодный мост подвержен перегреву, поэтому на диоды установлены радиаторы. Кроме того, инвертор оснащен тепловым предохранителем. Работает, если диоды нагреваются до 90 градусов.Тепловой предохранитель надежно защищает диоды. Рядом с диодным мостом можно увидеть довольно большие конденсаторы. Их емкость может варьироваться от 140 до 800 мкФ. Также в схеме обязательно присутствуют фильтры, которые не допускают никаких помех во время работы. Мы посмотрели на принцип сварки сварочного инвертора.

Схема также подразумевает другие элементы. Давайте рассмотрим их ниже.

Инвертор: что это такое

Инвертор сам по себе построен на двухоспетях. Это мощные транзисторы.У них очень жаркое свойство, поэтому они оснащены радиатором. Такие полупроводниковые элементы решают проблему переключения токов, проходящих через импульсный трансформатор. Рабочие частоты здесь могут превышать несколько тысяч кГц. В результате генерируется ток высокой переменной частоты. Транзисторы должны быть устойчивы к перепадам напряжения. Производители оборудуют устройства специальными защитными цепями. Часто они собраны на основе схемы на резисторах и конденсаторах. Далее в корпусе идет вторичная обмотка на понижающем трансформаторе.Имеет небольшие напряжения – до 70 вольт. Но ток может быть 130-140 Ампер.

Выходной выпрямитель

Чтобы выходной сигнал формировал постоянный ток и напряжение, используйте надежные выходные выпрямители. Эта схема собрана на основе двойных диодов, которые имеют общий катод. Эти элементы характеризуются высокой скоростью работы, они мгновенно открываются и быстро закрываются. Время реакции таких диодов составляет около 50 наносекунд. Эта скорость очень важна. Диоды

должны работать с токами высокой частоты, обычные полупроводниковые элементы с такой проблемой не справляются.Им просто не хватило скорости при переключении. В случае ремонта, даже зная принцип работы сварочного инверторного устройства, эти диоды рекомендуется заменить на элементы с одинаковыми характеристиками.

Устройство и работа электронной системы

Он получает питание от стабилизаторов напряжения, рассчитанных на 15 вольт. Эти элементы установлены на радиаторах. Напряжение питания для платы поступает от главного выпрямителя. Когда напряжение приложено, конденсаторы сначала заряжены.Напряжение в этот момент растет. Для защиты диодной сборки используется ограничительная цепь с мощным резистором. Когда конденсаторы будут полностью заряжены, сварочный аппарат начнет свою работу. Контакты реле замкнуты, и резистор больше не будет участвовать в процессе.

Дополнительные

.

Обзор сдвоенных преобразователей: работа, режимы и типы

В предыдущем уроке мы увидели, как спроектирована схема двойного источника питания, теперь мы узнаем о сдвоенных преобразователях , которые могут преобразовывать переменный ток в постоянный и постоянный ток в переменный. в то же время. Как следует из названия, Dual Converter имеет два преобразователя, один преобразователь работает с выпрямителем (преобразовывает переменный ток в постоянный ток), а другой преобразователь работает как преобразователь (преобразовывает постоянный ток в переменный ток). Оба преобразователя подключены друг к другу с общей нагрузкой, как показано на рисунке выше.Чтобы узнать больше о Rectifier и Inverter, перейдите по ссылкам.

Почему мы используем двойной преобразователь? Если только один преобразователь может обеспечить нагрузку, то почему мы используем два преобразователя? Эти вопросы могут возникнуть, и вы получите ответ в этой статье.

Здесь у нас есть два преобразователя, подключенных друг к другу. Благодаря такому типу соединения данное устройство может быть рассчитано на с четырьмя квадрантами работы . Это означает, что напряжение нагрузки и ток нагрузки становятся обратимыми.Как возможна работа четырех квадрантов в двойном преобразователе? Что мы увидим дальше в этой статье.

Обычно двойные преобразователи используются для реверсивных приводов постоянного тока или преобразователей постоянного тока . Используется для мощных приложений.

Работа в четырех квадрантах в двойном преобразователе

Первый квадрант: напряжение и ток оба положительные.

Второй квадрант: напряжение положительное, а ток отрицательный.

Третий квадрант: напряжение и ток оба отрицательны.

Четвертый квадрант: напряжение отрицательное, а ток положительный.

Из этих двух преобразователей первый преобразователь работает в двух квадрантах в зависимости от значения угла зажигания α. Этот преобразователь работает в качестве выпрямителя, когда значение α меньше 90˚ . В этой операции преобразователь выдает среднее положительное напряжение нагрузки и ток нагрузки и работает в первом квадранте .

Когда значение α больше 90˚, этот преобразователь работает как инвертор . В этой операции преобразователь выдает отрицательное среднее выходное напряжение и направление тока не изменяется. Вот почему ток нагрузки остается положительным. В первом квадрантном режиме энергия передается от источника к нагрузке, а в четвертом квадранте в режиме энергия передается от нагрузки к источнику.

Аналогично, второй преобразователь работает в качестве выпрямителя, когда угол срабатывания α меньше 90 °, и работает в качестве инвертора, когда угол α срабатывания больше 90 ° .Когда этот преобразователь работает как выпрямитель, среднее выходное напряжение и ток оба являются отрицательными. Таким образом, он работает в третьем квадранте , и поток энергии идет от нагрузки к источнику. Здесь двигатель вращается в обратном направлении. Когда этот преобразователь работает как инвертор, среднее выходное напряжение положительное, а ток отрицательный. Таким образом, он работает во втором квадранте , и поток энергии идет от нагрузки к источнику.

Когда поток энергии идет от нагрузки к источнику, двигатель ведет себя как генератор, и это делает возможным регенеративное отключение .

Принцип Двойного преобразователя (Идеальный двойной преобразователь)

Чтобы понять принцип двойного преобразователя, мы предполагаем, что оба преобразователя являются идеальными. Это означает, что они производят чистое выходное напряжение постоянного тока, на выходных клеммах нет пульсаций. Упрощенная эквивалентная схема сдвоенного преобразователя показана на рисунке ниже.

На приведенной выше принципиальной схеме преобразователь считается управляемым источником постоянного напряжения и последовательно соединен с диодом.Угол обжига преобразователей регулируется цепью управления. Итак, напряжения постоянного тока обоих преобразователей равны по величине и противоположны по полярности. Это позволяет направлять ток в обратном направлении через нагрузку.

Преобразователь, работающий в качестве выпрямителя, называется преобразователем положительной группы, а другой преобразователь, работающий в качестве инвертора, называется преобразователем отрицательной группы.

Среднее выходное напряжение является функцией угла зажигания. Для однофазного преобразователя и трехфазного преобразователя среднее выходное напряжение составляет в форме приведенных ниже уравнений.

  E  DC1  = E  макс.  Cos⍺  1  
  E  DC2  = E  макс.  Cos⍺  2   

, где α ₁ и α ₂ – это угол срабатывания преобразователя-1 и преобразователя-2 соответственно.

Для однофазного сдвоенного преобразователя,

  E  макс.  = 2E  м  / №  

For, трехфазный сдвоенный преобразователь,

  E  макс.  = 3√3E  м  / №  

Для, идеальный конвертер,

  E  DC  = E  DC1  = -E  DC2  
  E  макс.  Cos⍺  1  = -E  макс.  Cos⍺  2  
  Cos⍺  1  = -Cos⍺  2  
  Cos⍺  1  = Cos (180⁰ -  2 ) 
  ⍺  1  = 180⁰ - ⍺  2  
  ⍺  1  + 01  2  = 180⁰  

Как обсуждалось выше, среднее выходное напряжение является функцией угла зажигания.Это означает, что для желаемого выходного напряжения мы должны контролировать угол зажигания. Схема управления углом зажигания может использоваться таким образом, чтобы при изменении управляющего сигнала E _c угол зажигания α ₁ и α ₂ изменялся таким образом, чтобы он удовлетворял приведенному ниже графику.

Практический двойной преобразователь

Практически мы не можем считать оба преобразователя идеальным преобразователем. Если угол включения преобразователей настроен таким образом, чтобы ⍺ ₁ + ⍺ ₂ = 180⁰.В этом состоянии среднее выходное напряжение обоих преобразователей одинаковое по величине, но противоположное по полярности. Но из-за пульсаций напряжения мы не можем получить одно и то же напряжение. Таким образом, существует мгновенная разность напряжений на клеммах постоянного тока двух преобразователей, которые генерируют огромный с циркулирующий ток между преобразователями, который протекает через нагрузку.

Таким образом, в практическом двойном преобразователе, необходимо контролировать циркулирующий ток.Есть два режима для контроля циркулирующего тока.

1) Работа без циркуляционного тока

2) Работа с циркулирующим током

1) Двойной преобразователь без циркуляционного тока

В этом типе сдвоенного преобразователя только один преобразователь работает, а другой преобразователь временно заблокирован. Таким образом, одновременно работает один преобразователь, и реактор не требуется между преобразователями. В определенный момент, допустим, преобразователь-1 действует как выпрямитель и подает ток нагрузки.В этот момент конвертер-2 блокируется удалением угла зажигания. В режиме инверсии преобразователь-1 блокируется, а преобразователь-2 подает ток нагрузки.

Импульсы на преобразователь-2 подаются по истечении времени задержки. Время задержки составляет около от 10 до 20 мсек . Почему мы применяем время задержки между сменой операции? Обеспечивает надежную работу тиристоров. Если преобразователь-2 сработает до того, как преобразователь-1 полностью отключится, между преобразователями будет протекать большое количество циркулирующего тока.

Существует много схем управления для генерации угла зажигания для работы двойного преобразователя без циркуляционного тока. Эти схемы управления предназначены для работы очень сложных систем управления. Здесь одновременно работает только один преобразователь. Следовательно, можно использовать только одну единицу угла зажигания. Несколько основных схем перечислены ниже.

A) Выбор преобразователя по полярности управляющего сигнала

B) Выбор преобразователя по полярности тока нагрузки

C) Выбор преобразователя по напряжению управления и току нагрузки

2) Двойной преобразователь с циркулирующим током

При отсутствии преобразователя циркулирующего тока требуется очень сложная система управления, а ток нагрузки не является непрерывным.Чтобы преодолеть эти трудности, существует двойной преобразователь, который может работать с циркулирующим током. Токоограничивающий реактор подключен между клеммами постоянного тока обоих преобразователей. Угол зажигания обоих преобразователей устанавливается таким образом, чтобы минимальная величина циркулирующего тока протекала через реактор. Как обсуждалось в идеальном инверторе, циркулирующий ток равен нулю, если 01 ₁ + 01 ₂ = 180⁰.

Допустим, угол срабатывания преобразователя-1 составляет 60˚, тогда угол срабатывания преобразователя-2 должен поддерживаться равным 120˚.В этой операции преобразователь-1 будет работать как выпрямитель, а преобразователь-2 будет работать как инвертор. Таким образом, в этом типе работы одновременно оба преобразователя находятся в проводящем состоянии. Если ток нагрузки меняется на обратный, преобразователь, который работает как выпрямитель, теперь работает как инвертор, в то время как преобразователь, который работает как инвертор, теперь работает как выпрямитель. В этой схеме оба преобразователя работают одновременно. Таким образом, требуется два генератора угла обжига.

Преимущество этой схемы состоит в том, что мы можем получить плавную работу преобразователя во время инверсии.Время отклика схемы очень быстрое. Нормальный период задержки составляет от 10 до 20 мсек, если исключается работа без циркуляционного тока.

Недостатком данной схемы является то, что размеры и стоимость реактора высоки. Из-за циркулирующего тока коэффициент мощности и КПД являются низкими. Для обработки циркулирующего тока требуются тиристоры с высоким номинальным током.

Согласно типу нагрузки , используются однофазные и трехфазные сдвоенные преобразователи .

1) Однофазный сдвоенный преобразователь

Принципиальная схема сдвоенного преобразователя показана на рисунке ниже. В качестве нагрузки используется отдельно возбужденный двигатель постоянного тока. Клеммы постоянного тока обоих преобразователей соединены с клеммами обмотки якоря. Здесь два однофазных полных преобразователя подключены друг к другу. Оба преобразователя обеспечивают общую нагрузку.

Угол срабатывания преобразователя-1 составляет α ₁ , а α ₁ меньше 90˚ .Следовательно, преобразователь-1 действует как выпрямитель. Для положительного полупериода (0 Итак, эта операция известна как работа в прямом направлении, и преобразователь работает в первом квадранте.

Угол срабатывания преобразователя-2 составляет 180 – α ₁ = α ₂ и α ₂ больше 90˚ .Итак, преобразователь-2 выступает в роли инвертора. В этой операции ток нагрузки остается в том же направлении. Полярность выходного напряжения отрицательная. Следовательно, преобразователь работает в четвертом квадранте. Эта операция известна как рекуперативное торможение.

Для обратного вращения двигателя постоянного тока преобразователь-2 действует как выпрямитель, а преобразователь-1 действует как инвертор. Угол срабатывания преобразователя-2 α ₂ составляет менее 90 °. Альтернативный источник напряжения питает нагрузку.В этой операции ток нагрузки является отрицательным, а среднее выходное напряжение также отрицательным. Следовательно, преобразователь-2 работает в третьем квадранте. Эта операция называется обратным движением.

В обратном режиме угол включения преобразователя-1 составляет менее 90 °, а угол включения преобразователя-2 превышает 90 °. Итак, в этой операции ток нагрузки отрицательный, но среднее выходное напряжение положительное. Итак, конвертер-2 работает во втором квадранте.Эта операция известна как обратное рекуперативное торможение.

Форма волны однофазного сдвоенного преобразователя показана на рисунке ниже.

2) Трехфазный сдвоенный преобразователь

Принципиальная электрическая схема трехфазного сдвоенного преобразователя показана на рисунке ниже. Здесь два трехфазных преобразователя подключены друг к другу. Принцип работы такой же, как у однофазного сдвоенного преобразователя.

Так вот, как спроектированы сдвоенные преобразователи и, как уже было сказано, они обычно используются для создания реверсивных приводов постоянного тока или преобразователей постоянного тока с регулируемой скоростью в приложениях большой мощности.

,

Автор: alexxlab