Чтобы правильно выбрать оборудование для выполнения сварочных работ, необходимо знать устройство конструкции и принцип работы сварочного инвертора. Если хорошо разбираться в таких вопросах, можно не только эффективно использовать, но и самостоятельно ремонтировать инверторные устройства.
На современном рынке предлагается множество моделей инверторов, что позволяет мастерам подобрать оборудование в соответствии со своими потребностями и финансовыми возможностями. При желании сэкономить можно изготовить .
Как работает инверторный сварочный аппарат
Принцип действия инверторного аппарата во многом схож с работой импульсного блока питания. И в инверторе, и в импульсном блоке питания энергия трансформируется похожим образом.
Более подробно ниже было представлено применение или использование областей электрического устройства. 
3-фазный двигатель привода. Это офтальмология, такие, как. Нет необходимости в сложных системах слежения, таких как обычные инверторы. На рынке только инвертор, несколько процентов диапазона могут работать параллельно, и это всего лишь способность решать сложную электронику.
Мы также защищаем патент. Нет необходимости в ископаемых энергетических, комплексных и, таким образом, загрязнять окружающую среду взрывоопасных систем генератор энергии для обеспечения питания. Хотя эти клиенты работают в сейфе, оборудование почти так же подключено к сетке, как и есть, но на них можно безопасно полагаться, поскольку оно не зависит от системы, поэтому потребители щепотка в воде не Опасен, потому что он не зависит от системы притяжения.
Процесс преобразования электрической энергии в сварочном аппарате инверторного типа можно описать так.
- Переменный ток с напряжением 220 Вольт, протекающий в обычной электрической сети, преобразуется в постоянный.
- Полученный постоянный ток при помощи специального блока опять преобразуется в переменный, но обладающий очень высокой частотой.
- Понижается напряжение высокочастотного переменного тока, что значительно увеличивает его силу.
- Сформированный электрический ток, обладающий высокой частотой, значительной силой и низким напряжением, преобразуется в постоянный, на котором и выполняется сварка.
Нет необходимости в сложных электронных системах, поэтому производство нашего оборудования. Подключитесь от любого источника параллельно. Батареи не меняются из-за того, что рекуперация батареи значительно меньше должна быть устранена в определенном цикле. Батареи для оборудования, используемые в альтернативной энергии. Использование технологии намного более продолжительное, так как технология была применена. Таким образом, стоимость экологических решений в процессе их восстановления происходит так, что они становятся еще дешевле.
Поэтому очевидно, что окружающая среда менее опасна и загрязняет электростанции, которые собираются строить, если оборудование распространяется на повседневную жизнь. Восстановление экологического равновесия в природных водах, сбросов, очистки сточных вод. Эти органические решения возвращаются раньше, потому что они не относятся к дорогим дорогим ценам. Очевидно, что эти ферменты менее загрязняют окружающую среду и угрожают решению, используемому в окружающей среде.
Основным типом сварочных аппаратов, которые использовались ранее, были трансформаторные устройства, повышавшие сварочный ток за счет уменьшения значения напряжения. Самыми серьезными недостатками такого оборудования, которое активно используется и сегодня, являются низкий КПД (так как в них большое количество потребляемой электрической энергии тратится на нагрев железа), большие габариты и вес.
Таким образом, он разработал независимую область земли для использования энергии полевой фазы, которая не может быть закрыта для схемы, так что энергия энергии живого тела проходит. Отдельный кабель вены Обеспечить любую опасность поражения электрическим током, поэтому бесполезно для реле Используйте хорошо.
Влажная среда, с более высокими двигателями среднего напряжения, водные шансы не были вызваны электрическими потребителями, которые были фатальными, поэтому не вызывая высокую мощность, дефицитные компоненты постоянного тока для использования в такой рабочей среде, нет, Можно упомянуть, что эти товары, устройства очень большие, в два-три раза лучше.
Изобретение инверторов, в которых сила сварочного тока регулируется совершенно по иному принципу, позволило значительно уменьшить размеры сварочных аппаратов, а также снизить их вес. Эффективно регулировать сварочный ток в таких аппаратах становится возможным благодаря его высокой частоте. Чем выше частота тока, который формирует инвертор, тем меньшими могут быть габариты оборудования.
Любой внешний металлический магнитный корпус обеспечивает защиту. Электрическая защита. Внутреннее оборудование против короткого замыкания защищено. Внешняя защита Обычно запрашивается страховой запрос и автоматические выключатели для обеспечения перегрузки или короткого замыкания, немедленно останавливает систему. Возможно, короткое замыкание, перегрев и автоматически прекращается после перезапуска автомобиля.
Это не удивительно для тех, кто даже отдаленно осознает свое окружение. Однако стоит задуматься о давно зарекомендовавших себя технологиях, таких как сварка, и полагать, что в этот поздний срок практически нет разработки технологий, Однако тот, кто принял такое мнение, ошибается. Фактически, дизайн и возможности сварочных источников питания изменились и продолжают быстро меняться. Одной из технологий, стимулирующих это изменение, является разработка и популяризация источников питания на основе инверторной технологии.
Одна из основных задач, которую решает любой инвертор, – это увеличение частоты стандартного электрического тока. Возможно это благодаря использованию транзисторов, которые переключаются с частотой 60–80 Гц. Однако, как известно, на транзисторы можно подавать только постоянный ток, в то время как в обычной электрической сети он переменный и имеет частоту 50 Гц. Чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, в инверторных аппаратах устанавливают выпрямитель, собранный на основе диодного моста.
Эта технология особенно хорошо подходит для сварки алюминиевых сплавов, особенно тонких алюминиевых сплавов. Что нового? В прошлом источники сварочного тока были основаны на трансформаторах. Металлический трансформатор изменил его с относительно высокого входного напряжения на ток 60 герц при более низком напряжении. Затем этот ток низкого напряжения был выпрямлен каким-то выпрямителем мост для получения сварочного тока с постоянным током. Контроль этого выхода обычно выполнялся некоторыми сравнительно медленными магнитными усилителями.
После транзисторного блока, в котором формируется переменный ток с высокой частотой, в расположен трансформатор, который понижает напряжение и, соответственно, увеличивает силу тока. Для регулировки напряжения и тока, имеющих высокую частоту, требуются менее габаритные трансформаторы (при этом по своей мощности они не уступают более крупным аналогам).
Трансформаторы относительно неэффективны при работе на 50 или 60 герцах. В трансформаторе генерируется большое количество тепла, а трансформатор должен быть относительно большим и тяжелым. Значительная часть стоимости энергии идет на нагрев трансформатора и окружающего воздуха. Большинство таких сварочных источников питания весит около 400 фунтов и имеют форму, похожую на 32-дюймовый куб. Кроме того, если используется 60 Герц, управляющие сигналы ограничены выпуском не более 120 в секунду, поэтому невозможно провести импульс сварочного тока быстрее, чем это.
Элементы электрической схемы инверторных устройств
Устройство сварочного инвертора составляют следующие базовые элементы:
- выпрямитель переменного тока, поступающего из обычной электрической сети;
- инверторный блок, собранный на основе высокочастотных транзисторов (такой блок и является генератором высокочастотных импульсов);
- трансформатор, который понижает высокочастотное напряжение и увеличивает высокочастотный ток;
- выпрямитель переменного высокочастотного тока;
- рабочий шунт;
- электронный блок, отвечающий за управление инвертором.
Какими бы характеристиками ни обладала определенная модель инверторного аппарата, принцип его действия, основанный на использовании высокочастотного импульсного преобразователя, остается неизменным.
В источниках, управляемых инвертором, используется одна и та же входная мощность 60 Гц. Наконец, он проходит через схему фильтрации и выпрямления. Управление выводом осуществляется с помощью твердотельных регуляторов, которые модулируют скорость коммутации транзисторов переключения.
Какие преимущества предлагает этот новый инверторный дизайн? Помните, что машины на основе трансформаторов обычно весит 400 фунтов плюс 32-дюймовый куб. Таким образом, существует огромное преимущество в весе и переносимости в пользу машин, работающих на инверторе. Еще одно преимущество инверторных источников питания - стоимость электроэнергии. Инверторное оборудование намного более эффективно, чем трансформаторное оборудование. Текущая тяга старшего сварочного трансформатора обычно составляет от 50 до 60 ампер при однофазной мощности 230 В при сварке при аналогичных токах.
Выпрямительный и инверторный блоки оборудования в процессе своей работы сильно нагреваются, поэтому их устанавливают на радиаторы, активно отводящие тепло. Кроме того, для защиты выпрямительного блока от перегрева используется специальный термодатчик, отключающий его электропитание при достижении им температуры 90 градусов.
Хотя экономия средств при переключении на инверторы часто завышена, при нормальных обстоятельствах можно с уверенностью сказать, что ежегодная экономия электроэнергии составляет примерно 10% от цены покупки электропитания. До сих пор мы обсуждали только инверторы, которые подавали постоянный ток. В течение нескольких лет это было все, что было доступно. Тогда у кого-то возникла идея упаковки двух инверторов внутри одного корпуса.
Более высокие частоты могут быть полезны при сварке тонких материалов. По мере увеличения частоты конус дуги и сварной шов становятся более узкими, что приводит к более глубокому проникновению. Во время части цикла, когда электрод положительный, проникновение сварного шва уменьшается, и больше тепла поступает вольфрамовый электрод. Однако во время электродной положительной части цикла дуга фактически действует для удаления оксидов с поверхности алюминия, что упрощает сварку. Однако это было неэффективно.
Инверторный блок, являющийся, по сути, генератором высокочастотных импульсов большой мощности, собирается на основе транзисторов, соединяемых по типу «косого моста». Высокочастотные электрические импульсы, формирующиеся в таком генераторе, поступают на трансформатор, необходимый для того, чтобы понизить значение их напряжения.
Мы не нуждались в таком положительном электроде, чтобы получить адекватную очистку. Позднее источники питания позволили нам изменить долю отрицательного электрода на положительный электрод. Было обнаружено, что примерно 65% отрицательного электрода и 35% положительного электрода дают адекватную очистку дуги и хорошие Однако большая часть энергии дуги все еще нагревалась вольфрамовом электроде, так что требовались большие вольфрамовые электроды большого диаметра.
Источники питания инвертора обеспечивают достаточную дуговую очистку с 15% -ным положительным электродом. Уменьшение количества положительного электрода делает процесс более эффективным, увеличивает проникновение сварного шва и уменьшает количество тепла, поступающего в вольфрамовый электрод, что означает меньший диаметр, заостренные электроды. Это дополнительно концентрирует и сужает сварной шов.
Наиболее распространенными трансформаторами, используемыми для оснащения сварочных инверторов, являются устройства со следующими характеристиками: первичная обмотка – 100 витков провода марки ПЭВ (толщина 0,3 мм); 1-я вторичная обмотка – 15 витков из медной проволоки диаметром 1 мм; 2-я и 3-я вторичные обмотки – 20 витков медного провода диаметром 0,35 мм. Все обмотки тщательно изолируются друг от друга, а места их выхода защищаются и запаиваются.
На выходной выпрямитель сварочного инвертора поступает ток, обладающий высокой частотой. С преобразованием такого тока в постоянный простые диоды не справятся. Именно поэтому основу выпрямителя составляют мощные диоды, обладающие большой скоростью открывания и закрывания. Чтобы предотвратить перегревание диодного блока, его размещают на специальном радиаторе.
Обязательным элементом любого сварочного инвертора является резистор высокой мощности, обеспечивающий устройству мягкий пуск. Необходимость использования такого резистора объясняется тем, что при включении питания на оборудование подается мощный электрический импульс, который может стать причиной выхода из строя диодов выпрямительного блока. Чтобы этого не произошло, ток подается через резистор на электролитические конденсаторы, которые начинают заряжаться. При достижении конденсаторами полного заряда и перехода устройства в штатный режим работы замыкаются контакты электромагнитного реле и ток начинает поступать на диоды выпрямителя, уже минуя резистор.
Инверторы благодаря своим техническим характеристикам позволяют выполнять регулировку сварочного тока в широком диапазоне – от 30 до 200 А.
Работой всех элементов такого сварочного аппарата, отличающегося компактными габаритами, небольшим весом и высокой мощностью, управляет специальный ШИМ-контроллер. Электрические сигналы поступают на контроллер от операционного усилителя, питающегося выходным током самого инвертора. На основе характеристик этих сигналов котроллер формирует корректирующие выходные сигналы, которые могут подаваться на диоды выпрямителя и транзисторы инверторного блока – генератора высокочастотных электрических импульсов.
Кроме основных, современные сварочные инверторы обладают еще целым перечнем полезных дополнительных опций. К таким характеристикам, которые значительно облегчают работу с устройством и дают возможность получать качественные, надежные и красивые сварные соединения, следует отнести форсирование сварочной дуги (быстрый розжиг), антизалипание электрода, плавную регулировку сварочного тока, наличие системы защиты от возникающих перегрузок.
Целесообразность использования инверторов и их основные недостатки
Широкое применение сварочных инверторов объясняется целым рядом весомых преимуществ, которыми они обладают.
- Устройства данного типа отличаются высокой мощностью и производительностью.
- Сварной шов, формируемый с использованием инверторов, характеризуется высоким качеством и надежностью.
- Наряду с высокой мощностью, устройства данного типа отличаются компактными размерами и небольшим весом, что дает возможность легко переносить их в то место, где будут выполняться сварочные работы.
- Сварочные инверторы обладают большим КПД (порядка 90%), потребляемая электрическая энергия используется в них эффективнее, чем в трансформаторах.
- Благодаря высокому КПД такие аппараты отличаются экономичным расходованием потребляемой электроэнергии.
- В процессе выполнения сварочных работ с помощью инвертора расплавленный металл разбрызгивается незначительно, что отражается на более рациональном потреблении расходных материалов.
- Инверторы обеспечивают возможность плавной регулировки сварочного тока.
- Благодаря наличию в таких устройствах дополнительных опций уровень квалификации сварщика почти не влияет на качество выполнения работ.
- Широкая универсальность инверторов упраздняет вопрос о том, какой аппарат выбрать для выполнения сварки по различным технологиям.
Инверторные устройства выбирают в том случае, когда нужен аппарат, характеристики которого обеспечивают высокую стабильность горения сварочной дуги в любой ситуации. При использовании инверторов не возникает вопрос и о том, какой электрод выбрать для выполнения сварочных работ, так как с помощью этого оборудования можно варить металл электродами любого типа.
- Преимущества и недостатки сварочных инверторов
Для удачного приобретения инверторной продукции необходимо знать устройство сварочного инвертора и принципы его работы, чтобы в случае поломки можно было его отремонтировать, поскольку сегодня очень востребованы и доступны по стоимости аппараты для сварки инверторного типа. Приобрести их можно в магазине или же изготовить самостоятельно.
Принцип действия сварочного инвертора
Сам сварочный инвертор – это своеобразный блок питания с большой мощностью. Принцип его работы схож с импульсными блоками питания. Сходство заключается в особенностях трансформирования энергии, а именно в следующих шагах.
Шаги преобразования энергии в аппарате для сварки:
- выпрямление переменного тока сети 220 вольт;
- преобразование постоянного тока в высокочастотный переменный;
- снижение напряжения высокой частоты;
- выходное выпрямление пониженного тока.
Раньше основой сварочного устройства был силовой высокомощный трансформатор. Уменьшая переменный ток сети, он давал возможность получать нужные для сварки высокие токи благодаря вторичной обмотке. Трансформаторы, работающие на обычной частоте сети переменного тока 50 Гц, очень объемные по размерам и много весят.
Поэтому, чтобы избавиться от этого недостатка, был придуман сварочный инвертор. Его размеры удалось уменьшить благодаря увеличению частоты для его работы до 80 и более кГц. Чем больше рабочая частота, тем меньше габариты устройства. Масса, соответственно, тоже меньше. А это экономия на материалах для его производства.
Откуда взять эти частоты при показателе 50 Гц в сети? Для этих целей придумана инверторная схема, которая складывается из транзисторов высокой мощности, переключаемых с частотой от 60 до 80 кГц. Но для того чтобы они функционировали, им нужно подавать постоянный ток. Его можно получить при помощи выпрямителя, состоящего из диодного моста, а также фильтров для сглаживания. В конечном результате выходит постоянный ток 220 вольт. Инверторные транзисторы подсоединены к трансформатору, понижающему напряжение.
Поскольку переключение транзисторов происходит при высокой частоте, то и трансформатор работает на такой же. Для работы на высокочастотных токах нужны менее объемные трансформаторы. Получается, что размеры инвертора небольшие, а рабочая мощность не меньше, чем у его громоздкого предшественника, работающего с частотой 50 Гц.
Вследствие необходимости преобразования устройства появился ряд дополнительных деталей для его бесперебойной работы. Познакомимся с ними поближе.
Вернуться к оглавлению
Особенности устройства сварочного инвертора
Чтобы уменьшить размеры и вес, устройства для сварки собирают по инверторной схеме.
Базовая схема сборки:
- низкочастотный выпрямитель;
- инвертор;
- трансформатор;
- высокочастотный выпрямитель;
- рабочий шунт;
- электронный блок управления.
Каждая модель инвертора имеет свои особенности, но все они основаны на применении высокочастотных импульсных преобразователей. Как писалось ранее, переменный ток 220В с помощью мощного диодного моста выпрямляется и сглаживается конденсаторами.
На конденсаторах для фильтрации сила тока будет в 1,41 раза больше, чем на выходе из диодов для выпрямления. То есть при напряжении в 220 вольт на диодном мосту на конденсаторах получим 310 вольт постоянного тока. В сети сила тока может меняться, следовательно, конденсаторы рассчитаны на рабочую область с запасом (400 вольт). Обычно используются диоды Д161 или В200. Диодная сборка GBPC3508 работает при прямом токе 35 А. Через диоды проходит высокое напряжение, и они нагреваются. Поэтому их устанавливают на радиатор для охлаждения. В качестве элемента защиты на радиатор прикреплен температурный предохранитель. Он размыкается, если температура повышается до +90°С.
Конденсаторы устанавливают разного объема, в зависимости от модификации устройства. Емкость их может достигать размера 680 мкф.
Постоянный ток с выпрямителя и фильтра поступает на инвертор. Он собирается по схеме «косого моста» и складывается из двух ключевых транзисторов большой мощности. В аппарате для сварки основными транзисторами могут быть IGBT или высоковольтные MOSFET. Эти составляющие крепятся на радиатор, чтобы отводить лишнее тепло.
В сварочном аппарате должен еще быть качественный высокочастотный трансформатор, который является источником для понижения напряжения. В инверторе он весит в разы меньше, чем силовой трансформатор в сварочном аппарате. Первичная обмотка состоит из 100 витков ПЭВ толщиной 0,3 мм. Вторичные обмотки: 15 витков медной проволоки 1 мм, 2 обмотки по 20 витков с сечением 0,35 мм. Намотки первичной и вторичных обмоток должны совпадать. Все обмотки должны быть изолированы с помощью лакоткани или фторопластовой ленты для улучшения проводимости. Выходы всех обмоток на месте скрепления защищают и запаивают.
Кроме основных компонентов инвертора есть еще режим антиприлипания электрода, плавная регулировка сварочного тока, защитная система от перегрузок.
Специалист с легкостью может настроить необходимый сварочный ток и регулировать его во время сварочных работ. Диапазон тока достаточно широк – 30-200 А.
Выходной выпрямитель состоит из мощных двойных диодов и одного общего катода. Их особенность в высокой скорости действия. Поскольку их задача – выпрямлять высокочастотный переменный ток, то простые диоды с этим не справятся. У них скорость закрытия и открытия слишком мала, а это повлекло бы перегревание и быструю поломку. При поломке выходных диодов их нужно менять именно на быстродействующие. Они, как и обычные, монтируются на радиатор.
Во время включения сварочного инвертора идет заряд на электролитические конденсаторы. Сила этого тока сначала очень большая и может спровоцировать перегревание и поломку выпрямительных диодов. Чтобы этого избежать, используется схема «мягкого пуска». Главный компонент ее – резистор мощностью 8 Вт. Как раз он является ограничителем силы тока во время запуска аппарата.
После окончания зарядов конденсаторов и начала штатной работы устройства контакты электромагнитного поля замыкаются. Дальше резистор не принимает участия в работе, ток курсирует через реле.
