Сварочный инверторный выпрямитель: Инверторные выпрямители | Сварка и Контроль

Содержание

Инверторные выпрямители | Сварка и Контроль

Принцип действия инверторного сварочного аппарата

Схема выпрямителя с транзисторным инвертором (рис. 1) наиболее удобна для объяснения процесса инвертирования. Сетевой выпрямительный блок V1 преобразует переменное напряжение сети в постоянное, которое сглаживается с помощью низкочастотного фильтра L1 — С1. Затем выпрямленное напряжение uвс преобразуется в однофазное переменное u1 высокой частоты с помощью инвертора на двух транзисторах VT1 и VT2. Далее напряжение понижается трансформатором T до u2, выпрямляется блоком вентилей V2, проходит через высокочастотный фильтр L2 — С2 и подается на дугу в виде сглаженного напряжения uв .

выпрямителя  
с транзисторным инвертором
Рис. 1. Принципиальная схема (а) и осцилограммы напряжений (б) выпрямителя 
с транзисторным инвертором

Инвертор — это устройство, преобразующее постоянное напряжение в высокочастотное переменное. Конвертор — устройство для понижения или увеличения постоянного напряжения с промежуточным высокочастотным звеном.

Регулирование режима сварки осуществляется несколькими способами. Например, при увеличении напряжения сетевого выпрямителя Uвс увеличивается и амплитуда высокочастотного напряжения U2 и среднее значение Uв выпрямленного напряжения.

В инверторном выпрямителе используется амплитудное, широтное и частотное регулирование режима.

Внешние характеристики инверторного выпрямителя зависят главным образом от конструктивных особенностей инвертора и трансформатора. Естественная внешняя характеристика собственно инвертора АИН почти жесткая . Но поскольку индуктивное сопротивление трансформатора Xт, пропорциональное частоте инвертирования f, велико даже при небольшом магнитном рассеянии, то характеристика выпрямителя в целом получается падающей. Обычно же внешние характеристики формируются искусственно с помощью системы управления.

В инверторном выпрямителе сравнительно легко получить ломаную внешнюю характеристику,сформированную из нескольких участков. Крутопадающий участок необходим для задания сравнительно высокого напряжения холостого хода, что полезно при зажигании дуги. Пологопадающий основной участок обеспечивает эффективное саморегулирование при механизированной сварке в углекислом газе. Вертикальный участок ограничивает сварочный ток, что предотвратит прожог при сварке тонкого металла. Последний участок задает величину тока короткого замыкания.Разумеется, положение каждого участка настраивается с помощью отдельных регуляторов. Так, при сварке в углекислом газе перемещением по вертикали участка регулируется сварочное напряжение, а при сварке покрытыми электродами перемещением участка устанавливается сила тока.

И все же инверторный выпрямитель дороже других источников, поэтому его рекомендуют использовать в тех случаях, где имеют значение малые масса и габариты — при сварке на монтаже, в быту, на ремонтных работах. В эксплуатации такой источник чрезвычайно экономичен. Его коэффициент мощности cosj близок к 1, т.к. он не потребляет реактивной мощности. Его КПД не ниже 0,7, а иногда достигает 0,9. Главный недостаток инверторного выпрямителя заключается в чрезмерной сложности устройства и связанной с этим низкой надежности и ремонтопригодности. Специфическим недостатком является также повышенный шум, издаваемый высокочастотным трансформатором, выходным фильтром и дугой. Радикальный способ борьбы с шумом заключается в повышении рабочей частоты сверх 20 кГц, что выводит акустический эффект за пределы слышимого звука. Частным недостатком выпрямителей с транзисторным инвертором является их малая мощность. Дело в том,что отечественные силовые транзисторы на ток больше 20 А пока еще не освоены серийно. Решение проблемы— в использовании не полностью управляемых силовых вентилей — тиристоров.

Выпрямитель с тиристорным инвертором

При конструировании тиристорного инвертора главная трудность заключается в необходимости выключения тиристора для прекращения каждого импульса. Как известно, тиристор, установленный в цепи постоянного тока, невозможно выключить снятием сигнала управления (если не считать специальных запираемых тиристоров). Принципиально для его выключения необходимо снизить до 0 анодный ток, а после прекращения тока некоторое время поддерживать обратное напряжение для восстановления запирающих свойств. Это возможно, если параллельно или  последовательно с тиристором включить конденсатор, разрядом или зарядом которого прекращается ток в анодной цепи тиристора. Поэтому различают параллельный и последовательный тиристорные инверторы (рис.2).

Схемы тиристорных параллельных  и последовательных  инверторов
Рис. 2. Схемы тиристорных параллельных (а) и последовательных (б,в) инверторов

Резонансный последовательный инвертор, собранный по симметричной полу мостовой схеме (рис. 2), наиболее распространен. В сравнении с мостовой схемой здесь не только достигается экономия тиристоров, но и  прощается система управления

Принципиальная схема резонансного  
последовательного инвертора
Рис. 3. Принципиальная схема резонансного 
последовательного инвертора

Универсальный тиристорный выпрямитель ВДУЧ-301 У3 с последовательным резонансным инвертором (рис. 4) — одна из первых серийных отечественных конструкций.

Упрощённая принципиальная схема выпрямителя ВДУЧ-301
Рис. 4. Упрощённая принципиальная схема выпрямителя ВДУЧ-301 У3

Другие конструкции выпрямителей, как правило, также имеют тиристорный резонансный инвертор, собранный по симметричной полу мостовой схеме. Выпрямитель ВДЧ-122 предназначен для ручной дуговой сварки, он может использоваться для питания пульсирующей дуги. Выпрямитель ФЕБ-160 является универсальным источником,предназначенным для ручной и механизированной сварки в углекислом газе. Его схемой предусмотрена возможность питания привода шлангового аппарата, а также запуск двигателя внутреннего сгорания. Выпрямители ПИРС-160, ВДУЧ-161, ДС-250У, ВДУЧ-315, ФЕБ-350 и ПИРС-500 также являются универсальными. Выпрямители ВДУЧ-16, ДС-140 и ТИР-ВЧ-125 РС предназначены для ручной дуговой сварки, но могут использоваться и для сварки неплавящимся электродом. Источник ТИР-МАГ-500 предназначен для сварки в углекислом газе.

Высокойс тепенью совершенства обладают универсальные источники PS-2800 и PS-5000 финской фирмы «Кемппи». Они положены в основу так называемой мультисистемы, в которой на базе общего источника могут комплектоваться сварочные установки четырех разных типов. В простейшем случае один только источник используется для ручной дуговой сварки. Во втором варианте источник дополняется блоком цикла с осциллятором, а также газовой аппаратурой и горелкой для аргоно-дуговой сварки.В этом варианте, кроме постоянного тока, возможна также сварка алюминиевых сплавов знакопеременными прямоугольными импульсами регулируемой амплитуды и продолжительности. В третьем варианте установка комплектуется приводом подачи электродной проволоки и становится пригодной для механизированной сварки в защитном газе. Наконец, в четвертом варианте последняя установка дополняется блоком импульсов для сварки плавящимся электродом в инертном газе с управляемым переносом.

Выпрямитель с транзисторным инвертором

Схемное решение транзисторного инвертора проще, чем у тиристорного.

Двухтактный мостовой инвертор показан на рис. 5,а. В первом полупериоде (такте) система управления запускает транзисторы VT1 и VT4, и ток идет по первичной обмотке трансформатора в направлении, показанном тонкой линией. Во втором полупериоде путь тока через транзисторы VT2 и VT3 показан пунктирной линией.

Однотактный полумостовой инвертор на рис. 5,б приведен в составе конвертора, он имеет половинное количество транзисторов. В момент t1 при отпирании транзисторов VT1 и VT2 по первичной обмотке трансформатора идет импульс тока, показанный тонкой линией. Затем следует пауза t2 — t4, после чего в этом же направлении проходит такой же импульс тока (рис.4.17,в). Таким образом, в однотактном инверторе ток оказывается переменным только по величине, но не по направлению. Недостатком такой схемы являются значительные перенапряжения на транзисторах в момент их выключения. Этот дефект устраняется при установке диодов VD1, VD2. С момента t2 выключения транзисторов энергия, запасенная в индуктивности первичной цепи, возвращается в сеть. При этом по первичной обмотке через диоды по пути, показанному пунктирной линией, идет ток, постепенно снижаясь к моменту t3.

Схемы транзисторных инверторов
Рис. 5. Схемы транзисторных инверторов

Инверторный выпрямитель LHL-315 шведской фирмы «ЭСАБ» показан на рис. 6.


Рис. 6. Упрощённая принципиальная схема выпрямителя LHL-315

Выпрямитель предназначен для ручной сварки покрытыми электродами и имеет крутопадающую внешнюю характеристику, сформированную системой управления. Подобным же образом, но только с одним однотактным инвертором выполнен портативный выпрямитель «Кэдди». Самая малая его модификация на 130 А имеет массу 8 кг и переносится, как сумка, на ремне.

Последние разработки в области транзисторных инверторов представлены конструкцией выпрямителя LUC-500 той же фирмы «ЭСАБ». Он является универсальным, т.е. пригодным как для ручной дуговой сварки, так и механизированной в защитных газах, в том числе импульсно-дуговой. В нем используется инвертор с частотой 48кГц на мощных МОП- транзисторах. Источник снабжен микропроцессорным устройством«Аристо», реализующим принцип синергетического управления, т.е. автоматической настройки режима по математической модели.

ВыпрямительTS-330 «Транссинергик» австрийской фирмы «Фрониус» с транзисторным инвертором на 60 кГц также является универсальным синергетическим источником. Установка режима выполняется с помощью регуляторов, на которых указаны марка свариваемого металла и диаметр электродной проволоки. В памяти машины содержатся 18 стандартных программ и до 32 подобранных сварщиком. Предоставлен и широкий выбор вариантов программного управления.Эта же фирма выпускает компактный источник TP-200 «Транспокет» для ручной дуговой сварки с транзисторным инвертором с частотой 30 кГц.

Хорошими сварочными свойствами обладает также легкий инверторный выпрямитель«Мастер-3500» фирмы «Кемппи», предназначенный для ремонтных и монтажных работ с использованием покрытых электродов. В нем используются биполярные транзисторы с улучшенным охлаждением, что существенно повышает их нагрузочную способность и надежность.

Из отечественных источников с транзисторным инвертором следует отметить выпрямители ДС140.3 и ДС250.3.Последний собран по однотактной полумостовой схеме с широтно-импульсным регулированием и предназначен для ручной дуговой сварки, в том числе на импульсном режиме. Он имеет кроме плавного регулирования сварочного тока еще и независимую настройку тока короткого замыкания.Предусмотрено также форсирование режима при зажигании дуги и снижение напряжения холостого хода до безопасного значения.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Устройство сварочного инвертора.

Принцип работы сварочного инвертора

В настоящее время стали очень популярны и доступны по цене сварочные аппараты инверторного типа.

Несмотря на свои положительные качества, они, как и любое другое электронное устройство, временами выходит из строя.

Чтобы отремонтировать инвертор сварочного аппарата нужно хотя бы поверхностно знать его устройство и основные функциональные блоки.

В первых двух частях будет рассказано об устройстве сварочного аппарата модели TELWIN Tecnica 144-164. В третьей части будет рассмотрен пример реального ремонта сварочного инвертора модели TELWIN Force 165. Информация будет полезна всем тем начинающим радиолюбителям, которые хотели бы научиться самостоятельно ремонтировать сварочные аппараты инверторного типа.

Дальше будет много букв – наберитесь терпения .

Сам инверторный сварочный аппарат представляет не что иное, как довольно мощный блок питания. По принципу действия он очень схож с импульсными блоками питания, например, компьютерными блоками питания AT и ATX. Вы спросите: «Чем они похожи? Это ведь абсолютно разные устройства…». Схожесть заключается в принципе преобразования энергии.

Основные этапы преобразования энергии в инверторном сварочном аппарате:

  • 1. Выпрямление переменного напряжения электросети 220V;

  • 2. Преобразование постоянного напряжения в переменное высокой частоты;

  • 3. Понижение высокочастотного напряжения;

  • 4. Выпрямление пониженного высокочастотного напряжения.

Это кратко, так сказать, на пальцах . Такие же преобразования происходят в импульсных блоках питания для ПК.

Спрашивается, а зачем нужны эти пляски с бубном (несколько ступеней преобразования напряжения и тока)? А дело тут вот в чём.

Ранее основным элементом сварочного аппарата являлся мощный силовой трансформатор. Он понижал переменное напряжение электросети и позволял получать от вторичной обмотки огромные токи (десятки – сотни ампер), необходимых для сварки. Как известно, если понизить напряжение на вторичной обмотке трансформатора, то можно во столько же раз увеличить ток, который может отдать нагрузке вторичная обмотка. При этом уменьшается число витков вторичной обмотки, но и растёт диаметр обмоточного провода.

Из-за своей высокой мощности, трансформаторы, которые работают на частоте 50 Гц (такова частота переменного тока электросети), имеют весьма большие размеры и вес.

Чтобы устранить этот недостаток были разработаны инверторные сварочные аппараты. За счёт увеличения рабочей частоты до 60-80 кГц и более, удалось уменьшить габариты, а, следовательно, и вес трансформатора. За счёт увеличения рабочей частоты преобразования в 4 раза удаётся снизить габариты трансформатора в 2 раза. А это приводит к уменьшению веса сварочного аппарата, а также к экономии меди и других материалов на изготовление трансформатора.

Но где взять эти самые 60-80 кГц, если частота переменного тока электросети всего 50 Гц? Тут на выручку приходит инверторная схема, которая состоит из мощных ключевых транзисторов, которые переключаются с частотой 60-80 кГц. Но чтобы транзисторы работали, необходимо подать на них постоянное напряжение. Его получают от выпрямителя. Напряжение электросети выпрямляется мощным диодным мостом и сглаживается фильтрующими конденсаторами. В результате на выходе выпрямителя и фильтра получается постоянное напряжение величиной более 220 вольт. Это первая ступень преобразования.

Вот это напряжение и служит источником питания для инверторной схемы. Мощные транзисторы инвертора подключены к понижающему трансформатору. Как уже говорилось, транзисторы переключаются с огромной частотой в 60-80 кГц, а, следовательно, трансформатор работает также на этой частоте. Но, как уже говорилось, для работы на высоких частотах требуются менее громоздкие трансформаторы, ведь частота то уже не 50 Гц, а все 65000 Гц! В результате трансформатор «сжимается» до весьма малых размеров, а мощность его такая же, как и у здоровенного собрата, который работает на частоте 50 Гц. Думаю, идея понятна.

Вся эта петрушка с преобразованием привела к тому, что в схемотехнике сварочного аппарата появляется куча всяких дополнительных элементов, служащих для того, чтобы аппарат стабильно работал. Но, хватить теории, перейдём к «мясу», а точнее к реальному железу и тому, как оно устроено.

Устройство сварочного аппарата инверторного типа. Часть 1. Силовой блок.

Разбираться в устройстве сварочного инвертора желательно по схеме конкретного аппарата. К сожалению, схемы на TELWIN Force 165 я не нашёл, поэтому нагло позаимствуем схему из руководства по ремонту другого аппарата – TELWIN Tecnica 144-164. Фотографии аппарата и его начинки будут от TELWIN Force 165, так как именно он оказался в моём распоряжении. Исходя из анализа схемотехники и элементной базы, особых отличий между этими моделями практически нет, если не учитывать мелочи.

Внешний вид платы сварки TELWIN Force 165 с указанием расположения некоторых элементов схемы.

Принципиальная схема сварочного аппарата инверторного типа TELWIN Tecnica 144-164 состоит из двух основных частей: силовой и управляющей.

Сначала разберёмся в схемотехнике силовой части. Вот схема. Картинка кликабельна (нажмите для увеличения – откроется в новом окне).

Сетевой выпрямитель.

Как уже говорилось, сначала переменный ток электросети 220V выпрямляется мощным диодным мостом и фильтруется электролитическими конденсаторами. Это нужно для того, чтобы переменный ток электросети частотой 50 герц стал постоянным. Конденсаторы С21, С22 нужны для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, которые всегда присутствуют после диодного выпрямителя. Выпрямитель реализован по классической схеме диодный мост. Он выполнен на диодной сборке PD1.

Следует знать, что на конденсаторах фильтра напряжение будет больше в 1,41 раза, чем на выходе диодного моста. Таким образом, если после диодного моста мы получим 220V пульсирующего напряжения, то на конденсаторах будет уже 310V постоянного напряжения (220V * 1,41 = 310,2V). Обычно же рабочее напряжение ограничивается отметкой в 250V (напряжение в сети ведь может быть и завышенным). Тогда на выходе фильтра мы получим все 350V. Именно поэтому конденсаторы имеют рабочее напряжение 400V, с запасом.

А что в железе?

На печатной плате сварочного аппарата TELWIN Force 165 элементы сетевого выпрямителя занимают довольно большую площадь (см. фото выше). Выпрямительный диодный мост установлен на охлаждающий радиатор. Через диодную сборку протекают большие токи и диоды, естественно, нагреваются. Для защиты диодного моста на радиаторе установлен термопредохранитель, который размыкается при превышении температуры радиатора выше 90С0. Это элемент защиты.

В выпрямителе применяются диодные сборки (диодный мост) типа GBPC3508 или аналогичный. Сборка GBPC3508 рассчитана на прямой ток (I0) — 35А, обратное напряжение (VR) — 800V.

После диодного моста установлены два электролитических конденсатора (здоровенькие бочонки) ёмкостью 680 микрофарад каждый и рабочим напряжением 400V. Ёмкость конденсаторов зависит от модели аппарата. В модели TELWIN Tecnica 144 – 470 мкф., а в TELWIN Tecnica 164 – 680 мкф. Постоянное напряжение с выпрямителя и фильтра подаётся на инвертор.

Помеховый фильтр.

Для того чтобы высокочастотные помехи, которые возникают из-за работы мощного инвертора, не попадали в электросеть, перед выпрямителем устанавливается фильтр ЭМС – электромагнитной совместимости. На английский манер аббревиатура ЭМС обозначается как EMC (ElectroMagnetic Compatibility). Если взглянуть на схему, то фильтр EMC состоит из элементов С1, C8, C15 и дросселя на кольцевом магнитопроводе T4.

Инвертор.

Схема инвертора собрана по схеме так называемого «косого моста». В нём используется два мощных ключевых транзистора. В сварочном инверторе ключевыми транзисторами могут быть как IGBT-транзисторы, так и MOSFET. Например, в моделях Telwin Tecnica 141-161 и 144-164 используются IGBT-транзисторы (HGTG20N60A4, HGTG30N60A4), а в модели Telwin Force 165 применены высоковольтные MOSFET-транзисторы (FCA47N60F). Оба ключевых транзистора устанавливаются на радиатор для отвода тепла. Фото одного из двух транзисторов MOSFET типа FCA47N60F на плате TELWIN Force 165.

Снова взглянем на принципиальную схему и найдём на ней элементы инвертора.

Постоянное напряжение коммутируется транзисторами Q5 и Q8 через обмотку импульсного трансформатора T3 с частотой гораздо большей, чем частота электросети. Частота переключений может составлять несколько десятков килогерц! По сути, создаётся переменный ток, как и в электросети, но только он имеет частоту в несколько десятков килогерц и прямоугольную форму.

Для защиты транзисторов от опасных выбросов напряжения используются демпфирующие RC-цепи R46C25, R63C30.

Для понижения напряжения используется высокочастотный трансформатор T3. С помощью транзисторов Q5, Q8 через первичную обмотку трансформатора T3 (обмотка 1-2) коммутируется напряжение, которое поступает от сетевого выпрямителя (DC+, DC-). Это то самое постоянное напряжение в 310 – 350V, которое было получено на первом этапе преобразования.

За счёт коммутирующих транзисторов постоянное напряжение преобразуется в переменное. Как известно, трансформаторы постоянный ток не преобразуют. Со вторичной обмотки трансформатора T3 (обмотка 5-6) снимается уже намного меньшее напряжение (около 60-70 вольт), но максимальный ток может достигать 120 – 130 ампер! В этом и заключается основная роль трансформатора T3. Через первичную обмотку течёт небольшой ток, но большого напряжения. Со вторичной обмотки уже снимается малое напряжение, но большой ток.

Размеры этого самого трансформатора невелики.

Его вторичная обмотка выполнена несколькими витками ленточного медного провода в изоляции. Сечение провода внушительное, да и не мудрено, ток в обмотке может достигать 130 ампер! 

Далее со вторичной обмотки импульсного трансформатора переменный ток высокой частоты выпрямляется мощными диодными выпрямителями. С выхода выпрямителя (OUT+, OUT-) снимается электрический ток с нужными параметрами. Это и необходимо для проведения сварочных работ.

Выходной выпрямитель.

Выходной выпрямитель собран на базе мощных сдвоенных диодов с общим катодом (D32, D33, D34). Эти диоды обладают высоким быстродействием, т. е. они могут быстро открываться и также быстро закрываться. Время восстановления trr < 50 ns (50 наносекунд).

Это свойство очень важно, поскольку они выпрямляют переменный ток высокой частоты (десятки килогерц). Обычные выпрямительные диоды с такой задачей бы не справились – они бы просто не успевали открываться и закрываться, нагревались и выходили бы из строя. Поэтому в случае ремонта заменять диоды в выходном выпрямителе следует именно быстродействующими.

В выпрямителе используются сдвоенные диоды марок STTH6003CW, FFh40US30DN, VS-60CPH03 (с ними мы ещё встретимся ). Все эти диоды являются аналогами, рассчитаны на прямой ток 30 ампер на один диод (60 ампер на оба) и обратное напряжение 300 вольт. Устанавливаются на радиатор.

Для защиты диодов выпрямителя используется демпфирующая RC-цепочка R60C32 (см. схему силовой части).

Схема запуска и реализация «мягкого пуска».

Для питания микросхем и элементов, которые расположены на плате управления, используется интегральный стабилизатор на 15 вольт – LM7815A. Он установлен на радиатор. Напряжение питания на стабилизатор поступает с основного выпрямителя PD1 через два последовательно включенных резистора R18, R35 (6,8 кОм 5W). Эти резисторы понижают напряжение и участвуют при запуске схемы.

Напряжение +15 со стабилизатора U3 (LM7815A) поступает на управляющую схему. Далее, когда схема управления и драйвер «раскачали» мощную схему инвертора, то на дополнительной вторичной обмотке трансформатора T3 (обмотка 3-4) появляется напряжение, которое выпрямляется диодом D11.

Через диод D9 напряжение питания поступает на интегральный стабилизатор LM7815A и теперь схема «запитывает» как бы сама себя. Вот такой вот хитрый «приём».

Выпрямленное напряжение после диода D11 также служит для питания реле RL1, охлаждающего вентилятора V1 и индикаторного светодиода D10 (Verde – «Зелёный»). Резисторы R40, R41, R65, R37 гасят излишки напряжения. Для стабилизации напряжения питания вентилятора V1 (12V) применяется 5-ти ваттный стабилитрон D36 на 12V.

Реле RL1 обеспечивает плавный запуск инвертора («мягкий пуск»). Разберёмся с этим подробнее.

В момент включения сварочного аппарата начинается заряд электролитических конденсаторов. В самом начале зарядный ток очень велик и может вызвать перегрев и выход из строя диодов выпрямителя. Чтобы уберечь диодную сборку от повреждения зарядным током применяется схема ограничения заряда (или «мягкого пуска»). Взглянем на схему.

Основным элементом схемы «мягкого пуска» служит резистор R4, мощность которого 8W (8 ватт). Сопротивление резистора – 47 ом. Именно на него возложена роль ограничения зарядного тока в первые моменты после включения.

После того, как заряд конденсаторов закончился, а инвертор начал работу в штатном режиме, электромагнитного реле RL1 замыкает контакты. Контакты реле шунтируют резистор R4, и в дальнейшем он не участвует в работе схемы, так как весь ток проходит через контакты реле. Таким образом реализован плавный запуск.

На плате инвертора TELWIN Force 165 также можно найти элементы схемы «мягкого пуска». В качестве реле RL1 выступает электромагнитное реле модели Finder на рабочее напряжение 24V (параметры контактов реле – 16A 250V~).

Итак, мы узнали о том, что сварочный инвертор состоит из сетевого выпрямителя 220V, мощного инвертора на транзисторах, понижающего трансформатора и выходного выпрямителя. Это силовые части схемы. Через них протекают огромные токи. Но где же «мозги» этого устройства? Кто управляет работой инвертора?

Об этом мы узнаем из следующей части нашего повествования. Читать далее.

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Инвертор сварочный: как приобрести лучшую модель?

В настоящее время на смену трансформаторным сварочным аппаратам пришли  более мобильные и простые в управлении устройства. Инвертор сварочный применяется там, где необходимо преобразовать постоянный ток в переменный, причем величина напряжения изменяется в том числе. По сравнению с бензиновыми электрогенераторами, выпрямителями  и трансформаторами, инверторное приспособление имеет небольшие габариты, относительно малый вес и может использоваться даже непрофессионалами. Для того, чтобы выбрать хороший сварочный инвертор, нужно ознакомиться с принципом его работы, конструкцией и наиболее производительными моделями. Предлагаем вашему вниманию подробный обзор инверторных сварочников.

Содержание статьи

Инвертор сварочный: конструкция

Инверторный аппарат состоит из внешнего корпуса, управляющего блока и силового блока. Внешний корпус представляет собой компактную ёмкость, снабженную разъёмами для электрических кабелей, дисплеем, регуляторами силы тока, панелью управления, вентиляционными отверстиями, ручкой для переноски и опорными ножками. На корпусе  моделей, предназначенных для нескольких видов сварки, имеется также переключатель режимов работы.внешний корпус инвертора

Управляющий блок представлен микросхемой, которая управляет ШИМ-сигналами, контролирует параметры использующегося при сварке тока и напряжения. Чтобы осуществить управление инвертором, необходимо вручную повернуть ручку резистора, которая расположена на панели управления. Реле плавного пуска  обеспечивает ограничение пусковых токов. Работа инверторного аппарата автоматически прекратится в том случае, если показатели, связанные с током и напряжением, будут превышать допустимую норму.

Силовой блок включает в себя следующие компоненты:

  • Сетевой выпрямитель. Служит для преобразования переменного сетевого тока, имеющего частоту 50 Гц, в постоянный. Диодный мост монтируется около радиатора охлаждения. Если же перегрева не избежать, то срабатывает предохранитель и отключает все устройство от сети.
  • Фильтр сетевого напряжения. Здесь пульсации постоянного тока сглаживаются до 1 процента.
  • Тиристорные или транзисторные промежуточные звенья высокой частоты. Постоянный ток при прохождении этого элемента становится высокочастотным переменным.
  • Трансформатор. Благодаря ему высокое напряжение снижается до уровня, необходимого для сварки
  • Выходной выпрямитель. Входящие в его состав быстродействующие диоды выпрямляют высокочастотный переменный ток.
  • Блок защиты предохраняет систему от перегревов, перегрузок, резких скачков напряжения в сети.

Принцип действия инверторного аппарата

схема работы инверторасхема работы инвертора

Электрический ток вначале поступает на снабженный охлаждающей установкой мост, состоящий из высокомощных диодов, где происходит выпрямление сетевого напряжения. Затем  в конденсаторах большой емкости осуществляется  фильтрация пульсаций преобразованного напряжения, и оно поступает в инвертор. Там производится высокочастотное переключение транзисторов;  напряжение преобразуется в переменное и понижается, а сила тока, наоборот, растет. Затем следует фильтрация при помощи конденсаторов, и ток с конечным напряжением подается на выходные клеммы.

Современные сварочные инверторы – настоящая находка для начинающих техников, поскольку эти приборы оснащены рядом полезных функций:

  • Hot start. С ее помощью розжиг дуги не составит труда. В начале сваривания значение тока кратковременно увеличивается, поэтому качественный провар и стабильная небольшая высота сварного шва гарантированы.
  • Anti stick. Когда возникает вероятность прилипания электрода к основному металлу, сварочный ток резко снижается. Возврат техники к нормальному режиму работы осуществляется сразу после отрыва электрода.
  • Arc force. Применяется при необходимости форсирования дуги в тех случаях, когда расходный материал своевременно не попадает в сварочную ванну. Кратковременное увеличение тока позволяет избежать дефектов сварного шва, ликвидируя неуместные капли расплавленного электрода.

Разновидности сварочного аппарата

При выборе оборудования стоит определиться, необходим сварочный инвертор для дачи или же требуется техника для электросварки в промышленных объемах. В зависимости от сферы применения, инверторные сварочные аппараты относятся к следующим классам:

  • промышленный. Такие аппараты предназначены для непрерывного использования на протяжении суток, продолжительность их нагрузки на максимальном токе доходит до 100 %. Мощная сварочная дуга позволяет сваривать массивные конструкции из металла. Сила тока составляет 250-500 А.

    промышленный инверторпромышленный инвертор

  • профессиональный. Эти устройства применяются для ремонта труб и изготовления различных металлокаркасов. Сила тока достигает 200-300 А.

    профессиональный инверторпрофессиональный инвертор

  • бытовой. Предназначение этой техники — кратковременные сварочные работы. Необходимо осуществлять 5-10 минутные перерывы во избежание перегрева. Сила тока не превышает 120-200 А.

    бытовой инверторбытовой инвертор

Многие новички терзаются сомнениями – возможно ли выбрать инверторный сварочный аппарат, который соответствовал  бы запросам и начинающего мастера, и профессионала. В таком случае необходимо учесть режим работы инвертора. В зависимости от него приборы подразделяются на:

Для каких материалов предназначена техника

Инвертор —  универсальный прибор, поскольку может использоваться для сварки и черных, и цветных металлов. Например, меди, стали, вольфрама,  чугуна, никеля и т.д.  С его помощью можно соединить детали даже из трудно свариваемых материалов, таких как  титан, алюминий, некоторые разновидности стали.

С помощью сварочных инверторов производится ремонт кузовов автомобилей, починка канализационной и водопроводной систем, возведение каркасов теплиц и заборов для бытового употребления, соединение проводов и многие другие работы.

Плюсы и минусы инверторной сварки

Эксплуатация  инвертора при сварке имеет множество положительных сторон:

К минусам использования сварочных аппаратов инверторного типа можно отнести:

  • чувствительность техники к воздействиям внешней среды. При работе на открытой местности аппаратуру следует защитить от пылевых частиц, грязи, низких температур, воздействия влаги. Для хранения техники необходимо будет использовать закрытую отапливаемую площадку.
  • Высокая стоимость качественных инверторов относительно сварочных трансформаторов, а также дорогой ремонт.

Проблемы при использовании сварочных инверторов. Как их решить

ремонт инвертораремонт инвертора

Несмотря на то, что выбор сварочного инвертора значительно упрощает многие виды работ, всегда есть вероятность столкнуться с неполадками. Зная, как самостоятельно решить проблему, можно не только предотвратить серьезную поломку дорогостоящего оборудования, но и сэкономить время. Приводим примеры наиболее распространенных неисправностей и способов их устранения.

При продолжительной сварке аппарат отключился. Такое явление не стоит считать неполадкой, так как прекращение работы в этом случае – результат перегрева. Как правило, после непродолжительного перерыва техника снова готова к использованию.

Инвертор не включается. Необходимо проверить  сетевое напряжение. Скорее всего, оно недостаточно высокое для проведения сварочных работ.

Сварочная дуга периодически гаснет или же расплавленный электрод  разбрызгивается. Обратите пристальное внимание на  разновидность и величину электрода, подберите оптимальную скорость сваривания. Если производитель не разместил рекомендаций на упаковке, то пригодность расходного материала можно вычислить самостоятельно:

на каждый миллиметр поперечного сечения электрода должно приходиться 20-40 А. Чем меньше скорость сварки, тем меньшая величина тока потребуется.

При рабочем состоянии индикаторов сваривание произвести невозможно. В таком случае стоит проверить правильность присоединения проводов и их целостность либо подождать 20-30 минут: возможно, произошел перегрев оборудования.

Прилипание электрода к основному металлу. Чтобы его избежать, стоит следить за тем, чтобы напряжение в сети было не ниже нормы, модули  прибора контактировали  с панельными гнездами. Кабель сетевого удлинителя должен иметь сечение, превышающее 2,5  квадратных миллиметра, а протяженность удлинителя составлять не более 40 метров. Наконец, стоит исключить коррозию контактов в электрической цепи и более тщательно подготовить металлические поверхности к соединению.

Если же перечисленные манипуляции не помогли, аппарат начал издавать запах гари или из корпуса пошел дым – оборудование стоит отвезти в сервисный центр.

Как правильно выбрать сварочный инвертор

Если на протяжении XX столетия  рынок ММА инверторов был представлен ограниченным количеством моделей, то на современном этапе можно подобрать надежный сварочный  аппарат с любым коэффициентом мощности и для любого металла. Чтобы выбрать хороший сварочный инвертор, обратите внимание на следующее:

  • Технические характеристики прибора, указанные в паспорте, должны совпадать с реальными. Если в документах производитель завысил эти показатели, при эксплуатации техники не избежать перегрузок и поломок.
  • Как правило, невысокая цена сварочного аппарата и небольшой гарантийный срок (менее 1-2 года) свидетельствуют о низком качестве комплектующих.
  • Коэффициент мощности, или же cos Ҩ (косинус фи), у большинства инверторов будет составлять не более 0,75. И только у аппаратов PFC, позволяющих корректировать мощность фазы, он колеблется в пределах 0,9 – 0, 98.
  • Немаловажно, предусмотрели ли производители сварочных аппаратов сервисный центр. Лучше всего превентивно позвонить туда и осведомиться, принимают ли они приборы конкретной марки в ремонт, можно ли  оперативно подобрать комплектующие в случае поломки.

Выбор инвертора в любом случае должен зависеть от разновидности металла, который нужно сварить, его габаритов, интенсивности предстоящих работ, условий эксплуатации прибора,  а также  финансовых возможностей покупателя. Импортный либо отечественный будет прибор – не самый показательный критерий при выборе.

Обзор лучших инверторных сварочных аппаратов

Рейтинг  2019 года лучших сварочных инверторов составлялся на основе  анализа многочисленных отзывов покупателей, тестов сварочных аппаратов, а также опроса сотрудников промышленных предприятий.  Если все еще задаетесь вопросами, как выбрать сварочный инвертор, какой фирмы, какие полезные функции должны в нем быть – присмотритесь к нижеописанным моделям.

Выбираем промышленный инвертор

Aurora PRO STRONGHOLD 500Aurora PRO STRONGHOLD 500

Aurora PRO STRONGHOLD 500. Высокопроизводительный универсальный аппарат, который может использоваться в промышленности и строительстве, при ремонте коммуникаций и машиностроительных работах, а также при монтаже. С помощью такого инвертора можно сваривать как толстостенные детали, так и мелкие элементы.  Величина сварочного тока составляет 40 – 500 А, потребляемого тока – 38,4 А, питающего напряжения  — 380 В. Эксплуатация прибора возможна при температурах от -20 до +50 градусов по Цельсию, а также в условиях повышенной влажности. Благодаря функции CarbonGouging можно строгать металлическую поверхность при помощи угольного электрода. Масса прибора – не более 40 кг, для его перемещения предусмотрены 4 колеса.  Гарантийный срок – 2 года.

СВАРОГ ARC 400 (Z312)СВАРОГ ARC 400 (Z312)

СВАРОГ ARC 400 (Z312). Оборудование предназначено для интенсивного использования в производственных условиях, поэтому обладает надежной защитой от перегрева и механических повреждений. Благодаря ему можно быстро осуществить глубокий провар поверхностей, имеющих значительную толщину, а также сложных сплавов.  Сварочный ток составляет 30 – 400 А, потребляемый ток – 27 А, питающее напряжение  — 380 В. Высококачественное соединение металла происходит даже при использовании шлангов длиной до 20 метров.  Гарантия от производителя составляет 5 лет.

FOXWELD ВД-400ИFOXWELD ВД-400И

FOXWELD ВД-400И. Техника будет полезна на судостроительных верфях, железной дороге, заводах металлических изделий, при производстве. С ее помощью можно сваривать нержавеющую  и обычную сталь, чугун, алюминий. Величина сварочного тока составляет 20 – 400 А, питающего напряжения  — 380 В. Туннельная вентиляция позволяет избежать поломок, происходящих под воздействием влаги и пыли.

Какой профессиональный инвертор стоит выбрать

Интерскол ИСА-250/10,6Интерскол ИСА-250/10,6

Интерскол ИСА-250/10,6. Модель предназначена для сварки в условиях пониженного напряжения, высоких нагрузок, она успешно выполнит работу, даже если металлические поверхности имеют повреждения в виде старой краски или коррозии. Может использоваться как в быту, так и при производстве средних масштабов. Сварочный ток имеет диапазон 31 – 225 А, питающее напряжение – 220 В.

Сварог REAL MIG 200Сварог REAL MIG 200

Сварог REAL MIG 200 (N24002). Аппарат может осуществлять сварку черных металлов и алюминия. Его важное преимущество – универсальность, а именно возможность использовать как для ручной дуговой сварки, так и для сварки полуавтоматической. Возможно сваривание порошковой проволокой. После остановки подачи проволока дожигается и благодаря этому не залипает в сварочной ванне. Сварочный ток составляет 10 – 200А, потребляемый – 35 А, напряжение – 220 В.

Aurora SPEEDWAY 160Aurora SPEEDWAY 160

Aurora SPEEDWAY 160. Инвертор может работать в полуавтоматическом режиме либо осуществлять ручную дуговую или аргонодуговую сварку. Это делает его незаменимым в автосервисе, на даче, при небольшом производстве.  Сварочный ток колеблется в диапазоне 50 – 160А. Напряжение питающей сети – 220 В. С помощью этого приспособления можно сваривать в том числе тонкий металл.

Какой инвертор выбрать для бытовых нужд

WESTER IWT200WESTER IWT200

WESTER IWT200. Прибор прост в управлении, имеет небольшие габариты и малую массу. С его помощью нельзя осуществить сложные бытовые работы, зато для новичков этот инвертор максимально удобен и интуитивно понятен. Модель использует на 30-40% меньше электроэнергии, чем аналоги. Сварочный ток имеет величину 10-200 А, потребляемый ток — 20.3 А, питающее напряжение – 220 В. Элементы управления размещены на отдельной плате, поэтому в случае поломки ремонт техники не будет слишком дорогим.

Aurora MINIONE 1800Aurora MINIONE 1800

Aurora MINIONE 1800. Аппарат может быть задействован при строительстве, в сельском хозяйстве, при сборке конструкций из металла.  Величина сварочного тока составляет 20 -180 А, потребляемого тока – 31 А, питающего напряжения- 220 В. Вентиляция системы происходит только в случае ее перегрева. Прибор снабжен  кабелем протяженностью 2 м, держателем для электродов, зажимом на массу, а также чехлом для хранения.

КЕДР MMA 220FКЕДР MMA 220F

КЕДР MMA 220F. Неоспоримое преимущество данной модели – сохранение рабочих качеств при падении напряжения  до величины 140 В. Благодаря встроенным жалюзи механизм защищен от попадания грязи и влаги, что делает его пригодным для использования в полевых условиях. Сварочный ток имеет величину 20-220 А, питающее напряжение – 220 В. Кроме электродуговой сварки, прибор может производить  сварку аргонодуговую.

Ранее мы публиковали подробный обзор недорогих сварочных инверторов, с которым вы можете ознакомиться здесь.

Полезные советы для новичка

  • Перед тем, как приобрести дорогостоящее оборудование, целесообразно будет посмотреть на него в действии. Тест инверторных сварочных аппаратов может осуществляться как производителем, так и пользователями, которые уже приобрели инвертор. Чтобы сравнить понравившиеся модели, достаточно найти подходящий ролик на youtube.
  • Обязательно стоит заранее осведомиться, что идет в комплекте с инвертором. Кроме сопровождающих документов, должны наличествовать электрододержатель и зажим заземления.
  • Если для вас важно, в какой стране осуществлено производство инвертора, то вот географическая привязка самых распространенных брендов: Сварог, Барс, Aurora, Brima – Китай; Форсаж, Neon, Elitech, Ресанта, ГРПЗ – Россия; ESAB- Швеция; EWM, Fubag — Германия.

В заключение

Сварочный инвертор – устройство, преобразующее постоянный ток в переменный, благодаря чему имеет высокий КПД,  использует небольшое количество электроэнергии и электродов и при этом гарантирует отличное качество сварного шва.  Инверторную сварку применяют при необходимости соединить детали из меди, стали, вольфрама,  чугуна, никеля, титана, алюминия. Работу можно осуществлять в режимах  ручной сварки, сварки аргоном либо полуавтоматическом. Некоторые модели универсальны и поддерживают все перечисленные режимы.

Трансформация тока происходит за счет сетевого выпрямителя, фильтра сетевого напряжения, промежуточных высокочастотных звеньев, выходного выпрямителя и систем защиты. Функции Hot start,  Anti stick и Arc force делают использование инвертора интуитивно понятным даже для людей, никогда прежде не пользовавшихся сварочным аппаратом. Среди других преимуществ – небольшой вес, плавное регулирование сварочного тока, нет ограничений в выборе положений для сварки. К минусам можно отнести температурную уязвимость приборов, их чувствительность к влажности и пыли.

Чтобы понять, как выбрать сварочный инвертор, нужно заранее определиться с масштабами работ, составом материалов и их толщиной, ознакомиться  с результатами теста различных моделей, обратить внимание на компанию-производителя и срок предоставляемой ей гарантии на товар. По мнению большинства опрошенных пользователей, доверия заслуживают такие фирмы, как Aurora, Сварог, Foxweld, Интерскол, Wester и Кедр.

[Всего: 0   Средний:  0/5]

что это такое и как использовать?

Время чтения: 7 минут

Сейчас в магазинах можно найти сварочник на любой вкус и кошелек. Производители предлагают купить сварочные трансформаторы, инверторы, полуавтоматы и, конечно, выпрямители. Начинающий сварщик сталкивается с рядом трудностей при выборе своего первого сварочного аппарата, поскольку не может разобраться в таком большом ассортименте. Мы уже рассказали вам про инверторы, трансформаторы и полуавтоматы. Настало время поговорить про выпрямители.

сварочный выпрямитель

Из этой статьи вы узнаете, что представляет собой сварочный аппарат выпрямитель, каков принцип его работы и какие плюсы/минусы есть у данного типа аппарата. Вы также узнаете о некоторых особенностях применения выпрямителя.

Содержание статьи

Общая информация

Выпрямитель для сварки — это один из классических типов сварочного оборудования наравне с трансформатором. Он применяется уже ни одно десятилетие и сумел в полной мере раскрыть все свои достоинства и недостатки. Основная функция выпрямителя — преобразование переменного тока в постоянный, чтобы использовать его для поджига дуги и дальнейшего формирования шва.

Стандартный выпрямитель для ММА сварки (ручная дуговая сварка с использованием электрода с покрытием) состоит из силовой части (чаще всего трансформатора), выпрямительного блока, а также из компонентов, выполняющих роль защиты, запуска и регулировки аппарата.

выпрямитель

Это простейшее описание, по которому можно понять устройство сварочного выпрямителя. Конечно, на деле все гораздо сложнее. Каждый компонент, будь то силовой трансформатор или выпрямительный блок, состоит из множества дополнительных элементов.

Но, несмотря на кажущуюся сложность устройства аппарата, он все еще гораздо надежнее инвертора или полуавтомата. А все потому, что в его основе не используются электронные компоненты. А ведь именно они чаще всего выходят из строя, если вы используете инвертор. Феноменальная надежность — это основное достоинство выпрямителя по сравнению с другими аппаратами (не считая сварочного трансформатора).

При желании можно собрать сварочный выпрямитель своими руками в домашних условиях. Конечно, если вы обладаете достаточными навыками. Тем более, схема сварочного выпрямителя есть в открытом доступе и ее несложно найти при необходимости.

устройство выпрямителя

Существует много разновидностей сварочных выпрямителей. Основные отличия заключаются в их силовой части. В продаже есть выпрямители на основе трансформатора, с дросселем, с тиристорами, с транзисторами и даже есть инверторный выпрямитель. У каждого типа есть свои достоинства и недостатки, но на деле больших отличий при использовании вы не заметите. Так что выбирайте аппарат исходя из технических характеристик и стоимости.

Принцип работы

Принцип работы сварочного выпрямителя можно описать довольно просто. Сначала аппарат понижает получаемое напряжение сети 380В до параметра напряжения холостого хода. Затем он преобразовывает переменный ток в постоянный. И в конечном итоге производится регулировка сварочного тока. Можно приступать к сварке.

В этом смысле трансформаторы и выпрямители очень похожи. Отличие заключается в типе получаемого тока: трансформатор использует для сварки переменный ток, а выпрямитель — постоянный.

В остальном оба аппарата похожи. При этом варить на постоянном токе гораздо проще, чем на переменном. Поэтому трансформатор — это тот же выпрямитель, только еще более сложный в применении.

Достоинства и недостатки

Преимущества сварочных аппаратов-выпрямителей в основном заключаются в большой надежности агрегата. Аппарат может использовать практически в любых условиях, даже если вокруг грязь, пыль и прочие «недруги», способные на раз-два уничтожить инвертор. Также с помощью выпрямителя можно выполнять сложные сварочные работы. Например, варить нержавеющую сталь или цветной металл.

При умелом поджиге дуга  горит очень стабильно и позволяет вести аккуратный шов. Также выпрямитель можно использовать для большинства ходовых сварочных технологий, начиная от MMA, заканчивая TIG, MIG, MAG технологиями.  Еще один немаловажный плюс — это возможность организации сразу нескольких сварочных постов от одного аппарата. Это значит, что вы сразу несколько человек могут варить, используя один лишь выпрямитель. Такой аппарат называется выпрямитель сварочный многопостовой и применяется на производстве.

Недостатки у такого аппарата тоже есть, и порой они критичны. Первое, что вам нужно знать — выпрямитель очень тяжелый и неповоротливый. У вас не получится в одиночку закинуть его в багажник и отвезти на дачу. Также могут быть трудности с транспортировкой аппарата на стройплощадку.

Еще один минус — это высокая стоимость комплекта оборудования. Сам выпрямитель стоит не очень дорого, а вот сопутствующее ему оборудование может оказаться не по карману. Впрочем, об этом мы подробнее рассказываем далее. Также учитывайте, что выпрямитель потребляет очень много электроэнергии, и вы можете быть не готовы к большим счетам.

Последний минус, который можно назвать одновременно плюсом — это необходимость высокой квалификации для формирования качественного шва. Если вы новичок, то будьте готовы к годам постоянной практики. С другой стороны, если вы научитесь варить выпрямителем, то после него сможете варить чем угодно. И это несомненное достоинство.

Особенности использования

Первое, на что нужно обратить внимание, если вы хотите использовать выпрямитель в быту — это напряжение вашей электросети. Вряд ли оно превышает 220В, а зачастую цифра даже меньше. Конечно, в продаже существуют аппараты, способные работать от напряжения 220В, но они встречаются редко. Большинство выпрямителей требуют 380В для полноценной работы. Такую электросеть еще называют промышленной трехфазной. Чтобы решить эту проблему, необходимо использовать генератор, выдающий 380В.

Отсюда вытекает главный недостаток выпрямителя. Это мощный аппарат, дающий вам множество возможностей, который при этом стоит не очень дорого. Но для его работы придется докупать недешевый генератор и каждый раз возиться с подключением. Именно по этой причине многие новички предпочитают купить маломощный инвертор и включить его в розетку, вместо того, чтобы мучиться с трансформатором или выпрямителем.

выпрямитель буран

Также учитывайте, что для стабильной работы недостаточно просто подключить выпрямитель к 380В и приступить к работе. Выпрямитель (как и трансформатор) очень требователен к самой электросети. Она должна быть не просто стабильна, но и иметь запас по мощности. Это необходимо для поджига дуги и ее стабильного горения.

Также учитывайте, что с выпрямителем не так просто поджечь дугу, даже если с напряжением в сети все отлично. Здесь важно иметь навык или просто много практиковаться. Выпрямитель не оснащен дополнительным функционалом вроде форсажа дуги или горячего старта. Так что вам придется поджигать дугу, опираясь на свой опыт и навыки.

Читайте также: Что такое форсаж дуги на сварочном инверторе?

Несмотря на все трудности, выпрямитель — это очень стабильный и надежный аппарат. Он без проблем переносит небрежное хранение и регулярную работу. В том числе при атмосферных осадках (хотя мы не рекомендуем производить сварку при плохих погодных условиях).

Вместо заключения

Сварочный выпрямитель назначение которого — сварка сложных металлоконструкций, может понадобиться вам не только в профессиональной сварке, но и при работе в гараже или при изучении навыков сварочного дела. Он не так прост, как инвертор, зато лишен недостатков, присущих трансформаторам. Выпрямители очень громоздкие, но современные модели часто оснащаются колесами, так что аппарат можно перевозить на небольшие расстояния.

Конструктив выпрямителя так же прост, как и у трансформатора, так что его можно без проблем починить в домашних условиях. При этом ремонт не ударит по кошельку. А при наличии определенных навыков, можно своими руками модифицировать аппарат, сделав его применение более эффективным и удобным. Оставляйте свои комментарии, делитесь мнением и опытом. Это будет полезно для многих новичков. Желаем удачи в работе!

[Всего: 2   Средний:  5/5]

Принцип работы сварочного инвертора — схема и устройство

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

Сварочный инвертор в разобранном состоянии

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

Схематичное устройство сварочного инвертора

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

7

0

Выбор сварочного инвертора или сварочного выпрямителя

При решении бытовых и производственных задач достаточно часто возникает необходимость в прочном соединении металлических элементов. Данная процедура осуществляется с помощью специализированного оборудования: сварочного инвертора или выпрямителя. Два вида устройств имеют различную сферу применения, функциональные особенности и принцип действия. Именно поэтому следует выбирать оборудование, ориентируясь на его характеристики.

Отличительные черты и сфера применения различных видов устройств

Наиболее простым, относительно компактным и легким в использовании можно назвать сварочный инвертор. Зачастую его применяют для решения бытовых задач, например, для проведения ремонтных или строительных работ на даче. Такие аппараты имеют встроенный трансформатор, который преобразует переменный ток (его частота равна 50Гц) в высокочастотный (несколько десятков кГц). Ключевыми отличиями можно назвать:

  • низкое потребление энергии в процессе работы устройства;
  • возможность выполнения качественной обработки заготовок из любых видов металлов, при этом не требуется их предварительная подготовка;
  • удобство транспортировки за счет малого веса;
  • возможность подключения к электросети с напряжением 220 Вольт.

Второй вид оборудования – сварочные выпрямители, которые применяются в профессиональной деятельности. Они представляют собой сложно устроенное оборудование, в конструкции которого имеется:

  • силовой трансформатор;
  • охлаждающие радиаторы;
  • блоки защиты, выпрямления, пуска и регулирования.

С помощью сварочных выпрямителей удается создать максимально ровный шов, который характеризуется прочностью и практически не имеет дефектов. В случае необходимости они могут быть использованы для выполнения дуговой ручной сварки. Важно обратить внимание, что для работы такого оборудования требуется наличие трехфазного тока. Сварочные выпрямители имеют большие габариты, поэтому многие модели дополняются транспортировочными колесами.

Отличие сварочного инвертора от сварочных аппаратов типа трансформаторы и выпрямители

Сварочный инвертор — это полностью электронная схема на высокочастотных тиристорах или транзисторах, сейчас это, как правило, IGBT транзисторы.

В трансформаторе преобразование входного напряжения 220В или 380В в сварочное напряжение 30-90В  осуществляется на низкой частоте 50Гц.

В выпрямителе это пониженное напряжение выпрямляется на выходе диодными мостами.

В инверторе – входное переменное напряжение 220В или 380В сначала выпрямляется диодными мостами, а затем преобразуется электронной схемой в  высокочастотное напряжение.  Преобразование высокого напряжения в низкое осуществляется на частоте 300 – 700  Гц.  Отсюда и в разы меньший вес инвертора при той же мощности. Чем выше частота, тем меньшая масса магнитопровода трансформатора требуется для преобразования.

Помимо всего этого в инверторах гораздо проще поймать нужный сварочный ток, так как его можно достаточно точно регулировать в отличии от трансформатора.

В сварочных инверторы, как правило, встраиваются такие замечательные функции, как hot start, anti-stick, arc force, VRD. Эта дополнительная функциональность дает больше комфорта и удобства при сварочных работах. А именно hot start позволяет легко зажечь дугу, даже через слой шлака, anti-stick не даёт залипнуть электроду, arc force позволяет варить на меньших токах и делает дугу более стабильной, VRD снижает напряжение холостого хода, чтобы обезопасить сварщика.

Сварочные инверторы бывают для:

  • Ручной электродуговой сварки MMA

  • Полуавтоматической сварки MIG/MAG

  • Аргонодуговой сварки TIG

  • Воздушно-плазменной резки CUT

  • Универсальные сварочные инверторы, которые можно применять как для MMA, MIG, TIG, так и для воздушно-плазменной резки CUT

Итак, кардинальные отличия сварочных инверторов:

  • Качество сварочного шва после инверторного сварочного аппарата выше за счет более точной электронной регулировки сварочных токов и высокой устойчивости тока сварки при колебании напряжения питания.

  • Сварочные инверторы оснащены термостатической защитой, от перегрузок, повышенного и пониженного напряжения, имеют устройство ограничения входной мощности.

  • Сварочные инверторы для сварки методом TIG и MMA AC/DC применимы для работ с широким диапазоном свариваемых материалов, таких как сталь, нержавеющая сталь, титан, медь, никель и их сплавы, также алюминия и его сплавов.

  • Возможна сварка в импульсном режиме.



сваривая выпрямитель 20а 200в

диода восстановления компонентов С4202с обслуживания инвертора быстрый

Упаковка и доставка

Условия оплаты

1) Вы можете оплатить заказ на покупку через WesternUnion, MoneyGram, Escrow, Trade Assurance, T / T, Alipay или наличными.

2) В указанную нами цену за единицу не включена стоимость доставки и оплаты. Мы можем предложить скидку в зависимости от количества вашего заказа.

3) Мы не несем ответственности за импортные пошлины и таможенные пошлины.

Условия доставки

1) Мы упакуем и отправим ваши товары в течение 1-3 рабочих дней после подтверждения оплаты. Для быстрой упаковки и отправки сообщите нам, когда закончите оплату.

2) Мы сообщим вам время выполнения заказа, если нам придется покупать на заводе.

3) Обычно мы отправляем через DHL, UPS, TNT, FedEx, Aramex или EMS. Обычно доставка занимает 3-7 дней. Грузовые авиаперевозки и морские перевозки также не являются обязательными.

4) Для отправки посылки нам нужна информация о доставке, включая ваше имя, адрес и номер телефона.

5) Номер для отслеживания будет передан вам, когда мы получим его от логистической компании.

Гарантия качества

1) Все наши продукты являются оригинальными и новыми от производителя. Он должен работать, если номер модели правильный.

2) Мы предлагаем 30-90 дней гарантии на нашу продукцию.

3) В течение гарантийного срока, если товары, которые вы приобрели в нашем магазине, не имеют идеального качества, пожалуйста, сообщите нам в течение 7 дней после доставки, мы вернем новые товары, когда получим ваше сообщение.

.

Портативный сварочный выпрямитель Igbt Smaw

Переносной сварочный выпрямитель IGBT SMAW

Портативный инверторный сварочный аппарат постоянного тока ZX7-200 Технические характеристики Аппарат

922922 имеет следующие характеристики: :

1. Инверторная технология IGBT: Принять передовую инверторную технологию, которая характеризует

сверхмощный сварочный аппарат с меньшими размерами и меньшим весом (4.5 кг), но также гарантирует высокий коэффициент использования мощности

.

2. Легкий и удобный: Дизайн с учетом портативности и использования вне помещений, ручка (или плечевой ремень) наверху позволяет носить устройство повсюду. Они идеально подходят для небольших строительных работ, обивки промышленность, высотность, полевые работы, ремонт и домашний разнорабочий.

3. Горячий старт: Обеспечивает легкое безупречное зажигание дуги.

4. Охлаждение с вентилятором: Двойной вентилятор сводит к минимуму всасывание твердых частиц, улучшает рабочий цикл

цикла, производительность сварки и продлевает срок службы.

5. Защита от перегрузки: Идеальная самозащитная функция в случаях перенапряжения,

при низком напряжении, перегрузке по току, перегреве, безопасность и надежность.

6. Он будет легко работать со стержнем 4 мм в течение длительного времени и будет работать со стержнем 5 мм нормально

7. Подходит для всех видов основного сварочного прутка , включая кислотность, щелочность и целлюлозу

покрытый электрод.

ARC160

%

75V

Модель

ARC100

ARC120

3 ARC160

Входное напряжение

50/60 Гц (1 фаза)

50/60 Гц (1 фаза)

50/60 Гц 3

50/60 9 Гц (1 фаза) 60 Гц (1 фаза)

50/60 Гц (1 фаза)

230 В ± 10%

230 В ± 10%

230 В ± 10%

230 В ± 10%

230 В ± 10%

Номинальный входной ток

Макс.16A

Макс. 18A

Макс. 22A

Макс. 24A

Макс. 29A

Напряжение холостого хода

80V

80V

80V

Эффективность

85% 85%

85% 85%

85%

85%

85%

Входная мощность

Макс.3,5 кВт

Макс. 3,9 кВт

Макс. 4,8 кВт

Макс. 5,3 кВт

Макс. 6,4 кВт

Диапазон тока 100A

10-120A

10-160A

10-180A

10-200A

Рабочий цикл

02 Рабочий цикл %

60%

60%

60%

Сварочный стержень

1.5-2,5 мм

1,5-2,5 мм

1,5-3,2 мм

1,5-4 мм

1,5-4 мм

Толщина сварочной плиты 35 35 -3 мм

1,5-3 мм

1,5-6 мм

1,5-10 мм

1,5-11 мм

Класс защиты

IP

IP

IP21

IP21

IP21

Вес

3.2 кг

3,4 кг

4,4 кг

4,5 кг

4,6 кг

Размеры

31x13x20cm

31x13x21cm


A: Город Юнкан, Чжэцзян, Китай

Вопрос: Какой у вас сертификат?
A: CE и CCC, все виды сертификатов могут быть предоставлены на основе большого количества закупок.

В: Сколько времени потребуется, если запросить образцы?
A: Вообще говоря, через 3 рабочих дня после получения платежа.

Q: Каково ваше время выполнения заказа для массовых продуктов, таких как 5000 единиц на единицу?
A: Это примерно 25-35 дней после получения аванса.

Q: Каковы ваши условия оплаты?
A: T / T, наличными, Western Union или L / C.

Q: Каков охват вашего рынка во всем регионе?
A: Наши рынки по всему миру в каждом уголке, у нас есть 8-летний опыт работы во внешней торговле
Q: Какова ваша основная производственная линия?
A: В основном мы производим инверторные аппараты для дуговой сварки, аппараты для сварки TIG, аппараты для сварки MIG с перемычками и ИБП.и т. д.
Q: вы фабрика или торговая компания?
A: Мы фабрика, мы предоставляем услуги OEM.

Q: Какая у вас гарантия?

A: Это 12 месяцев. Обычно мы поставляем некоторые запчасти для ремонта клиентом со следующим заказом, если какая-то поломка.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.