Принцип работы сварочного инвектора

 

А что же такое инвертор? И чем он так хорош?
Итак, сварочный инвертор – это не способ сварки, а сварочный полупроводниковый аппарат. Инверторные технологии используются в ММА сварке, в полуавтоматах, аргонно-дуговой, в плазменной резке.
Как и в трансформаторе, в инверторе также преобразуется мощность. Вот только в отличие от трансформатора, в инверторе КПД 80-90%, а это означает, что мощности при преобразовании теряется намного меньше! Но и это еще не все.
В инверторе всеми процессами преобразования управляет процессор. И процессор может менять коэффициент преобразования напряжения. А это уже очень большой плюс. Помните дачу, где лампочка мигает? Так вот: при провалах напряжения процессор сварочного инвертора отслеживает эти провалы и корректирует коэффициент преобразования таким образом, что напряжение на выходе инвертора остается постоянным и работая, вы не чувствуете, как у вас напряжение в питающей сети пляшет.

Но и это еще не все! Помните, как нужно варить? Держа электрод в нескольких миллиметрах от детали, и плавно перемещая его вдоль шва. Как красиво написано! Это в маске, через которую ничего не видно и когда еще летит сноп искр! Если вы не робот, то обязательно коснетесь электродом детали. Что тогда произойдет? Если вы варите трансформатором, то электрод прилипнет к детали, произойдет короткое замыкание во вторичной обмотке и если вы не оторвете электрод с силой, то сварочный трансформатор уйдет в перегрев, сработает тепловая защита, если она есть или начнет гореть обмотка трансформатора.
Если же вы работаете инвертором, то скорей всего и не почувствуете, что коснулись электродом детали. Процессор отследит касание падением напряжения в дуге и моментально увеличит кратковременно ток, сильный ток подплавит электрод и вы сможете спокойно отвести электрод от детали – он не «прилипнет». Если вы специально коснулись и держите электрод у детали, то процессор отключит питание на выходе трансформатора и он не перегреется.
Т.е. инвертор «прощает» нам с вами наш непрофессионализм в работе!
Но и это еще не все!
Функция “HOT START”: автоматическое повышение сварочного тока при начале сварки для облегчённого зажигания дуги позволяет легко зажигать дугу, работая не только рутиловыми, но и основными, и целлюлозными электродами (прочность сварочного шва значительно выше).
И самое главное – вес. Инверторы при равном сварочном токе с трансформаторами весят в 4-5 раз меньше! И намного меньше по габаритам. Благодаря тому, что преобразование мощности у инверторов происходит на частоте 50-60 кГц (в 1000 раз выше, чем у трансформаторов), размер основной детали – преобразующего трансформатора- удалось снизить в несколько раз.

Подытожим: инвертор – полупроводниковый сварочный аппарат, варить которым стало значительно удобней, проще и быстрее. Аппарат, который позволяет новичку получать качество сварки профессионального сварщика.

Неужели нет недостатков у инвертора? Есть! Их два: цена, которая в 2 раза выше трансформатора и возможность выхода аппарата из-за пыли, а вернее из-за сильного загрязнения электронной платы. От второго недостатка достаточно легко избавиться, периодически (по мере загрязнения) продувая электронную плату сжатым воздухом. Конечно, это касается аппаратов, которыми работаю на стройплощадках и в сильнозагрязненных помещениях. Что касается первого недостатка, то цена на инверторы постоянно снижается (для этого есть веские причины) и, уверен, что через несколько лет сварочные инверторы полностью вытеснят трансформаторы.

 

Итак, вы решили остановить свой выбор на сварочном инверторе. Мы поддерживаем ваш выбор.
Запомните только одно: если вы варите в запыленном помещении, не забывайте продувать электронную плату сжатым воздухом, и аппарат прослужит вам долгие годы.

На что нужно обратить внимание.

 На данный момент инверторы ММА выпускаются по двум полупроводниковым технологиям IGBT и MOSFET. Не буду вдаваться в подробности, скажу только что в схемотехнике этих аппаратов используются разные полупроводниковые транзисторы IGBT и MOSFET. Основное различие между этими транзисторами – различный ток коммутации. Чтобы статья не потеряла своей актуальности через полгода-год, не будем указывать марки транзисторов того или другого типов, т.к. все чрезвычайно быстро меняется. Так вот, для инвертора на 160А IGBT транзисторов понадобится 2-3 (в зависимости от рабочего цикла), а MOSFET – 10-12. Вот собственно в чем и отличие.

Тонкость в том, что транзисторы очень сильно греются и их необходимо установить на мощные алюминиевые радиаторы. Чем больше радиатор, тем больше съем тепла с него, а следовательно его охлаждающая способность. На деле схемотехника MOSFET не позволяет создать аппарат на одной плате: те аппараты, которые сейчас есть в продаже собраны в основном на трех платах (IGBT аппараты всегда идут на одной плате). Соединение трех плат, худший теплообмен, каскадный выход транзисторов из строя при неисправности одного транзистора, меньший КПД (относительно IGBT) –вот основные недостатки MOSFET по отношению к аппаратам IGBT. Проще говоря, IGBT более современная технология, чем MOSFET. Хотя сразу оговоримся, что недостатки эти ничтожны, по сравнению с достоинствами сварочного инвертора, скажем, по сравнению со сварочными трансформаторами. Необходимо также отметить, что мощные индустриальные инверторы пока собираются по MOSFET технологии.

Как отличить: Визуально аппараты IGBT отличаются от MOSFET вертикальным расположением силовых разъёмов ( у MOSFET аппаратов выходы обычно расположены горизонтально). Нельзя точно утверждать, что это верно на 100%. Точнее можно сказать, сняв кожух с аппарата.

                                                                                          

 

На что еще можно обратить внимание:
Благодаря электронному контролю за параметрами сварочный дуги, инвертор работает значительно более экономичней, чем трансформатор, поэтому нет особой надобности брать мощность «прозапас». 40-45 А на «мм электрода» вполне разумный выбор. Если вы варите 3мм электродом, то оптимальным выбором будет аппарат на 120-140А.
При выборе инвертора также необходимо помнить о рабочем цикле аппарата. 10% цикл – это работа в течении 1-й минуты из 10 минутного цикла. Если у вас большой объем сварочных работ, то необходимо взять аппарат с большим циклом или на больший рабочий ток (тогда у такого аппарата на том же токе, рабочий цикл будет больше). Например у аппарата 140A — 10% рабочий цикл. А вам нужно, к примеру, варить непрерывно 3,5 минуты. Тогда вы выбираете аппарат на 140А с 35% или берете аппарат на 160А с 10%. Цикл на токе в 140А у аппаратов будет приблизительно одинаков.

 Перед покупкой инвертора, рассмотрите приобретение инвертора с возможностью аргонно-дуговой сварки (TIG). Тогда у вас будет, по-сути, два аппарата в одном корпусе. И варить вы сможете практически все металлы и сплавы. Эти аппараты дороже обычных инверторов на стоимость специализированной горелки.

 Ну и последняя рекомендация – рекомендуем выбирать аппарат достаточно известных марок, которые представлены широким ассортиментом сварочных аппаратов и аксессуаров на рынке. В аппаратах марок-однодневок могут быть заявлены завышенные мощностные характеристики. Также могут отсутствовать такие полезные для неопытного сварщика функции как «антизалипание», «форсирование дуги», «горячий старт». И тогда разочарования при работе не избежать.

 

Принцип работы инвертора сварочного — сварка и резка металла сварочным инвертором

Обработка различных видов металла ― один из самых перспективных видов коммерческой деятельности, поскольку именно обработка всегда востребована. Металлические конструкции и изделия используются повсеместно, в самых разных сферах. Спрос на резку металла никогда не пропадет окончательно — по крайней мере, в ближайшем будущем.

В этом деле присутствует возможность выбора среди широкого разнообразия методов, технологий и оборудования. У Вас целиком и полностью развязаны руки ― выбирайте наиболее подходящую технику для резки металла, комплектуйте по своему усмотрению производственную линию и выбирайте оптимальные материалы для обработки. Что касается оборудования для резки металла, то среди современных видов такой техники выгодно выделяется сварочный инвертор.

Попробуем разобраться, что же представляет из себя этот прибор и определим принцип работы инвертора сварочного, сферы его применения и главные преимущества.

Принцип работы инвертора сварочного

Инвертор относится к категории сварочных электрических приборов, и характеризуется просто потрясающими рабочими характеристиками. По своим параметрам (как сварочным, так и физическим), инверторы заметно обходят классические виды сварочного оборудования. Стоит поработать хотя бы день с таким инвертором для того, чтобы понять, насколько устарели классические сварочные аппараты.

Сварочный инвертор, по сути, является своеобразным «возбудителем» сварочной дуги, которая возникает между поверхностью обрабатываемого материала и электродом. Прибор выполнен в виде компактного ящика с трансформатором, в котором заключена достаточная мощность для того, чтобы вырабатывать ток большой силы для поддержания упомянутой сварочной дуги.

Итак, как работает сварочный инвертор? Как известно, стандартный электрический ток домашней сети не годится для сварочных работ, а инвертор нужен именно для того, чтобы преобразовывать напряжение до нужной кондиции. Когда прибор включается, напряжение поступает на первичный выпрямитель, где и происходит процесс превращения переменного тока в ток постоянный. Далее, ток за счет мощных высокочастотных транзисторов и тиристоров поступает в блок инвертора.

После этого, напряжение высокой частоты поступает на трансформатор, который снижает это напряжение, параллельно повышая его силу. Во вторичном выпрямителе ток необходимого напряжения снова преобразуется в состояние постоянного тока, затем через кабель, передаваясь напрямую на сварочный электрод.

Естественно, это самое простое объяснение того, как работает сварочный инвертор. На деле, прибор имеет куда более сложное и многослойное устройство.

Область применения

Благодаря замечательным сварочным характеристикам, резка металла сварочным инвертором нашла применение в самых разных сферах человеческой деятельности. Везде, где нужно произвести сварочное соединение или резку, может смело использоваться такой прибор. Технику целесообразно применять как в бытовых, так и в производственных, промышленных условиях.

Основная сфера использования ― это, конечно, электродуговая резка металла. Однако инвертор также пригодится в ручной дуговой, аргонно-дуговой, полуавтоматической, плазменно-дуговой резке. В зависимости от сферы применения, условия использования инвертора могут меняться, но основные технические нюансы остаются без изменений.

Преимущества сварочного инвертора в резке металла

Выше Вы уже смогли узнать, как варить сваркой инверторной, а также где используется подобный прибор — можем сказать, что это еще не все. Определим основные преимущества данного оборудования. Во-первых, из числа достоинств, стоит выделить компактные размеры, малый вес, легкость в обращении, простоту в регулировке, высокий коэффициент полезного действия, а также практичность.

В зависимости от типа обрабатываемого материала и сечения электрода, пользователь может подбирать оптимальные характеристики тока в процессе работы. Это очень мобильный прибор, который владелец может легко транспортировать и переносить с места на место.

Прибор потрясающе справляется со своими задачами, и никогда не подводит владельца. Надежность ― фактор, за который люди соответствующей профессии так полюбили именно инверторы.

Покупка сварочного инвертора ― отличное решение для тех, кто хочет уйти от громоздкой и малофункциональной техники классического образца. Помимо всего прочего, радует тенденция к снижению цены на сварочные инверторы. Люди, работающие в сфере обработки металла, видят эту тенденцию, и потому все чаще интересуются в интернете вопросом о том, как варить сваркой инверторной, где ее купить, как выбрать и т. д.

---

---

Поделитесь со своими друзьями в соцсетях ссылкой на этот материал (нажмите на иконки):

Как устроен сварочный инвертор — flagman-ug.ru

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.

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 90С 0 . Это элемент защиты.

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

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 t_rr

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.

Особенности работы инвертора для сварки

Сварочные инверторы всё более уверенно занимают нишу производственного сварочного оборудования, приходя на смену традиционной трансформаторной технике. В том, что этот тренд носит глобальный характер, сомневаться не приходится.

Инверторное оборудование объективно успешней справляется со стоящими перед ним задачами.

Преимущества инверторной техники

Превосходство сварочных инверторов над классическими преобразователями трансформаторного типа просматривается как в технологическом, так и в экономическом аспекте.

Если вкратце перечислить преимущества, приобретаемые при внедрении инвертора, получится примерно следующее:

• более высокий коэффициент полезного действия, превышающий 90%, что предопределяет само устройство сварочного инвертора, характеризуемое отсутствием магнитных потерь в стальном сердечнике трансформатора, присущим «классике»;
• способность работать в условиях изменения уровня питающего напряжения в широких пределах, не снижая при этом технологических параметров;
• возможность очень точной установки тока сварки с цифровой индикацией его величины и жёстким поддержанием уровня в процессе сварки;
• кардинально сниженные габаритные размеры и вес конструкции;
• целый ряд совершенно новых возможностей, присущих только инверторным аппаратам, вот только некоторые из них.

К новым возможностям относится наличие специфических функций, среди которых hot start, anti sticking, arc force, и других, делающих процесс сварки доступным даже новичку. Есть возможность использования электродов, предназначенных для сварки, как переменным, так и постоянным током.

Что касается обычно называемых недостатков, присущих данному виду оборудования, то в первую очередь, речь идёт о сравнительно высокой цене этих приборов.

По этому поводу можно сказать следующее. Вспомните, как изменялись цены компьютерных и мобильных новинок буквально в течение нескольких лет. Дальнейшее совершенствование технологии и увеличение массовости производства неизбежно приведут к значительному снижению цен на сварочные инверторы.

Пояснения на схеме

Принцип работы сварочного аппарата, построенного на основе инвертора, иллюстрирует схема.

Структурная схема инвертора для сварки начинается с обозначения входящего тока и выпрямителя. Сетевое напряжение выпрямляется мостом из мощных диодов, установленных на радиаторы для рассеивания выделяющегося тепла.

Форма выпрямленного напряжения, имеющая ярко выраженные пульсации, схематически изображена в квадрате схемы, соответствующем выпрямителю.

Перед входом в инвертор, в общем-то, представляющем собой преобразователь напряжения, пульсации фильтруются с помощью конденсаторов большой ёмкости (на структурной схеме не показаны).

В инверторе, поступающее постоянное напряжение преобразуется в переменное, имеющее высокую частоту. Преобразование осуществляется за счёт переключения с большой частотой мощных ключевых полевых транзисторов, созданных по IGBT технологии.

При работе транзисторов выделяется большая мощность, поэтому их монтируют на массивных алюминиевых радиаторах. В свою очередь, работой транзисторов управляет высокочастотный генератор, основу которого составляет микросхема контроллера, работающего по принципу широтно-импульсного модулирования.

В этой части, принципиальная схема сварочного инвертора повторяет схемы импульсных блоков питания, используемых в радиоэлектронной аппаратуре с прошлого века.

Полученные в результате инвертирования высокочастотные импульсы поступают на трансформатор, где происходит снижение их амплитуды до уровня, на котором будет осуществляться сварка.

Далее, трансформированное высокочастотное напряжение окончательно фильтруется конденсаторами и поступает на выходные клеммы сварочного инвертора.

Частота генерируемого при работе инвертора тока достигает значения нескольких десятков килогерц. Именно высокая частота лежит в основе принципа работы аппарата инверторной сварки.

Благодаря принципу высокочастотного преобразования удалось добиться снижения веса и уменьшения размеров сварочных аппаратов в несколько раз.

В основном это обусловлено очень малой массой и габаритами высокочастотных трансформаторов, конденсаторов и дросселей.

Управление током

Регулирование сварочного тока инвертора производится посредством электронного регулятора с обратной связью, изображённого на схеме. С помощью потенциометра, расположенного на лицевой панели сварочного инвертора, выбирается требуемая величина тока сварки.

При вращении ручки потенциометра, устанавливается некий уровень опорного напряжения на входе логических элементов, построенных на операционных усилителях.

Сигнал, поступающий по линии обратной связи с датчика тока, расположенного на выходе аппарата, сравнивается компаратором с уровнем заданного регулирующим потенциометром напряжения.

При несовпадении уровней напряжения задающей цепи и сигнала датчика тока, происходит изменение амплитуды управляющего импульса, поступающего на контроллер.

При этом происходит изменение скважности импульсов, генерируемых контроллером, что вызывает изменение режима переключения транзисторов и в конечном итоге, величины тока сварки.

То есть, принцип регулирования заключается в том, что схема всегда стремится поддерживать соответствие между значениями заданного и фактического тока, что обеспечивает его стабильность.

В качестве контроллера, формирующего регулируемые сигналы широтно-импульсной модуляции, обычно применяется микросхема TL494, производимая американской фирмой Texas Instruments, либо её аналоги.

Приведённая структурная схема показывает только принцип работы и взаимодействия отдельных функциональных блоков. Детализованная электросхема каждого типа инверторов может иметь индивидуальные особенности.

Автоматические функции сварочного оборудования

Чтобы понять, как работают инверторные сварочные аппараты в различных ситуациях, следует ознакомиться с принципом работы некоторых их функций.

Эта функция призвана осуществлять форсирование дуги. В процессе работы сварщика иногда капля расплавленного электрода, не оторвавшись вовремя и не попав в сварочную ванну, зависает, уменьшая зазор.

Это может грозить прилипанием электрода к детали. Принцип работы arc force заключается в кратковременном увеличении тока, который «сдувает» каплю металла.

ANTI STICK

В начале работы, в процессе розжига дуги, электрод может прилипнуть к заготовке. Принцип функции anti stick состоит в том, что в этот момент происходит резкое снижение сварочного тока. После отрыва электрода режим работы аппарата возвращается к норме.

Работа этой опции помогает легко зажечь электрическую дугу. Принцип данной автоматической функции прост. При разжигании дуги, в момент отрыва электрода от заготовки, происходит кратковременное увеличение значения сварочного тока, что способствует более надёжному розжигу дуги.

Все функции способствуют более быстрой и надежной работе инвертора, что в итоге приводит к высокому качеству сварного шва.

Сварочный инвертор

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.

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.

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.

Как устроен инверторный сварочный аппарат

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.

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.

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».

Сборка инверторного сварочного аппарата своими руками

Благодаря своей мобильности сварочные инверторные аппараты получили широкое применение в быту и на производстве. Они обладают огромными преимуществами по сравнению со сварочными трансформаторными агрегатами для сварочных работ. Принцип действия, устройство и их типовые неисправности должен знать каждый. Не у всех есть возможность приобрести сварочный инвертор, поэтому радиолюбители выкладывают схемы сварочного инвертора своими руками в интернет.

Общие сведения

Трансформаторные сварочные аппараты стоят сравнительно недорого и легко ремонтируются из-за их простого устройства. Однако они обладают значительным весом и чувствительны к напряжению питания (U). При низком U производить работы невозможно, так как происходят значительные перепады U, в результате которого могут выйти из строя бытовые приборы. В частном секторе часто бывают проблемы с линиями электропередач, так как в бывших странах СНГ большинство ЛЭП требуют замены кабеля.

Электрический кабель состоит из скруток, которые часто окисляются. В результате этого окисления возникает рост сопротивления (R) этой скрутки. При значительной нагрузке они нагреваются, а это может привести к перегрузке ЛЭП и трансформаторной подстанции. Если подключать сварочный аппарат старого образца к счетчику электроэнергии, то при низком U будет срабатывать защита («выбивать» автоматы). Некоторые пытаются подключить сварочник к счетчику электроэнергии, нарушая закон.

Подобное нарушение карается штрафом: потребление электроэнергии происходит незаконно и в больших количествах. Для того чтобы сделать работу более комфортной — не зависеть от U, не поднимать тяжести, не перегружать ЛЭП и не нарушать закон — нужно использовать сварочный аппарат инверторного типа.

Устройство и принцип действия

Сварочный инвертор устроен так, что подойдет и для домашнего применения, и для работы на предприятии. Он способен при небольших габаритах обеспечить стабильное горение сварочной дуги и даже использовать ток сварки, значительно превышающий показатель обыкновенного сварочного аппарата. Он использует ток высокой частоты для генерации сварочной дуги и представляет собой обыкновенный импульсный блок питания (такой же, как и компьютерный, только с большей силой тока), что и делает схему сварочного аппарата несложной.

Основные принципы его работы следующие: выпрямление входного напряжения; преобразование выпрямленного U в высокочастотный переменный ток при помощи транзисторных ключей и дальнейшее выпрямление переменного U в постоянный ток высокой частоты (рисунок 1).

Рисунок 1 — Схематическое устройство сварочника инверторного типа.

При использовании ключевых транзисторов высокой мощности происходит преобразование постоянного тока, который выпрямляется при помощи диодного моста в высокочастотный ток (30..90 кГц), что позволяет снизить габариты трансформатора. Выпрямитель на диодах пропускает ток только в одном направлении. Происходит «отсечение» отрицательных гармоник синусоиды.

Но на выходе выпрямителя получается постоянное U с пульсирующей составляющей. Для преобразования его в допустимый постоянный ток с целью корректной работы ключевых транзисторов, работающих только от постоянного тока, используется конденсаторный фильтр. Конденсаторный фильтр представляет собой один или несколько конденсаторов большой емкости, которая позволяет заметно сгладить пульсации.

Диодный мост и фильтр составляют блок питания для инверторной схемы. Вход инверторной схемы выполнен на ключевых транзисторах, преобразовывающих постоянное U в переменное высокой частоты (40..90 кГц). Это преобразование нужно для питания импульсного трансформатора, на выходе которого получается высокочастотный ток низкого U. От выходов трансформатора запитывается высокочастотный выпрямитель, а на выходе генерируется высокочастотный постоянный ток.

Устройство не очень сложное, и любой сварочник-инвертор поддается ремонту. Кроме того, существует множество схем, по которым можно сделать самодельный инвертор для сварочных работ.

Самодельный сварочный аппарат

Собрать инвертор для сварки просто, так как существует множество схем. Возможно сделать сварку из блока питания компьютера, сбить для него ящик, но получится сварочник низкой мощности. Подробно о создании простого инвертора из компьютерного БП для сварки можно ознакомиться в интернете. Огромной популярностью пользуется инвертор для сварки на ШИМ — контроллере типа UC3845. Микросхема прошивается при помощи программатора, который можно приобрести только в специализированном магазине.

Для прошивки нужно знать основы языка «С ++», кроме того, возможно скачать или заказать уже готовый программный код. Перед сборкой нужно определиться с основными параметрами сварочника: максимально допустимый ток питания составляет не более 35 А. При токе сварки равной, 280 А, U питающей сети составляет 220 В. Если проанализировать параметры, можно сделать вывод о том, что эта модель по характеристикам превышает некоторые заводские модели. Для сборки инвертора следует руководствоваться блок-схемой на рисунке 1.

Схема БП является несложной, и собрать ее достаточно просто (схема 1). Перед сборкой нужно определиться с трансформатором и найти подходящий корпус для инвертора. Для изготовления БП- инвертора нужен трансформатор. .

Этот трансформатор собирается на основе ферритового сердечника Ш7х7 или Ш8х8 с первичной обмоткой провода диаметром (d) 0,25..0,35 мм, количество витков 100. Несколько вторичных обмоток трансформатора должны иметь следующие параметры:

1. 15 витков с d = 1..1,5 мм.
2. 15 витков с d = 0,2..0,35 мм.
3. 20 витков с d = 0,35..0,5 мм.
4. 20 витков с d = 0,35..0,5 мм.

Перед намоткой нужно ознакомиться с основными правилами намотки трансформаторов.

Схема 1 — Схема блока питания инвертора

Навесным монтажом детали желательно не соединять, а сделать для этих целей печатную плату. Существует много способов изготовления печатной платы, но следует остановиться на простом варианте — лазерно-утюжной технологии (ЛУТ). Основные этапы изготовления печатной платы:

1. Приобрести в специализированном магазине односторонний гетинакс с медной фольгой и хлористое железо.
2. Изготовить макет печатной платы, используя программное обеспечение Sprint Layout.
3. Распечатать на глянцевой бумаге, используя только лазерный принтер на самом высоком качестве. Обыкновенный струйный принтер для этих целей не подойдет.
4. Прислонить распечатанный рисунок к медной фольге.
5. При помощи нагретого утюга произвести перенос рисунка на фольгу, который должен получиться отчетливым.
6. После этого выключить утюг и опустить плату в хлористое железо для вытравливания. Главное — не передержать и постоянно контролировать процесс, длительность которого зависит от концентрации хлористого железа.
7. По окончании вытравливания нужно достать плату и промыть под проточной водой.

После изготовления трансформатора и печатной платы нужно приступить к монтажу радиокомпонентов по схеме блока питания сварочного инвертора. Для сборки БП понадобятся радиодетали:

• 2 регулятора LM78L15.
• TOP224Y.
• Интегральная микросхема TL431.
• BYV26C.
• 2 диода HER307.
• 1N4148.
• MBR20100CT.
• P6KE200A.
• KBPC3510.
• Оптопара типа PC817.
• С1, С2: 10мк 450 В, 100мк 100 В, 470мк 400 В, 50мк 25 В.
• C4, C6, C8: 0,1мк.
• C5: 1н 1000 В.
• С7: 1000мк 25 В.
• Два конденсатора 510 п.
• C13, C14 — 10 мк.
• VDS1 — 600 В 2А.
• Терморезистор типа NTC1 10.
• R1: 47k, R2: 510, R3: 200, R4: 10k.
• Резисторы гасящие: 6,2 и 30 на 5Вт.

После сборки БП нельзя подключать и проверять, так как он рассчитан именно для инверторной схемы.

Изготовление инвертора

Перед началом изготовления высокочастотного трансформатора для инвертора нужно изготовить гетинаксовую плату, руководствуясь схемой 2. Трансформатор выполнен на магнитопроводе типа «Ш20х28 2000 НМ» с рабочей частотой 41 кГц. Для его намотки (I обмотки) необходимо использовать медную жесть толщиной 0,3..0,45 мм и шириной 35..45 мм (ширина зависит от каркаса). Нужно сделать:

1. 12 витков (площадь поперечного сечения (S) около 10..12 кв. мм.).
2. 4 витка для вторичной обмотки (S = 30 кв. мм.).

Высокочастотный трансформатор нельзя мотать обыкновенным проводом из-за возникновения скин-эффекта. Скин-эффект — способность высокочастотных токов вытесняться на поверхность проводника, тем самым нагревая его. Вторичные обмотки следует разделить пленкой из фторопласта. Кроме того, трансформатор должен нормально охлаждаться.

Дроссель выполнен на магнитопроводе типа «Ш20×28» из феррита 2000 НМ с S не менее 25 кв. мм.

Трансформатор тока выполняется на двух кольцах типа «К30×18×7» и мотается медным проводом. Обмотка l продевается через кольцевую часть, а II обмотка состоит из 85 витков (d = 0,5 мм).

Схема 2 — Схема инверторного сварочного аппарата своими руками (инвертор).

После успешного изготовления высокочастотного трансформатора нужно осуществить монтаж радиоэлементов на печатной плате. Перед пайкой обработать оловом медные дорожки, детали не перегревать. Перечень элементов инвертора:

• ШИМ — контроллер: UC3845.
• MOSFET-транзистор VT1: IRF120.
• VD1: 1N4148.
• VD2, VD3: 1N5819.
• VD4: 1N4739A на 9 В.
• VD5-VD7: 1N4007.
• Два диодных моста VD8: KBPC3510.
• C1: 22 н.
• C2, C4, C8: 0,1 мкФ.
• C3: 4,7 н и C5: 2,2 н, C15, С16, С17, C18: 6,8 н (только использовать К78−2 или СВВ- 81).
• C6: 22 мк, С7: 200 мк, С9-С12: 3000 мк 400 В, C13, C21: 10 мк, C20, C22: 47мк на 25 В.
• R1, R2: 33k, R4: 510, R5: 1,3 k, R7: 150, R8: 1 на 1 Вт, R9: 2 M, R10: 1,5 k, R11: 25 на 40 Вт, R12, R13, R50, R54: 1 к, R14, R15: 1,5 k, R17, R51: 10, R24, R25: 30 на 20Вт, R26: 2,2 к, R27, R28: 5 на 5Вт, R36, R46-R48, R52, R42-R44 — 5, R45, R53 — 1,5.
• R3: 2,2 k и 10 к.
• К1 на 12 В и 40А , К2 — РЭС-49 (1).
• Q6-Q11: IRG4PC50W.
• Шесть MOSFET-транзисторов IRF5305.
• D2 и D3: 1N5819.
• VD17 и VD18: VS-HFA30PA60CPBF; VD19-VD22: VS-HFA30PA60CPBF.
• Двенадцать стабилитронов: 1N4744A.
• Две оптопары: HCPL-3120.
• Катушка индуктивности: 35 мк.

Перед проверкой схемы на работоспособность нужно еще раз визуально проверить все соединения.

Основные рекомендации

Перед сборкой нужно внимательно ознакомиться со схемой инверторной сварки и приобрести все необходимое для изготовления: купить радиодетали в специализированных радиомагазинах, найти подходящие каркасы трансформаторов, медную жесть и провод, продумать дизайн корпуса. Планирование работы значительно упрощает процесс сборки и экономит время. При пайке радиокомпонентов следует применять паяльную станцию (индукционная с феном), для исключения возможного перегрева и выхода из строя радиоэлементов. Соблюдать нужно и правила техники безопасности при работе с электричеством.

Дальнейшая настройка

Все силовые элементы схемы должны иметь качественное охлаждение. Транзисторные ключи необходимо «сажать» на термопасту и радиатор. Желательно применять радиаторы от микропроцессоров мощного типа (Athlon). Наличие вентилятора для охлаждения в корпусе обязательно. Схему БП можно доработать, поставив конденсаторный блок перед трансформатором. Нужно использовать К78−2 или СВВ-81, так как другие варианты недопустимы.

После подготовительных работ нужно приступить к настройке сварочного инвертора. Для этого нужно:

1. Подключить 15 В к ШИМ, подав питание на ШИМ и на систему охлаждения. Реле К1 выполняет роль ключа для замыкания R11 — при времени срабатывании первого около 10 секунд. Кроме того, выполняется зарядка С9-C12, которые разряжаются через R11. Наличие R11 обязательно, так как оно обезопасит конденсаторы от взрыва из-за всплеска тока при подаче сетевого питания.
2. При помощи осциллографа выполнить проверку платы на наличие прямоугольных импульсов, идущих к HCPL3120 после срабатывания К1 и К2. Кроме того, реле К1 должно быть подключено после зарядки конденсаторов. Во время работы инвертора без нагрузки (холостой ход) сила тока должна быть менее 100 мА.
3. Правильность установки фаз высокочастотного трансформатора проверяется 2-лучевым осциллографом. Для этого нужно выставить частоту ШИМ 50. .55 Гц и измерить значение U, которое должно быть менее 330 В. Потребление моста должно быть 120..150 мА. При работе сварочного инвертора трансформаторы не должны сильно шуметь, а если такое происходит, нужно разобраться в этом. Шум часто происходит из-за плохо зажатых пластин магнитопровода. Смотреть на осциллограф и плавно крутить ручку переменного резистора.
4. Параметры U не должны превышать 540 В (345 В является оптимальным значением U). После измерений нужно отсоединить осциллограф и начать варить металл. Время сварки нужно начинать с 10 секунд и постепенно увеличивать его до 5 минут. Если все сделано верно, то шума не должно быть.

Существуют и более совершенные модели сварочников инверторного типа, в силовую схему которых входят тиристоры. Широкое распространение также получил инвертор «Тимвала», который можно найти на форумах радиолюбителей. Он имеет более сложную схему. Подробнее с ним можно ознакомиться в интернете.

Таким образом, зная устройство и принцип работы сварочного аппарата инверторного типа, собрать его своими руками не представляется непосильной задачей. Самодельный вариант практически не уступает заводскому и даже превосходит его некоторые характеристики.

Описание и принцип действия инверторного сварочного аппарата » Wert-tools

Инверторы отличаются весьма скромными габаритами

Инверторные сварочные аппараты на данный момент имеют достаточно низкую цену и неплохое качество. И для домашнего использования вполне возможно купить хороший дешевый сварочный инверторный аппарат, который по ряду характеристик (в первую очередь – по массе и габаритам) будет превосходить аналогичное устройство на базе трансформатора.

Однако отличие инвертора от сварочного аппарата трансформаторного типа заключается не только в весе и размерах, но и в принципе действия. Вместо изменения ЭДС в индукционной катушке применяется принцип преобразования высокочастотного тока.

Теоретические аспекты вопроса

Большая масса, сложный процесс сварки и низкое ее качество – главные недостатки трансформаторных сварочных аппаратов. Причиной является низкая частота (50 Гц) используемого тока. Из-за нее основная сила тока, необходимая для сварки, достигается с помощью большого количества витков вторичной обмотки.

У трансформаторных сварочных аппаратов есть и другие недостатки по сравнению с инверторами. Например, отсутствие «антизалипания» и «хотстарта».

Без изменения схемы питания единственным вариантом является понижение и уменьшение количества витков вторичной обмотки. Это привело бы к кратному увеличению силы тока (плюс), но одновременно и к повышению диаметра провода (минус).

Поэтому был разработан совершенно другой блок питания, основанный на четырехэтапном преобразовании переменного тока электросети с частотой 50 Гц и напряжением 220 В в высокочастотный ток (от 60 до 80 тысяч Гц).

Те, кому приходится работать на высоте, оценят преимущества инвертора

Все инверторные сварочные аппараты, начиная от простых и заканчивая самыми лучшими и надежными моделями, используют одну и ту же схему работу. Процесс контролируется встроенными микросхемами. Различие между моделями разных производителей заключается лишь в конечных цифрах частоты, напряжения и силы тока.

Как это реализовано на практике?

1. На первом этапе аппарат получает переменное напряжение в 220 В и 50 Гц из электросети. Оно поступает на выпрямитель, а затем на сглаживающий фильтр. В результате получается постоянное напряжение.

2. Полученное постоянное напряжение поступает на мощные транзисторы инвертора. На выходе – переменное напряжение с повышенной до 20-80 кГц частотой.

3. Дальше переменное напряжение понижается до необходимого значения (обычно – до 70-90 В).

4. На последнем этапе напряжение выпрямляется, а сила тока достигает нужного значения (100-200 А).

По сути, в основе инверторного аппарата лежит тот же самый трансформатор. Но, как мы помним, размер трансформатора можно уменьшить при увеличении частоты тока, что и реализовано в инверторе.

Главной особенностью описания инверторного сварочного аппарата будет использование высокочастотного тока.

Выбор аппарата

Какой инверторный сварочный аппарат купить – тема для целой отдельной статьи. Тут есть ряд сложностей при выборе. Во-первых, цена. Она может быть весьма немаленькой, особенно если вы планируете использовать устройство регулярно. Во-вторых, нестабильность аппарата в различных условиях. При идеальных характеристиках напряжения и средней силе тока (150-160 А) инверторы могут справляться с электродом-четверкой, но при меньшем напряжении (190 В) могут быть проблемы. Например, устройство не включится. Или электрод будет «залипать».

В случае «залипания» электрода его можно заменить на более тонкий или же взять инвертор с большей мощностью.

Конечно, все эти проблемы в большей степени актуальны для домашнего использования. Профессионалы ценят инверторы за их небольшую массу и надежность. К тому же, они часто работают в условиях, близких к идеальным, и проблем с включением и функционированием устройства у них не возникает.

Инверторный сварочный аппарат RESANTA SAI 250 MON — купить по низким ценам в интернет-магазине Joom

Главное преимущество

Низковольтный сварочный аппарат Resanta SAI-250 PN наделен всеми функциями, которые позволяют точно и точно выполнять сварочные работы практически любой сложности.

Сварочный ток, создаваемый изделием, не меняет качественный состав металла в соединяемых элементах.

Панель управления агрегата защищена прозрачной крышкой и содержит световые индикаторы и цифровой дисплей, а ручки позволяют легко и плавно регулировать параметры для работы.

Устройство надежно защищено от перегрева и способно сглаживать значительные перепады питающего напряжения.

Аппарат оснащен полезными функциями «антизалипание» (Anti Stick), «горячий старт» (Hot Start) и «arc force» (сила дуги), которые облегчают работу сварщика и обеспечивают непрерывность дуга.

В системе реализованы технологии IGBT, что позволило уменьшить ее внешние габариты, вес и беспрепятственно работать даже в относительно неудобных местах.

Аппарат прост в установке, не требует специальных профессиональных навыков, легко переносится вручную или на удобном плечевом ремне.

Низковольтный сварочный аппарат RESANTA sai-250pn

Общее описание

Конструкция изделия Resanta SAI-250 PN основана на передовых инверторных технологиях на основе выпрямителя с импульсно-модульной регулировкой и стабилизатора тока. Устройство питается от обычного однофазного источника питания 220 В.Этот сварочный инверторный аппарат стал довольно распространенным инструментом для создания максимально прочного соединения металлических деталей в частных домах, мастерских и других профессиональных или бытовых случаях. С помощью этого довольно компактного устройства можно обеспечить высокое качество и точность сварного шва, сформированного электродом на постоянном токе. В комплект поставки входит кабель со специальным удобным электрододержателем, а также кабель с монтажным устройством, обеспечивающим замыкание цепи. Длина каждого кабеля 2 метра.

Инверторный принцип работы сварочного аппарата в сочетании с использованием транзисторов IGBT позволил сделать устройство легким (около 6,9 кг) и уместить его в небольшие габариты. Это значительно повысило удобство и универсальность устройства. Оператор может легко переносить его в руке или на плечевом ремне, а также размещать для работы в неудобных и труднодоступных местах. Это качество обязательно оценят опытные сварщики, которым приходилось работать с тяжелыми и громоздкими сварочными аппаратами на базе обычного трансформатора.

Пульт управления низковольтным сварочным аппаратом САИ-250ПН

При использовании современных технологий при производстве аппарата Ресанта САИ-250 ПН удалось добиться того, чтобы в этом небольшом и легком изделии были сосредоточены серьезные практические качества. Сварочный ток довольно значительный (10-250 А), а напряжение сварочного тока 80 В позволяет легко поддерживать дугу и использовать электроды диаметром до 5 мм. Продолжительность загрузки системы (MON) до 70%. То есть из временного интервала в 10 минут устройство может непрерывно готовить целых 7 минут, а для отдыха требуется всего 3 минуты.

Жизнеспособность рабочего устройства поддерживается эффективной системой принудительного отвода выделяемого тепла, не допускающей перегрева устройства. Кроме того, датчики контроля температуры устройства вовремя оповестят вас с помощью светового индикатора о необходимости сделать перерыв и дать устройству дополнительный отдых для восстановления.

Конструкция сварочного агрегата Ресанта САИ-250 PN такова, что качественно выполнить сварку теперь может даже новичок в этом деле, поскольку агрегат стал носителем ряда полезных функций:

— «антипригарный» — автоматическое снижение рабочего тока, что способствует легкому отделению электрода в случае его прилипания к свариваемой поверхности.После снятия электрода сразу восстанавливаются рабочие параметры системы.

— «горячий старт» — кратковременное импульсное увеличение рабочего тока в момент контакта электрода с свариваемыми поверхностями, которое легко зажигает электрическую дугу и облегчает начало процесса сварки.

— «сила дуги» — позволяет регулировать глубину шва (жесткость дуги) и контролировать параметры металла в точке сварки. Эта функция управляется вручную.

Кроме того, оснащение блока позволяет сглаживать нестабильное напряжение питания в довольно значительных пределах (от -30% до +10%). Таким образом, устройство обеспечивает стабильную работу и равномерное проникновение в диапазон колебаний питающего напряжения от 140 до 240 В.

Основные характеристики Торговая марка: RESANTA Диапазон тока, А: 10 … 250 Диаметр электрода, мм: 6 Номинальная продолжительность включения,%: 70% при сварочном токе 250 А Мощность, Вт: 7 700 Напряжение холостого хода, В: 80 Вес продукта, кг: 6,9 Напряжение сети, В: 200. ..240 Частота тока, Гц: 50 Длина шнура питания, м: 2 Полная масса, кг: 7,13 Размеры упаковки, см: 44 х 17 х 30 EAN13: 46060572 Модель: RESANTA SAI 250 MON

Дуговые сварочные аппараты

Тип продукта: Сварочное оборудование

Инверторная сварка на постоянном и переменном токе. Автономный инвертор напряжения. Принцип работы

Раньше клепка была основным способом соединения листового и профильного металла. Сварка как процесс существовала в виде кузнечной сварки под давлением.Подобный способ сварки применялся еще в петровские времена на флоте при ковке якорей. Стойки якоря с веретеном сваривали ручным кузнечным молотком. В наши дни у многих желающих есть современный сварочный аппарат у себя дома или в гаражной мастерской. в частном доме снимает массу мелких проблем. С появлением «чуда» сварочного оборудования, преобразователя инверторного типа, обучение варке конструкционных сталей и низколегированных сплавов стало доступно широкому кругу людей.

Инверторный сварочный аппарат постоянного тока — это идеальный компактный сварочный аппарат. Высокое качество горения дуги и ее стабильность обеспечивается высочайшими качественными показателями сварочного тока на выходе инвертора. Многократное преобразование тока в инверторе (переменный ток в постоянный и снова в переменный, плюс изменение частоты) создает на выходе ток с минимальными характеристиками пульсаций. Удобное управление, автоматическое отключение при прилипании электрода, они создают большое удобство в работе, особенно для начинающих сварщиков.Хотя этот вид сварочных аппаратов предпочитают и профессионалы.

Сварочный инвертор постоянного тока, созданный по принципу преобразования токов высокой частоты, не является чисто бытовым прибором. На базе мощных аппаратов спроектированы производственные установки для механизированных методов сварки. Инверторные полуавтоматы для сварки в защитных газах могут выполнять сварку с использованием плавящихся и неплавящихся электродов. Сварка неплавящимся электродом (вольфрамовым наконечником) в аргоне широко применяется для соединения деталей и конструкций из алюминия и высоколегированных сталей (нержавеющая сталь).

Инверторные сварочные преобразователи можно назвать аппаратами нового поколения. Используя инверторный принцип множественного преобразования тока и импульсно-резонансный принцип работы с высокочастотными токами в основе своей работы, они на несколько шагов опередили устройства, основанные на обычных преобразованиях мощности и диодном выпрямлении переменного тока.

От кузнечного молота и нагрева кузнечных деталей устройства для соединения металлов превратились в элегантные электронные сварочные аппараты.

Инверторы — это преобразователи постоянного напряжения в переменное. Основными элементами инверторов (и преобразователей тоже) являются коммутационные устройства, которые периодически прерывают ток или меняют его направление. Инверторы классифицируются по типу коммутационного устройства (транзистор или тиристор), по типу преобразованного значения (инверторы тока или напряжения), по принципу переключения (автономный или управляемый от сети). Транзисторные инверторы используются на малых мощностях, не превышающих сотен ватт, тиристорные — на больших мощностях и токах, достигающих сотен ампер.

В преобразовательных установках режим инвертора может чередоваться с режимом выпрямителя, особенно в приводах постоянного тока. В режиме двигателя инвертор действует как выпрямитель, передавая мощность на двигатель постоянного тока. Когда электродвигатель переключается в режим генератора (опускание нагрузки, движение под уклон и т. Д.), Преобразователь работает как инвертор, передавая энергию постоянного тока, генерируемую электрической машиной, в сеть переменного тока. При инвертировании источник постоянного напряжения работает как генератор энергии, характеризующийся тем, что направление этой ЭДС и тока совпадают, а нагрузка переменного тока — как потребитель, у которого ЭДС и ток противоположны.

Сетевые инверторы. На рисунке 3.41 показана схема однофазного двухполупериодного инвертора с нулевым выходом. Тиристоры отпираются поочередно схемой управления каждую половину периода а = р, а запираются вторичным напряжением U, 2 трансформатора, генерируемым сетью. Поэтому инвертор называется ведомым. К E тиристоры включены в прямом направлении. Напряжение U 2-1, U 2-2 на вторичных обмотках периодически меняют знак, в одной половине периода складывая с E , а в другой — вычитая из него.Энергия передается от инвертора в сеть переменного тока, когда направление тока i 2 и напряжение переменного тока U 2 противоположны, т.е. когда и U 2 и E встречные.

Процесс инвертирования возможен только тогда, когда U 2> E … В инвертированном режиме U 2 ( U 1) и I 2 ( I 1) находятся в противофазе, что является индикатором передачи энергии в сеть.

При a = 0 (в общем случае при 0

Для перевода схемы из режима выпрямления в режим инвертирования необходимо:

1) подключить источник постоянного тока с полярностью, противоположной режиму выпрямления;

2) обеспечивают размыкание тиристоров с отрицательной полярностью напряжения на полуобмотках У 2-1, У 2-2.

Но если следующий тиристор отпирается точно под углом управления a = p, то другой тиристор не успеет закрываться, так как на это требуется время равное t выключения тиристора. Затем на время t off по цепи образуется короткое замыкание: вторичная обмотка — тиристор с фиксацией — источник E … Это явление называется остановкой инвертора или опрокидыванием инвертора. Чтобы избежать этого нежелательного процесса, необходимо сделать угол управления a меньше p на некоторый угол b , называемый углом опережения разблокировки — рис.3.42.

Угол опережения должен быть достаточным для переключения токов тиристора (период переключения γ) и чтобы после переключения замыкающий тиристор имел время для восстановления своих блокирующих свойств.

Мощность, подаваемую в сеть от инвертора, можно регулировать 3 способами: изменяя угол опережения на постоянный E ; путем изменения напряжения питания E с постоянным опережением b Изменение напряжения переменного тока U 2.

Ток автономного инвертора показан на рис.3.43. Блок питания E работает в режиме источника тока из-за наличия дросселя L o большой индуктивности. Тиристоры T 1, T 2 открываются поочередно запускающими импульсами U вход 1, U вход 2, поступающие от системы управления.

Открытый тиристор T 1 подключает левую половину обмотки на чертеже w 1-1 к источнику питания E и в ней возникает ток i t1. Этот ток наводит ЭДС во второй (правой) полуобмотке w 1-2 и во вторичной обмотке w.Конденсатор С кОм, заряжается до удвоенного значения питающего напряжения E. После прихода входного управляющего импульса U вход 2 тиристор Т 2 открывается и напряжение на конденсаторе отключает первый тиристор Тл. один. Конденсатор С к, разряжается через первичную обмотку и на некоторое время ( т, выкл) — через оба открытых тиристора. Как только тиристор Т 2 закроется, разрядится С , остановится и начнется подзарядка до 2 Е разной полярности.

В режиме холостого хода при переключении тиристоров могут возникать большие перенапряжения, которые отрицательно сказываются на тиристорах и конденсаторе. Чтобы этого не случилось, используется улучшенная схема с отсечными диодами.

Для преобразования постоянного тока в переменный используются специальные электронные силовые устройства, называемые инверторами. Чаще всего инвертор преобразует постоянное напряжение одной величины в напряжение переменного тока другой величины.

Таким образом, инвертор — это генератор периодически изменяющегося напряжения, при этом форма волны напряжения может быть синусоидальной, близкой к синусоидальной или импульсной … Инверторы используются как самостоятельные устройства, так и в составе систем бесперебойного питания (ИБП).

В составе источников бесперебойного питания (ИБП) инверторы позволяют, например, получать непрерывное питание компьютерных систем, и если напряжение в сети внезапно пропадет, инвертор мгновенно начнет снабжать компьютер энергией, полученной от резервная батарея.По крайней мере, у пользователя будет время изящно выключить и выключить компьютер.

В более крупных устройствах бесперебойного питания используются более мощные инверторы с батареями большой емкости, способные автономно обеспечивать потребителей в течение нескольких часов, независимо от сети, а когда сеть возвращается в нормальное состояние, ИБП автоматически переключает потребителей непосредственно в сеть. , и батареи начнут заряжаться.

Техническая сторона

В современных технологиях преобразования электроэнергии инвертор может действовать только как промежуточное звено, где его функция заключается в преобразовании напряжения путем преобразования с высокой частотой (десятки и сотни килогерц).К счастью, сегодня эту проблему легко решить, ведь для разработки и конструирования инверторов используются как полупроводниковые переключатели, способные выдерживать токи в сотни ампер, магнитопроводы необходимых параметров, так и электронные микроконтроллеры, специально разработанные для инверторов (в том числе резонансные). доступны.

Требования к инверторам, как и к другим силовым устройствам, включают: высокий КПД, надежность, минимально возможные габариты и вес. Также необходимо, чтобы инвертор выдерживал допустимый уровень высших гармоник входного напряжения, и не создавал недопустимо сильных импульсных помех для потребителей.

В системах с «зелеными» источниками электроэнергии (солнечные панели, ветряные мельницы) для подачи электроэнергии непосредственно в общую сеть используются Grid-tie — инверторы, которые могут работать синхронно с промышленной сетью.

Во время работы инвертора напряжения источник постоянного напряжения периодически подключается к цепи нагрузки с переменной полярностью, а частота подключений и их продолжительность формируются управляющим сигналом, поступающим с контроллера.

Контроллер в инверторе обычно выполняет несколько функций: регулировку выходного напряжения, синхронизацию работы полупроводниковых ключей, защиту схемы от перегрузки. В принципе, инверторы делятся на: автономные инверторы (инверторы тока и напряжения) и зависимые инверторы (сетевые, сетевые и т. Д.)

Схема инвертора

Полупроводниковые переключатели инвертора управляются контроллером и имеют обратные шунтирующие диоды.Напряжение на выходе инвертора в зависимости от текущей мощности нагрузки регулируется путем автоматического изменения ширины импульса в блоке высокочастотного преобразователя, в простейшем случае так и есть.

Полуволны выходного низкочастотного напряжения должны быть симметричными, чтобы цепи нагрузки ни в коем случае не получали значительную составляющую постоянного тока (для трансформаторов это особенно опасно), для этого ширина импульса блока НЧ ( в простейшем случае) делается постоянной.

В управлении выходными ключами инвертора используется алгоритм, обеспечивающий последовательную смену структур силовой цепи: прямой, короткозамкнутый, обратный.

Так или иначе, значение мгновенной мощности нагрузки на выходе инвертора имеет характер пульсаций с удвоенной частотой, следовательно, первичный источник должен допускать такой режим работы, когда через него протекают пульсирующие токи, и выдерживать соответствующий уровень помех (на входе инвертора).

Если первые инверторы были исключительно механическими, то сегодня существует множество вариантов схем инверторов на основе полупроводников, и типовых схем всего три: мост без трансформатора, двухтактный с нулевым выходом трансформатора, мост с трансформатором.

Мостовая схема без трансформатора встречается в источниках бесперебойного питания мощностью 500 ВА и в автомобильных инверторах. Двухтактная схема с нулевым выводом трансформатора применяется в маломощных ИБП (для компьютеров) мощностью до 500 ВА, где напряжение на резервной батарее составляет 12 или 24 вольта.Мостовая схема с трансформатором применяется в мощных источниках бесперебойного питания (на единицы и десятки кВА).

В инверторах напряжения прямоугольной формы на выходе группа переключателей с обратными диодами включается так, чтобы получить переменное напряжение на нагрузке и обеспечить управляемый режим циркуляции в цепи.

За пропорциональность выходного напряжения отвечают: относительная длительность управляющих импульсов или фазовый сдвиг между управляющими сигналами ключевых групп.В неуправляемом режиме циркуляции реактивной энергии потребитель влияет на форму и величину напряжения на выходе инвертора.

В инверторах напряжения со ступенчатой ​​формой на выходе высокочастотный предварительный преобразователь формирует униполярную ступенчатую кривую напряжения, приблизительно приближающуюся по форме к синусоиде, период которой составляет половину периода выходного напряжения. Затем мостовая схема LF преобразует униполярную ступенчатую кривую в две половины биполярной кривой, которая примерно напоминает синусоидальную волну.

В инверторах напряжения с синусоидальной (или почти синусоидальной) формой на выходе высокочастотный предварительный преобразователь генерирует постоянное напряжение, близкое по величине к амплитуде будущей синусоиды на выходе.

После этого мостовая схема формирует низкочастотную переменную из постоянного напряжения с помощью нескольких ШИМ, когда каждая пара транзисторов на каждом полупериоде формирования выходной синусоидальной волны открывается несколько раз в течение времени, изменяющегося по гармоническому закону . Затем фильтр нижних частот извлекает синус из полученной формы.

Простейшие высокочастотные схемы предварительного преобразования в инверторах являются самогенерирующимися. Они достаточно просты в технической реализации и достаточно эффективны на малых мощностях (до 10-20 Вт) для питания нагрузок, не критичных для процесса энергоснабжения. Частота генераторов не более 10 кГц.

Положительная обратная связь в таких устройствах получается от насыщения магнитопровода трансформатора. Но для мощных инверторов такие схемы неприемлемы, так как потери в переключателях увеличиваются, а КПД в конечном итоге оказывается низким.Более того, любое короткое замыкание на выходе прерывает автоколебания.

Лучшими схемами предварительных высокочастотных преобразователей являются обратноходовые (до 150 Вт), двухтактные (до 500 Вт), полумостовые и мостовые (более 500 Вт) на ШИМ-контроллерах, где частота преобразования достигает сотен килогерц.

Типы инверторов, режимы работы

Однофазные инверторы напряжения делятся на две группы: с чистой синусоидой на выходе и с модифицированной синусоидой.Большинство современных устройств позволяют использовать упрощенную форму волны сети (модифицированную синусоидальную волну).

Чистая синусоида важна для устройств, имеющих на входе электродвигатель или трансформатор, или если это специальное устройство, которое работает только с чистой синусоидой на входе.

Трехфазные инверторы обычно используются для создания трехфазного тока для электродвигателей, например, для источника питания. В этом случае обмотки двигателя напрямую подключаются к выходу инвертора. Что касается мощности, инвертор выбирается на основе его пикового значения для потребителя.

В общем случае существует три режима работы инвертора: пуск, продолжительный и перегрузка. В пусковом режиме (зарядка емкости, запуск холодильника) мощность может удвоить номинал инвертора за доли секунды, это приемлемо для большинства моделей. Непрерывный режим — соответствует номиналу инвертора. Режим перегрузки — когда мощность потребителя в 1,3 раза больше номинальной — в этом режиме средний инвертор может проработать около получаса.

Широкое распространение сварки в промышленности выразилось в стремительном развитии конструкции сварочных аппаратов, основанных на новых принципах работы. Но даже около в прошлом клепка была основным способом соединения листового и профильного металла.Сварка как процесс существовала в виде кузнечной сварки под давлением. Подобный способ сварки применялся еще в петровские времена на флоте при ковке якорей. Стойки якоря с веретеном сваривали ручным кузнечным молотком. В наши дни у многих желающих есть современный сварочный аппарат у себя дома или в гаражной мастерской. в частном доме снимает массу мелких проблем. С появлением «чуда» сварочного оборудования, преобразователя инверторного типа, обучение варке конструкционных сталей и низколегированных сплавов стало доступно широкому кругу людей. Инверторный сварочный аппарат постоянного тока — это идеальный компактный сварочный аппарат. Высокое качество горения дуги и ее стабильность обеспечивается высочайшими качественными показателями сварочного тока на выходе инвертора. Многократное преобразование тока в инверторе (переменный ток в постоянный и снова в переменный, плюс изменение частоты) выдает ток с минимальными характеристиками пульсаций. Удобное управление, автоматическое отключение при прилипании электрода создают большое удобство в работе, особенно для начинающих сварщиков.Хотя этот вид сварочных аппаратов предпочитают и профессионалы. Сварочный инвертор постоянного тока, созданный по принципу преобразования токов высокой частоты, не является чисто бытовым прибором. На базе мощных аппаратов спроектированы производственные установки для механизированных методов сварки. Инверторные полуавтоматы для сварки в защитных газах позволяют производить сварку плавящимися и неплавящимися электродами. Сварка неплавящимся электродом (вольфрамовым наконечником) в аргоне широко применяется для соединения деталей и конструкций из алюминия и высоколегированных сталей (нержавеющая сталь). Инверторные сварочные преобразователи можно назвать аппаратами нового поколения. Используя инверторный принцип множественного преобразования тока и импульсно-резонансный принцип работы с высокочастотными токами в основе своей работы, они на несколько шагов опередили устройства, основанные на обычных преобразованиях мощности и диодном выпрямлении переменного тока. От кузнечного молота и нагрева кузнечных деталей устройства для соединения металлов превратились в элегантные электронные сварочные аппараты.

% PDF-1.4 % 998 0 объект > / Метаданные 1165 0 R / Страницы 54 0 R / Тип / Каталог / Просмотрщик Настройки >>> эндобдж 1144 0 объект > / Шрифт >>> / Поля [] >> эндобдж 1165 0 объект > поток 2020-06-15T19: 45: 45 + 01: 002020-06-15T19: 45: 45 + 01: 002020-06-15T19: 45: 45 + 01: 00application / pdfuuid: 2c91bf4b-513d-4410-b2a0-9263c6ad60f0uuid: ed7c60da-09e0-4e52-bd60-b539d9f2ed3c конечный поток эндобдж 54 0 объект > эндобдж 1093 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0.