Устройство сварочного инвертора.
Принцип работы сварочного инвертора
В настоящее время стали очень популярны и доступны по цене сварочные аппараты инверторного типа.
Несмотря на свои положительные качества, они, как и любое другое электронное устройство, временами выходит из строя.
Чтобы отремонтировать инвертор сварочного аппарата нужно хотя бы поверхностно знать его устройство и основные функциональные блоки.
В первых двух частях будет рассказано об устройстве сварочного аппарата модели TELWIN Tecnica 144-164. В третьей части будет рассмотрен пример реального ремонта сварочного инвертора модели TELWIN Force 165. Информация будет полезна всем тем начинающим радиолюбителям, которые хотели бы научиться самостоятельно ремонтировать сварочные аппараты инверторного типа.
Дальше будет много букв – наберитесь терпения .
Сам инверторный сварочный аппарат представляет не что иное, как довольно мощный блок питания. По принципу действия он очень схож с импульсными блоками питания, например, компьютерными блоками питания AT и ATX. Вы спросите: «Чем они похожи? Это ведь абсолютно разные устройства…». Схожесть заключается в принципе преобразования энергии.
Основные этапы преобразования энергии в инверторном сварочном аппарате:
1. Выпрямление переменного напряжения электросети 220V;
2. Преобразование постоянного напряжения в переменное высокой частоты;
3. Понижение высокочастотного напряжения;
4. Выпрямление пониженного высокочастотного напряжения.
Это кратко, так сказать, на пальцах . Такие же преобразования происходят в импульсных блоках питания для ПК.
Спрашивается, а зачем нужны эти пляски с бубном (несколько ступеней преобразования напряжения и тока)? А дело тут вот в чём.
Ранее основным элементом сварочного аппарата являлся мощный силовой трансформатор. Он понижал переменное напряжение электросети и позволял получать от вторичной обмотки огромные токи (десятки – сотни ампер), необходимых для сварки. Как известно, если понизить напряжение на вторичной обмотке трансформатора, то можно во столько же раз увеличить ток, который может отдать нагрузке вторичная обмотка. При этом уменьшается число витков вторичной обмотки, но и растёт диаметр обмоточного провода.
Из-за своей высокой мощности, трансформаторы, которые работают на частоте 50 Гц (такова частота переменного тока электросети), имеют весьма большие размеры и вес.
Чтобы устранить этот недостаток были разработаны инверторные сварочные аппараты. За счёт увеличения рабочей частоты до 60-80 кГц и более, удалось уменьшить габариты, а, следовательно, и вес трансформатора. За счёт увеличения рабочей частоты преобразования в 4 раза удаётся снизить габариты трансформатора в 2 раза. А это приводит к уменьшению веса сварочного аппарата, а также к экономии меди и других материалов на изготовление трансформатора.
Но где взять эти самые 60-80 кГц, если частота переменного тока электросети всего 50 Гц? Тут на выручку приходит инверторная схема, которая состоит из мощных ключевых транзисторов, которые переключаются с частотой 60-80 кГц. Но чтобы транзисторы работали, необходимо подать на них постоянное напряжение. Его получают от выпрямителя. Напряжение электросети выпрямляется мощным диодным мостом и сглаживается фильтрующими конденсаторами. В результате на выходе выпрямителя и фильтра получается постоянное напряжение величиной более 220 вольт. Это первая ступень преобразования.
Вот это напряжение и служит источником питания для инверторной схемы. Мощные транзисторы инвертора подключены к понижающему трансформатору. Как уже говорилось, транзисторы переключаются с огромной частотой в 60-80 кГц, а, следовательно, трансформатор работает также на этой частоте. Но, как уже говорилось, для работы на высоких частотах требуются менее громоздкие трансформаторы, ведь частота то уже не 50 Гц, а все 65000 Гц! В результате трансформатор «сжимается» до весьма малых размеров, а мощность его такая же, как и у здоровенного собрата, который работает на частоте 50 Гц. Думаю, идея понятна.
Вся эта петрушка с преобразованием привела к тому, что в схемотехнике сварочного аппарата появляется куча всяких дополнительных элементов, служащих для того, чтобы аппарат стабильно работал. Но, хватить теории, перейдём к «мясу», а точнее к реальному железу и тому, как оно устроено.
Устройство сварочного аппарата инверторного типа.
Часть 1. Силовой блок.Разбираться в устройстве сварочного инвертора желательно по схеме конкретного аппарата. К сожалению, схемы на TELWIN Force 165 я не нашёл, поэтому нагло позаимствуем схему из руководства по ремонту другого аппарата – TELWIN Tecnica 144-164. Фотографии аппарата и его начинки будут от TELWIN Force 165, так как именно он оказался в моём распоряжении. Исходя из анализа схемотехники и элементной базы, особых отличий между этими моделями практически нет, если не учитывать мелочи.
Внешний вид платы сварки TELWIN Force 165 с указанием расположения некоторых элементов схемы.
Принципиальная схема сварочного аппарата инверторного типа TELWIN Tecnica 144-164 состоит из двух основных частей: силовой и управляющей.
Сначала разберёмся в схемотехнике силовой части. Вот схема. Картинка кликабельна (нажмите для увеличения – откроется в новом окне).
Сетевой выпрямитель.
Как уже говорилось, сначала переменный ток электросети 220V выпрямляется мощным диодным мостом и фильтруется электролитическими конденсаторами. Это нужно для того, чтобы переменный ток электросети частотой 50 герц стал постоянным. Конденсаторы С21, С22 нужны для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, которые всегда присутствуют после диодного выпрямителя. Выпрямитель реализован по классической схеме диодный мост. Он выполнен на диодной сборке PD1.
Следует знать, что на конденсаторах фильтра напряжение будет больше в 1,41 раза, чем на выходе диодного моста. Таким образом, если после диодного моста мы получим 220V пульсирующего напряжения, то на конденсаторах будет уже 310V постоянного напряжения (220V * 1,41 = 310,2V). Обычно же рабочее напряжение ограничивается отметкой в 250V (напряжение в сети ведь может быть и завышенным). Тогда на выходе фильтра мы получим все 350V. Именно поэтому конденсаторы имеют рабочее напряжение 400V, с запасом.
А что в железе?
На печатной плате сварочного аппарата TELWIN Force 165 элементы сетевого выпрямителя занимают довольно большую площадь (см. фото выше). Выпрямительный диодный мост установлен на охлаждающий радиатор. Через диодную сборку протекают большие токи и диоды, естественно, нагреваются. Для защиты диодного моста на радиаторе установлен термопредохранитель, который размыкается при превышении температуры радиатора выше 90С0. Это элемент защиты.
В выпрямителе применяются диодные сборки (диодный мост) типа GBPC3508 или аналогичный. Сборка GBPC3508 рассчитана на прямой ток (I0) — 35А, обратное напряжение (VR) — 800V.
После диодного моста установлены два электролитических конденсатора (здоровенькие бочонки) ёмкостью 680 микрофарад каждый и рабочим напряжением 400V. Ёмкость конденсаторов зависит от модели аппарата. В модели TELWIN Tecnica 144 – 470 мкф., а в TELWIN Tecnica 164 – 680 мкф. Постоянное напряжение с выпрямителя и фильтра подаётся на инвертор.
Помеховый фильтр.
Для того чтобы высокочастотные помехи, которые возникают из-за работы мощного инвертора, не попадали в электросеть, перед выпрямителем устанавливается фильтр ЭМС – электромагнитной совместимости. На английский манер аббревиатура ЭМС обозначается как EMC (ElectroMagnetic Compatibility). Если взглянуть на схему, то фильтр EMC состоит из элементов С1, C8, C15 и дросселя на кольцевом магнитопроводе T4.
Инвертор.
Схема инвертора собрана по схеме так называемого «косого моста». В нём используется два мощных ключевых транзистора. В сварочном инверторе ключевыми транзисторами могут быть как IGBT-транзисторы, так и MOSFET. Например, в моделях Telwin Tecnica 141-161 и 144-164 используются IGBT-транзисторы (HGTG20N60A4, HGTG30N60A4), а в модели Telwin Force 165 применены высоковольтные MOSFET-транзисторы (FCA47N60F). Оба ключевых транзистора устанавливаются на радиатор для отвода тепла. Фото одного из двух транзисторов MOSFET типа FCA47N60F на плате TELWIN Force 165.
Снова взглянем на принципиальную схему и найдём на ней элементы инвертора.
Постоянное напряжение коммутируется транзисторами Q5 и Q8 через обмотку импульсного трансформатора T3 с частотой гораздо большей, чем частота электросети. Частота переключений может составлять несколько десятков килогерц! По сути, создаётся переменный ток, как и в электросети, но только он имеет частоту в несколько десятков килогерц и прямоугольную форму.
Для защиты транзисторов от опасных выбросов напряжения используются демпфирующие RC-цепи R46C25, R63C30.
Для понижения напряжения используется высокочастотный трансформатор T3. С помощью транзисторов Q5, Q8 через первичную обмотку трансформатора T3 (обмотка 1-2) коммутируется напряжение, которое поступает от сетевого выпрямителя (DC+, DC-). Это то самое постоянное напряжение в 310 – 350V, которое было получено на первом этапе преобразования.
За счёт коммутирующих транзисторов постоянное напряжение преобразуется в переменное. Как известно, трансформаторы постоянный ток не преобразуют. Со вторичной обмотки трансформатора T3 (обмотка 5-6) снимается уже намного меньшее напряжение (около 60-70 вольт), но максимальный ток может достигать 120 – 130 ампер! В этом и заключается основная роль трансформатора T3. Через первичную обмотку течёт небольшой ток, но большого напряжения. Со вторичной обмотки уже снимается малое напряжение, но большой ток.
Размеры этого самого трансформатора невелики.
Его вторичная обмотка выполнена несколькими витками ленточного медного провода в изоляции. Сечение провода внушительное, да и не мудрено, ток в обмотке может достигать 130 ампер!
Далее со вторичной обмотки импульсного трансформатора переменный ток высокой частоты выпрямляется мощными диодными выпрямителями. С выхода выпрямителя (OUT+, OUT-) снимается электрический ток с нужными параметрами. Это и необходимо для проведения сварочных работ.
Выходной выпрямитель.
Выходной выпрямитель собран на базе мощных сдвоенных диодов с общим катодом (D32, D33, D34). Эти диоды обладают высоким быстродействием, т. е. они могут быстро открываться и также быстро закрываться. Время восстановления trr < 50 ns (50 наносекунд).
Это свойство очень важно, поскольку они выпрямляют переменный ток высокой частоты (десятки килогерц). Обычные выпрямительные диоды с такой задачей бы не справились – они бы просто не успевали открываться и закрываться, нагревались и выходили бы из строя. Поэтому в случае ремонта заменять диоды в выходном выпрямителе следует именно быстродействующими.
В выпрямителе используются сдвоенные диоды марок STTH6003CW, FFh40US30DN, VS-60CPH03 (с ними мы ещё встретимся ). Все эти диоды являются аналогами, рассчитаны на прямой ток 30 ампер на один диод (60 ампер на оба) и обратное напряжение 300 вольт. Устанавливаются на радиатор.
Для защиты диодов выпрямителя используется демпфирующая RC-цепочка R60C32 (см. схему силовой части).
Схема запуска и реализация «мягкого пуска».
Для питания микросхем и элементов, которые расположены на плате управления, используется интегральный стабилизатор на 15 вольт – LM7815A. Он установлен на радиатор. Напряжение питания на стабилизатор поступает с основного выпрямителя PD1 через два последовательно включенных резистора R18, R35 (6,8 кОм 5W). Эти резисторы понижают напряжение и участвуют при запуске схемы.
Напряжение +15 со стабилизатора U3 (LM7815A) поступает на управляющую схему. Далее, когда схема управления и драйвер «раскачали» мощную схему инвертора, то на дополнительной вторичной обмотке трансформатора T3 (обмотка 3-4) появляется напряжение, которое выпрямляется диодом D11.
Через диод D9 напряжение питания поступает на интегральный стабилизатор LM7815A и теперь схема «запитывает» как бы сама себя. Вот такой вот хитрый «приём».
Выпрямленное напряжение после диода D11 также служит для питания реле RL1, охлаждающего вентилятора V1 и индикаторного светодиода D10 (Verde – «Зелёный»). Резисторы R40, R41, R65, R37 гасят излишки напряжения. Для стабилизации напряжения питания вентилятора V1 (12V) применяется 5-ти ваттный стабилитрон D36 на 12V.
Реле RL1 обеспечивает плавный запуск инвертора («мягкий пуск»). Разберёмся с этим подробнее.
В момент включения сварочного аппарата начинается заряд электролитических конденсаторов. В самом начале зарядный ток очень велик и может вызвать перегрев и выход из строя диодов выпрямителя. Чтобы уберечь диодную сборку от повреждения зарядным током применяется схема ограничения заряда (или «мягкого пуска»). Взглянем на схему.
Основным элементом схемы «мягкого пуска» служит резистор R4, мощность которого 8W (8 ватт). Сопротивление резистора – 47 ом. Именно на него возложена роль ограничения зарядного тока в первые моменты после включения.
После того, как заряд конденсаторов закончился, а инвертор начал работу в штатном режиме, электромагнитного реле RL1 замыкает контакты. Контакты реле шунтируют резистор R4, и в дальнейшем он не участвует в работе схемы, так как весь ток проходит через контакты реле. Таким образом реализован плавный запуск.
На плате инвертора TELWIN Force 165 также можно найти элементы схемы «мягкого пуска». В качестве реле RL1 выступает электромагнитное реле модели Finder на рабочее напряжение 24V (параметры контактов реле – 16A 250V~).
Итак, мы узнали о том, что сварочный инвертор состоит из сетевого выпрямителя 220V, мощного инвертора на транзисторах, понижающего трансформатора и выходного выпрямителя. Это силовые части схемы. Через них протекают огромные токи. Но где же «мозги» этого устройства? Кто управляет работой инвертора?
Об этом мы узнаем из следующей части нашего повествования. Читать далее.
Главная » Мастерская » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Устройство сварочного инвертора: принцип работы, схема
Все чаще для сварки стали использовать не трансформаторные сварочные аппараты, а инверторные. Они не просаживают сеть, ими легче варить. Это обусловлено тем, что устройство сварочного инвертора значительно отличается от трансформаторного сварочного аппарата.
Содержание статьи
Чем сварочный инвертор лучше трансформатора
Начнем с того, что такое инверторный сварочный аппарат. Это устройство для ручной или полуавтоматической сварки, работающее от сетевого напряжения. Есть аппараты, которые подключают к сети 220 В, есть на 380 В. Вне зависимости от количества фаз, сварочный ток (который идет на электрод) постоянный. Так что варить инверторным сварочным аппаратом легче — дуга стабильна и не скачет. Кроме того, есть такие опции как «антизалипание» и защита от перегрева. Но это не все его плюсы.
Сварочный инверторный аппарат намного меньше и легче трансформаторного. Это важно, особенно, если надо таскать его по участку. Еще одно преимущество — он не «садит» сеть, не «дает» скачков напряжения.
В чем же дело, чем отличается инверторный аппарат от трансформаторного? Весь секрет в тройном преобразовании напряжения. Сначала переменное напряжение преобразуют в постоянное, а затем снова в переменное, но уже очень высокой частоты. Его затем на вторичном выпрямителе снова преобразуют в постоянный ток. Он и используется при сварке. Это и есть вкратце принцип работы сварочного инвертора.
Благодаря современной схемотехнике, качественные сварочные инверторы обладают высокой надежностью.
Как работает инверторный сварочный аппарат: блок-схема
Принципиальные схемы инверторных сварочников разных фирм отличаются, как отличается и элементная база. Но состоят все они из тех же блоков, так как принцип работы у всех одинаковый.
В первичном НЧ (низкочастотном) выпрямителе сетевое напряжение преобразуется в постоянное, которое подается на вход инвертора. Инвертор преобразует постоянное напряжение частотой 50 Гц в переменное напряжение высокой частоты (десятки кГц). Высокочастотный трансформатор понижает напряжение и увеличивает ток, который может превышать 250 А. Именно сила тока нужна при сварке. Вторичный выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное, а дроссель завершает преобразование и на электрод уходит постоянный ток.
Блок-схема сварочного инверторного аппарата
Это общий принцип работы инверторного сварочного инвертора. Как видите, он называется так потому что инвертор — ключевой элемент схемы.
Инвертор — это устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.
Большая часть инверторных сварочных аппаратов имеет еще контроллеры и устройства поддержания заданных параметров. Выполнены они обычно на базе процессоров, хотя есть и электромеханические модели.
Для чего нужны все эти преобразования и почему инверторный сварочный аппарат такой маленький и легкий
Для чего столько ступеней преобразования? Для того чтобы получить на выходе ток в сотни ампер и не перегрузить при этом электрическую сеть. Вторая задача — получить постоянный ток, так как варить на «постоянке» проще. Дуга стабильна, ее проще контролировать.
В простейших трансформаторных сварочных аппаратах выпрямление происходило на трансформаторе и, после некоторой стабилизации (несколько конденсаторов), сразу шло на электрод. Для преобразования сетевого напряжения частотой 50 Гц трансформатор требуется большой по размеру, так как диаметр проволоки должен быть большим. И это определяло размеры самого аппарата и его вес.
Принцип работы сварочного инвертора: ступени преобразования напряжения и тока
В инверторах путем преобразований частоту увеличивают до нескольких десятков килогерц (может быть 50-80 кГц) и уже после этого преобразуют в постоянное. Высокочастотное переменное напряжение преобразуется в постоянное на трансформаторе малого размера. Он в разы меньше и легче. Именно поэтому инверторные сварочники такие компактные и легкие. Но так как ступеней преобразования много, требуется контроль и согласование работы всех блоков. Поэтому инверторные сварочные аппараты при малых размерах и весе стоят больше. Хоть, вроде, налицо экономия материалов. А дело в том, что есть еще контролеры, которые стоят немало.
Устройство сварочного инвертора: описание работы и назначение блоков на базе схемы РЕСАНТА САИ 140
У каждого производителя принципиальные схемы инверторных сварочных аппаратов разные. Мало того, даже разные линейки одного и того же производителя могут существенно отличаться. Но устройство сварочного инвертора имеет общие черты. Блоки те же. Просто собраны смогут быть по-разному. Это входной выпрямитель на базе мощного диодного моста и сглаживающих конденсаторов, инвертор — на ключевых транзисторах (тип IGBT или MOSFET) и выходной выпрямитель на базе высокочастотного понижающего трансформатора и диодного моста с выходным конденсаторным фильтром.
Принципиальная схема инверторного сварочного аппарата РЕСАНТА САИ 140
Далее рассмотрим, как работает сварочный аппарат, основываясь на схеме инверторного сварочного аппарата РЕСАНТА САИ 140. Он не лучше и не хуже остальных, просто есть его схемы.
Первичный выпрямитель и конденсаторный фильтр
Задача первичного выпрямителя — преобразовать синусоиду частотой в 50 Гц в постоянный ток. В реалии он получается не совсем постоянным, а с некоторой пульсацией, но это уже явно не синусоида. Реализуется это обычным диодным мостом, который «переворачивает» нижнюю полуволну синусоиды.
Как работает сварочный инвертор: первая ступень преобразования напряжения в Ресанта САИ 140
Сетевое напряжение через входную стабилизирующую группу попадает на конденсаторы С1 и С2. Основная задача — снятие статического напряжения на землю. Именно поэтому включать инверторную сварку крайне желательно в розетку с действующим заземлением, а не просто с имеющимся контактом.
Далее, диодный мост «переворачивает» нижнюю полуволну. На его выходе получается пульсирующее напряжение. Для сглаживания пульсаций ставят конденсаторы (в приведенной схеме это конденсатор С8 ёмкостью 1 микрофарад на напряжение 400 В ). На их выходе напряжение уже постоянное. Конденсаторы стоят с солидным запасом по напряжению — 400 Вольт и выше, так как на выходе диодного моста напряжение уже больше чем сетевое — порядка 320-350 В. А если учесть еще возможные скачки… вот и ставят с запасом — на 400 В.
И конденсаторы, и диоды при работе сильно греются. Для лучшего отвода тепла их монтируют на алюминиевые радиаторы. Часто еще делают дополнительный обдув — ставят вентилятор. Если вы хотите, чтобы сварочный аппарат прослужил долго, следите за тем, чтобы кулер был в рабочем состоянии.
Инвертор
Блок инвертора преобразует постоянное выпрямленное напряжение низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты. Реализуется обычно на ключевых транзисторах, которые открываются и закрываются с большой частотой. Именно они формируют переменное напряжение с частотой в десятки килогерц. Управляет их переключением контроллер.
Силовые транзисторы G30N60, при помощи которых преобразуется постоянный ток в высокочастотный переменный
G30N60 — биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBTs).
На выходе инвертора получаем не синусоиду, а практически прямоугольные импульсы. Но для дальнейшего выпрямления это не проблема. Зато частота высокая, что значит, что вторичный выпрямитель можно сделать на небольшом по размеру трансформаторе.
Выпрямление и стабилизация
Полученное высокочастотное напряжение подается на высокочастотный трансформатор. Напряжение на нем понижается, ток увеличивается. Через его первичную обмотку протекает высокое напряжение небольшой силы тока, а со вторичной снимается более низкое напряжение, но сила тока уже порядка 150-220 ампер — в зависимости от мощности и класса аппарата.
Выходное преобразование напряжения перед подачей на электрод
Для получения постоянного напряжения на выходе трансформатора стоит диодный мост. Он выдает уже практически постоянное напряжение, которое «доглаживается» выходными конденсаторами и идет на сварочный электрод. Диоды на выходном мосту стоят особые — с высокой скоростью срабатывания (не более 40-55 наносекунд). Они должны сглаживать напряжение частотой в десятки килогерц, так что скорость срабатывания должна быть очень высокой. Если в процессе ремонта возникла необходимость их замены, то надо подбирать именно с высоким быстродействием. Иначе работать аппарат не будет.
STTH6003CW — диод быстродействующий 300В, 30А, 55нс.
Остальные блоки на схеме — это как раз управление, «дополнительные опции» типа защит от перегрева и залипания электрода.
На что обратить внимание при выборе сварочного инвертора
Речь пойдет не о характеристиках, а о выборе марок и производителей. Ситуация на рынке со сварочными инверторами не лучше и не хуже, чем с остальными инструментами или бытовой техникой. Очень много товара из Поднебесной. Ценовая категория — от самого дешевого, до среднего. Есть также российские аппараты, украинские и белорусские. Они, в основном, в среднем ценовом диапазоне, хотя есть и более дорогие линейки. «Европейцев» в последние годы очень мало и цена далеко не «средняя».
Как работает сварочный инвертор — это одно. Надо еще, чтобы он был ремонтопригодным. Схемотехника может существенно различаться
Так что же выбрать? Оптимально — нормальный Китай и аппараты производства стран СНГ. И будьте осторожны. Очень много дешевых китайских подделок, которые имитируют российские, украинские или белорусские марки или даже «нормальный» товар из Поднебесной. В «фирменных» приборах заявленные параметры соответствуют реальным. И, если вы выставили ток, скажем, 130 ампер, на выходе вы получите именно 130 ампер плюс-минус пару процентов. В дешевых же поделках приходится потом «опытным» путем переписывать цифры на регуляторах. Потому что при положении регулятора 150 А, но на выходе может быть всего 90 А. В лучшем случае — 110-120 А, что явно не радует.
Ремонт и сервис
Второй момент, на который надо обратить внимание при выборе сварочного инверторного аппарата — его ремонтопригодность и доступность элементной базы. Производители разделились на два лагеря. У одних компоненты для ремонта стоят недорого, легкодоступны. Следовательно, ремонт быстрый, без особых проблем и недорого. Вторая группа производителей исходит из того, что нечего ремонтировать — покупайте новый аппарат. Элементная база подбирается особая, просто так ее не найти, приходится заказывать. Поставляет ее тот же производитель по очень высоким ценам. Так что действительно, часто получается дешевле купить новый аппарат, чем ремонтировать вышедший из строя.
Важно чтобы заявленные характеристики совпадали с реальными
Как ни странно, сварочные инверторы «второй группы» обычно работают нормально и довольно долго. Так что отзывы о работе обычно положительные. Но вот ремонт… Это проблема.
Ну, и следует обратить внимание на наличие сервисных центров в вашем регионе. И на то, на какой срок дают гарантию. Не только производители, но и сервисники. Может получиться так, что гарантия на аппарат солидная — несколько лет. А на ремонтные работы — всего месяц-два-три. Скажем, вам не повезло, ваш сварочник сломался очень быстро. Отвезли в мастерскую, они отремонтировали, а на отремонтированный аппарат дают гарантию два месяца. И все. Дальше «за свои деньги».
Принцип работы инверторного сварочного аппарата
Благодаря снижению цены, в настоящее время стали очень популярны сварочные аппараты инверторного типа. Лёгкие и надёжные, они широко используются и на производстве, и во время дачно-гаражных поделок. Мы на сайте уже знакомили вас (в статье про ремонт инверторов), в общих чертах, с устройством этих сварочников. Здесь подробно объясним принцип работы сварочного инвертора.
«Изюминки» сварочного инвертора
Сварочным инвертором принято называть блок питания сварочного аппарата, оснащённый инвертором. Сам по себе инвертор – это устройство, преобразующее постоянное напряжение в высокочастотное переменное.
В двух словах, происходит следующее:
- входной выпрямитель получает напряжение из электросети (220 В, 50 Гц) и постоянным током питает «косой мост» на ключевых транзисторах;
- «косой мост» формирует прямоугольные импульсы высокой частоты (до 50 КГц). Преобразование позволяет применить в схеме высокочастотный импульсный понижающий трансформатор. Этот узел, благодаря материалу сердечника, весит на порядок меньше своего 50-герцового «собрата», что положительно сказывается на общей массе девайса. А это приводит к уменьшению веса всего сварочного аппарата. Кроме того, экономится медь и другие дорогостоящие материалы, из которых изготавливается оборудование. Импульсный трансформатор понижает высокочастотное напряжение до необходимого рабочего.
Схемотехническое решение и применение в инверторе специальных компонентов, позволили сконструировать устройство, не критичное, в широких пределах, к колебаниям напряжения питающей электросети. При понижении его ниже допустимого предела – происходит отключение генератора и загорается жёлтая лампочка «авария».
В этом и заключаются две «изюминки»: малый вес и некритичность в широком диапазоне к колебаниям напряжения источника питания;
- выходной выпрямитель преобразует напряжение (уже имеющее необходимую амплитуду) в постоянное рабочее.
Внедрение указанных выше преобразований привело к тому, что в схемотехнике источника питания появилось большое количество всяких дополнительных элементов, обеспечивающих его стабильную работу.
Теперь рассмотрим принцип работы сварочного инвертора подробно.
Как работает сварочный инвертор
В качестве примера рассмотрим устройство сварочного инвертора бренда «TELWIN» (рисунки к указанному бренду отношения не имеют). Внешний вид платы с указанием расположения элементов схемы приведён на рисунке.
Вариант компоновки деталей сварочного инвертора.
Схема сварочного инвертора состоит из двух основных частей: силовой и управляющей.
Силовая схема сварочного инвертора
Принципиальная схема приведена на рисунке (рисунки в статье кликабельные: для увеличения и удобства просмотра нажмите на него и он откроется в новом окне).
Силовая часть схемы сварочного инвертора.
Электронный силовой блок состоит из следующих узлов:
- сетевой выпрямитель;
- помехозащитный фильтр;
- инвертор;
- выходной выпрямитель.
Сетевой выпрямитель
Выпрямитель состоит из:
- двухполупериодного диодного моста;
- сглаживающего фильтра из двух параллельных электролитических конденсаторов.
Через диодный мост протекают большие токи, и он нагревается. Для рассеяния тепла его устанавливают на охлаждающий радиатор. С целью предотвращения перегрева и выхода из строя диодного моста, на радиаторе установлен элемент защиты – термопредохранитель. Он отключает питание при превышении температуры радиатора выше 90 °С. Постоянное напряжение после выпрямителя и фильтра подаётся на инвертор.
Помехозащитный фильтр
Мощный инвертор в процессе работы создаёт высокочастотные помехи. Что бы исключить их попадание в электросеть, перед выпрямителем устанавливается фильтр ЭМС (электромагнитной совместимости). Фильтр состоит из конденсаторов и дросселя (в приведённой схеме – на тороидальном магнитопроводе).
Помехозащитный фильтр (на тороиде).
Инвертор
Инвертор собран по схеме «косого моста» на двух мощных ключевых полупроводниковых приборах. В качестве последних могут быть транзисторы типов «IGBT» и «MOSFET». Оба ключевых транзистора монтируются на радиаторы для охлаждения.
На первичную обмотку импульсного понижающего трансформатора поступает напряжение со входного выпрямителя, прошедшее преобразование на ключевых транзисторах и ставшее высокочастотным. С одной из вторичных обмоток снимается уже значительно меньшее по амплитуде напряжение (рабочее значение, необходимое для сварки). Эта обмотка выполнена несколькими витками ленточного медного провода в изоляции, что позволяет производить сварку током 120…130 А.
Понижающий импульсный трансформатор (от него отходят шины).
Выходной выпрямитель
С вторичной обмотки импульсного трансформатора переменный ток высокой частоты поступает на высокочастотные мощные диодные выпрямители. Они собираются на базе сдвоенных диодов по схеме с общим катодом. Диоды обладают высоким быстродействием (время восстановления trr < 50 ns). С выхода этого выпрямителя снимается электрический ток с нужными для сварки параметрами.
А теперь рассмотрим управляющую часть схемы сварочного инвертора.
Управляющая схема сварочного инвертора
Принципиальная схема приведена на рисунке (напоминаем о кликабельности рисунка).
Управляющая часть схемы сварочного инвертора.
Электронный управляющий блок состоит из следующих узлов:
- ШИМ-контроллер;
- цепи регулировки и контроля:
- блоки контроля напряжения сети и выходного напряжения.
ШИМ-контроллер
Схема управления имеет оригинальное решение. Поэтому, она будет рассматриваться подробнее силовой части.
«Мозгом» сварочного инвертора является микросхема ШИМ-контроллера (здесь и далее – обозначения по схеме: U1). Она, управляя работой мощных ключевых транзисторов, задаёт «ритм» работы всего преобразователя. Микросхема ШИМ-контроллера, посредством полевого N-канального MOSFET транзистора (Q4), передаёт на первичную обмотку разделительного трансформатора (T1) прямоугольные импульсы с высокой частотой – до 50 КГц. С вторичной его обмотки снимаются сигналы для управления работой ключевых транзисторов.
Защиту от возможного, в процессе управления, превышения допустимого напряжения между затвором и эмиттером ключевых транзисторов осуществляют стабилитроны (D16, D17, D29, D30).
Цепи регулировки и контроля
К цепям регулировки и контроля относятся:
- трансформатор тока (Т2). Этот узел является основой анализатора-ограничителя тока. Снимаемое с него напряжение, после выпрямления и ограничения, участвует в работе схемы, формирующей сварочный ток, и генератора импульсов на ШИМ-контроллере;
Трансформатор тока (в центре).
- узел контроля напряжения сети. Он состоит из элементов операционного усилителя, собранного на двух микросхемах (U2A и U2B). На резисторных делителях, установленных в цепях входного выпрямителя, выделяется напряжение электросети (завышенное или заниженное) и поступает на сумматор операционного усилителя. Последний вырабатывает результирующий сигнал и выдаёт его на задающий генератор импульсов – ШИМ-контроллер. При обнаружении напряжения ниже допустимого, он блокирует генератор, а, следовательно, и всю схему;
- схема контроля выходного напряжения. Последнее снимается с выходов «OUT+», «OUT-» и через оптрон (ISO1), поступает в схему контроля (U2A и U2B). Таким образом, выполняется отслеживание параметров выходного напряжения.
Одновременно с отключением инвертора включается жёлтый светодиод (D12), который указывает на то, что в схеме неисправность или есть проблемы с сетевым питанием (отсутствует или ниже нижнего предела).
Раздел сварочных аппаратов инверторного типа
Смотрите также:
Страница не найдена
К сожалению, по вашему запросу ничего не найдено. Пожалуйста, убедитесь, что запрос введен корректно или переформулируйте его.
Пожалуйста, введите более двух символов
Все результаты поискаПринцип работы инверторного сварочного аппарата
Сварочные аппараты, обладающие громоздкой конструкцией, постепенно уходят в прошлое. Сегодня вместо огромных трансформаторных устройств, которые к тому же значительно понижали напряжение в электрической сети, можно приобрести сварочный инвертор небольших размеров для работы от генератора. Им будет весьма удобно пользоваться там, где нет свободного доступа к обычной электросети.
Использовать данное оборудование будет легко даже начинающим сварщикам. Однако для того, чтобы полностью разобраться в подобной конструкции, следует тщательно изучить принцип работы сварочного аппарата.
Основные сведения, касающиеся устройства изделия
Прежде всего необходимо учитывать, что в инверторном сварочном аппарате электрический ток преобразуется несколько иначе по сравнению с трансформаторной конструкцией. Если в последней все напряжение подается сразу на трансформатор довольно крупных размеров, то здесь ток меняется в ходе нескольких основных этапов.
В роли ключевого преобразователя все равно выступает трансформатор, однако его габариты значительно меньше – по величине он не больше сигаретной пачки.
Еще одним существенным отличием является система управления электронного типа. Благодаря ее использованию удается сделать сам сварочный процесс значительно легче, а швы получаются ровными и аккуратными. За счет этих двух ключевых характеристик инвертор получает положительные отзывы.
Основы функционирования инверторного аппарата для сварки
Принцип работы сварочного инвертора заключается в следующем: входное электрическое напряжение 220 В с частотой порядка 25 Гц поступает в устройство и проходит через выпрямитель, становясь из переменного постоянным. Амплитуда тока одновременно с этим сглаживается за счет установки специального фильтра.
В некоторых случаях его не устанавливают, а вместо него пользуются стандартной схемой на базе конденсаторов из электролитов. Когда электрический ток прошел через это, он подается на манипулятор полупроводникового типа, где вновь становится переменным, однако с более высокой частотой.
Каждая модель имеет собственный показатель работы этого элемента, однако он никогда не будет превышать 100 кГц. Затем напряжение вновь проходит через выпрямитель, доходя до того, чтобы можно было сваривать металлические элементы.
Работа сварочного инвертора базируется на преобразователях высокочастотного типа. Сварочным аппаратом, имеющим подобные устройства в своей конструкции, можно получить ток, сила которого будет достигать 160 А, причем для этого понадобится трансформатор, максимальная масса которого будет составлять всего лишь 250 г. Для сравнения: классический сварочный аппарат для кузовных работ трансформаторного типа весил бы порядка 18 кг, а это не слишком удобно, если от него будет требоваться определенная мобильность.
Основы работы ключевой электронной схемы устройства
Работа с помощью инверторного аппарата для проведения сварных работ подразумевает установку нескольких диодных мостов. С их помощью осуществляется сглаживание импульсов переменного тока, как правило, этого удается добиться благодаря использованию специальных конденсаторов электролитического типа. Напряжение, проходящее через диодный мост в процессе работы устройства, вызывает довольно сильный нагрев этого элемента, потому он располагается на специальных охлаждающих конденсаторах.
Инверторный сварочный аппарат имеет также специальный термопредохранитель, который включается в работу только в том случае, когда диодные мосты разогреваются до температуры минимум 90 градусов.
В непосредственной близости от выпрямительного моста устанавливаются электролитические конденсаторы, чья емкость может находиться в пределах от 140 до 800 мкФ. Еще одним немаловажным элементом является фильтр, отсекающий разного рода радиопомехи.
В большинстве случаев сварочный инвертор для работы от генератора или же от обыкновенной электрической сети предусматривает наличие двух довольно мощных транзисторов. Они позволяют сформировать переменный ток большой частоты, которая может составлять порядка нескольких десятков кГц.
Чтобы не допустить выбросов напряжения, в инверторе располагают защитные цепи, в которых находятся резисторы и сварочные конденсаторы. Подготовка сварочного аппарата к работе подразумевает подключение его к электросети и проверку наличия напряжения на выходе.
Стоит отметить, что конструкция потребляет много электрического тока, поэтому следует предварительно позаботиться, чтобы во время работы она была подключена к источнику питания, снабженного заземлением, – это необходимо для соблюдения техники безопасности.
Возможности инверторного сварочного аппарата
Главным положительным качеством является то, что сварщику не придется прилагать много усилий, чтобы переместить инвертор с одного места на другое. Однако на этом положительные характеристики аппарата не заканчиваются. При необходимости в работе с ними можно пользоваться электродами, разработанными и для постоянного, и для переменного тока.
Этот момент является очень важным, когда возникает необходимость соединить между собой чугунные, стальные заготовки и конструкции, выполненные из цветных металлов. Почти все модели оснащены дополнительными опциями, которые позволяют сделать работу гораздо более удобной и простой. В частности, они помогут освоиться со сваркой человеку, который только начинает постигать ее азы.
- Горячий старт предназначен для того, чтобы для формирования дуги получить наиболее качественные параметры.
- Антизалипание подразумевает, что в случае возникновения короткого замыкания или вследствие каких-либо иных причин свариваемый ток, подающийся на электрод, резко снижается до минимального значения, что позволяет не допустить прилипания электрода к заготовке.
- Система, дающая оптимальную силу тока и напряжение в момент, когда металл уходит от электрода, то есть происходит погашение сварочной дуги. Это позволяет не допустить возникновения слишком сильного разбрызгивания металла.
Дуга в сварочном аппарате инверторного типа зажигается гораздо лучше по сравнению с другими аналогичными устройствами во многом за счет того, что выходное напряжение почти не зависит от входного, как это наблюдается в традиционных аппаратах.
При использовании трансформаторной конструкции слишком слабый ток приведет к тому, что электрод будет постоянно прилипать. Настройка на сильный ток в этом случае способна вызвать пережиг заготовок. Работая с инвертором, подобных дефектов аппарата вы наблюдать не будете, однако сварные соединения получатся довольно прочными. В них не будет трещин, раковин, шлаковых скоплений и так далее.
Немаловажной особенностью аппарата инверторного типа является необязательность соблюдения единой длины дуги на протяжении формирования всего сварного шва. В традиционном трансформаторном оборудовании расстояние от электрода до соединения должно быть приблизительно одинаковым – около двух диаметров электрода, в противном случае это приведет к изменению силы тока, что в конечном счете станет причиной получения шва более низкого качества.
В инверторных аппаратах напряжение и сила тока всегда находятся в строго определенных рамках. Еще одним положительным качеством является то, что у инверторов ток постоянный. Длина дуги здесь играет не слишком серьезную роль, что очень важно при проведении работ, особенно если этим занимается сварщик, который только открывает для себя все премудрости сварки.
На сегодняшний день инверторы довольно активно используются как в промышленном производстве, так и в бытовых условиях. Их небольшие размеры и способность работы от генератора позволяют получить качественные соединения даже в довольно труднодоступных местах, где может полностью отсутствовать электроснабжение.
Принцип работы сварочного инвертора
Принцип работы сварочного инвертора
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.
С развитием полупроводникового оборудования и появлением таких элементов, как тиристоры, были созданы устройства, которые обладают всеми характеристиками, как и трансформаторы, но весят в разы меньше.
Электродуговая сварка
Устройство и основные характеристики инверторов
Инверторные устройства имеют совершенно другую электрическую схему, основанную на использовании полупроводниковых приборов диодов, тиристоров, транзисторов.
Принцип работы инвертора
В основе работы аппаратов этого типа лежит принцип сдвига напряжения. Такое решение позволяет поднять силу и частоту тока.
Устройство инвертора содержит довольно сложную схему, внутри которой реализуются нижеприведенные процессы:
- Переменный ток, подаваемый на инвертор, преобразуют в постоянный. Изменение параметров тока происходит в устройстве, который собирают с применением диодного моста.
- 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.
- 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.
- 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:
- Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.
- 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.
- Размер тока, этот параметр оказывает прямое влияние на размер электрода, который будет использоваться для выполнения сварки.
Технические параметры сварочного инвертора
- Мощность агрегата, этот параметр дает информацию о том, ток, какой силы будет формировать сварочную дугу.
- Напряжение на холостом ходу, этот параметр показывает, как быстро будет получена сварочная дуга.
- Диапазон размеров электродов, которые будут использованы для производства сварки.
- 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.
Микропроцессор
В управлении современными сварочными инверторами применяют микропроцессоры, и это обеспечивает стабильную связь между напряжением, током.
Минусы, которым обладают инверторы
Инверторы ремонтировать несколько сложнее, чем традиционные трансформаторные агрегаты. Если из строя выйдут некоторые элементы управления, размещенные на плате, то ремонт может встать примерно в треть от стоимости нового сварочного инвертора.
Инверторы, в отличие от оборудованиях других типов, очень боится пыли. То есть такие аппараты должны чаще обслуживаться. Работа инверторным сварочным аппаратом ограничена и низкими температурами. Кроме того, существуют некоторые ограничения на хранение инвертора при минусовых температурах. Это чревато образованием конденсата, который может привести к короткому замыканию на плате.
Как работает сварочный инвертор
Схема сварочного инвертора состоит из двух основных частей: силовой и управляющей.
Силовая схема сварочного инвертора
Принципиальная схема приведена на рисунке.
Электронный силовой блок состоит из следующих узлов:
- сетевой выпрямитель;
- помехозащитный фильтр;
- инвертор;
- выходной выпрямитель.
Сетевой выпрямитель
Выпрямитель состоит из:
- двухполупериодного диодного моста;
- сглаживающего фильтра из двух параллельных электролитических конденсаторов.
Через диодный мост протекают большие токи, и он нагревается. Для рассеяния тепла его устанавливают на охлаждающий радиатор. С целью предотвращения перегрева и выхода из строя диодного моста, на радиаторе установлен элемент защиты — термопредохранитель. Он отключает питание при превышении температуры радиатора выше 90 °С. Постоянное напряжение после выпрямителя и фильтра подаётся на инвертор.
Помехозащитный фильтр
Мощный инвертор в процессе работы создаёт высокочастотные помехи. Что бы исключить их попадание в электросеть, перед выпрямителем устанавливается фильтр ЭМС (электромагнитной совместимости). Фильтр состоит из конденсаторов и дросселя (в приведённой схеме — на тороидальном магнитопроводе).
Инвертор
Инвертор собран по схеме «косого моста» на двух мощных ключевых полупроводниковых приборах. В качестве последних могут быть транзисторы типов «IGBT» и «MOSFET». Оба ключевых транзистора монтируются на радиаторы для охлаждения.
На первичную обмотку импульсного понижающего трансформатора поступает напряжение со входного выпрямителя, прошедшее преобразование на ключевых транзисторах и ставшее высокочастотным. С одной из вторичных обмоток снимается уже значительно меньшее по амплитуде напряжение (рабочее значение, необходимое для сварки). Эта обмотка выполнена несколькими витками ленточного медного провода в изоляции, что позволяет производить сварку током 120…130 А.
Выходной выпрямитель
С вторичной обмотки импульсного трансформатора переменный ток высокой частоты поступает на высокочастотные мощные диодные выпрямители. Они собираются на базе сдвоенных диодов по схеме с общим катодом. Диоды обладают высоким быстродействием (время восстановления trr < 50 ns). С выхода этого выпрямителя снимается электрический ток с нужными для сварки параметрами.
Управляющая схема сварочного инвертора
Принципиальная схема приведена на рисунке.
Электронный управляющий блок состоит из следующих узлов:
- ШИМ-контроллер;
- цепи регулировки и контроля:
- блоки контроля напряжения сети и выходного напряжения.
ШИМ-контроллер
«Мозгом» сварочного инвертора является микросхема ШИМ-контроллера (здесь и далее – обозначения по схеме: U1). Она, управляя работой мощных ключевых транзисторов, задаёт «ритм» работы всего преобразователя. Микросхема ШИМ-контроллера, посредством полевого N-канального MOSFET транзистора (Q4), передаёт на первичную обмотку разделительного трансформатора (T1) прямоугольные импульсы с высокой частотой — до 50 КГц. С вторичной его обмотки снимаются сигналы для управления работой ключевых транзисторов.
Защиту от возможного, в процессе управления, превышения допустимого напряжения между затвором и эмиттером ключевых транзисторов осуществляют стабилитроны (D16, D17, D29, D30).
Цепи регулировки и контроля
К цепям регулировки и контроля относятся:
- трансформатор тока (Т2). Этот узел является основой анализатора-ограничителя тока. Снимаемое с него напряжение, после выпрямления и ограничения, участвует в работе схемы, формирующей сварочный ток, и генератора импульсов на ШИМ-контроллере;
- узел контроля напряжения сети. Он состоит из элементов операционного усилителя, собранного на двух микросхемах (U2A и U2B). На резисторных делителях, установленных в цепях входного выпрямителя, выделяется напряжение электросети (завышенное или заниженное) и поступает на сумматор операционного усилителя. Последний вырабатывает результирующий сигнал и выдаёт его на задающий генератор импульсов – ШИМ-контроллер. При обнаружении напряжения ниже допустимого, он блокирует генератор, а, следовательно, и всю схему;
- схема контроля выходного напряжения. Последнее снимается с выходов «OUT+», «OUT-» и через оптрон (ISO1), поступает в схему контроля (U2A и U2B). Таким образом, выполняется отслеживание параметров выходного напряжения.
Одновременно с отключением инвертора включается жёлтый светодиод (D12), который указывает на то, что в схеме неисправность или есть проблемы с сетевым питанием (отсутствует или ниже нижнего предела).
Преимущества инверторного агрегата
- Инверторы имеют небольшой вес и габариты, что очень важно при выполнении сварочных работ, вес аппарата всего 4-4,5 кг.
- Высокий КПД и электробезопасность, которая обеспечивается большим количеством схем защиты — перегрев, перегрузка или электрическое перенапряжение.
- Низкий уровень электропотребления, инверторы потребляют в 1,5-3 раза меньше, чем привычные сварочные аппараты. Такая особенность позволяет использовать агрегат даже при напряжении в сети в 180В. При включении он создает минимальные электромагнитные помехи в сети.
- Плавное и легкое управление силой тока.
- В итоге получаются качественные сварные швы, такой высокий результат достигается благодаря легкому зажиганию электрической дуги с ее устойчивым горением. В процессе работы не наблюдается большого разбрызгивания сварного металла.
- Можно использовать различные электроды.
- Есть система быстрого зажигания электродов — Hot Start.
Недостатки
- Может произойти неисправность, которая проявляется в выходе из эксплуатации микропроцессора, это обусловлено нарушением условий хранений или применения. Если устройство находится или применяется в запыленном месте, то его необходимо чаще продувать и чистить.
- Высокую стоимость агрегата можно отнести к минусам, его нельзя использовать при очень низких температурах, так -15оС является крайней отметкой в работе.
- Длина используемого кабеля не должна превышать 2,5 метра.
Сфера применения инверторного аппарата
Высокие технические возможности агрегата позволили найти ему широкое применение.
- Их можно использовать в качестве обычных электрических трансформаторов для дуговой сварки с постоянным током.
- Также инвертор применим для аргонодуговой сварки с неплавкими электродами.
- В полуавтоматической сварке инверторы используются с присадочной проволокой.
- Агрегаты нашли применение в работах плазменной резки.
Качество и удобство
Дуговая сварка является очень ответственной работой и чтобы ее удачно выполнить сварщик должен иметь определенные знания и опыт. С помощью инвертора можно выполнить сварку более просто, не имея больших навыков в работе.
Поджигание дуги можно назвать одним из главных преимуществ, поскольку в старых агрегатах невозможно было из-за перепадов напряжения в сети поджечь дугу, электроды сразу залипают. Когда ток добавляется, то происходит обратный процесс — начинается пережигаться металл. Принцип работы инверторов позволяет не зависеть от напряжения в сети. В данных устройствах сварочный ток держится на входе неизменным от напряжения в сети.
Работая обычным сварочным аппаратом можно «пережечь» или «недожечь» металл, отчего шов получится некачественным, он будет ослаблен, из-за чего образуются отверстия. У нового типа агрегатов остается ток неизменным, он устанавливается потенциометром на шкале сварочного тока.
Сварочные инверторы могут поддерживать выбранный ток в заданных пределах, и он будет все это время постоянным. Это позволяет не брать во внимание длину дуги, что только облегчает работу специалисту. Здесь даже новичок сможет овладеть «прихватками», благодаря устройству нового типа.
Те, кто уже не первый день работает сварочным инвертором, уже смогли оценить его возможности. Они значительно облегчают поджигание, контролируют дугу, устраняют залипание электродов. Такие агрегаты очень выгодны для применения в частном и профессиональном строительстве.
Электрическая дуга
Температуру в тысячи градусов Цельсия обеспечивает электрическая дуга, по сути являющаяся коротким замыканием между двумя электродами, расположенными достаточно близко друг от друга. Напряжение, которое подается на электроды, увеличивается, пока не будет пробоя воздуха, являющегося изолятором.
Пробой — эмиссия электронов катода. Разогреваемые током электроны выходят и направляются к ионизированным атомам анода. Затем появляется разряд, ионизируется воздух зазора, образовывается плазма, снижается сопротивление воздушной прослойки, ток усиливается, дуга разогревается, и став проводником замыкает цепь. Процесс получил название «розжиг» дуги. Стабилизируется дуга путем установления требуемого расстояния между электродами и поддержанием характеристик энергоснабжения.
Сваривание металлов
Выбор хорошего электрода и способа сварки крайне важен, так как от него зависит, будут ли его механические свойства аналогичны свойствам основного металла.
Сварочная ванна должна быть защищенной от воздействия воздуха для исключения окисления металла.
С этой целью в рабочей зоне создается особая среда, что достигается двумя способами:
- Технология MIG-MAG, когда аргон, гелий или CO2 подается из специального баллона.
- Сжигание обмазки электрода и образование при этом защитного шлакового или шлакогазового «купола».
В процессе горения электродные покрытия связывают и выводят из шва кислород. Вдобавок вещества, содержащиеся в них, помогают ионизировать дугу, рафинируют и легируют металл шва.
В плане стабильности электроснабжения сварка — процесс довольно капризный, ведь требуемый температурный режим находится в прямой зависимости от параметров тока. Должна быть обеспечена устойчивость электрической дуги. Лишь стабильная дуга предотвратит появления дефектов шва, особенно при розжиге и затухании.
Чем свариваемые детали массивнее, тем более глубоким должно быть плавление, большего диаметра применяется электрод, больше силы и мощности требуется для работы. Определить силу тока оператор зачастую может лишь опытным путем, порой ее регулируют в процессе сварки, а иногда жестко фиксируют. Горение дуги от источника постоянного тока стабильнее, без прерываний.
При потреблении постоянного тока отсутствует полярность, образуется меньшее количество брызг металла, а шов получается качественнее. Сварка с переменным током несколько сложнее, потому что для поддержания дуги рабочий должен иметь серьезные навыки, высокого качества сварки в этом случае добиться сложно. Переменным током рекомендуется варить алюминий и его сплавы.
Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
Как работает сварочный инвертор – Конструкция и особенности ✓ Новости
Сварочный инвертор — Обобщение
Сегодня на рынке, с развитием электросварки, появилось огромное множество предложений по оборудованию, особой популярностью среди которого пользуются сварочные инверторы. На волне своей популярности в интернете гуляет очень много информации от фирм относительно своих аппаратов и их преимуществ. Очень часто покупателю тяжело разобраться в актуальности и корректности относительно оборудования, перед покупкой сварочного инвертора. Именно поэтому, мы попробуем простыми словами донести что же собой являет аппарат инверторного типа и как он работает, чтобы выбирая инвертор для себя, вы могли понимать на что обратить внимание
Сварочный инвертор по сути является преобразователем тока, который пропуская его через себя, несколько раз изменяет его показатели, добиваясь характеристик, пригодных для возбуждения сварочной дуги, в процессе которой происходит расплавление металла на обрабатываемой поверхности и электроде (как пример) с последующим плавным переносом его в сварочный шов.
Наиболее распространенными и применяемым в широкой области выступают сварочные аппараты для работы с электродами, большинство пользователей ассоциирует само понятие сварочного инвертора именно с такими аппаратами, хотя все инверторы имеют похожий принцип работы. В статье мы будем придерживаться такой же линии, хотя по большому счету она не совсем верна, ведь сварочным инвертором можно назвать любой аппарат, который в своей конструкции имеет диоды и силовые транзисторы. Таким образом по инверторной технологии могут работать не только сварочники для работы с электродами (ручная дуговая сварка, или РДС, ММА), но и полуавтоматы (MIG, MAG) или аппараты для работы с неплавящимся электродом (TIG, TAG).
Итак, первое что нужно понимать — Сварочный инвертор — это тип устройства, конструкции аппарата, которая преобразовывает ток, но никак не вид аппарата по назначению.
Принцип работы сварочного инвертора
Перед тем как понять, что же делает инвертор с током, необходимо вспомнить некоторые характеристики, которые свойственны току.
Зависимо от частоты, ток бывает переменным или постоянным.
Переменный ток имеет высокую частоту, в стандартной розетке 50 Герц (это количество раз которое частицы переносящие заряд в потоке за 1 секунду меняют направление движения). Поток образует постоянное колебание, волнение, которое выглядит как синусоида
Постоянный ток – это когда в потоке заряженные частицы движутся строго в одном направлении, без колебаний, его график стремиться к ровной линии, направление движения не меняется, а соответственно частота стремиться к 0.
Ключевым фактором здесь выступает частота тока (именно она и определяет каким будет ток)
Можно выделить 4 основных момента в процессе трансформации тока аппаратом
- Из сети электропитания переменный ток (с частотой 50-60 Гц) попадая в инвертор (на сетевой выпрямитель) преобразуется в постоянный, другими словами его частота выравнивается (задается строгое направление движения частицам в потоке, и убираются их колебания).
- Затем ток попадает на транзисторы, которые получая постоянный ток, снова задают хаотичное движение, только теперь значительно увеличивая его частоту, вплоть до 50 кГц (это в тысячу раз больше чем частота изначального переменного тока из розетки). Это ключевой элемент, который в последующем позволяет избежать применения громоздких и тяжелых элементов в устройстве сварочного оборудования.
- Далее на трансформаторе понижается напряжение высокочастотного тока с 220 Вольт из розетки до 60-70 Вольт (в 6 раз ниже) что значительно увеличивает его силу. Так как транзисторы до этого задали току высокую частоту, в сварочном инверторе нет необходимости применять большую катушку, поэтому трансформатор здесь используется маленький, что значительно уменьшает массу и размеры устройства.
- Теперь, ток с низким напряжением, высокой силой и частотой отправляется на выходной выпрямитель, где снова преобразуется в постоянный, подходящий для сварки с высокой силой и низким напряжением. Что позволяет концентрировано плавить металл, плавно и мягко не разбрызгивая его, вести сварочный шов аккуратно и просто, добиваясь отличного результата, даже не имея большого опыта сварщика.
Помимо указанных этапов, параллельно протекает и множество других процессов, связанных с контролем и управлением процессом внутри сварочного инвертора, обеспечивающих изменение и корректировку показателей, чтобы вы могли настроить аппарат под необходимые условия сварки, и получить комфортные характеристики тока.
Отличия в ключевых деталях сварочных инверторов
Сегодня прогресс шагает очень быстро и уже внутри инверторных технологий произошел ряд модификаций. Так первое на что можно обратить внимание в сварочном инверторе это тип силовых транзисторов:
- MOSFET – простые силовые ключи (их называют полевые). В виду своей простой структуры, требуют больший блок для управления, чем следующий вид, а соответственно сварочный инвертор становиться несколько массивней, да и самих транзисторов, как правило, требуется больше в таком аппарате.
- IGBT – более новый, сложный и совершенный по структуре тип транзисторов, они требуют меньше управления, являясь более самостоятельными, что позволяет снизить вес и размер сварочного инвертора.
В последнее время нововведения появились и в способе компоновки деталей на плату сварочного инвертора. Можно выделить такие варианты монтажа:
Пайка обычных выводных элементов
Такой вид внутренней компоновки в сварочном инверторе часто предполагает ручную сборку, даже если на заводе процесс автоматизирован, то некоторые детали часто все равно паяют мастера. По итогу качество и надежность работы инвертороного сварочника во многом зависит от качества сборки.
SMT или поверхностный монтаж
Компоненты, используемые в таком сварочном инверторе называются SMD, – они выглядят как небольшие, почти плоские прямоугольники, которые в разы меньше обычных деталей. Такие элементы впечатываются в плату на заводе, как правило процесс полностью автоматизирован, такой способ обеспечивает лучший контакт и более эффективную передачу сигналов, с меньшими потерями, по сравнению с обычными деталями. Исключается вероятность брака что положительно сказывается на точности работы всего сварочного инвертора, исключая вероятность брака.
Размер SMD деталей в несколько раз меньше, при этом сварочный инвертор становиться еще компактней, вместе с IGBT транзисторами, производители добиваются размеров сопоставимых с тостером.
К недостаткам такой технологии можно отнести сложность обратной пайки без специализированного оборудования. Другими словами, не каждый мастер сможет заменить детали на такой плате, что сужает круг мастерских, которые занимаются ремонтом подобных сварочных инверторов.
В нашем интернет магазине представлен широкий выбор аппаратов, и если вы надумаете купить сварочный инвертор, мы поможем подобрать модель, которая будет соответствовать вашим требованиям и задачам, которые необходимо решать.
Если у вас остались вопросы про устройство или отличия сварочных инверторов, пишите в комментариях к этой статье и мы с удовольствием дополним материал, интересующей информацией.
Что такое инверторный сварочный аппарат? Об инверторной технике и сварке
Как работает инверторная технология (в сварочных аппаратах)?Проще говоря, инвертор — это электронная система регулирования напряжения. В случае инверторного сварочного аппарата он преобразует источник переменного тока в более низкое выходное напряжение, например, с 240 В переменного тока на выход 20 В постоянного тока.
Устройства на базе инвертораиспользуют ряд электронных компонентов для преобразования мощности — в отличие от обычных устройств на основе трансформатора, которые в основном зависят от одного большого трансформатора для регулирования напряжения.
Инвертор работает путем увеличения частоты первичного источника питания с 50 Гц до 20 000 — 100 000 Гц. Это достигается за счет использования электронных переключателей, которые очень быстро включают и выключают питание (до 1 миллионной секунды). За счет такого управления источником питания до того, как он попадет в трансформатор, можно очень значительно уменьшить размер трансформатора.
Каковы преимущества использования инверторных сварочных аппаратов?
Инверторные продукты имеют много преимуществ по сравнению с обычными трансформаторными устройствами:
- Вес и размер : Это наиболее значительное и впечатляющее преимущество инверторного сварочного аппарата по сравнению с обычными машинами. Например, инвертор весом менее 5 кг, меньше чемодана и его можно удобно перекинуть через плечо, может иметь выходную мощность, сравнимую с мощностью 50-килограммовой машины на базе трансформатора.
- Эффективность : Качественные инверторные машины, такие как серия инверторных сварочных аппаратов Weldforce, будут иметь КПД около 80-90%, в то время как обычные сварочные аппараты имеют значительно более низкий КПД, около 50%. Это связано с тем, что более крупные трансформаторы в обычных машинах имеют большее сопротивление и, следовательно, теряют значительное количество мощности (или энергии) из-за рассеивания тепла.
- Использование мощности генератора : Быть очень эффективным означает, что использование энергии генератора гораздо более целесообразно для инверторных сварочных аппаратов, которые могут работать на небольших портативных генераторных установках — что часто невозможно с традиционными трансформаторными машинами.Следует отметить, что существуют риски, связанные с использованием энергии генератора — для получения дополнительной информации прочитайте нашу статью об использовании генератора с инверторными сварочными аппаратами.
- Рабочий цикл : Обычно гораздо более высокие рабочие циклы достигаются с инверторными машинами, опять же из-за разницы в размерах трансформатора. Хотя более мелкие компоненты в инверторной машине быстро нагреваются, их можно охладить намного проще и быстрее. Однако в обычных сварочных аппаратах с «трансформатором» компоненты намного крупнее и, следовательно, имеют тенденцию накапливать тепло, и им требуется больше времени для охлаждения.
- Выход постоянного тока : Многие обычные аппараты для ручной дуговой сварки с трансформатором имеют только выход переменного тока, что означает, что они ограничены в типах электродов, которыми они могут сваривать. Однако в инверторных машинах ток намного легче преобразовать в постоянный, что означает, что они могут сваривать широкий спектр различных сварочных электродов. Это также означает, что некоторые инверторы MMA (стержневые) также подходят для сварки TIG на постоянном токе, что невозможно с обычными аппаратами переменного тока.
- Производительность : Производительность качественных инверторных сварочных аппаратов существенно выше, чем у обычных сварочных аппаратов.Это особенно заметно при ручной дуговой сварке, когда операторы обнаруживают, что сварка намного проще и им не нужно «бороться» с дугой. Это в основном связано с тем, что инверторные машины имеют более высокие напряжения холостого хода и включают такие функции, как горячий запуск, защита от прилипания и сила дуги. Ярким примером этого является сварка тонких материалов: при использовании обычного сварочного аппарата это очень сложно, если не невозможно, но с инверторными аппаратами, такими как серия Weldforce, которые имеют бесконечную регулировку силы тока и очень стабильную дугу, мощность можно очень сильно уменьшить низкий так, чтобы он сварился, скажем 1.6-миллиметровый листовой металл или секция трубы с относительной легкостью и контролем.
- Функции : Электроника инверторных машин значительно упрощает возможность включения дополнительных функций (таких как режим TIG) и повышения управляемости существующих функций.
Что такое инверторная технология IGBT?
Аббревиатура IGBT означает «биполярные транзисторы с изолированным затвором». Это высокоскоростные переключающие устройства, используемые во всех сварочных аппаратах Weldclass Inverter, которые упрощают регулировку напряжения.
В некоторых инверторных машинах используется более старая технология / транзисторы MOSFET. Технология IGBT предлагает значительные преимущества по сравнению с MOSFET — возможно, наиболее важным преимуществом является то, что IGBT менее уязвимы к колебаниям мощности сети и генератора, что делает их намного более надежными и менее подверженными повреждению или отказу.
БТИЗ
Еще статьи по инверторным сварочным аппаратам;
Что такое рабочий цикл и как он рассчитывается?
Использование генераторов для питания инверторных сварочных аппаратов
Все артикулы сварочных аппаратов
Несмотря на то, что были приняты все меры, Weldclass не несет ответственности за любые неточности, ошибки или упущения в этой информации или ссылках и приложениях.Любые комментарии, предложения и рекомендации носят только общий характер и не могут применяться к определенным приложениям. Пользователь и / или оператор несут исключительную ответственность за выбор соответствующего продукта для их предполагаемого назначения и за обеспечение того, чтобы выбранный продукт мог правильно и безопасно работать в предполагаемом применении. E. & O.E.
Стоит ли дешевый инверторный сварочный аппарат?
Мы все видели дешевые сварочные аппараты в продаже из обычных интернет-источников, небольшие инверторные сварочные аппараты по очень заманчивой цене.Но хороши ли они? Когда в моем местном супермаркете появился один в проходе с предложениями, я решился и положил его в свою тележку вместе с обычным недельным запасом мармита. Это было примерно в начале года.
В вашем супермаркете продаются сварочные аппараты?
Мой сварщик Workzone из супермаркета.То, что я купил у местного Aldi, было Workzone WWIW-80, устройство на 80 A, которое мне обошлось где-то чуть более 60 фунтов стерлингов (около 75 долларов США), и поставлялось со сварочными проводами и довольно плохой защитой для лица.Немецкие сети дисконтных супермаркетов специализируются на периодических предложениях по всевозможным интересным вещам, поэтому очень похожий магазин также был продан с брендом Parkside от их конкурента Lidl. Эти небольшие инверторные сварочные аппараты довольно универсальны, поэтому их можно найти в Интернете с различными марками и спецификациями по более низкой цене, если вы не возражаете отказаться от щедрой 3-летней гарантии Aldi. Самый дешевый, который я видел, стоил около 35 фунтов или 44 доллара, но в эту цену входил только инвертор, без сварочных проводов.
Мой отец работал кузнецом с 1990-х годов, и мои взгляды на него основывались на качественном инверторном сварочном аппарате. Он попробовал один из первых крошечных инверторов, когда они впервые появились на рынке в последнее десятилетие, но он не выдержал требований профессионального сварщика и собрал все необходимое. Таким образом, у меня не было больших ожиданий от этого устройства, но мне требовалось одно собственное, и по цене оно того стоило. Я время от времени использовал его для тяжелых сварочных работ общего назначения, для ремонта частей сельскохозяйственной техники и оборудования, а также для восстановления некоторых ступеней на узкой лодке из 7-миллиметрового листа.Он хорошо себя зарекомендовал в этих задачах, поскольку я не являюсь опытным сварщиком и моя работа не самая аккуратная, но она позволяет мне выполнять ее удовлетворительно.
Как работают эти сварщики?
Это сварной шов на трубке толщиной 1 мм с использованием стержня 2,5 мм при 40 А. Это не самый лучший сварной шов, который вы когда-либо видели, но то, что кто-то с моими ограниченными навыками смог сделать это, я считаю удивительным.Прошло много времени с тех пор, как инверторные сварочные аппараты были новыми, поэтому, возможно, меньше читателей будут использовать сварочные аппараты переменного тока, чем могло бы быть раньше.Для меня сравнение — это плавность, моя относительная нехватка сварочных навыков проявляется в том, что инвертор менее легко зажигает дугу, чем мой отец, но как только эта дуга горит, намного легче ее нарисовать и контролировать. . С инверторным сварочным аппаратом мне намного легче заполнять отверстия сварным швом, а лучший контроль тока означает, что мне легче справляться с более легкими работами, когда кому-то из моих способностей обычно лучше подойдет сварочный аппарат MIG.
Чтобы продемонстрировать это, я решил немного раздвинуть границы и попробовать сварочный аппарат Workzone с некоторыми обрезками квадратной трубы толщиной 1 мм из моего мусорного бака makerspace.Они были сделаны из ножки офисного стола и были типом приклада, который расширял бы границы с любым сварочным аппаратом. Поскольку это относительно небольшой сварочный аппарат, я использую его со стержнями диаметром 2,5 мм, которые, как и следовало ожидать, с радостью проделают отверстие в стенке трубы толщиной 1 мм при более высоких токах. Вот почему вы обычно используете MIG для такой задачи, и действительно, при 80 A я был вознагражден чем-то более близким к резке, чем сварка. Уменьшая ток до 40 А, я мог легко восстановить отверстие, а при попытке соединить две части под прямым углом я мог получить гладкий сварной шов с хорошей целостностью.Для меня способность сваривать этот материал просто потрясающая, поскольку мне никогда не удавалось сделать это на таком тонком металле с помощью сварочного аппарата. Это почти толщина кузова автомобиля, я бы никогда не подумал, что даже инвертор может приблизиться к нему. В стороне стоит сказать, что поддерживать дугу всего на 40 А немного сложнее.
… И каковы их ограничения?
Я описал свою рабочую зону как способного маленького сварщика, который хорошо мне помог в тех работах, для которых я ее использовал, и который даже удивил меня своими возможностями.Где в нем недостатки и сварщикам он нравится, если они такие хорошие, почему существуют лучшие сварщики?
Меня устраивает электрододержатель, но зажим заземления мог бы быть более прочным.Конструктивно эти устройства, как правило, достаточно надежны для серьезных случайных пользователей. Прочный корпус из листового металла с приличными отверстиями для охлаждения и вентилятором, предотвращающим перегрев, и латунными фиксирующими соединениями для проводов. В них нет ничего особенного, если вы привыкли к другим импульсным блокам питания: обычной электронике и тороидальному трансформатору.Провода имеют большой размер, и при осмотре оказалось, что в них используются медные проводники, а не алюминиевые, как я опасался, и поскольку они были проданы через европейского дистрибьютора, все имеет маркировку европейских стандартов. Если вы покупаете аналогичный сварочный аппарат в Интернете, он может не иметь этих разрешений, поэтому остерегайтесь устройств с нестрогими стандартами безопасности.
Чем они отличаются от сварщиков профессионального уровня, так это их рабочим циклом и, вероятно, в некоторых случаях также заявленной мощностью.Это не тот сварочный аппарат, который вы бы использовали для крупномасштабного производства или для постройки кораблей, это тот, который вы держите в цехе для коротких сварочных работ или, возможно, у вас есть легкий и портативный резервный вариант для работ, где ваш цех-сварщик просто слишком большой, чтобы добраться до него. Если бы я рискнул догадаться, почему сломался маленький инверторный сварочный аппарат моего отца, я бы указал на рабочий цикл: требования кузнеца, устанавливающего часть работы на месте, были, вероятно, слишком велики для этого. Так что, если вы время от времени работаете сварщиком, все будет в порядке, но если вы используете его постоянно, возможно, стоит вложить немного больше.
Кроме того, есть иногда оптимистичные характеристики небольших инверторных сварочных аппаратов. Устройство Workzone сравнительно невелико по мощности — 80 А, но нередко можно увидеть аналогичные модели, заявляющие, что способны на целых 200 А. Когда то, что стоит всего несколько десятков долларов, обещает мощность, которая кажется нереальной для его устройства. цене, вполне разумно предположить, что изучение ее пределов ускорит ее кончину. Вы получаете то, за что платите, и, возможно, если ваши потребности будут более значительными, это вознаградит вас, если вы заплатите немного больше.
Среди читателей Hackaday будут люди, чьи сварочные навыки намного превосходят мои, а также множество людей, имеющих опыт работы с аналогичными дешевыми инверторными сварочными аппаратами. Я надеюсь, что обмен моим опытом поможет вам решить, стоит ли пробовать одно из этих устройств, и, как всегда, было бы здорово услышать ваше мнение в комментариях.
РАЗНИЦА МЕЖДУ ИНВЕРТОРНОЙ СВАРОЧНОЙ МАШИНОЙ И ДИЗЕЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
РАЗНИЦА МЕЖДУ ИНВЕРТОРНОЙ СВАРОЧНОЙ МАШИНОЙ И СВАРОЧНЫМ УСТРОЙСТВОМ С ДИЗЕЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
Сварочные аппараты или сварщики, как некоторые люди могут назвать это одни из самых важных инструментов для профессионалов в области сварки.Сварка машины выделяют тепло, плавящее металлические части, так что эти части могут быть присоединился. Тем не менее, не существует единого сварочного аппарата, подходящего для все сварочные проекты.
ИНВЕРТОР СВАРОЧНЫЙ МАШИНА
Инверторный сварочный аппарат является относительно новым и инновационный тип сварочного аппарата, имеющий множество преимуществ по сравнению с обычные сварщики, к которым привыкло большинство из нас. Инверторные сварщики используют сложная технология на основе кремния по сравнению с тяжелой медью / алюминием трансформаторы и выпрямители, встречающиеся у традиционных сварщиков.
Нельзя отрицать, что когда инверторные сварочные аппараты впервые представленные, они создали немало проблем с прорезыванием зубов, как и любые новые технология будет. Однако с тех пор инверторная технология стала надежной, экономичен и имеет свои достоинства.
Говоря простым языком, инвертор — это электронная система. для регулирования напряжения. В случае инверторного сварочного аппарата он преобразует Источник питания переменного тока в более низкое выходное напряжение — например, от 240 В переменного тока. питание на выходе 20В постоянного тока.
В инверторных устройствах используется серия электронных компоненты для преобразования мощности — в отличие от обычных трансформаторных устройства, которые зависят в основном от одного большого трансформатора для регулирования Напряжение.
Инвертор работает за счет увеличения частоты первичный источник питания от 50 Гц до 20 000 — 100 000 Гц. Это делается через использование электронных переключателей, которые чрезвычайно включают и выключают питание. быстро (до 1 миллионной секунды).Контролируя источник питания в таким образом, до того, как он попадет в трансформатор, размер трансформатора может быть очень большим. значительно уменьшено.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИНВЕРТОРНОЙ СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ
1. Небольшие габариты, легкий вес, экономичность производства. материалы, переносные и легко перемещаемые
Основные характеристики инверторного сварочного аппарата высокие рабочая частота, поэтому он приносит много преимуществ. Трансформатор, как исходная обмотка или вторичная обмотка, ее электрический потенциал (E), ток частота (f), плотность магнитного потока (B), площадь сечения железного сердечника (S) и обмотка (W) следующая: E = 4.44fBSW
Поскольку частота инверторного сварочного аппарата очень высока выше рабочей частоты, поэтому размер и вес трансформатора будут значительно снижается. Точно так же при значительном увеличении рабочей частоты резко уменьшатся габариты и вес реактора.
2. Гибкое управление
Инверторный сварочный аппарат применяет полупроводник с электроприводом силовые устройства, он может точно контролировать величину тока в микросекундный диапазон. Управление для повышения точности значительно улучшено прецизионная сварка и резка, удовлетворяет потребности в различных методах сварки.Сварочный ток традиционного сварочного аппарата регулируется только вручную. трансформатор регулировки. Стабильность дуги недостаточна и не позволяет точно контролировать процесс сварки; трудно удовлетворить требования сварка доработанная.
3. Энергосбережение и высокий КПД
Трансформаторы и реакторы инверторной сварки. машина значительно уменьшает размер и вес, соответствующие потери мощности (в основном потери в магнитном сердечнике и потребление энергии в проводниках) также будет значительно снижается, а эффективная выходная мощность достигает 82% ~ 93%.В Эффективная выходная мощность традиционного сварочного аппарата составляет всего от 40% до 60%, это серьезная трата энергоресурсов.
4. Стабильность выходного напряжения и тока
Инверторный сварочный аппарат имеет защиту от помех, менее восприимчив к колебаниям напряжения и перепадам температуры. Традиционный Сварочный аппарат подает питание переменного тока, потому что направление тока и напряжения часто меняют, дуга гаснет и снова зажигается 100 ~ 120 раз за во-вторых, дуга не является непрерывным и стабильным горением, что приводит к нагреву заготовки время больше и снижает прочность сварного шва.
5. Отлично подходит для сварщиков-любителей
Если вы только изучаете это дома, трансформатор машина вам не подходит из-за огромного веса и габаритов. Это не дружелюбны к новичкам, и они не поддерживают электроэнергию в вашем доме.
Итак, компактный инверторный сварочный аппарат — единственное решение. для тебя. Он отлично поддерживает электроэнергию в вашем доме и не требует любая дополнительная электропроводка.
Так как вы только учитесь, вам нужно заниматься спортом. все меры предосторожности, такие как использование сварочного шлема ADF и других средств индивидуальной защиты.Помните, что хотя инверторный сварочный аппарат маленький, это не значит, что он меньше мощный.
ДИЗЕЛЬ СВАРОЧНАЯ МАШИНА С ДВИГАТЕЛЕМ
Сварочные аппараты с дизельным двигателем работают на бензине, дизельный или пропановый двигатель, соединенный с электрическим генератором для производства мощность для сварки Stick, TIG, MIG и порошковой сваркой. Сварочные аппараты с дизельным двигателем обычно перевозятся на грузовике или трейлере и используются в основном на открытом воздухе. Электроэнергия, вырабатываемая сварочным аппаратом с приводом от двигателя, приводит в действие вентиляторы, насосы, воздушные компрессоры. или другие электрические инструменты, которые обычно можно найти на стройплощадках.Во время отключения электроэнергии Сварочный аппарат с приводом от двигателя также может использоваться в качестве резервного генератора.
ПРЕИМУЩЕСТВА СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ С ДИЗЕЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
Одно из самых больших преимуществ дизельного двигателя с приводом от сварочного аппарата заключается в том, что они являются чрезвычайно мощным инструментом и следовательно, можно найти серьезное применение. Они не входят в малую сварочные аппараты с приводом от двигателя имеют диапазон от 200 до 800 ампер, что означает они подходят для работы любого размера.В идеале вы должны выбрать наиболее мощный генератор, который вы можете себе позволить. Поскольку есть вероятность, что вы будете его использовать в районе, где нет доступа к электричеству, генератор большего размера будет означать, что вы можете используйте больше инструментов одновременно, что поможет вам выполнить ваш проект более эффективно.
Помимо мощности, с приводом от дизельного двигателя сварочные аппараты также необычайно долговечны. Поскольку они предназначены для перевозятся с работы на работу, часто в суровых условиях, эти сварщики построены быть максимально прочным.В идеале выбранный вами сварщик будет достаточно сильным выдерживать часто опасную среду сварки трубопроводов, а также быть достаточно маленьким, чтобы рабочие могли его легко транспортировать. Будь то снят на ухабистой дороге в кузове грузовика или подвержен неблагоприятным погодным условиям условий, эффективный сварщик с приводом от двигателя выдержит довольно много что-нибудь брошенное на него.
Наконец, поскольку сварочные аппараты с приводом от дизельного двигателя предназначены для использования в местах, где нет доступа к электроснабжения, неудивительно, что у них достаточно мощность не только для работы самого сварочного аппарата, но и для ряда дополнительных оборудование, которое может вам понадобиться, от электроинструментов до фонарей и т. д.А сварочный генератор приличных размеров должен иметь мощность не менее 11000 Вт, чего будет достаточно для ваших нужд. Если произойдет полное отключение электроэнергии, затем вы даже можете использовать его для питания аварийного оборудования, а также для вашего лучшего сварочного аппарата MIG, что делает его чрезвычайно полезным оборудованием, которое можно иметь под рукой, где бы вы ни работали.
Мир сварки особенно интересен Любитель DIY или начинающий сварщик, который только начал изучать ремесло с широкий ассортимент продукции и аксессуаров, доступных для использования на рынке.Существует широкий ассортимент принадлежностей для сварки, которые можно выбрать в диапазоне от сварщиков MIG, сварщиков TIG и сварочных аппаратов до ацетилена сварщики. Есть также несколько других сварочных аппаратов высокого класса, которые относительно дороже по сравнению с более распространенными TIG и MIG; эти высокотехнологичные сварочные аппараты, однако, часто работают на топливе. двигателей, чтобы их можно было использовать вне электросети с равной удобство.
Если вы начинающий сварщик, будет лучше, если вы разбирались в различных типах сварочного оборудования, чтобы лучше перспективы трудоустройства.Если вы можете определиться с какой сварочной моделью были бы более совместимы с конкретным проектом, ваши шансы на быть назначенным работодателем в качестве руководителя или помощника по проекту.
Если хотите арендовать или купить качественный инверторный сварочный аппарат и дизельный двигатель сварочный аппарат с возможностью многозадачной сварки и вспомогательным источником питания вывод, пожалуйста, свяжитесь с GZ Industrial Supplies Limited. Наши портативные сварочные аппараты созданы для самых тяжелых сварочных ситуаций.Эта машина изготовлена с использованием компоненты высокого качества на стороне поставщиков. Кроме того, наш сварщик отлично работает и рассчитан на длительный срок службы; это широко востребовано в рынок за его различные качественные особенности.
11 дек.2019 г., англ. Энтони Убонг
Вам нужно устройство для понижения напряжения для сварочного аппарата?
Сварочный шов, который можно легко выполнить в контролируемом пространстве, становится более сложным, если его разместить в ограниченном пространстве и в условиях высокой влажности.Кроме того, неблагоприятные условия часто подвергают сварщиков риску и повышают вероятность поражения электрическим током.
Вторичное поражение электрическим током может произойти, если сварщик случайно коснется электрода и сварочных работ. Поэтому сварка в ограниченном пространстве часто оставляет сварщика в тесноте, что создает огромный риск случайного контакта с токопроводящими частями.
В большинстве случаев сварщики должны носить сухие перчатки, избегать касания электрода кожей или влажной одеждой и сохранять сухую изоляцию между своим телом и свариваемым или заземляемым металлом.Но при сварке во влажных, сырых или влажных условиях это снижает сопротивление кожи тела и изолирующие свойства стандартных средств индивидуальной защиты (СИЗ), что увеличивает риск поражения электрическим током!
Рис.1 Работа функции предотвращения поражения электрическим током (типичный пример)
Знаете ли вы, что VRD спроектирован таким образом, чтобы снизить имеющееся напряжение до более безопасного уровня, не считая общепринятых правил техники безопасности? Инжир.1 показан типичный пример работы VRD. Напряжение на выходных клеммах составляет около 13 В в периоды без сварки. Когда начинается сварка, выходным напряжением на клеммах будет напряжение нагрузки (напряжение дуги + падение напряжения из-за падения напряжения на кабеле).
Когда сварочный стержень вынимается из основного металла и дуга выключается после завершения сварки, напряжение на клеммах будет равно напряжению холостого хода (от 60 до 80 В постоянного тока), которое будет уменьшено VRD примерно до 13 В в пределах Второй.Таким образом, VRD вызовет небольшое снижение характеристик зажигания дуги. Высокое напряжение холостого хода возникает только на мгновение в начале дуги. Следовательно, если выходная клемма, сварочный держатель или электродная часть сварочного стержня соприкасаются с кожей, риск поражения электрическим током от вторичного поражения электрическим током снижается.
Сварочные аппараты — обзор
Механизированная и автоматическая сварка
В главе 3 этого раздела мы упомянули «автоматическую сварку.«Потребность в автоматической сварке возникает из-за желания повысить производительность и исключить участие человека в рутинной и повторяющейся работе, которая кажется рутинной. Он также способствует гораздо более высокому уровню производительности, используя более высокие токи и тепло, которые трудно, если вообще возможно, использовать из-за человеческой терпимости и ограничений безопасности.
В обрабатывающей промышленности термин автомат / автомат означает, что некоторые функции или этапы операции выполняются механическим или электронным устройством или их комбинацией.Степень автоматизации различна, так как некоторые функции могут охватывать все операции или они могут охватывать только некоторую часть операции.
Слова механизированный и автоматический часто используются для описания таких методов сварки. Термин «механизированный» используется для обозначения того, что движения в процессе сварки просто механизированы, и не многие элементы электроники контролируются искусственным интеллектом (ИИ), хотя существуют веские аргументы в пользу того, что использование термина AI может дать некоторую информацию. Создается впечатление, что устройство способно к самообучению, но это не так, но AI — это будущая возможность в этой области.Текущая система — это в основном кинематические алгоритмы и вычисления, запрограммированные в систему. Напротив, слово автоматический используется по-разному; это означает, что некоторая степень искусственного интеллекта используется для манипулирования механическими рычагами, которые могут помочь сварочной головке (горелке) перемещаться по линии сварного шва или располагаться в труднодоступных местах сварки по мере выполнения сварки. В более сложных формах он может делать все это, управляя текущей скоростью и скоростью перемещения сварного шва в заданном диапазоне предельных значений параметров.Он также может включать в себя гораздо более сложные элементы управления, которые удалены от органов управления оператора и запрограммированы в машине. Он может включать в себя различные элементы управления параметрами, сварочную головку и управление заданиями для наиболее эффективного проведения сварки.
Автоматизация сварки — это не только возможность установить сварочную головку на машину, которая представляет собой шарнирно-сочлененную или механическую руку, но также включает в себя ряд операций по планированию, организации и мониторингу производственного процесса.Он включает в себя тщательную оценку процесса сварки / производства, процедур, этапов производства и средств управления, а затем решение, какие из этих ручных действий использовать и в какой степени их нужно автоматизировать. Поскольку большая часть сварочных работ зависит от мнения сварщика, важно, чтобы решение по автоматизации основывалось на определении того, какие действия можно освободить от ручной оценки и выполнить на машине; эта машина может включать сложную электронную систему управления, она может использовать простые механические движения, имитирующие ручную сварку, или это может быть комбинация того и другого.
Целью автоматизации является снижение производственных затрат за счет повышения производительности; он также направлен на улучшение качества продукции за счет перехода повторяющихся движений от ручного к механическому. Степень сложности — это просто вопрос улучшения этих основных целей.
Машинная сварка или механизированная сварка выполняется сварочным оборудованием под постоянным контролем сварщика. Сварка может выполняться под неподвижной головкой, когда объект перемещается вдоль линии сварки, чтобы сварочная головка сваривала, или это может выполняться, когда объект неподвижен, а сварочная головка перемещается по линии сварки для выполнения сварки.При такой настройке аппарат может или не сможет загружать и выгружать работу на сварочную станцию. Система машинной сварки может иметь одно или комбинацию из следующих:
- •
Машинная тележка — это путь для пересечения линии сварки, который может быть как рельсовым, так и тракторным. Такая каретка могла обеспечивать как горизонтальное, так и вертикальное перемещение сварочной головки. Орбитальное движение также используется для сварки кольцевых швов в трубах или любых круглых объектах, таких как сосуды высокого давления, резервуары и т. Д.Поскольку положение и скорость перемещения являются важными параметрами для сварки, очень важно точное управление этими движениями. При машинной сварке это тщательно контролируется сварщиком.
- •
Манипулятор сварочной головки по сути является продолжением сварочной головки сварочного аппарата, установленного на стреле. Манипулятор может перемещать стрелу вверх или вниз по мачте, установленной на вертлюг. Для успешной сварки и качественного производства требуется плавное движение манипулятора.Ниже приведены основные элементы машинной сварки:
- •
Скорость движения
- •
Скорость непрерывного заполнения присадочным металлом
- •
Запуск и поддержание сварочной дуги
- • Движения дуги.
Присутствие оператора на месте сварки имеет важное значение при машинной сварке, так как оператор должен наблюдать за процессом сварки.Оператор постоянно взаимодействует со сварочным оборудованием, чтобы обеспечить правильное размещение сварочной головки и надлежащую наплавку металла шва.
Автоматическая сварка , в отличие от машинной сварки, описанной ранее, выполняется с помощью оборудования, которое выполняет всю сварочную операцию без каких-либо регулировок или контроля со стороны сварщика. Хотя работа оборудования не зависит от оператора сварки, оператор должен убедиться, что электромеханическое функционирование системы находится в надлежащем рабочем состоянии; таким образом, набор навыков оператора в этом отношении значительно улучшается.Это требует надлежащего обучения для понимания функций машины и электронной системы.
Система сама по себе может или не может загружать и выгружать задание на сварочную станцию.
При автоматической сварке используются рассмотренные ранее элементы машинной сварки. Подготовка сварного шва — очень важный фактор в любом качественном сварном шве; однако существует строгий спрос на более точную подготовку шва для успешной автоматической сварки. В процессе автоматической сварки важную роль играет контроллер цикла сварки.Это контролирует сварочные операции, а также подъемно-транспортное оборудование и приспособления для работы. Контроллер точно рассчитывает эти действия и различные этапы, чтобы обеспечить качественную сварку и быстрый производственный процесс. Эффективный результат автоматической сварки может привести к:
- •
Постоянному качеству сварки
- •
Повышенной производительности
- •
Прогнозируемой скорости производства
253
- • сварки
- •
Сварочные операции должны быть интегрированы с другими производственными процессами
Как мы видим, автоматическая сварка — очень полезный инструмент для быстрого и последовательного производственного процесса, когда работа относительно повторяющаяся по своей природе.Однако система имеет некоторые ограничения, которые ограничивают ее универсальное использование. Эти ограничения могут включать:
- •
Тяжелые капиталовложения
- •
Сложные устройства перемещения дуги и управления, которые предварительно запрограммированы в рабочих последовательностях
- •
Подходит только для крупных производственных заказов
- •
Требуется специальное приспособление для точной подгонки и выравнивания стыковых бородавок, подлежащих сварке
Успешное применение автоматизации сварки возможно с использованием роботизированных технологий; Робот — это, по сути, механическое устройство, которое можно запрограммировать для выполнения некоторых запрограммированных задач, таких как манипулирование сварочной головкой и позиционирование работы на сварочной станции.
Эти роботы (подробнее о роботах см. В следующих параграфах) могут использоваться с технологией компьютеризованного числового управления для учета вариаций в работе. Это позволяет изменять программу сварки (например, параметры сварки и позиционирование заданий) в соответствии с другим набором требований к сварке. Эта комбинация роботов и программирования с числовым программным управлением (ЧПУ) позволяет выполнять относительно небольшие заказы на работу с помощью автоматизированной системы сварки, что обеспечивает более быстрое и качественное выполнение работ в цехе.Роботы и их компьютерная память используются для хранения набора инструкций для любой будущей работы с таким же описанием. Роботизированные манипуляторы часто оснащены сенсорными глазами, чтобы определить, соответствует ли фитинг сварного шва требуемым параметрам, и это добавляет к усилиям по контролю качества производственного процесса.
Базовое понимание того, что такое роботы и как они шарнирно соединены для выполнения различных сварочных и производственных операций, важно для понимания автоматизации сварочных функций.
Как мы понимаем, различные сварочные процессы можно автоматизировать, и их можно использовать на головках роботов, поэтому важно знать о роботах, а также о различных типах и способах сочленения роботов. В следующих параграфах и на рисунках мы обсуждаем роботов и показываем движение робота по различным осям. Эта способность определяет радиус действия робота и сварочной головки под разными углами и положениями в местах сварки на рабочем месте.
Источники сварочного тока Консультанты по сварке сварочных инверторов, Источники сварочного тока, сварочные аппараты и другие сварочные и режущие системы
ИСТОЧНИКИ СВАРОЧНОГО ПИТАНИЯ
Напа.Рави
Arcraft Plasma Equipments (I) Pvt Ltd.
РЕФЕРАТ
Введение в источники сварочного тока, различные типы, применения, полезные определения, относительные преимущества, недостатки, что такое инвертор в целом, различные силовые полупроводники, используемые в инверторах, различные топологии конструкции, сварочные инверторы Arcraft и сравнение затрат.
1.ВВЕДЕНИЕ
- W наплавка — это процесс соединения двух металлов. Чтобы соединить два металла, требуется огромное количество тепла. Это тепло создается в виде электрической дуги. Для создания этой дуги требуется источник питания.
- E Вер. С тех пор, как процесс сварки вошел в область машиностроения, в области источников сварочного тока постоянно появляются инновации.
- T Выбор источника сварочного тока зависит от процесса сварки.
- T Вот два типа источников сварочного тока.
1. источники постоянного тока.
2. источники питания постоянного напряжения. - Источник постоянного тока используется в процессах сварки MMAW и TIG.
- MMAW — это ручная дуговая сварка металлическим электродом.
- TIG — сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа.
- Источник постоянного напряжения используется в процессах сварки MIG / MAG и SUBARC.
1. MIG — сварка металла в среде защитного газа.
2. MAG — сварка металла активным газом.
3. SUBARC означает сварку под флюсом. - O В нашем обсуждении будут рассмотрены источники питания, которые используются в процессах сварки MMAW и TIG
- Мы можем понять, что сварка может выполняться с использованием
1. источник питания переменного тока.
2.Источник питания постоянного тока. - Ниже приведены типы источников сварочного тока, которые можно дифференцировать на основе параметров на основе значений.
2. РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ИСТОЧНИКОВ СВАРОЧНОГО ЭНЕРГИИ.
2.A. Источники питания переменного тока
А1. Трансформатор сварочный фиксированный.
А2. Сварочный трансформатор переменного тока (шунтирующий магнитный).
а) Утюг
б) Подвижная катушка
2.B. Источники питания постоянного тока.
В1.Источник сварочного тока преобразовательного типа (сварочный выпрямитель).
B2. Выпрямитель сварочный тиристорный.
B3.Источник сварочного тока на основе чоппера.
B4. Инверторный источник сварочного тока.
3. НЕКОТОРЫЕ ПОЛЕЗНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1. Коэффициент мощности: это соотношение между активной мощностью и суммой активной и реактивной мощности. Следует отметить, что это векторная сумма, а не алгебраическая сумма.
2. Входная кВА: это произведение приложенного напряжения и тока, потребляемого от входного источника питания.
3. Вход, кВА, однофазный: входное напряжение X входной ток
4.Вход, кВА, трехфазный:% 3 X Вход напряжения X Входной ток
5. Входная мощность:% 3 X Входное напряжение X Входной ток X Коэффициент мощности
6. Выходная мощность: выходное напряжение X выходной ток
7. Выходная мощность: входная мощность X КПД
8. Напряжение холостого хода: это напряжение, доступное на выходных клеммах источника сварочного тока, когда сварка не выполняется.
9.Напряжение нагрузки: это напряжение, доступное на выходных клеммах источника сварочного тока во время сварки, выраженное в вольтах.
10. Сварочный ток: это ток на выходе источника сварочного тока, выраженный в амперах.
11. Входной ток без нагрузки: это ток, потребляемый от входного источника питания, когда сварка не выполняется.
12. Скорость осаждения: это вес осажденного материала в единицу времени, выраженный в кг / час или кг / мин при заданном наборе условий.Это также зависит от источника питания. Уменьшается из-за брызг и паров. В типичном тесте при использовании сварочных инверторов он увеличивается примерно на 15–20%.
13. Скорость плавления / выгорания: это скорость, с которой электрод определенного размера плавится заданным током, и выражается в см / мин. Он быстро увеличивается по мере увеличения тока, особенно для электродов малого диаметра.
4. ОБСУЖДЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
4.А1. Сварочный трансформатор фиксированного тока.
Преимущества:
1.Очень низкие начальные вложения
2. Простота использования и обслуживания.
Недостатки:
1. Очень высокий ток без нагрузки.
2. Нет контроля тока. Ток фиксированный, он также зависит от электрода и входного напряжения.
3. Очень неэффективно.
4. Очень низкий коэффициент мощности.
5. Из-за того, что 1 и 2 потребляют очень большой ток от электросети. (см. таблицу).
6. Из-за 3-х эксплуатационных расходов высоки.
7. Низкое качество сварного шва.
8. Грубая сила тока.
9. Сварка на малых токах невозможна.
10. Громоздкое оборудование, при этом занимает большую площадь.
11. Плохая переносимость.
12. Сварка TIG / аргоном невозможна.
13. Сварка цветных металлов невозможна.
14. Более низкая скорость осаждения и эффективность осаждения.
4.A2. Сварочный трансформатор переменного тока (шунтирующий магнитный).
Подвижный сердечник или Движущийся утюг |
Преимущества:
1.Очень низкие начальные вложения
2. прост в использовании и обслуживании
Недостатки:
1. Очень высокий ток без нагрузки.
2. Очень неэффективно.
3. Очень низкий коэффициент мощности.
4. Из-за 1 и 2 потребляет очень большой ток от предприятия электроснабжения. (см. таблицу).
5. Из-за 3-х эксплуатационных расходов высоки.
6.Низкое качество сварного шва.
7. Лучшее управление током по сравнению с предыдущим типом, но неудовлетворительное.
8. Крупногабаритное оборудование, таким образом, занимает большую площадь.
9. Невозможна сварка TIG / аргоном.
10. Сварка на малых токах невозможна.
11. Низкая производительность и эффективность наплавки
4.B2. Тиристорный сварочный выпрямитель.
Преимущества:
1.Умеренные первоначальные вложения
2. прост в использовании.
3. Умеренные навыки, необходимые для обслуживания оборудования.
Недостатки:
1. высокий ток без нагрузки.
2. Эффективность лучше, чем в предыдущих случаях, но невысока.
3. Низкий коэффициент мощности.
4. Из-за 1 и 2 потребляет большой ток от предприятия электроснабжения.
5.Из-за 3-х эксплуатационная стоимость высока.
6. Низкая скорость управления.
7. Лучшее качество сварного шва по сравнению с предыдущими типами.
8. Лучшее управление током по сравнению с предыдущими типами.
9. Крупногабаритное оборудование, поэтому занимает большую площадь.
10. Плохая переносимость.
11. Средняя скорость наплавки и эффективность.
5. ЧТО ТАКОЕ ИНВЕРТОР?
Инвертор, используемый в сварочном приложении, работает, как показано ниже.
- AC Линейное напряжение используется как входное для сварочного оборудования.
- Он имеет соответствующую фильтрацию и выпрямление RFI / EMI.
- Это выпрямленное напряжение фильтруется, чтобы сделать его чистым постоянным током.
- Это постоянное напряжение подается на переключающее устройство через высокочастотный силовой трансформатор.
- Поскольку эта частота переключения очень высока, размер этого трансформатора становится очень маленьким по сравнению с его противоположными частями.
- Выход трансформатора понижен соответствующим образом.
- Это пониженное переменное напряжение снова выпрямляется с помощью диодов с быстрым восстановлением.
- Этот выход используется для сварки.
- Используются подходящие методы управления и обратной связи.
6. ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ИНВЕРТОРАХ
6а.Тиристеры / SCR (выпрямители с кремниевым управлением)
- Доступны устройства очень большой емкости, очень прочные.
- Очень низкая частота срабатывания, которая находится в пределах звукового диапазона.
- Привод ворот прост и эффективен.
- Отсюда габариты и вес оборудования большие.
- Поскольку рабочая частота хорошо попадает в звуковой диапазон, сварка очень шумная.
- Поскольку коммутация принудительная, большое и большее количество компонентов.
- Скорость регулирования тока низкая, поэтому очень низкий сварочный ток невозможен.
- Большие начальные импульсные токи.
- Сильное разбрызгивание и испарения. Низкое качество сварного шва.
- Большой внутренний нагрев из-за большого циркулирующего тока.
6б.БЮТ (Биполярные переходные транзисторы)
- Все вышеперечисленные недостатки устранены, но требует громоздкого и неэффективного базового привода, что сложно и не подходит для больших мощностей.
- Транзисторы большой мощности чрезвычайно дороги.
- Поскольку технология совершенствуется с использованием IGBT и MOSFET, эти устройства не используются при сварке.
6с.МОП-транзисторы (полевые транзисторы на основе оксидов металлов и полупроводников)
- В этом устройстве цоколь заменен на калитку.
Привод ворот прост и чрезвычайно эффективен.
Очень высокая скорость переключения, следовательно, размер трансформатора становится маленьким.
Легко возможна работа до 100 кГц. - При более высоких рабочих циклах и более высоких мощностях размер сердечника трансформатора должен быть соответствующим образом выбран, чтобы соответствовать подходящему размеру медного проводника.
- Устройства большой емкости не пользуются популярностью из-за их стоимости и доступности.
- Следовательно, используется в источниках энергии малой и средней мощности.
6д. IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором).
- Это комбинация BJT и MOSFET.
- Очень простой и эффективный привод ворот.
- Устройства большой емкости доступны по разумной цене.
- Сокращает время сборки и обслуживания.
Возможна работа намного выше звукового диапазона и, следовательно, бесшумная работа. - Только устройство, доступное для источников питания большой мощности. Потери мощности сопоставимы с полевыми МОП-транзисторами при малых мощностях и меньше при средних и более высоких мощностях.
- И, следовательно, можно применять концепции проектирования строительных блоков.
7.ТОПОЛОГИИ ДИЗАЙНА.
а. Резонансные источники питания.
б. Источник питания ШИМ. (Широтно-импульсная модуляция)
7.a. Резонансные источники питания обладают недостатком в виде большого циркулирующего тока, большого размера из-за коммутирующих цепей. Следовательно, они менее эффективны. Они предлагают меньшую полосу пропускания и, следовательно, широкие вариации тока невозможны. Они производят меньше электромагнитных помех.Следовательно, они старого поколения для сварки. Они используются на очень высоких частотах, обычно от 400 кГц до 1000 кГц в области связи, где электромагнитные помехи вызывают серьезную озабоченность.7.b. Источники питания PWM — это выбор дня, так как они предлагают большой и быстрый контроль. Проблема EMI снижается с помощью фильтров. Они обеспечивают широкий контроль тока, обычно от 3 до 400 А, что является очень широким диапазоном. Они предоставляют прекрасную возможность включить больше функций.Скорость коррекции исключительно важна для контроля скачков тока, которые необходимы при сварке TIG. Метод ШИМ обеспечивает плавное регулирование тока короткого замыкания и очень хорошую способность к повторному зажиганию дуги. Следовательно, это новейший и лучший выбор для сварочных работ.
7. КАК ОБОРУДОВАНИЕ ARCRAFT ЛУЧШЕ, ЧЕМ ДРУГИЕ?
1. Предназначен для более широких колебаний входного напряжения.
2. Предназначен для более широких колебаний температуры окружающей среды.
3. Защищено от пониженного и перенапряжения, однофазного тока и перегрева.
4. Предоставляется столько функций, сколько требуется клиенту.
5. Нет скачка тока, начинается от установленного значения тока.
6. Очень большое количество моделей на выбор.
7. Проверено и испытано на качество.
8. Безупречный дизайн и, следовательно, простота обслуживания.
9. Обученный персонал для оказания услуг прямо у вас на пороге.
10. Очень малое время простоя, так как все запчасти легко доступны.
11. Благодаря высокой рабочей частоте инвертора, очень низкие пульсации, благодаря чему сварочный ток является плавным и стабильным. Обеспечивается отличное качество сварных швов.
12. Равномерные сварные швы, малое разбрызгивание и меньшее количество дыма.
13. Очень высокая производительность и эффективность наплавки.
14. Последняя технология ШИМ с использованием IGBT.
СРАВНЕНИЕ
- Возьмем, используется электрод дуговой сварки 4мм
- Требуется сварочный ток 160 А при напряжении около 24 В
- Выходная мощность = 160 А X 24 В = 3840 Вт или 3.840 кВт
- Входное напряжение составляет 230 В переменного тока в случае однофазного источника питания и 415 В переменного тока в случае трехфазного входного источника питания. При сравнении в реальных измерениях входное и выходное напряжение должны быть точно измерены.
Параметр | Сварочный трансформатор | Сварочный выпрямитель | Сварочный инвертор |
Ток холостого хода | от 4 до 5 А | от 4 до 5 А | 0.От 3 до 0,5 А |
Коэффициент мощности без нагрузки | 0,2 | 0,2 | 0,99 |
Без нагрузки | от 400 до 500 Вт | от 400 до 500 Вт | от 50 до 100 Вт |
Выходная мощность | 3.84кВт | 3,84 кВт | 3,84 кВт |
КПД | 0,6 | 0.6 | 0,9 |
Входная мощность | 6.4 кВт | 6.4 кВт | 4.27 кВт |
Коэффициент входной мощности | от 0,5 до 0,6 | 0,6 | 0,95 |
Входная кВА | 12.От 8 до 10,66 при 230 В, 1 фаза | 10,66 при 415 В, 3 ф. | 4,5 при 415 В, 3 ф. |
Входной ток | от 55 А до 46 А | 14.8 А | 6,3 А |
Энергопотребление в течение 8 часов в день | 51,2 кВтч | 51,2 кВтч | 34.16 кВт / ч |
Энергопотребление за 250 дней в году | 12,800 кВт / ч | 12,800 кВт / ч | 8540 кВт / ч |
Стоимость электроэнергии — 5 рупий за кВтч | 64000 рупий | 64000 рупий | 42,700 рупий |
Превышение стоимости по сравнению с инвертором | 21 300 рупий | 21 300 рупий | — |
Избыточный входной ток от источника питания | 48 А | 8.5 А | — |
Экономия на эксплуатационных расходах, как указано выше | — | — | 21300 рупий |
Экономия входного тока | — | — | 8.От 5А до 48А |
Экономия установленной мощности | — | — | 6.От 1 кВА до 11,0 кВА |
Следовательно, есть экономия 21 300 рупий в год, если машина используется в течение одного года в течение 250 дней по 8 часов в день, то есть 2000 часов в год. Мы можем рассчитать то же самое для данного количества используемых машин и часов, что существенно снизит расходы.
Также мы можем рассчитать экономию установленной мощности, что также позволит сэкономить на счетах за электроэнергию.
Этот расчет сделан для электрода диаметром 4 мм, и для электродов большего размера экономия еще больше возрастет.
Можете ли вы запустить сварщика на солнечной энергии? (Да, вот как)
Как партнер Amazon, этот сайт получает комиссионные от соответствующих покупок. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Сварочные аппараты больше не ограничиваются фабриками: энтузиасты, любители и почти все могут купить сварочный аппарат для своей домашней мастерской.Но можно ли запустить сварочный аппарат на солнечной энергии? Или этот инструмент будет потреблять слишком много энергии?
Сварщику на 24 В, 150 А требуется не менее 2 кВт-ч солнечной энергии для работы в течение 30 минут. Солнечный генератор мощностью 3000 Вт или солнечные панели от 7 до 8 x 300 Вт могут питать сварочный аппарат при пяти часах солнечного света.
Как рассчитать потребность сварщика в солнечной энергии
Формула требуемой мощности сварщика:
Напряжение x амперы / КПД = ватт / киловатт
Для примера:
24 В x 150 ампер /.Эффективность 85 = 4235 Вт или округленное значение 4,3 кВт / ч.
Сварщику необходимо 4235 Вт для работы в течение 1 часа. На 30 минут нужно около 2200 ватт и так далее.
Отсюда легко понять, какой размер солнечного генератора или количество солнечных панелей необходимо.
Чтобы использовать сварочный аппарат в течение 30 минут, вам понадобится около 8 солнечных панелей мощностью 300 Вт или солнечный генератор мощностью 3000 Вт. Чтобы сварить в течение часа, вам нужно удвоить это количество до 600 Вт для генератора или до 16 солнечных панелей по 300 Вт.
Вроде много, и это так.Но имейте в виду, что эти цифры предполагают, что сварочный аппарат работает непрерывно. Фактически, сварка часто бывает остановлена и прекращается (подробнее об этом чуть позже). Вы включаете аппарат, проводите сварку от 5 до 15 минут, а затем выключаете его. Через несколько минут снова включаете сварочный аппарат и повторяете.
Вероятно, вы будете использовать сварочный аппарат от 15 до 20 минут в час, поэтому потребляемая мощность будет в диапазоне от 2000 Вт до 2500 Вт. Это также будет зависеть от напряжения, силы тока и КПД. Чем выше напряжение и ток, тем больше ватт потребляет сварщик.
Рейтинг эффективности не требует пояснений. Как и солнечные батареи, сварочные аппараты не на 100% эффективны, поэтому вы должны учитывать это в своих расчетах. Это тот случай, когда инверторы используются с солнечными батареями.
Какой процесс сварки лучше всего подходит для солнечной энергии?
Самыми популярными типами сварки являются MIG, TIG и ручная сварка. Но не существует единственно лучшей сварки для солнечной энергии, потому что это зависит от выполняемой вами работы.
Сварка MIG проста в освоении, и для нее используются доступные провода.Качество вывода хорошее и требует небольшой очистки.
Сварка TIG сложнее, чем MIG, но вы получаете лучшие результаты. Он идеально подходит для работ, требующих точности и детализации.
Сварка палкой или дуговой сваркой также легче освоить, чем сварка TIG. Вы можете делать это на открытом воздухе, не требует механизма подачи проволоки и обеспечивает надежные сварные швы. Однако качество ниже, чем MIG и TIG, так что это то, что нужно учитывать.
Требования к питанию для каждого устройства различаются. Вы найдете аппараты для сварки TIG, MIG и стержневые сварочные аппараты с различными характеристиками, поэтому выбор действительно зависит от того, какой тип работы вам предстоит выполнить.Вот общее руководство о том, что можно делать с каждым типом сварщика.
Процесс | Палка | MIG | TIG | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Результат сварки | Низкий | Средний | Высокий | |||||
905 Очень быстрая Скорость сварки | 905 | Требуемый навык | Средний | Начальный | Продвинутый | |||
Толщина металла | 1/8 ″ и выше | Минимум 24 калибра | 22 калибр 22 и более | МеталлНержавеющая сталь | ||||
и нержавеющая сталь | Любой металл | |||||||
Цена | Низкая | Средняя | Высокая |
Как запустить сварочный аппарат на солнечном генераторе
Солнечный генератор удобнее использовать для сварки, чем солнечную панель, поскольку одна электростанция может генерировать до 5000 Вт.Напротив, вам необходимо установить несколько солнечных панелей для выработки энергии, необходимой для сварочных аппаратов.
Существует множество различных сварочных процессов, поэтому потребляемая мощность у них будет разной. То же самое можно сказать и о солнечных генераторах, потому что выходная мощность зависит от их заряда и характеристик. Но есть несколько общих рекомендаций, которым вы можете следовать.
При поиске солнечного генератора для сварки проверьте, насколько поддерживаются его токи и напряжение. Генератор мощностью 5000 Вт может выдерживать 20 А при 240 В или 40 А при 120 В. Это просто пример, поскольку числа будут зависеть от системы.
У некоторых генераторов и сварщиков измерения измеряются в кВА (киловольт-ампер). Умножьте это на 800, чтобы найти эквивалент в ваттах. Электростанция мощностью 8 кВА — 6400 Вт (8 x 800 = 6400).
Пусковая и рабочая мощность
Перед покупкой солнечного генератора проверьте импульсную и рабочую мощность. Некоторым приборам, например, холодильникам, требуется больше мощности для запуска (импульсные ватты), после чего они начинают работать регулярно (рабочие мощности). Пиковая мощность выше, чем рабочая мощность , поэтому не путайте их при поиске солнечного генератора для сварщика.
Солнечный генератор может обеспечить импульсную мощность всего в течение нескольких минут. Сварщику не требуется импульсная мощность, но рабочая мощность генератора должна быть равна или больше, чем требуется сварщику.
Солнечный генератор с импульсной мощностью 2500 ватт и мощностью 1000 рабочих ватт не может питать сварочный аппарат мощностью 2000 Вт. Но генератор с выбросом 2500 Вт и беговой мощностью 2000 Вт может. Лучше всего, если рабочая мощность генератора превышает 2000 Вт, но если вы не будете запускать сварочный аппарат постоянно, он подойдет.
Но если вы используете много сварочных инструментов и работаете над крупными проектами, вам может понадобиться что-то вроде Bluetti AC200P, который имеет максимальный пиковый импульс 4800 Вт. Он обладает большой мощностью и подходит не всем, но если вам нужна мощность, она прямо там.
Но если вы свариваете только время от времени, есть портативная электростанция TPE с мощностью 1000 погонных ватт и 2000 пиковых ватт.Это хороший вариант, если вы новичок в сварке и хотите узнать, подходит ли вам солнечная энергия.
Сколько солнечной энергии действительно нужно сварщику?
Перед покупкой сварочного аппарата проверьте спецификацию и убедитесь, что ваша солнечная энергетическая система соответствует требованиям. Наиболее важными являются минимальный размер цепи, оптимальный размер цепи и первичное напряжение.
Помимо приведенной выше формулы преобразования, следует помнить о некоторых важных моментах.
- Сварочным аппаратам большой мощности — 200 А и выше — требуется прерыватель минимум на 50 А.
- Сварщики 208–240 В могут работать с током до 180 А, но для этого требуется прерыватель на 30 А (минимум) или 50 А (оптимальный).
- Сварочный аппарат 115–120 В отлично работает с выключателями 20–30 А. Вы можете использовать его до 140–150 А.
Чем толще свариваемый металл, тем больше тока требуется сварщику. На каждую сталь толщиной 0,001 дюйма требуется один ампер мощности. Некоторые общие рекомендации.
- 140A сварщики сваривают сталь толщиной до 1/4 ″
- 180A сварщики сваривают сталь толщиной от 3/8 ″ до 5/6 ″
- 200A сварщики сваривают сталь толщиной до 5/16 ″
- 250A сварщики сваривают сталь толщиной до 1/2 ″
В качестве примера: если вам нужно сварить сталь 3/8 ″, вам понадобится сварочный аппарат 24 В 180 А, который потребляет 4320 Вт в час (более или менее, в зависимости от эффективности).Но, как вы вскоре узнаете, рабочий цикл и мощность сварки определяют, сколько мощности вы действительно будете использовать
.Как рабочие циклы сварки влияют на требования к мощности
Ранее мы указывали, что сварочные аппараты не используются постоянно, поэтому они не потребляют много энергии. Размер сварочного аппарата измеряется в вольтах, амперах и рабочем цикле. Рабочий цикл показывает, как долго сварочный аппарат может работать при заданной мощности без перегрева.
Продолжительность включения составляет 10 минут.Сварочный аппарат 23V 180A с рабочим циклом 20% может проработать 2 минуты, а затем должен остыть в течение 8 минут. Рабочий цикл 30% означает, что сварщик может проработать 3 минуты и остыть в течение 7 минут перед возобновлением работы. Это не то же самое, что включить телевизор на солнечной энергии, который можно держать открытым часами.
Рабочий цикл определяется мощностью сварки. Более низкая сварочная мощность увеличивает рабочий цикл и наоборот. Если вместо 23V 180A процесс сварки будет 19V 110A, рабочий цикл увеличивается до 60%.
Вы можете видеть, насколько эти факторы влияют на его потребность в солнечной энергии. Чем ниже мощность сварки, тем меньше требуется мощности. Независимо от того, используете ли вы солнечные батареи, батареи или генератор, вы можете контролировать выходную мощность.
Можете ли вы запустить сварщика на солнечных батареях?
Возможно, но только на короткое время. У вас также должен быть аккумуляторный блок и синусоидальный инвертор, потому что полагаться только на солнечные батареи нецелесообразно. Без батарейного блока вы будете полностью полагаться на солнечный свет.Если небо затянуло облаками или внезапно пойдет дождь, у вас нет энергии.
Комбинация из 4 солнечных панелей по 100 Вт, батареи 200 Ач и синусоидального инвертора мощностью 1800 Вт может обеспечить работу небольшого сварочного аппарата в течение коротких периодов времени. Солнечные батареи заряжают аккумулятор, поэтому сварочный аппарат будет работать через инвертор. Однако эта установка очень ограничена. Подумайте об увеличении количества солнечных панелей вдвое и используйте вместо них батарею на 300 Ач. Это должно подойти для периодических сварочных работ.
Технически вы можете использовать сварочный аппарат любого размера, если у вас достаточно солнечной энергии.