Як працює зварювальний інвертор

Завдяки розвитку зварювального устаткування і появі інвертора зварювального апарату були розроблені моделі, які у багато разів краще класичного обладнання. У статті говориться, що вдає із себе і що значить інверторний зварювальний апарат. Описуються технічні характеристики, особливості конструкції зварювального інверторного апарата, що це таке, які бувають різновиди, плюси і мінуси і як не помилитися у виборі продукції.

Що таке зварювальний інвертор

З моменту появи потужних напівпровідників, таких як біполярний транзистор з ізольованим затвором, стало можливим створення імпульсного джерела живлення, здатного справлятися з високими навантаженнями дугового зварювання. Ці конструкції відомі під назвою інверторний зварювальний апарат. Як правило, вони спочатку перетворять електроенергію змінного струму в постійний струм. Після цього вони перемикають (інвертують) потужність постійного струму в понижуючий трансформатор для отримання потрібного зварювального напруги або струму. Частота перемикання зазвичай становить 10 кГц або вище. Хоча і висока частота комутації вимагає складних компонентів і ланцюгів, вона значно зменшує обсяг понижувального трансформатора, оскільки маса магнітних компонентів (трансформаторів і індукторів), необхідних для досягнення заданого рівня потужності, швидко знижується в міру того, як частота перемикання збільшується.

Де і як використовується

Дані типи пристроїв мають відмінні зварювальні параметри, завдяки чому їх можна використовувати для будь-яких видів зварювальних робіт. Вони застосовуються як в будівництві і на виробництві, так і в побутовій сфері. При необхідності обладнання для робіт на висоті дані пристрої незамінні. Добре підходять для – точкової зварювання -. Хоча і при – контактному зварюванні своїми руками – інвертор може не знадобитися, його існування значно полегшить роботи. Крім зварки, інвертори також можуть йти в комплекті з -паяльнимі станціями -.

особливості конструкції

Пристрій инверторного зварювального апарату складається з таких елементів:

  • Випрямляч. Він конструюється на основі діодного баста. Основна функція – випрямлення змінного струму.
  • Понижуючий трансформатор. Він відповідає за процес зниження напруги високих частот, тим самим збільшуючи силу струму.
  • Інвертор. Він генерує високочастотні електроімпульси. Цей блок складається з транзисторів, які відкриваються і закриваються при високу частоту.
  • Випрямляч струму на виході. Конструюється також на базі діодного моста. У нього також висока частота.
  • Електронний блок. Він призначений для регулювання режиму роботи самого пристрою.

Схема принципу роботи інверторного зварювального апарату

Технічні характеристики

  • Робоча напруга – 220 В, 380 В.
  • Частота струму – 50 Гц.
  • Зварювальний струм – від 5 А до 200 А. Професійні агрегати здатні видавати максимальний струм в великому інтервалі, апарати ж для дачі, як правило, розраховані на менший діапазон регулювання даної величини.
  • Тривалість включення – від 20% до 100%. Це один з найважливіших показників ефективності використання апарату, так як вона визначає можливість виконання зварювання на тому чи іншому струмі без перерви. Найпростіший інвертор не може довго функціонувати без зупинки. У пристроїв для промислового використання на зразок SSVA 160-2 тривалість включення може досягати 100%.
  • Холостий хід знаходиться в діапазоні від 40 до 80 Вт.
  • Напруга електричної мережі коливається від 140 до 260 В.

Як працює інверторний зварювальний апарат

Змінний струм йде через фільтр, де він перетворюється в постійний. Лише тільки потім він надходить в апарат.

Електроенергія йде через блок живлення (велика частота комутації), що дає змінний струм з великим показником частоти (20-50 Гц).

На виході пристрою напруга перетвориться і падає до 65-70 В. Сила струму при спаді напруги, відповідно, зростає. Сила струму зварювання на кінці електрода становитиме приблизно 100-200 А.

Попереднє перетворення електричної уможливлює використання трансформаторних блоків невеликих розмірів. Для того щоб на виході вийшов струм 160 А, треба, щоб в инвертор трансформатор був з масою 300 г.

Основним елементом апарату трансформаторного типу був сам силовий трансформатор з котушками первинної і вторинної обмотки. Саме котушка дозволила знизити змінну напругу. Це дозволяє на виході із другої обмотки зробити ток
більшої величини, який потрібен для инверторной зварювання металів.

Під час процесу роботи зі звичайними апаратами висока ймовірність перепалити або недожечь метал. Це залежить від того, що вони не дуже добре зберігають необхідну величину струму зварювання. Вона безпосередньо залежить від напруги.

Коли металл починає перепалювати, відбувається ослаблення зварювального шва. Там починають утворюватися отвори. Під час недожога шов також послаблюється. У інвертора потенціометр встановлює ток відповідно до шкали зварювального струму і залишає його незмінним.

Які є види

Існує два види технології виробництва інверторів:

  1. MOSFET
  2. IGBT

MOSFET була розроблена 50 років тому і є застарілою, проте її продукція коштує дешевше. Ці інвертори добре відпрацьовані, невеликих габаритів, а також з малою вагою. Вони доступні для роботи зі зварювання чорних металів.

IGBT є сучасною і більш економічною технологією. Хоча компоненти MOSFET дешевше, для нормальної роботи їх потрібно більше. У пристрої 200 А можна зустріти до 24 однакових силових транзисторів MOSFET. Транзисторів IGBT набагато менше (зазвичай близько 10). Апарати IGBT здатні працювати при значно більшій частоті (60-85 кГц), ніж їх попередники. Це значно знижує вагу пристрою. Температура включення термозахисту у IGBT-транзисторів досягає приблизно 90 градусів в порівнянні з 60 градусами в MOSFET. Це безпосередньо впливає на тривалість безперервної роботи інвертора.

Всі сучасні зварювальні інвертори здатні на такі режими зварювання:

  • напівавтоматична або MIG / MAG;
  • аргонодуговой процес TIG (застосовується інертний аргон і електроди, які не піддаються плавлення);
  • ручна дугова або ММА на постійному струмі (при використанні електродів).

Для стабільної мережі в 220 В характерні невеликі перепади в напрузі, які складають до 15%. Побутові і професійні апарати часто не чутливі до подібних перепадів і можуть продовжувати нормально експлуатуватися.

переваги

  • Висока частота струму є головним технічним перевагою в порівнянні з іншими зварювальними пристроями. В інверторах потрібна сила струму досягається зміною високочастотної напруги. У звичайних зварювальних трансформаторах це відбувається завдяки зміні електрорушійної сили індукційної котушки.
  • Високий рівень ККД. Може досягати 95% і навіть вище. Коефіцієнт може досягати 0.9-1.
  • Відсутність індуктивних втрат.
  • Завдяки високочастотного перетворювача всередині апарату перепади і просідання напруги не вплинуть на роботу інвертора.
  • Інвертори для – плазмового зварювання – завдяки високій ефективності нагріву металу можуть зварювати самі товсті металеві конструкції.

недоліки

  • Висока ціна.
  • Апарат погано реагує на пил, яка в свою чергу негативно позначається на охолодженні транзисторів. Коли на алюмінієвих радіаторах осідає пил, віддача тепла значно погіршується.

Як вибрати

  • Упаковка повинна бути без пошкоджень, а також чистим і сухим.
  • Обов’язкова наявність штрихкоду (і / або QR-коду).
  • Правильність написання назви продукції та виробника.
  • Наявність паспорта і інструкції.
  • Всі технічні характеристики містяться в паспорті і / або в інструкції.

Якщо виникає необхідність підключити пристрій до генератора (автономному) або звичайної мережі (скачки напруги від – 30% до + 20%), тоді оптимальним вибором рекомендується вибрати пристрій з хорошим захистом від напруги.

Також одним з головних чинників вибору пристрою є область застосування. Залежно від призначення рекомендується робити вибір. Існує три основні класи:

  1. Побутовий. Створено для зварювальних робіт невеликого обсягу. Режим роботи інвертора невеликий, приладу необхідні досить тривалі перерви по 5-10 хвилин експлуатації. Зварювальний струм становить 120-200 А.
  2. Професійний. Пристрої цього класу застосовуються для зварювання труб при ремонті комунікацій, виготовленні каркасів і металевих конструкцій. Режим роботи без перерв може бути досить тривалим. Сварка відрізняється гарною якістю. Зварювальний струм становить 200-300 А.
  3. Промисловий. Призначений для зварювання на виробництві та промисловості. Володіє безперервним режимом роботи на протязі доби. Перерви в режимі роботи невеликі. Зварювальний струм становить 250-500 А.

Придбання зварювального інвертора значно полегшить і поліпшить зварювальний процес, а на виробництві даний пристрій і зовсім є незамінним.

< /blockquote>

Ссылка на основную публикацию