Принцип работы сварки инверторной: Принцип работы сварочного инвертора: устройство и характеристики

Неисправности инверторных сварочных аппаратов

Ремонт сварочного инвертора своими руками –

с чего начать?

Довольно часто от клиентов слышу следующий вопрос – возможно ли самостоятельно попытаться отремонтировать сварочный инвертор? и если можно, то хотелось бы получить соответствующие рекомендации. Отвечаю – ремонт сварочного инвертора своими руками возможен, если у вас есть навыки в ремонте оборудования, время и самое главное желание этим заниматься. Если у вас недостаточно знаний и опыта ремонта электронной аппаратуры, но желание самостоятельно отремонтировать свой инвертор велико, то будьте готовы потратить немало времени на изучение принципов работы радиоэлектронных компонентов.

Инверторный сварочный аппарат – достаточно сложное устройство, поэтому вам потребуются навыки работы с измерительной техникой – вольтметром, мультиметром, осциллографом и другими приборами. При отсутствии этих навыков, в лучшем случае – вы напрасно потеряете время, а в худшем – дополните перечень существующих неисправностей. Советую для начала научиться пользоваться мультиметром, осциллографом, паяльником, либо паяльной станцией. Если вы уверены в своих силах, то можно приступать к ремонту.

Снятие защитного кожуха

Перед снятием защитного кожуха убедитесь, что источник не подключен к питающей электросети.

Очистка сварочного инвертора

Очистка производится методом продувки сжатым воздухом. Перед проведением очистки нужно удалить вручную весь крупный мусор – стружку, опилки и т.п.

Также, необходимо осмотреть электронные платы и все элементы электронных плат, проверить крепления радиодеталей к электронным платам и контактные соединения всех проводов и разъемов. Это необходимо для того, чтобы избежать повреждений при продувке сжатым воздухом. В случае некачественного соединения проводов, либо соединительных разъемов необходимо запомнить их расположение, для дальнейшего произведения восстановительных работ.

Далее, производится продувка сжатым воздухом всех электронных плат, трансформаторов и радиаторов охлаждения. Продувку нужно производить осторожно, для предотвращения повреждений мелких компонентов.

Визуальный осмотр сварочного инвертора

После очистки аппарата от пыли производится тщательный осмотр всех узлов и элементов. Необходимо проверить наличие внешних повреждений:

• мест пайки проводов и радиодеталей (при помощи увеличительного стекла), подозрительные, либо окисленные соединения нужно пропаять,
• всех дорожек электронных плат (при помощи увеличительного стекла), при наличии повреждений нужно аккуратно пропаять,
• надежности крепления каждого провода к соединительному разъему,
• надежность крепления трансформаторов и радиаторов охлаждения.

При наличии вентилятора охлаждения проверяется вращение крыльчатки от руки, она должна вращаться свободно и беспрепятственно.

Визуально осмотрите сетевой провод и место соединения с электронной платой, а также место крепления сетевого провода к корпусу аппарата, для исключения непредумышленного отсоединения от аппарата. Чаще всего, сетевой провод подключается к плате управления при помощи соединительного разъема. Этот разъем необходимо проверить более тщательно.

Убедившись в том, что сетевой провод в исправном состоянии и не имеет оголенных токоведущих частей можно приступить к визуализации работы путем подключения к сети.

Ремонт сварочного инвертора

Сварочный инвертор необходимо подключить к сети в открытом состоянии, без защитного кожуха. При наличии сетевого выключателя на аппарате перевести его в положение «Вкл». После этого он должен издавать слышимый звук, граничащий с писком, либо, должен работать вентилятор охлаждения. На некоторых моделях сварочных инверторов вентилятор охлаждения включается после нагрева радиодеталей, установленных на радиаторах охлаждения.

Если после подключения к сети и включения сетевого выключателя в положение «Вкл» инвертор не подает признаков работы, то необходимо мультиметром проверить наличие напряжения на входных контактах блока питания. К ним подключен сетевой провод, либо провода от сетевого выключателя. Напряжение на контактах должно быть не менее 180 В и не более 240 В. Если напряжение меньше 180 В, либо отсутствует, необходимо сначала восстановить полноценное электроснабжение сети. При условии присутствия переменного напряжения в указанном интервале проводим дальнейшую диагностику.

Проверяем присутствие постоянного напряжения на выходе выпрямительного блока. Работа будет намного упрощена, если у вас есть электрическая схема аппарата. На выходе выпрямительного блока обычно стоят большие конденсаторы, соединённые параллельно. Напряжение должно быть не менее 300 В, при условии если напряжение питающей сети 220 – 230 В. Если напряжение меньше или отсутствует совсем, то проверку всех элементов необходимо сделать по цепочке от сетевого провода до последнего конденсатора.

Если неисправен выпрямительный блок и вы нашли деталь, вышедшую из строя, не спешите менять ее на рабочую и включать в сеть аппарат. Следует определить причину выхода из строя этой детали.

Сама по себе радиодеталь выходит из строя очень редко, чаще всего к этому приводят внешние факторы. Выяснить какие факторы привели в негодность радиодеталь поможет характеристика работы данной детали. Например, если это диодный мост, то возможными причинами неисправности может послужить короткое замыкание на выходе диодного моста, либо превышение внешней нагрузки в выходной цепи. Выходная цепь имеет конденсаторы, которые нужно проверить на короткое замыкание. Также, выходная цепь может иметь полевые транзисторы соединенные последовательно с первичной обмоткой трансформатора. Следует отдельно проверить полевой транзистор и трансформатор. Процедура проверки зачастую требует извлечения радиодетали из общей схемы, так как на показания проверки влияют другие компоненты цепи.

После выпрямительного блока следует инвертор, который переводит постоянное напряжение в переменное напряжение высокой частоты. Основными элементами этого блока являются – высокочастотный трансформатор, полевой транзистор типа MOSFET и микросхема ШИМ-контроллера.

Начинаем проверку с цепочки полевого транзистора. Если полевой транзистор цел, то высокочастотный трансформатор скорее всего тоже исправен. А вот резисторы, находящиеся в цепи полевого транзистора, необходимо проверить индивидуально. При малейшем подозрении на неисправность их необходимо выпаять и проверить индивидуально на соответствие техническим характеристикам.

Далее проверяем осциллографом работу микросхемы ШИМ-контроллера. Здесь вам поможет «даташит» радиодетали, содержащий техническое описание компонента, его параметры, режимы эксплуатации и схемы включения. Если в схеме ШИМ-контроллера выявлены неисправности, то нужно проверить блок выходного выпрямителя на наличие короткого замыкания. Этот блок следует за высокочастотным трансформатором.

В случае отсутствия короткого замыкания в выпрямительном блоке, можно заменить вышедшие из строя элементы ШИМ-контроллера на рабочие и подключить сварочный инвертор к сети для дальнейшей диагностики. В большинстве случаев сварочный инвертор начинает работать, о чем говорит присутствие постоянного напряжения между зажимом «заготовка» и держателем электродов.

Напряжение между зажимом «заготовка» и держателем электродов проверяем мультиметром. Для этого устанавливаем цифровой мультиметр на измерение постоянного тока напряжением 200 В, отрицательным щупом мультиметра прикасаемся к зажиму «заготовка», а положительным к контактному месту установки электрода на держателе. Мультиметр должен показать напряжение от 40 до 120 В, в зависимости от технических характеристик сварочного инвертора. После замера напряжения нужно установить электрод и сделать несколько сварочных швов.

Если вентилятор охлаждения не включился сразу после подключения аппарата к сети и после проведения сварочных работ, то необходимо проверить напряжение в месте подключения проводов вентилятора. Оно должно соответствовать указанному на вентиляторе рабочему напряжению. Если напряжение отсутствует – необходим ремонт электронной платы управления. Если напряжение соответствует рабочему, но вентилятор не вращается, требуется замена вентилятора.

Испытание сварочного инвертора в бытовых условиях

Перед испытанием инвертора необходимо знать условия его эксплуатации, для понимания происходящих процессов в самом аппарате, а именно:

• продолжительность нагрузки в том или ином режиме работы,
• температурные условия,
• технические характеристики сети, необходимые для подключения сварочного инвертора,
• сварочные электроды, используемые для того металла на котором, будут производиться испытания.

Сварочный инвертор не должен сильно гудеть и самопроизвольно отключаться.

При выполнении сварочного шва дуга должна равномерно «шипеть». Громкость «шипения» зависит от выбранного тока сварки.

Если при соблюдении всех условий эксплуатации и правильно выбранного режима сварки не получается добиться равномерного «шипения» дуги, то следует более тщательно проверить блок выходного выпрямителя и выходного дросселя на соответствие вольт-амперным характеристикам.

Самопроизвольное отключение сварочного инвертора

При несоблюдении указаний по продолжительности нагрузки, аппарат может отключаться. Это происходит, если он перегреется и сработает температурная защита, о чем сообщает желтый светодиод на внешней панели. В таком случае следует прекратить процесс сварки на 20-30 минут и дать аппарату остыть. Но не стоит доводить процесс до срабатывания температурной защиты, так как она может отсутствовать в результате предыдущего недобросовестного ремонта.

Ремонт оборудования

Мы предлагаем

• Прием заявок семь дней в неделю
• Консультация по телефону
• Выезд специалиста на объект
• Оперативное устранение неполадок
• Соблюдение сроков ремонта
• Гарантия качества на ремонт
• Разумные цены

Адрес мастерской:
г. Красноярск, ул. Перспективная, 32

Неисправности инверторных сварочных аппаратов

Developed in conjunction with Joomla extensions.

Developed in conjunction with Joomla extensions.

Developed in conjunction with Joomla extensions.

Особенности ремонта инверторных сварочных аппаратов

Аркадий Солуня, г. Щучинск, Казахстан
В последние годы завоевали популярность инверторные сварочные аппараты. Эта техника относительно недорогая, удобная в работе, позволяющая выполнять большинство работ. По крайней мере, в быту, домашнем строительстве, в гараже. Все инверторные сварочные аппараты построены, несмотря на обилие марок, по одному и тому же принципу. Выходной ток сварочного инвертора достигает 140 А и более при напряжении дуги примерно 25 В. Параметры схемы подобраны так, чтобы от однофазной сети потреблялась мощность порядка 4-5 кВт. Производитель, как правило, – Китай. У одних пользователей аппараты служат годами, у других – несколько дней или недель. В большинстве случаев вышедший из строя аппарат можно отремонтировать.

Причин, по которым выходит из строя эта техника несколько:
• попадание внутрь влаги (хотя во многих изделиях платы покрывают лаком) и пыли, особенно металлической. Опытные сварщики рекомендуют пользоваться «болгаркой» в удалении от сварочного аппарата, поскольку его вентилятор охлаждения затянет проводящую пыль внутрь корпуса,
• некачественные контакты в проводах подключения напряжения се™, слишком длинные провода,
• отказы вентиляторов охлаждения с последующим их заклиниванием.
Для эффективного ремонта этих изделий необходим осциллограф, который следует запитать (от сети 230 В / 50 Гц) через разделительный трансформатор. Для этого можно использовать силовой трансформатор от старого цветного телевизора. Включение через трансформатор исключит возможное поражение ремонтника током, поскольку вся силовая цепь сварочного инвертора гальванически связана с сетью 230 В / 50 Гц.
Опыт ремонта таких аппаратов показывает, что большинство неисправностей связано с отказами реле плавного пуска и вторичного источника питания (ВИП). При отказе ВИП аппарат не включается. ВИП обычно вырабатывают напряжение 12, 15 или 24 В. Мощность его ограничена, почти всегда он работает в тяжелом режиме и при скачках сетевого напряжения, заклинивании питающихся от него вентиляторов обдува, сразу выходит из строя. При этом нередко разрушаются обмотки его трансформатора. Трансформатор легко разбирается после 5 минут кипячения в воде и перематывается. В качестве межобмоточной изоляции удобно применять высокотемпературный скотч, а при его отсутствии -ленты, нарезанные из кухонного рукава для запекания.
Наиболее тяжелые случаи – это когда произошел отказ силовых IGBT или FET транзисторов. Просто менять их бессмысленно – «сгорят» снова. Как правило, «сгорание» сопровождается коротким замыканием по цепи сетевого питания. «Прозвонка» мультиметром показывает, что закорочены плюс и минус сглаживающих конденсаторов выпрямителя сети 300 В.
В этом случае сразу выпаиваем все силовые транзисторы, все диоды их обвязки и проверяем. Проверяем выпрямительные диоды сетевого напряжения. Иногда половина силовых транзисторов остается цела (первые включения можно будет сделать на них).

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Felix Trush

Ремонт и эксплуатация сварочных трансформаторов

Простота конструкции и надежность сварочных трансформаторов относятся к их главным достоинствам. Однако и самые надежные механизмы иногда выходят из строя, особенно тогда, когда эксплуатация сварочных аппаратов производится с нарушением правил. Про устройство сварочных трансформаторов читайте здесь .

Самым слабым элементом сварочных трансформаторов является клеммная колодка, к которой подключаются сварочные кабели. Плохой контакт вместе с большим значением сварочного тока приводит к сильному нагреву соединения и подсоединенных к нему проводов. В результате разрушается само соединение, сгорает изоляция на концах обмоток, вследствие чего происходит замыкание.

Ремонт сварочного трансформатора в данном случае сводится к перебору греющегося соединения, зачистке контактных поверхностей и их зажиму с обеспечением плотного контакта всех элементов.

В числе других случаются следующие неисправности.

Самопроизвольное отключение сварочного аппарата. При включении трансформатора в сеть срабатывает его защита, в результате чего аппарат отключается. Это может происходить из-за замыканий в цепи высокого напряжения — между проводами и корпусом или проводов между собой. К срабатыванию защиты может приводить также замыкание между витками катушек или листами магнитопровода, а также пробой конденсаторов. При ремонте необходимо отключить трансформатор от сети, отыскать дефектное место и устранить неисправность — восстановить изоляцию, заменить конденсатор и т.п.

Сильное гудение трансформатора, сопровождающееся часто перегревом. Причиной может быть ослабление болтов, стягивающих листовые элементы магнитопровода, неисправности в креплении сердечника или механизма перемещения катушек, перегрузка трансформатора (чрезмерно длительная работа, высокое значение сварочного тока, большой диаметра электрода). К сильному гулу приводит также замыкание между сварочными кабелями или листами магнитопровода. Необходимо проверить и подтянуть все винты и болты, устранить нарушения в механизмах крепления сердечника и перемещения катушек, проверить и восстановить изоляцию в сварочных кабелях.

Чрезмерный нагрев сварочного аппарата. К наиболее частым причинам этого относится нарушение правил эксплуатации в виде установления сварочного тока выше допустимого значения, использования электрода большого диаметра или слишком продолжительной работы без перерыва. Необходимо соблюдать стандартный режим работы — устанавливать умеренные значения тока, применять электроды небольших диаметров, делать перерывы в работе для охлаждения аппарата.

Сильный нагрев может привести к замыканию между витками обмотки катушки вследствие сгорания изоляции, сопровождающегося обычно дымлением. Это самый серьезный случай, про который говорят, что аппарат «сгорел». Если это произошло, то ремонт сварочного аппарата потребует в лучшем случае проведения локального восстановления изоляции провода катушки, в худшем — полной ее перемотки. В последнем варианте для сохранения характеристик аппарата необходимо проводить перемотку проводом исходного сечения — с тем же количеством витков, что и было.

Низкое значение сварочного тока. Явление может наблюдаться при пониженном напряжении в питающей сети или неисправности регулятора сварочного тока.

Плохая регулировка сварочного тока. К этому могут приводить различные неисправности в механизмах регулирования тока, которые различаются в разных конструкциях сварочных трансформаторов. А именно, неисправности в винте регулятора тока, замыкание между зажимами регулятора, нарушение подвижности вторичных катушек из-за попадания посторонних предметов или иных причин, замыкание в дроссельной катушке и т.п. Необходимо снимать кожух с аппарата и исследовать конкретный механизм регулирования тока на предмет обнаружения неисправности. Простота устройства сварочного аппарата и доступность всех его компонентов для осмотра, облегчают поиск неисправности.

Внезапный обрыв сварочной дуги и невозможность зажечь ее снова. Вместо появления дуги наблюдаются только мелкие искры. Подобное может быть вызвано пробоем обмотки высокого напряжения на сварочную цепь, замыканием между сварочными проводами или нарушением их соединения с клеммами аппарата.

Потребление большого тока из сети при отсутствии нагрузки. К этому может приводить замыкание витков обмотки, устраняемое локальным восстановлением изоляции или полной перемоткой катушки.

Ремонт сварочных выпрямителей

В конструктивном отношении выпрямитель занимает промежуточное положение между сварочным трансформатором и инвертором. От первого ему в наследство достался силовой трансформатор со всеми его недостатками, в частности, большой массой, нагревом и потенциальной возможностью замыкания обмоток или листов магнитопровода. Поэтому причины выхода из строя и способы ремонта сварочного аппарата в части силового трансформатора являются теми же самыми, что и у сварочного трансформатора. В случае, изображенном на фото ниже, сгорела обмотка силового трансформатора, и без перемотки в данном случае уже не обойтись.

Устройство сварочного выпрямителя

Имеющаяся электронная часть — диодный выпрямитель и модуль управления — роднит сварочный выпрямитель с инвертором. Поэтому поиск неисправности предполагает проверку диодного моста и элементов платы управления. Диодный мост является надежным компонентом электронных схем, но иногда он выходит из строя. В общем-то, причины неисправности могут быть самые разные: выгорают дорожки на платах, выходят из строя трансформаторы схемы управления. На фото ниже отображен случай, когда ремонт сварочного аппарата своими руками, заключавшийся в замене неработающей детали платы управления российским аналогом, позволил пользователю сэкономить на ремонте немалую сумму (70% от стоимости сварочного аппарата).

Плата управления (рядом замененный трансформатор платы управления)

Ремонт сварочных инверторов

Сварочные инверторы обеспечивают отличное качество сварки и максимальный комфорт для сварщика. Однако эти достоинства приобретены ценой более сложной конструкции и — что бы там ни говорили производители инверторов — меньшей надежностью в сравнении с предшественниками — трансформаторами и выпрямителями.

В отличие от сварочного трансформатора, который является в большей степени электротехническим изделием, сварочный инвертор представляет собой электронное устройство. Это означает, что диагностика и ремонт сварочных инверторов предполагает проверку работоспособности транзисторов, диодов, резисторов, стабилитронов и прочих элементов, из которых состоят электронные схемы. Нужно уметь работать с осциллографом, не говоря уже о мультиметрах, вольтметрах и прочей заурядной измерительной технике.

Особенностью ремонта инверторов является и то, что во многих случаях определить по характеру неисправности вышедший из строя компонент трудно или вообще невозможно, приходится проверять последовательно все элементы схемы.

Из всего вышесказанного следует, что успешный ремонт сварочного инвертора своими руками возможен лишь в том случае, если имеются хотя бы начальные познания в электронике и маломальский опыт работы с электросхемами. В противном случае самостоятельный ремонт может обернуться лишь напрасной потерей времени и сил.

Как известно, принцип работы сварочного инвертора заключается в поэтапном преобразовании электрического сигнала:

• Выпрямлении сетевого тока — с помощью входного выпрямителя.
• Преобразовании выпрямленного тока в переменный высокочастотный — в инверторном модуле.
• Понижении высокочастотного напряжения до сварочного — силовым трансформатором (имеющим очень маленький размер благодаря большой частоте напряжения).
• Выпрямлении переменного высокочастотного тока в постоянный сварочный — выходным выпрямителем.

В соответствии с выполняемыми операциями, инвертор конструктивно состоит из нескольких электронных модулей, к основным из которых относятся модуль входного выпрямителя, модуль выходного выпрямителя и плата управления с ключами (транзисторами).

Притом что основные компоненты в инверторах различной конструкции остаются неизменными, их компоновка в аппаратах разных производителей может сильно различаться.

Устройство сварочного инвертора

Устройство сварочного инвертора

Проверка транзисторов. Самым слабым местом инверторов являются транзисторы, поэтому ремонт инверторных сварочных аппаратов начинается обычно с их осмотра. Неисправный транзистор обычно виден сразу — взломанный или треснутый корпус, прогоревшие выводы. Если такой обнаружен, можно начинать ремонт инвертора с его замены. Вот так выглядит сгоревший ключ.

Поврежденный транзистор сварочного инвертора

А вот так — установленный взамен сгоревшего. Транзистор установлен на термопасту (КПТ-8), обеспечивающую хороший отвод тепла на алюминиевый радиатор.

Транзистор сварочного инвертора

Иногда внешних признаков неисправности нет, все ключи выглядят неповрежденными. Тогда для определения неисправного транзистора используется мультиметр, для их прозвонки.

Определить неисправные элементы — это очень хорошо, но далеко не все. Ремонт инверторных сварочных аппаратов предполагает также подыскивание, взамен сгоревших элементов, подходящих аналогов. Для этого определяется характеристика вышедших из строя элементов (по даташиту) и, исходя из нее, подбираются аналоги на замену.

Проверка элементов драйвера. Силовые транзисторы обычно не выходят из строя сами по себе, чаще всего этому предшествует выход из строя элементов «раскачивающего» их драйвера. Внизу представлено фото платы с элементами драйвера инвертора Telwin Tecnica 164. Проверка осуществляется с помощью омметра. Все неисправные детали выпаиваются и заменяются подходящими аналогами.

Проверка выпрямителей. Входные и выходные выпрямители, представляющие собой диодные мосты, установленные на радиаторе, считаются надежными элементами инверторов. Однако иногда выходят из строя и они. К тем, что изображены на фото ниже, это не относится, они — исправны.

Диоды с тремя ножками

Диодный мост удобнее всего проверять, отпаяв от него провода и сняв с платы. Это облегчает работу и не вводит в заблуждение при наличии короткого замыкания в цепи. Алгоритм проверки прост, если вся группа звонится накоротко, нужно искать неисправный (пробитый) диод.

Для выпаивания деталей удобно пользоваться паяльником с отсосом.

Контроль платы управления. Плата управления ключами — самый сложный модуль сварочного инвертора, от его работы зависит надежность функционирования всех компонентов аппарата. Квалифицированный ремонт сварочных инверторов должен заканчиваться проверкой наличия сигналов управления, поступающих на шинки затворов модуля ключей. Осуществляется эта проверка с помощью осциллографа.

Контроль платы управления (на фото не инвертор, а выпрямитель, но суть от этого не меняется)

Полуавтоматы

В полуавтоматах, независимо от того, на какой базе — инверторов или выпрямителей — они выполнены, к неисправностям электронной и электрической части могут добавляться чисто механические неполадки. В частности, задержка подачи проволоки, вызванная малым прижимным усилием в механизме подачи или большим трением между проволокой и каналом в рукаве. В последнем случае самым эффективным способом ремонта сварочного аппарата является замена канала. Причем менять его рекомендуется, совместив удаление старого с установкой нового — за один протяг, соединив конец старого канала с началом нового.

Принцип работы сварочного полуавтомата инверторного типа

С помощью сварочных полуавтоматов инверторного типа производится электродуговая сварка. Новые модели гораздо эффективнее устаревших трансформаторов и выпрямителей. Принцип работы основывается на преобразовании входного напряжения. На первой стадии ток становится постоянным, потом образуется напряжение высокой частоты, порядка 100 кГц. При инверторной технологии КПД повышается до 95%. Динамические характеристики при этом значительно улучшаются.

Сварочный инвертор-полуавтомат стоит дороже стандартной сварочной установки, но покупатель с его приобретением получает компактный и производительный аппарат, с которым легче осуществлять сварочные работы.

Преимущества устройства

• Как правило, сварочные инверторные полуавтоматы имеют малый вес и транспортируются просто.
• Пи сварке наблюдается малое разбрызгивание, благодаря чему впоследствии не требуется зачищать большие швы.
• Регулировка тока у инверторного полуавтомата очень точная.
• У многих моделей есть функция горячего старта, которая заключается в сильном импульсе, образующемся в аппарате. Благодаря этому аппарат может быть включен очень быстро.
• Наличие функции антизалипания электрода. При этом держатель его надежно защищается.
• Небольшое потребление электроэнергии.

Цены на полуавтоматы варьируются в широком диапазоне, поэтому предоставлен большой выбор.

Принцип работы

Все инверторное оборудование отличается высоким качеством подачи напряжения на выходе. Правильная ровная дуга образуется путем трансформации электротока. Полуавтоматы преобразовывают переменное напряжение в постоянное, и наоборот, многократно. Трансформации на выходе дают стабильную дугу без скачков, что отражается на качестве шва.

• Сварка ведется благодаря проволоке, плавящейся под действием электрической дуги.
• При плавлении проволоки для повышения эффективности используется газ, который играет роль защитной среды.
• Проволока подается автоматически. В некоторых моделях скорость движения проволоки регулируют специальными устройствами по мере увеличения напряжения дуги.

Выбор полуавтомата

В обычном полуавтомате проволока горит лишь под воздействием газов. При плавлении используются и активные, и инертные смеси. На ту или иную указывает маркировка MIG/MAG. Возможен также выбор полуавтомата с флюсовой проволокой, для которой не нужны газы. Образуется защитная среда при сгорании сердцевины проволоки.

Наиболее удобен универсальный полуавтомат-инвертор, позволяющий работать с любой сварочной проволокой, которая включает флюсовый и порошковый материал.

Для разных металлов требуется разные газовые смеси. Так, среда углекислого газа подойдет для работы с низкоуглеродистыми сталями. Плюс оборудования — в невысокой стоимости расходников. К недостаткам можно причислить низкое качество шва, который при отсутствии обработки ржавеет уже через короткое время. Для цветных металлов используются азот и аргон.

Модели делятся на три основные группы. С профессиональными аппаратами выполняют большие объемы работ с коротким интервалом отключения. Им требуется трехфазное напряжение. Бытовые, полупрофессиональные и полупромышленные установки стоят дешевле и иногда способны работать от обыкновенной домашней электросети.

Одним из важнейших критериев при выборе является коэффициент предельной нагрузки — П. Н. Он говорит о том, сколько способна проработать установка при максимальной нагрузке. Промежуток принято рассчитывать в интервале в 10 минут. Например, если у аппарата без газа ПН равен 60%, а ток — 40 А, значит, максимальное напряжение он сможет выдавать 6 минут, а на 4 минуты его надо выключать. У профессионального инвертора для полуавтоматической сварки ПН часто равен 100%, тогда как напряжение — 30−45 А. Значит, при подаче этого напряжения не требуется выключать установку, она может работать весь день.

Как переделать сварочный инвертор в полуавтомат

Принцип действия инверторного полуавтомата разительно отличается от принципа работы аппарата дуговой сварки. Чтобы обеспечить сварку, требуется уравновесить три параметра:

Сделать из инверторной сварки полуавтомат получится при соблюдении всех условий и дополнительного обеспечения соответствия следующих параметров:

• Жесткое напряжение, которое определит длину дуги. В этом случае скорость регулировки подачи тоже определит параметры сварного тока.
• Под полуавтомат инверторную сварку получится переделать путем запитывания его от сварочной цепи напрямую. В этом случае при увеличении интенсивности дуги автоматически увеличивается скорость подачи.

Выбор производителя

Кто же среди первых в рейтинге сварочных полуавтоматов? Не будем брать на себя ответственность за определение победителя, а просто расскажем о некоторых производителях.

Здесь выделим три больших группы:

• Европейские производители. Главное отличие полуавтоматов, изготовленных в Европе, в полном их соответствии параметрам, заявленным в технической документации. Как правило, эти модели имеют большой срок службы и часто могут похвастаться наличием технологических новшеств. С аппаратами Kemppi, Wester, Telwin и проч. удастся решить даже сложнейшие производственные задачи.
• Российское оборудование — простое и с минимальным количеством функциональных возможностей. Хороший выбор при ограниченном бюджете. Тем не менее качество неплохое. Похвалу заслужила продукция фирмы «Сварог», среди прочего предлагающая полуавтоматы, поддерживающие универсальные модели и технологию сварки без газа.
• Китайские установки в большинстве случаев носят названия «Темп», «Ритм» и тому подобные. Они производятся в КНР по лицензии. Некоторые модели показали себя вполне неплохо. Обычно служат недолго.

Установка выбирается после определения целей, для которых она должна использоваться. Когда главная задача — это разовые работы, можно взять и китайскую модель. Если предполагается более интенсивное использование, рекомендуется купить европейский или российский аппарат.

Инвертор или полуавтомат: что лучше

По сути, вопрос бессмысленный. Для разных работ требуется полуавтоматическая или дуговая сварка. Например, варить с помощью электродов кузов автомобиля довольно проблематично, хотя и возможно теоретически. Для кузовных работ лучше использовать полуавтоматическую установку. Сила тока в случае сварки инверторным полуавтоматом целиком соответствует необходимым параметрам и позволяет производить сварку тонкого металла.

С помощью инверторного сварочного аппарата могут вариться цветные и тугоплавкие металлы. Дуговой сваркой не удастся наварить шов на меди или алюминии. С другой стороны, качественный дуговой инверторный аппарат незаменим, когда ведется работа с черными металлами, а стоимость обслуживания его, даже с приобретением расходных материалов, значительно ниже.

Метод сварки с использованием специальной плавящейся сварочной проволоки в защитной газовой среде начал использоваться в 60–е годы прошлого века. В начале аппараты такого типа, ввиду своей дороговизны и громоздкости работали в основном на крупных механосборочных и ремонтных предприятиях.

Технологический бум последних десятилетий, главным образом, появление и совершенствование инверторных технологий, позволили снизить весогабаритные и ценовые характеристики сварочных полуавтоматов.

Сегодня полуавтоматические сварочные аппараты инверторного типа уже не являются исключительной прерогативой профессионалов, а широко используются бытовыми потребителями.

Принцип действия и сфера применения

Сварочный полуавтомат инверторного типа относится к классу устройств, осуществляющих электродуговую сварку металлов с применением плавкого электрода. В отличие от ручных аппаратов, использующих штучные электроды, в рассматриваемом агрегате электродом служит специальная сварочная проволока, намотанная на бобину.

В процессе работы осуществляется непрерывная подача проволоки к свариваемому участку. Наличие в аппарате механизма, выполняющего перемещение проволочного электрода по мере его оплавления, служит основанием называть это устройство полуавтоматическим.

Еще одной особенностью, которой обладает сварочный аппарат полуавтомат, является возможность выполнять сварку в защитной газовой среде, что препятствует окислению и азотированию металла в сварочной ванне, уменьшая разбрызгивание расплавленного металла. Такой режим обеспечивает высокое качество сварного шва, а также позволяет работать с материалами, обычная атмосферная сварка которых невозможна или требует применения специфических электродов.

Подача проволоки и защитного газа происходит через газовую горелку, которую сварщик при работе удерживает в руке.

Такое название за этим устройством закрепилось благодаря внешней схожести с горелками газопламенного оборудования, на которой аналогия заканчивается.

Газовая горелка, с которой работает сварочный проволочный аппарат полуавтомат, служит для подачи защитного (негорючего) газа и проволочного электрода, находящегося под напряжением инверторного источника питания. Газ, подаваемый к месту сварки, может быть инертным (чаще всего это аргон), либо активным, которым служит углекислый газ. В первом случае, режим называется MIG (metal inert gas), Во втором – MAG (metal active gas).

Возможна сварка без подачи защитного газа. В этом варианте применяется специальная сварочная проволока, представляющая собой очень тонкую трубку из металла, внутри которой находится порошковый флюс, образующий защитный слой при сварке. По этой причине такую проволоку называют порошковой.

Основой сварочного полуавтомата является блок питания, построенный по принципу инвертора. Располагается он в основном корпусе аппарата. Там же находятся вентилятор для охлаждения элементов схемы и патрубки для присоединения газового баллона и подачи газа в горелку.

Механизм, осуществляющий подачу проволоки, может располагаться как внутри корпуса (толкающий), так и в ручке горелки (тянущий). Некоторые модели имеют оба вида привода. На Фото 2 представлен внешний вид основного корпуса инверторного полуавтомата.

Критерии выбора полуавтомата

Выбирать инверторный сварочный полуавтомат следует по техническим характеристикам, сопоставляя их с теми задачами, которые предполагается решать с его помощью. Рассмотрим основные параметры, влияющие на выбор аппарата.

Максимальная величина сварочного тока. Это одна из основных характеристик. Ток сварки, а также связанный с ним диаметр проволоки, в совокупности определяют толщину провара металла. Зная толщину металла, который предполагается сваривать, пользуясь данными Таблицы 1, можно определить необходимое значение тока сварки.

При выборе аппарата по сварочному току, желательно обеспечить запас по этому параметру. Хорошо, если значение максимального тока выбранного аппарата превосходит требуемое по технологии хотя бы на 30%.

Допустимый режим работы. Производители могут по-разному обозначать этот параметр. Часто его называют продолжительностью включения (ПВ) и указывают число в процентах. Смысл этой характеристики заключается в следующем. Работу сварочного агрегата принято разбивать на 10-ти минутные циклы. Продолжительность цикла принимается за 100%. Например, если указано ПВ 60%, это означает, что в течение цикла из 10-ти минут аппарат должен работать в режиме сварки не более 6 минут.

Иногда указывается режим работы для нескольких значений тока сварки. Например: при токе 150 Ампер, ПВ 100%, при токе 250 Ампер, ПВ 50%. Такая запись означает, что при значении сварочного тока 150 Ампер, аппарат может длительно работать без остановки, а при 250 Амперах, только 5 минут из 10-ти.

Ориентируясь на этот признак, а также на значение сварочного тока, модели аппаратов условно принято классифицировать на:

• Профессиональные;
• Полупрофессиональные;
• Любительские или бытовые.

Разумеется, аппараты разных классов находятся и в разных ценовых категориях.

Делая выбор по этому параметру, необходимо оценить предполагаемый режим работы агрегата. Если устройство используется для мелкого ремонта в домашних условиях, то вполне удовлетворительной можно считать возможность его 20-ти процентной загрузки. Аппараты, работающие на сборочных линиях и крупных ремонтных предприятиях, должны обеспечивать длительный непрерывный режим работы, то есть, 100 – процентную загрузку.

Мощность, потребляемая из сети. Этот параметр связан со значением сварочного тока. Но его следует учитывать отдельно, сопоставляя с возможностями питающей электросети там, где предполагается использовать сварочный аппарат полуавтомат инверторного типа. Большие значения сварочного тока и возможность длительно работать без перерыва обеспечиваются закладываемым в аппарате запасом мощности. Поэтому, наибольшей мощностью и потреблением энергии отличаются профессиональные устройства.

Вид напряжения питания. Сварочные полуавтоматические инверторы имеют однофазное или трехфазное исполнение. Профессиональные аппараты, как правило, трехфазные. Такие устройства имеют лучшие характеристики сварочной дуги, но они существенно дороже.

Отличия полуавтоматов

К главным отличиям сварочных полуавтоматов следует отнести:

• Использование сварочной проволоки вместо штучных электродов;
• Применение защитных газов для формирования среды;
• Наличие автоматического механизма непрерывной подачи проволоки в процессе сварки.

Перечисленные конструктивные особенности обусловливают уникальные возможности, которыми обладают сварочные полуавтоматические аппараты.

Рекомендуем похожие статьи из раздела:

Особенности и критерии выбора сварочных аппаратов Ресанта, преимущества и недостатки, актуальные модели с отзывами.

Стоит ли приобретать сварочные аппараты Кемпи, какими особенностями и преимуществами они обладают, примеры аппаратов фирмы и отзывы потребителей.

Преимущества и недостатки

Сформулируем основные положительные свойства, которыми обладает сварочный инвертор полуавтомат, делающие выбор в пользу такого аппарата более предпочтительным.

• Возможность создавать высококачественные соединения, в том числе материалов, обычно плохо поддающихся сварке. Это преимущество обусловлено использованием специфической технологии, заключающейся в применении специальных газов, формирующих защитную микросреду в сварочной зоне.
• Возможность сваривать тонколистовой металл. Таким свойством полуавтомат обладает в силу того, что благодаря защитной среде и возможности применения тонкой (до 1 мм) сварочной проволоки, можно работать с малыми токами сварки. Такой режим недоступен при использовании штучного электрода, либо требует от сварщика высочайшего мастерства.
• Малый нагрев деталей при сварке. Данное качество обусловлено применением тонкой сварочной проволоки, благодаря чему зона горения дуги локализуется более узко, общая энергия дуги, и, следовательно, количество выделяемого тепла, уменьшается. Это очень важно при работе с тонколистовым материалом, неравномерный нагрев которого может привести к его короблению. При кузовном ремонте автотранспортной техники, малый нагрев обеспечивает сохранность лакокрасочного покрытия прилегающих к месту сварки деталей.
• Способность длительно работать в режиме сварки без гашения дуги. Это свойство особенно важно в условиях промышленного использования. При сварке ответственных крупногабаритных деталей, длинные сварные швы можно выполнять за одну проходку, благодаря наличию «бесконечного» электрода в виде сварочной проволоки.
• Простота использования. Настройка полуавтомата на нужный режим работы, обеспечивает дальнейшую устойчивость, не зависящую от квалификации сварщика. Это позволяет успешно работать с полуавтоматом даже новичкам.

Обладает устройство и некоторыми недостатками:

• Более высокие требования к подготовке свариваемых поверхностей. Полуавтомат более чувствителен к наличию загрязнений и коррозии.
• Использование баллона с газом делает устройство менее мобильным.

Описание процесса сварки алюминия полуавтоматом, основные нюансы и советы, а также меры предосторожности при сварке алюминия в аргоне — читать здесь.

Заключение

Резюмируя написанное здесь, следует отметить, что инверторный сварочный аппарат полуавтомат является универсальным устройством, способным решать разнообразные задачи в быту и на производстве. Добавить к этому можно тот факт, что некоторые представители этого класса устройств обладают возможностью использовать их в режиме ручной сварки с применением штучного электрода, а также ручной сварки в защитной газовой среде.

Нас часто спрашивают какой выбрать полуавтомат: подешевле, но трансформаторный или подороже, но инверторный? Однозначный ответ Вы найдете в этой статье.

Классификация полуавтоматов по разным признакам

Сварочный аппарат полуавтоматической сварки крайне необходим при проведении кузовных работ. Он позволяет в кратчайшие сроки осуществить ремонтные работы при высоком качестве полученного результата. Современные полуавтоматы не требуют специальных навыков и могут использоваться любителямя.

Прежде всего, необходимо дать определение самому понятию «полуавтомат». Сварочный полуавтомат – это сварочный аппарат, предназначенный для сварки присадочным материалом – проволокой в среде защитного газа. Слово «полуавтомат» означает, что сварщику необходимо направить сварочную горелку в нужное место, все остальное (запуск подачи проволоки, включение питания) сделает самостоятельно автоматика.

Сварочные полуавтоматы можно разделеить на классы по сфере применения:

1. бытовой;
2. полупрофессиональный;
3. профессиональный.

Отличие заключается в максимальном токе, который может выдать источник питания и в проценте времени работы (ПВ) на максимальном токе.

По конструкции источника питания бывают:

Инверторные сварочные полуавтоматы имеет более высокую стоимость, но при этом они имеют меньшую массу и размеры. Также инверторная технология предусматривает такие функции помощи сварщику как антиприлипание проволоки, плавный поджег дуги и возможность плавной регулировки сварочного тока. Трансформаторные сварочные аппараты применяются в тех местах, где не требуется частая транспортировка устройства и есть место для его установки.

Трансформаторные полуавтоматы.

Все трансформаторные полуавтоматы устроены примерно одинаково:

1. силовой трансформатор;
2. выпрямитель;
3. дроссель.

Расшифровка цифр и букв в названии модели 240ДАВ:

1. 240 – max сварочный ток
2. Д – имеется выход для дуговой сварки MMA (электродержатель в комплекте не идет)
3. А – на панели имеется евроразъем для горелки (приобетается отдельно)
4. В – на задней панели встроен вентилятор охлаждения

Основные недостатки трансформаторных полуавтоматов:

Никаких систем автоматического регулирования и стабилизации напряжения в них нет, а для изменения выходного напряжения на первичной обмотке трансформатора сделаны отводы, которые коммутируются переключателем. Регулировка выходного напряжения трансформатора производится ступенчато и исключительно на «холостом ходу», а не во время сварки.

Благодаря примитивности устройства у этих полуавтоматов предельно простая конструкция и минимальная цена. Но такая простота имеет серьезные недостатки:

1. На выходе такого полуавтомата не постоянное, а пульсирующее напряжение с величиной пульсаций близкой к удвоенной частоте сети (100 Гц), т. е. 100 раз в секунду оно падает почти до нуля;
2. Напряжение, заданное переключателем отводов первичной обмотки, никак не стабилизировано, просаживается под нагрузкой и меняется вместе с колебаниями сетевого напряжения;
3. Переключатель отводов обычно имеет всего 4-5 положений, что явно мало для точного задания напряжения.

Значительным же плюсом является простота конструкции, отсутствие электронных компонентов, что позволяет буквально «на коленках» произвести ремонт, обладая начальными познаниями в электрике и механике. Что может сэкономить время, которое ушло бы на ремонт более сложного аппарата в сервисе профессионалом.

Все это хорошо известно производителям таких полуавтоматов. Но эти аппараты в основном рассчитаны на применения, где требования к качеству сварки почти никакие, и на пользователей с низкой квалификацией, либо с небрежным отношением к «хозяйскому» инструменту.

Инверторные полуавтоматы.

Инверторный полуавтомат содержит систему автоматического регулирования с обратными связями, которая позволяет плавно регулировать выходное напряжение в очень широком диапазоне непосредственно во время работы, причем выставленное напряжение стабилизировано и не зависит от колебаний сети и почти не просаживается под нагрузкой.

Режим работы на максимальном тока у инверторных аппаратов значительно превосходит время работы трансформатора. Что позволяет значительно экономить время без ущерба в качестве сварки, не ожидая когда же аппарат «остынет».

Работа инверторного аппарата заметно стабильнее при пониженном напряжении вплоть до падения до 140В, что весьма характерно для российских электросетей, где напряжение редко соответствует заявленному номиналу. Трансформатор требует постоянной подстройки по выходному напряжению и скорости подачи проволоки, в отличие от инвертора, который сам подстраивается к «скачкам» напряжения, в результате чего пользователь этого даже не заметит. Следует отметить, что настроенный на работу при пониженном напряжении трансформатор, при резком росте напряжения до номинала в 220В (типичная ситуация для гаражей, когда сосед выключил сварку) с легкостью прожжет тонкий кузовной металл.

Благодаря инверторным технологиям недостатки инверторных полуавтоматов в принципе отсутствуют как явление, от чего качество сварки значительно выше, чем у трансформаторных сварок.

И еще один серьезный и несомненный плюс инверторных аппаратов — гораздо меньший вес. При аналогичной мощности выходного тока трансформаторный полуавтомат будет весить в 2-2.5 раза тяжелее инвертора.

Сравнение инверторного полуавтомата с трансформаторным

Самый бюджетный инверторный полуавтомат

Качество с большой буквы при низкой цене:

Сравнительный тест бюджетных полуавтоматов Ergus, Eland, Ресанта, AURORA:

Сварка алюминия полуавтоматом AuroraPRO OVERMAN 180:

Сварка полуавтоматом для чайников (Часть 1) – Подготовка к работе:

Сварка полуавтоматом для чайников (Часть 2) – Сварка тонкого металла:

Сварка полуавтоматом для чайников (Часть 3) – Сварка толстого металла:

Принцип работы инверторного сварочного аппарата

Одним из самых популярных видов оборудования для электродуговой сварки по праву считается сварочный инверторный аппарат. В число преимуществ таких приборов входят совместимость с большим количеством электродов, малый вес и высокая производительность. Приобрести инверторные сварочные полуавтоматы по ценам, соответствующим рыночным, можно в нашем магазине.

Механизм функционирования оборудования

Чтобы понять принцип работы такого прибора, нужно ознакомиться с его конструкцией. Питание инверторных сварочных аппаратов осуществляется через кабель от розетки с напряжением в 220 или 380 вольт. Поступающий в прибор переменный ток с частотой в 50 Герц сразу направляется в сетевой выпрямитель. Это устройство состоит из диодного моста и фильтрующих конденсаторов. Их номинальное напряжение обычно составляет не менее 400 В, на случай скачков в электросети. Проходя через сетевой выпрямитель, переменный ток преобразуется в постоянный, а его напряжение при этом стабилизируется.

Далее электрическая энергия направляется в инвертор сварочного аппарата. Это устройство представляет собой преобразователь, выполненный в виде блока транзисторов. При прохождении через него ток вновь становится переменным, а его частота увеличивается до 20-50 кГц. Рядом находится радиатор, отводящий тепло от деталей, нагревающихся в процессе преобразования. Блок транзисторов, в свою очередь, подключается к трансформатору, на обмотке которого происходит понижение высокочастотного напряжения до 70-90 вольт.

Далее переменный ток с пониженным напряжением поступает в выходной выпрямитель. Это устройство выполнено в виде диодного моста с быстродействующими электронными элементами. Пройдя через выпрямитель, высокочастотный переменный ток сглаживается. Понижение напряжения, согласно закону Ома, дает возможность увеличить силу тока до значения, необходимого для полноценного питания электрической дуги. Так, в результате описанных преобразований на конце электрода сварочного инверторного аппарата устанавливается сила тока в оптимальном диапазоне от 100 до 200 ампер.

Какой инверторный сварочный аппарат лучше выбрать? — moyakovka.ru

Профессиональному сварщику или человеку, имеющему большой опыт сварочных работ, не составит труда выбрать нужный сварочный аппарат, так как он уже знает все характеристики, которыми должен обладать инструмент. Новичку же очень легко растеряться перед большим количеством различных моделей этой аппаратуры, представленной на современном рынке электроинструментов.

Конструкция сварочного инвертора.

Ассортимент сварочных аппаратов огромный, поэтому приобрести наилучший вариант для конкретного случая достаточно сложно. Наиболее популярным типом сварочных аппаратов является инверторный. Поэтому далее будет рассмотрено, как правильно выбрать инверторные сварочные аппараты.

Принцип работы сварочного аппарата инверторного типа

Принцип действия такого устройства основан на том, что стационарное напряжение с помощью специального фильтра преобразуется с частоты 50 Гц в 25-50 кГц. Благодаря этому можно заменить крупногабаритный силовой трансформатор на небольшой высокочастотный. Использование принципа широтно-импульсной модуляции позволяет легко управлять силой сварочного тока и добиться стабильности горения дуги.

Принцип работы инвертора.

Современный сварочный инвертор потребляет в несколько раз меньше мощности по сравнению с традиционными выпрямителями. При этом КПД устройства достигает 95%. При помощи интегрированного силового трансформатора высокочастотное напряжение уменьшается до 75-95 Вт, а ток увеличивается до 200 А и боле. Благодаря предварительному преобразованию тока инверторные аппараты выпускаются небольших размеров. Например, чтобы получить ток 170 А, необходимо применить трансформатор весом около 250 г.

Переменный ток, проходя сквозь выпрямитель, преобразуется и, минуя высокочастотный фильтр, поступает на дугу. Наиболее сложной и дорогостоящей частью инверторного сварочного аппарата является блок управления, с помощью которого можно контролировать все преобразования тока. В таких устройствах управление осуществляется с помощью MOSFET или IGBT модулей.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки инверторных сварочных аппаратов: на что обратить внимание

Технологические преимущества:

• стабильное зажигание дуги;
• возможность сварки металлоконструкций любых сложностей даже начинающими сварщиками;
• качественная сварка трудносвариваемых сплавов;
• универсальность внешней статической характеристики;
• возможность сварки покрытыми электродами любых типов;
• качественное формирование сварных швов;
• возможность исключения магнитного дутья при сварке на постоянном токе;
• устойчивая обратная связь тока.

Технические преимущества:

Способы подключения сварочного инвертора.

• КПД агрегата достигает 95%;
• небольшие габариты и вес изделия;
• плавная регулировка процесса сварки;
• высокий уровень электробезопасности;
• дистанционное управление;
• небольшой расход дефицитных электротехнических материалов;
• большой диапазон регулировки токов;
• минимальные потери электроэнергии в соединительных элементах и кабелях.

К основным недостаткам следует отнести следующее:

1. Инверторные аппараты очень боятся пыли и загрязнения, поэтому их нужно часто продувать и чистить.
2. Стоимость такой установки выше в несколько раз, чем цена обычного сварочного трансформатора. Поэтому если вам не требуется высокое качество сварного шва, то можно обойтись более дешевым сварочным агрегатом.
3. Эксплуатировать сварочный аппарат не рекомендуется при температуре ниже 15°С, так как низкие температуры резко снижают срок его службы.
4. Достаточно дорогой ремонт. Например, при выходе из строя модуля IGBT нужно будет заплатить около 1/3 стоимости всего аппарата. Поломки в основном происходят из-за резких перегрузок и скачков напряжения в питающей сети.

Вернуться к оглавлению

Классификация сварочных аппаратов инверторного типа

Принцпипиальная электрическая схема сварочного инвертора.

Как и все строительные электроинструменты, инверторные аппараты разделяются на бытовые, профессиональные и промышленные. Первый тип используется в том случае, когда необходимо произвести стандартную сварку небольшого объема в домашних условиях. В этом случае рабочий ток достигает значения не более 200 А.

Профессиональные аппараты применяются для проведения монтажных работ в условиях ЖКХ, ремонта различных коммуникационных систем, при конструировании каркасных сооружений и т.п. Такие сварочные агрегаты могут работать в более жестких условиях и создавать более качественные и надежные швы. При этом рабочий ток достигает значения в 300 А.

Промышленные установки используются для строительства инфраструктурных и промышленных объектов. Они могут непрерывно работать достаточно длительное время и создавать высокоточный сварочный шов. Рабочий ток может достигать значения в 500 А.

Каждому типу сварочных инверторов соответствуют определенные задачи и условия эксплуатации. Чем выше класс, тем качественнее получается сварочный шов и тем цена на устройство будет больше.

Вернуться к оглавлению

Как выбрать сварочный аппарат инверторного типа?

При выборе этих устройств следует обращать свое внимание на их мощность (номинальный рабочий ток), параметры сети и бренд.

Номинальный сварочный ток инвертора чаще всего указывается в паспорте на устройство. Номинальный ток — это ток, при котором аппарат может работать без перегрузок длительное время. Например, если вам для работы необходимо использовать ток в 120 А (сварка деталей толщиной 4 мм электродом 3 мм), то выбирать инвертор следует с номинальным током 180 А, то есть должен соблюдаться запас мощности в пределах 25-55%.

В большинстве случаев инверторные сварочные аппараты применяются для стандартных условий, для которых номинальный ток должен быть в пределах 180-200 А.

При выборе сварочного аппарата необходимо определить, в какой сети питания он будет использоваться. Большинство моделей сохраняют свои эксплуатационные характеристики при отклонениях напряжения в пределах 20% (185-253 В). К таким сетям относятся все промышленные и городские сети.

https://moyakovka.ru/youtu.be/guhZDM3p_zQ

Если для работы сварочного инвертора применяется автономный электрогенератор или сельская стационарная сеть с большим отклонением напряжения, то нужно выбирать такой инвертор, в паспорте которого точно указан рабочий диапазон напряжения и возможность работы от генератора.

На отечественном рынке электроинструментов инверторные сварочные аппараты для хозяйственных нужд в основном представлены китайскими брендами. При этом выбирать рекомендуется известные и проверенные марки, которые имеют европейские сертификаты качества. Из таких устройств следует выделить «Buddy», «WEGA», «БАРС» и «СВАРОГ», которые поставляются в Россию уже много лет. Благодаря использованию высококачественных комплектующих и материалов они имеют высокий уровень надежности и подходят для всех стандартных задач.

Среди российских моделей можно выделить марку «Neon» и «Форсаж». Цена на такие устройства несколько выше китайских инверторов, так как они используют более качественные комплектующие.

https://moyakovka.ru/youtu.be/VWB1qmZlj50

Самыми дорогими и надежными сварочными инверторами выступают марки «Lincoln Electric», «ESAB», «Kemppi» и «EWM». Они применяются в основном для сварки ответственных конструкций, где нужно получить надежный и высокоточный шов.

При выборе сварочных аппаратов также необходимо обращать свое внимание и на косвенные признаки: наличие сервиса, сайта, каталога, инструкции на русском языке, сертификата и т.п.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные функции сварочных инверторов

Некоторые современные сварочные агрегаты оснащены дополнительными функциями, с помощью которых сделать качественный шов намного легче. Среди таких функций следует выделить следующие:

1. Горячий старт — позволяет кратковременно увеличить силу тока в момент зажигания дуги.
2. Форсаж дуги — стабилизирует дугу при проведении сварочных работ, что предотвращает залипание электрода.
3. Антиприлипание — обеспечивает автоматическое отключение аппарата при возникновении короткого замыкания.
4. HOLD — запоминание показателей последнего режима сварки.

https://moyakovka.ru/youtu.be/f78SVlwbuhI

Сварочный аппарат инверторного типа — наилучший вариант как для профессионального сварщика, так и для начинающего пользователя. Если к выбору такого устройства вы подойдете со всей ответственностью, то сможете подобрать оптимальный вариант и по цене, и по качеству сварных работ.

Инверторные источники питания принцип работы

Сварщики-профессионалы, да и просто те, кому нравиться дома при помощи сварки делать что-либо, относительно недавно получили возможность значительно облегчить себе работу. В продаже появились сварочные инверторы, которые позволяют совершить качественный скачок в электросварке.

Достаточно вспомнить просто неподъемные сварочные трансформаторы и выпрямители, выпускавшиеся ранее. При прочих равных вес сварочного инвертора на порядок меньше, чем у любого другого сварочного аппарата, а это заметно повышает производительность сварки.

Сварочные инверторы – это самые современные сварочные аппараты, которые в настоящее время почти полностью вытесняют на второй план классические сварочные трансформаторы, выпрямители и генераторы.

Принцип действия сварочного инвертора

Переменный ток от потребительской сети, частотой 50 Гц, поступает на выпрямитель.

Выпрямленный ток сглаживается фильтром, затем полученный постоянный ток преобразуется инвертором с помощью специальных транзисторов с очень большой частотой коммутаций в переменный, но уже высокой частоты 20-50 кГц.

Затем переменное напряжение высокой частоты понижается до 70-90 В, а сила тока соответственно повышается до необходимых для сварки 100-200 А.

Высокая частота является основным техническим решением, которое позволяет добиться колоссальных преимуществ сварочного инвертора, если сравнивать с другими источниками питания сварочной дуги.

Устройство сварочного инвертора

В инверторном сварочном аппарате сила сварочного тока нужной величины достигается путем преобразования высокочастотных токов, а не путем преобразования ЭДС в катушке индукции как это происходит в трансформаторных аппаратах. Предварительные преобразования электрических токов позволяют использовать трансформатор с очень малыми габаритами.

К примеру, чтобы получить в инверторе сварочный ток 160А достаточно трансформатора вес, которого 250 г, а на обычных сварочных аппаратах необходим медный трансформатор с весом 18 кг.

Как устроен и работает сварочный инвертор на видео:

Преимущества и недостатки сварочных инверторов

Главным достоинством инвертора является минимальный вес. Кроме того возможность применять для сварки электроды как переменного, так и постоянного тока. Что важно при сварке цветных металлов и чугуна.

Инверторный сварочный аппарат имеет широкий диапазон регулировки сварочного тока. Это дает возможность для применения аргонодуговой сварки неплавящимся электродом.

Помимо этого в каждом инверторе есть функции: «Hot start» (горячий старт) для поджига электрода подаются максимальная величина тока, «Anti-Sticking» при коротком замыкании сварочный ток снижается до минимума, что не позволяет электроду залипать при соприкосновении с деталью, «Arc Force» – для предотвращения залипания в момент отрыва капли металла ток возрастает до оптимального значения.

Из недостатков сварочных инверторов можно назвать высокую стоимость (в 2 – 3 раза больше, чем у трансформаторов). Как и любая электроника, инверторы боятся пыли, поэтому производители рекомендуют хотя бы раза два в год вскрывать аппарат и удалять пыль. Если он работает на стройке или производстве, то чаще, по мере загрязнения. И как любая электроника сварочные инверторы не любят мороза.

Так при температуре ниже -15 о С эксплуатация инвертора возможна не во всех случаях, в зависимости от того, какие детали использовал производитель. Поэтому в таких условиях, нужно смотреть на технические характеристики, заявленные заводом-изготовителем.

И еще одно, длина каждого из сварочных кабелей при подключении сварочного аппарата не должна превышать 2,5 метра, но к этому нужно просто привыкнуть.

Передняя панель сварочного инвертора

Сварочные инверторы – качество и удобство сварочных работ

Дуговая сварка – ответственная работа. Для её проведения сварщик должен обладать достаточным практическим опытом и знанием теории. Сварочные инверторы упростили процесс и решили многие возникавшие вопросы.

Первая решённая проблема – это поджигание дуги. У прежних сварочных трансформаторов выходное напряжение пропорционально зависит от входного. Низкое напряжение, распространённое в наших сетях, не даёт возможности поджечь дугу, электрод начинает «залипать».

При добавлении тока трансформатора, наоборот, металл «пережигается». Устройство сварочных инверторов таково, что напряжение на выходе не зависит от напряжения на входе, а установленный сварочный ток держится неизменным независимо от сетевого напряжения. Инверторы предотвращают «залипание» электродов и легко создают устойчивую дугу.

При работе с обычными аппаратами возможно «пережечь» или «недожечь» металл. Это обусловлено тем, что они плохо держат требуемую величину тока сварки. Ведь она меняется и зависит от напряжения сети.

Когда металл «пережжён», сварочный шов ослабляется, в нём образуются отверстия и раковины. При «недожоге» также происходит ослабление шва. У сварочного инвертора ток устанавливается потенциометром согласно шкале сварочного тока и остаётся неизменным.

Начинающему сварщику трудно научиться удерживать дугу. После образования дуги электроду даётся наклон примерно в 15 градусов и его нужно перемещать относительно стыка деталей. Наклон может быть как в сторону движения электрода, так и в противоположную. Наряду с продольным движением его необходимо перемещать перпендикулярно шву. С этим связана длина дуги.

Основные виды электродов предусмотрены для работы короткой дугой. Поэтому нужно постоянно двигать электрод в перпендикулярном направлении таким образом, чтобы от электрода до свариваемых деталей был промежуток примерно в два его диаметра.

Сварочные инверторы способны строго поддерживать выбранный ток и к тому же он постоянный. Эти факторы позволяют не особо критично относиться к длине дуги, что облегчает работу сварщика, особенно начинающего, причём качество шва в данном случае с длиной дуги уже не связано.

Когда нет возможности расположить детали горизонтально, нужно помнить, что расплавленный металл подвергается земному притяжению так же, как и капля воды.

При работе с потолочными и вертикальными швами нужно своевременно остановиться и выждать, когда расплавленная капля внутри шва слегка остынет, и сразу же «поджигать» рядом следующую дугу, двигаясь выше и выше вдоль шва. Такую сварку называют «прихватками». Применяя сварочный инвертор, овладеть «прихватками» не составляет труда даже новичку.

Опыт показывает, сварочный инверторы облегчают «поджиг», контролируют дугу, устраняют «залипание», не требуют специальных навыков для обращения с собой. Всё это делает инверторы выгодными для применения и в сфере профессионального строительства, и домашнего ремонта.

Сварочный аппарат инверторного типа

Сколько электроэнергии потребляет сварочный инвертор в различных режимах работы? Смотрите на видео:

Как выбрать сварочный инвертор

В зависимости от того, где будет работать сварочный аппарат нужно покупать бытовой, или профессиональный инвертор. Разница между ними в продолжительности времени работы.

Профессиональный сварочный инвертор рассчитан на 8-ми часовой рабочий день, бытовой же потребует после 20 – 30 минут работы, перерыва минут 30 – 60, поэтому бытовые дешевле. Есть еще промышленные инверторные сварочные аппараты, которые предназначены для работы продолжительное время в тяжелых условиях.

Для дома достаточно сварочного инвертора с максимальным сварочным током 160 А. Но это при напряжении в сети хотя бы 210 В. При низком сетевом напряжении лучше купить инвертор на 200 А.

Сварочные инверторы «Ресаната»:

Практически все мировые лидеры в области сварочного производства ориентированы преимущественно на разработку и производства инверторных сварочных источников питания. Из наиболее известных производителей можно отметить итальянские “Selco” и “Helvi”, французский “Gysmi”, корейский “Power Man”, немецкий “Fubag”, также есть российский инверторный сварочный аппарат “Торус”.

А вы используете в работе сварочный инвертор? Поделитесь своими впечатлениями!

В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые (трансформаторные) блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения. Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств. Мы также расскажем о назначении основных компонентов импульсных источников, приведем простой пример реализации, который может быть собран своими руками.

Конструктивные особенности и принцип работы

Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:

1. Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
2. Импульсный принцип.

Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.

БП на основе силового трансформатора

Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В. Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме. Их принцип работы можно найти на нашем сайте.

Упрощенная структурная схема аналогового БП

Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.

Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.

Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию. Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм. Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.

Понижающий трансформатор ОСО-0,25 220/12

Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.

Импульсные устройства

Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.

Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

• Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
• Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
• На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
• Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.

В отличие от понижающего трансформатора, сердечник этого устройства изготавливается из ферримагнитных материалов, это способствует надежной передачи ВЧ сигналов, которые могут быть в диапазоне 20-100 кГц. Характерная особенность ИТ заключается в том, что при его подключении критично включение начала и конца обмоток. Небольшие размеры этого устройства позволяют изготавливать приборы миниатюрных размеров, в качестве примера можно привести электронную обвязку (балласт) светодиодной или энергосберегающей лампы.

Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.

Как работает инвертор?

ВЧ модуляцию, можно сделать тремя способами:

• частотно-импульсным;
• фазо-импульсным;
• широтно-импульсным.

На практике применяется последний вариант. Это связано как с простотой исполнения, так и тем, что у ШИМ неизменна коммуникационная частота, в отличие от двух остальных способов модуляции. Структурная схема, описывающая работу контролера, показана ниже.

Структурная схема ШИМ-контролера и осциллограммы основных сигналов

Алгоритм работы устройства следующий:

Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной. На основе этого сигнала формируется U_П пилообразной формы, поступающее на вход компаратора К_ШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал U_УС, поступающий с регулирующего усилителя. Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности U_П (опорное напряжение) и U_РС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал U_УС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (U_OUT).

Данный способ реализации позволяет организовать замкнутую цепь, которая позволяет управлять напряжением на выходе, то есть, по сути, мы говорим о линейно-дискретном функциональном узле. На его выходе формируются импульсы, с длительностью, зависящей от разницы между опорным и управляющим сигналом. На его основе создается напряжение, для управления ключевым транзистором инвертора.

Процесс стабилизации напряжения на выходе производится путем отслеживания его уровня, при его изменении пропорционально меняется напряжение регулирующего сигнала U_РС, что приводит к увеличению или уменьшению длительности между импульсами.

В результате происходит изменение мощности вторичных цепей, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения на выходе.

Для обеспечения безопасности необходима гальваническая развязка между питающей сетью и обратной связью. Как правило, для этой цели используются оптроны.

Сильные и слабые стороны импульсных источников

Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:

• Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.
• Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.
• Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.
• Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.
• Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.

К недостаткам импульсной технологии следует отнести:

Наличие ВЧ помех, это является следствием работы высокочастотного преобразователя. Такой фактор требует установки фильтра, подавляющего помехи. К сожалению, его работа не всегда эффективна, что накладывает некоторые ограничения на применение устройств данного типа в высокоточной аппаратуре.

Особые требования к нагрузке, она не должна быть пониженной или повышенной. Как только уровень тока превысит верхний или нижний порог, характеристики напряжения на выходе начнут существенно отличаться от штатных. Как правило, производители (в последнее время даже китайские) предусматривают такие ситуации и устанавливают в свои изделия соответствующую защиту.

Сфера применения

Практически вся современная электроника запитывается от блоков данного типа, в качестве примера можно привести:

• различные виды зарядных устройств; Зарядки и внешние БП
• внешние блоки питания;
• электронный балласт для осветительных приборов;
• БП мониторов, телевизоров и другого электронного оборудования.

Импульсный модуль питания монитора

Собираем импульсный БП своими руками

Рассмотрим схему простого источника питания, где применяется вышеописанный принцип работы.

Принципиальная схема импульсного БП

Обозначения:

• Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – от 150 кОм до 300 кОм (подбирается), R3 – 1 кОм.
• Емкости: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 – 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.
• Диоды: VD1-4 – КД258В, VD5 и VD7 – КД510А, VD6 – КС156А, VD8-11 – КД258А.
• Транзистор VT1 – KT872A.
• Стабилизатор напряжения D1 – микросхема КР142 с индексом ЕН5 – ЕН8 (в зависимости от необходимого напряжения на выходе).
• Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.
• Предохранитель FU1 – 0.25А.

Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 185-240 В.

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 Предыдущая статья: Покраска кованых изделий надежно и надолго Следующая статья: Табурет ИП Моисеева кованый

Чтобы получать сообщения о новых статьях на сайте подпишитесь на рассылку (без спама).

Владислав, спасибо за уточнение, исправлено

В тексте описания инверторного сварочника написано: «Работа инверторного блока питания основана на инверсии — фазовом сдвиге напряжения (отсюда и название)» Правильно написать: ‘… на инвертировании — преобразовании энергии постоянного тока в энергию переменного тока повышенной частоты».
А так спасибо за информацию.

Что такое сварочный инвертор, из чего состоит и как работает

Основы техобслуживания

По своему устройству и принципам работы инвертор достаточно прост. Но примененные в нем электросхемы должны грамотно и вовремя обслужены.

Очищение аппарата от пылевой грязи должно войти у вас в привычку. Желательно, чтобы корпус регулярно протирался. Инвертор может поломаться, если пыль попадет через вентиляционные отверстия внутрь.

В сервисном центре сжатой воздушной струей могут полностью почистить аппарат от пыли.

Обязательно протирайте кабеля сварочного инструмента. Перед манипуляцией отключите его от сети энергоснабжения. Кабеля не стоит протирать влажной тканью. Избегайте заламывания проводов.

Эти не сложные меры ухода за инвертором стоит выполнять по интенсивности применения. Перед зимним хранением, все-таки имеет смысл отнести его в сервисный центр, а потом очищать от пыли один-два раза в месяц.

Что нужно знать начинающим сварщикам

Если опыта в сварке практически нет, а выполнить работу нужно, то необходимо запомнить следующие нюансы.

1. Шов получится качественным, хорошо проваренным, а на металле не появится прожогов, если постоянно следить за ним. Поэтому рекомендуется заранее расположить свариваемые детали так, чтобы было удобно наблюдать за ходом сварки.
2. Самый простой вариант – сварка в нижнем положении. Начинающим сварщикам лучше начинать с него. Потом можно переходить к кольцевым стыкам, а после них к вертикальным. Последние являются самыми сложными в исполнении.
3. Для удобства лучше делать стыки внахлест. Если же варить стык в стык, то можно случайно привариться к столу, на котором лежат элементы.
4. При появлении дефектов в ходе работы, их необходимо удалить. Для этого проблемный участок дополнительно проваривается или сначала выбирается с помощью болгарки, а потом наплавляется еще раз.
5. Если приходится сваривать толстые детали, то для полного провара на кромках необходимо делать фаски. Зазор между кромками зависит от толщины элементов, но не должен быть меньше 0,5 мм.

Устройство сварочного инвертора

Перед тем как приступать к процессу, стоит узнать, что такое инверторный сварочный аппарат. Раньше данное устройство имело достаточно простую схему работы. Но в последнее время аппарат усовершенствовался и получил массу дополнительных функций, которые смогли сделать его модифицированным. Инженеры смогли дополнить его электроникой, это смогло повысить его функциональность.

Чтобы понять, что такое сварочный инвертор и как он работает, стоит рассмотреть его принцип работы:

• устройство может работать от сети переменного тока с показателем напряжения в 220 или 380 вольт и частоты тока 50 Гц. Обычный бытовой инверторный прибор достаточно подключить в бытовую розетку;
• поступивший в инвертор сварочный ток проходит через диодный мост. В этой области он сглаживается и становится постоянным;
• полученная электрическая энергия проходит через блок транзисторов, при этом наблюдается высокая частота коммутации. В итоге снова получается переменный ток, но он имеет высокий показатель частоты — 20-50 кГц;
• в последующий период происходит преобразование напряжения тока, оно на выходе из инвертора снижается до 70-90 вольт. А если следовать из принципов закона Ома, то снижение показателей напряжения вызывает повышение силы тока. На выходе (на конце электрода) будет наблюдаться сила тока, равная 100-200 ампер. Именно это и является силой тока сварочного процесса.

Руководство пользователя

Не стоит забывать, что инверторный аппарат относится к электрической технике, поэтому должен правильно эксплуатироваться, обслуживаться и храниться.

Ниже приведены основные постулаты, которых нужно придерживаться. Тогда ваш инвертор прослужит длительное время.

Если же защита от пыли и воды будет высокая, то вы сможете применять его даже в поле.

Корпусы, всех без исключения, аппаратов оснащены сигнализирующими лампочками — световыми индикаторами. Следите за ними во время сварочных работ.

Если лампа загорается, то нужно прекратить работу до полного остывания сварочного устройства. Эта система предохраняет ваш сварочный аппарат от перегревания.

Перед началом наложения шва, металлические детали осмотрите на присутствие ржавчины, окалины, загрязненности, остатков лакокрасочных веществ. Обязательно зачистите металлические поверхности и обезжирьте их.

По завершении сварки (даже если вы прерываетесь минут на десять) отсоединяйте прибор от сети питания. Правилами безопасности запрещено проводить сварочные работы в присутствии людей или домашних животных.

Что такое сварочный инвертор

Сварочный инвертор — это бытовой, профессиональный или полупрофессиональный аппарат для сварки, который имеет принципиальное отличие в работе, от трансформаторных сварочных аппаратов. Если выразиться точнее, то сварочный инвертор, это преобразователь переменного тока в постоянный ток, со снижением его значений, до 90 В.

Принцип работы сварочного инвертора основан на следующем:

• Выпрямление переменного напряжения;
• Понижение высокочастотного тока;
• Поддержание нужного значения тока до требуемых параметров, тех, которые нужны для ручной дуговой сварки.

Из чего состоит сварочный инвертор

За все вышеперечисленное, выпрямление переменного тока и поддержание его требуемых значений, в сварочном инверторе отвечают такие элементы, как:

Сетевой выпрямитель — он включается в себя мощные конденсаторы и диодный мост. Именно данный компонент сварочного инвертора преобразует переменный ток в сети 220 Вольт в постоянные его значения.

Высокочастотный трансформатор — такая деталь также присутствует в инверторе. А вы вправду думали, что сварочные инверторы без трансформаторов? Конечно же, нет! Маленький, но такой нужный трансформатор, все же имеется, а его главная функция, это понижение напряжения.

Инвертор — состоит из мощных транзисторов, чаще всего закреплённых к радиаторам охлаждения в виде алюминиевых пластин. Коммутирующие транзисторы, из которых состоит инвертор, нужны, как и сетевой выпрямитель, для преобразования входящего напряжения.

Выходной выпрямитель — данный элемент сварочного инвертора даёт возможность выпрямлять высокие значения переменного тока. Состоит выходной выпрямитель инвертора из быстродействующих и весьма мощных диодов, их скорость срабатывания неимоверно высока, более 50 наносекунд!

Инверторная пусковая схема — в неё входят различные компоненты силового блока.

Несмотря на всю кажущуюся сложность конструкции, сварочный инвертер обладает рядом неоспоримых преимуществ. Во-первых, он не так сильно садит электрическую сеть. Во-вторых, регулировка тока на инверторе осуществляется плавно, что даёт возможность увеличить качество сварочных работ.

Ну а о таких преимуществах сварочных инверторов, как лёгкий вес и компактные размеры, и вовсе говорить не стоит. Если сравнить вес старого сварочного трансформатора и инвертора, то эти цифры, будут различными в десятки раз.

Основные типы сварочных аппаратов

Устройство инвертора для сварки.

Инверторные сварочные аппараты подразделяются на три категории:

• бытовые;
• полупрофессиональные;
• профессиональные.

Отмеченное разделение выполнено, в первую очередь, исходя из области и частоты использования устройства. Чтобы понять, какой нужен аппарат для сварки, необходимо определиться с условиями его применения.

Бытовые рассчитаны на непродолжительное время работы. Использовать подобные приборы для постоянной и длительной сварки не представляется возможным. Уже после 5-10 минут использования аппарату необходимо дать «отдохнуть» в течение такого же, а иногда большего, промежутка времени.

В то же время возможность подключения подобного инвертора в бытовую однофазную сеть делает его весьма удобным для использования в домашних целях. Для быстрой сварки металлических конструкций на даче или для домашней работы не столь критично, сколько сварочный инвертор сделает перерывов.

Инверторы полупрофессионального класса способны функционировать дольше, что достигается благодаря особенностям их конструкции. Подобные устройства используют при ремонте труб, изготовлении каркасов и металлоконструкций. Питаются они, как правило, от трехфазной сети.

Аппараты профессионального класса способны работать без перерыва на протяжении суток. Их сварочный ток может достигать 500 ампер. Это значит, что потребляемая мощность сварочного инвертора подобного типа будет наибольшей.

Все бытовые, некоторые полупрофессиональные и профессиональные аппараты способны питаться от сети 220 вольт. В то же время не стоит забывать, что ток электросети не может превышать 160 ампер.

Приобретая инвертор необходимо заранее рассчитывать, какая мощность ему необходима и какой ток он будет потреблять.

Подключение устройства с более высокими показателями может привести к выключению автомата, либо к выгоранию контактов розетки, так как оборудование рассчитано на большее количество киловатт.

Итак, на что же следует обращать внимание при выборе бытового инвертора? В первую очередь на сварочный ток, характеристика которого указывается производителем в паспорте или руководстве к прибору. Данный критерий показывает при каком токе будет обеспечена нормальная работа инвертора без перегрузок, с учетом продолжительной нагрузки

Конечно лучше отдать предпочтение аппаратам с запасом по мощности на 30-50% к показателю рабочего тока

Данный критерий показывает при каком токе будет обеспечена нормальная работа инвертора без перегрузок, с учетом продолжительной нагрузки. Конечно лучше отдать предпочтение аппаратам с запасом по мощности на 30-50% к показателю рабочего тока.

Зависимость сварочного тока от толщины металла и диаметра электрода.

В обычной городской электросети часто бывают скачки напряжения. Как правило, такие перепады происходят в обе стороны на 15-20 % от номинального значения в 220 вольт.

Обычно бытовые и профессиональные инверторы не столь чувствительны к подобным скачкам. Даже при их наличии они способны эффективно работать.

Однако во время подключении к генератору колебания могут быть существенно больше. В связи с этим лучше выбрать сварочный аппарат с защитой от перепадов напряжения.

Проверить все параметры приборов непосредственно при покупке достаточно сложно, даже при наличии в аппаратах цифровых дисплеев. Даже они могут выводить неправильную информацию и ввести покупателя в заблуждение.

Характеристики самодельного инвертора

Один из важных вопросов для специалистов по сварке – как сделать сварочный инвертор своими руками. Процесс можно выполнить при помощи схемотехники сварочных инверторов.

Прежде чем собирать эффективный сварочный инвертор необходимо выделить следующие технические характеристики оборудования:

• на одном из транзисторов сила тока, который проходит через вход, должна составлять 32 ампера;
• 250 ампер – показатель силы тока, который создается при выходе из аппарата;
• напряжение должно быть до 220 вольт.

Для того чтобы создать самый простой сварочный инвертор необходимо соединить следующие элементы в один механизм:

• силовой блок;
• питательный блок на тиристорах;
• драйвера для силовых ключей.

Принцип работы сварочных инверторов

оградить прибор от поломок и ремонтов

В инверторах преобразование параметров энергии осуществляется совмещенным способом. Используется силовая полупроводниковая электроника и маломощный трансформатор. Преобразование напряжения происходит в несколько этапов.

Два основных преобразователя напряжения осуществляют работу при очень высоких электрических характеристиках. Их работа управляется с помощью электронного микропроцессора.

Электронное устройство агрегата дает своевременную команду для преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного повышенной частоты. От этого аппарат и получил свое название. Преобразование осуществляется два раза, вначале переменный ток преобразуется в постоянный с напряжением 220В и частотой 50 Гц. В процессе такого преобразования он становится переменным, но с более низким напряжением, высокой частотой и большей силой тока.

Как работает сварочный инвертор можно рассмотреть на примере мощного устройства на 160 ампер. Он отлично подходит для работы с электродами «четверка». Перед тем как включить прибор обязательно нужно проверить напряжение, поскольку в дачных домах или в гаражах часто случаются перепады напряжения. Если так происходит, тогда необходимо использовать инвертор мощней или взять более тонкие электроды для работы, чтобы они не «залипали». Все сварочные работы ведутся так же, как и традиционным аппаратом, только для образования дуги не нужно удерживать четкий зазор между свариваемой поверхностью и электродом.

Классификация сварочных инверторов

Итак, переходим теперь непосредственно к теме – как выбрать сварочный аппарат (инвертор). В классификации прибора три вида:

• Бытовой, который нас интересует. Его сила тока варьируется в диапазоне 100-200 ампер. Оптимальный вариант выбора для начинающих сварщиков.
• Профессиональный. Здесь сила тока варьируется от 200 до 300 ампер. Такие модели в основном используются работниками ЖКХ и сотрудниками мелких фирм и цехов.
• Промышленный. Диапазон силы тока – 250-500 ампер. Такие сварочные агрегаты применяются там, где необходим высококачественный сварной шов. Поэтому их используют в строительстве, в работах, связанных с прокладкой трубопроводов, работающих под средним и высоком давлением.

Разобравшись с видами сварочных аппаратов для ручной сварки, переходим к обозначению их преимуществ перед другими.

Небольших размеров бытовая модельИсточник fgpip.ru

Особые возможности инверторов

Кроме плюса, заключающегося в небольшом весе, сварочные аппараты инверторного типа позволяют применять электроды как для переменного, так и для постоянного тока

Это особенно важно при сваривании элементов из чугуна, цветных металлов. Большинство моделей имеет опции, которые делают процесс сваривания более удобным, особенно эти дополнения подойдут тем, кто только учится владеть сваркой:

• горячий старт (или Hot start): задает для розжига электродуги наиболее оптимальные параметры;
• антизалипание (или AntiSticking): в случае короткого замыкания ток сваривания автоматически уменьшается до минимального, в результате чего электрод не прилипает к детали:
• ArcForce: эта опция выдает оптимальный ток в момент отрыва металла от электрода, что также предотвращает залипание.

Хорошее разжигание дуги в сварочном инверторе реализовано благодаря независимости выходного напряжения от входного, что присутствует в традиционных сварочных устройствах. В обычной сварке слишком малый ток вызывает прилипание электрода, а слишком большой чреват пережигом металлической детали. Т.е. при работе с инвертором нельзя деталь «недожечь» или «пережечь», что гарантирует прочность шва (в нем отсутствуют раковины, трещины).

Особенности функционирования

Простота эксплуатации отличает инверторную сварку от трансформаторной. Чтобы начать сварочные работы нужно лишь запитать инвертор от обычной розетки домашней электросети.

Это лишь первый этап. Следующая фаза состоит в понижении высокочастотного переменного тока. Показатель величины силы сварочного тока будет составлять порядка 100-200 Ампер.

В это и заключается весь алгоритм работы инвертора. Так как, инвертор снабжен электросхемами для преобразования тока, объемы корпуса были значительно уменьшены. Уже никого не удивишь инвертором, вес которого не будет превышать пяти килограмм.

Простота устройства инверторного сварочного аппарата дает возможность воссоздать его у себя дома, используя подручные запчасти и материалы.

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.

Устройство сварочного инвертора

До недавнего времени инверторный аппарат был достаточно простым по схеме работы. Со временем инженеры дополнили ее электроникой, что повысило функциональность агрегата. Самое интересное состоит в том, что от этого цена сварочного инвертора не стала выше. Как показывает тенденция продаж, она постепенно снижается, что всех и радует.

В чем заключается принцип действия сварочного аппарата инверторного типа?

• Работает он от сети переменного тока напряжением 220 или 380 вольт и частотой тока 50 Гц. Включается в обычную розетку, если разговор ведем о бытовом сварочном инверторе.
• Поступивший в инвертор сварочный ток проходит через фильтр, где он сглаживается и становится постоянным.
• Полученная электрическая энергия проходит через блок транзисторов (с большой частотой коммутации), в результате получается опять переменный ток только с большей частотой – 20-50 кГц.
• Далее, напряжение тока преобразуется, оно на выходе инвертора снижается до 70-90 вольт. По закону Ома снижение напряжение дает повышение силы тока. На выходе (на конце электрода) будет сила тока, равная 100-200 ампер. Это и есть сила тока сварки.

Именно высокая частота тока является главным техническим решением в инверторных сварочных аппаратах. Оно позволяет добиться максимальных преимуществ перед другими источниками питания электрической сварочной дуги. В инверторах необходимая для сварки сила тока достигается изменением высокочастотного напряжения. В обычных сварочных трансформаторах этот процесс происходит за счет изменения электродвижущей силы (ЭДС) катушки индукции, которая является основной частью трансформатора.

Именно предварительное преобразование электроэнергии позволяет использовать в инверторах трансформаторные блоки с небольшими размерами. Для сравнения можно привести такой пример. Если необходимо на выходе получить ток силой 160 ампер, то для этого в инверторе потребуется установить трансформатор весом 300 г. Такой же ток на выходе обычных сварочных трансформаторов получится, если в него будет вмонтирован трансформатор с медной проволокой (катушкой) весом 20 кг.

Почему так происходит? Основным элементов сварочного аппарата трансформаторного типа являлся сам силовой трансформатор с катушками первичной и вторичной обмотки. Именно катушка позволяла снижать переменное напряжение и получить на выходе из второй обмотки токи большой величины, пригодные для инверторной сварки металлов. Появляется зависимость от падения напряжения до увеличения силы тока. При этом длина медной проволоки на вторичной обмотке уменьшалась, но увеличивался его диаметр. Отсюда и большие габариты сварочного аппарата, и его большой вес.

Как работает сварочный инвертор

Инвертор отличается другим принципом действия и эксплуатационными характеристиками в сравнении с трансформаторными источниками питания . Такое устройство и принцип действия сварочного инверторного аппарата позволяет использовать трансформаторы меньших размеров, нежели сетевые трансформаторы. Современные инверторы для сварки оснащены панелью управления, позволяющей контролировать процессы преобразования тока.

Детально принцип работы сварочного инвертора можно описать по этапам преобразования энергии тока:

1.  Выпрямление переменного сетевого тока 220 В частоты 50 Гц;
2.  Преобразование постоянного тока в переменный частотой до 100 кГц;
3.  Снижение напряжения высокочастотного тока до 70-90 В;
4.  Выпрямление пониженного напряжения с возможностью регулировки тока  на электрической дуге.

Предлагаем посмотреть видео, и закрепить знания по устройству и принципу работы сварочного инвертора

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.

Как работает основная электронная схема?

Внутреннее устройство сварочного инвертора .

В сетевом выпрямителе электрический ток (220 В) выпрямляется при помощи сильного диодного моста (обычно это диодная сборка), сглаживание пульсаций переменного тока производится за счет электролитических конденсаторов. Т.к. диодный мост при работе сильно нагревается, то его устанавливают на охлаждающие радиаторы. Плюс имеется термопредохранитель, срабатывающий при нагреве диодов более +90°С и защищающий недешевую диодную сборку. Рядом с выпрямительным мостом выделяются своими габаритами электролитические конденсаторы (круглые «бочонки»), емкость которых колеблется в пределах 140-800 мкФ. Дополнительно в сварочный аппарат ставят фильтр, который не допускает возникновения радиопомех.

В схему самого инвертора входят 2 мощных транзистора (чаще MOSFET или IGBT), также устанавливаемые на радиаторы. Эти полупроводники коммутируют ток, проходящий через импульсный трансформатор: при этом частота переключений достигает десятков кГц. В итоге формируется переменный ток большой частоты. Чтобы защитить дорогие транзисторы от выбросов напряжения, применяют защитные цепи, включающие в себя резисторы и конденсаторы небольшой емкости. После того как транзисторы свое «отработали», со вторичной обмотки понижающего трансформатора снимается меньшее напряжение (до 70 В), но ток при этом может быть равен 130-140 и выше ампер.

Электронная схема инверторного сварочного аппарата.

Чтобы на выходе получить постоянное напряжение, используется надежный выходной выпрямитель. Обычно это устройство собирают на основе сдвоенных диодов, имеющих общий катод. Эти приборы отличаются максимальным быстродействием, т.е. быстро открываются и закрываются, при этом время восстановления не превышает 50 наносекунд

Последнее качество очень важно, т.к. эти диоды выпрямляют ток очень высокой частоты: обычные полупроводники с подобной задачей не справились бы, они не успевали бы переключаться

Поэтому при ремонте важно заменять эти диоды на такие же высокочастотные (наиболее распространены приборы типа VS 60CPH03, STTH6003CW, FFh40US30DN), которые должны быть рассчитаны на обратное напряжение 300 В и ток 30 А.

Виды устройств

Сварочные аппараты, работающие за счет действия переменного тока, подразделяются на следующие виды:

• оборудование для ручной электродуговой сварки с помощью отдельных электродов покрытых флюсом;
• оборудование для ручной аргоновой электросварки с помощью неплавящихся электродов из вольфрама;
• полуавтоматическое оборудование, осуществляющее сварку в среде защитного и инертного газа с помощью электродной проволоки;
• .

В международной классификации электродуговая сварка получила обозначение ММА-АС или ММА-DC, в случае ручной электросварки одиночными электродами, а аргоновая сварка с неплавящимися электродами – TIG.

Работа платы управления

Для питания элементов платы применяется стабилизатор напряжения, рассчитанный на 15 В и установленный на теплоотводящий радиатор. Напряжение питания поступает из основного выпрямителя. Одна из функций стабилизатора питания – подача напряжения на реле, обеспечивающее «плавный пуск» устройства. При подаче напряжения начинают заряжаться конденсаторы: при этом напряжение возрастает и, чтобы защитить диодную сборку, применяется схема ограничения, в которую входит мощный (на 8 Вт) резистор. Как только конденсаторы зарядятся, инвертор заработает, реле замкнет свои контакты, и резистор в дальнейшей работе участвовать не будет.

Управление сварочным аппаратом.

Помимо стабилизатора напряжения, в электронной схеме инвертора есть множество других систем, обеспечивающих высокие эксплуатационные качества устройства. Основными из этих электронных блоков является:

1. Система управления и драйверы: здесь главный элемент – микросхема ШИМ-контроллера, которая «занимается» управлением работы мощных транзисторов;
2. Регулировочные и контрольные цепи: основной элемент – трансформатор тока, чья задача заключается в контролировании силы тока выходного трансформатора;
3. Система контроля напряжения питающей сети и тока на выходе: состоит из ОУ (операционного усилителя), собранного на микросхеме (например, LM324). Назначение системы – при необходимости включать аварийную защиту, отслеживать работу и исправность основных элементов электронного блока.

Преимущества и недостатки

Применение постоянного тока позволяет получать шов лучшего качества благодаря тому, что электрическая дуга стабильна. Нет переходов через ноль, как у аппарата переменного тока, поэтому нет брызг.

Возможность использования прямой и обратной полярности позволяет варить нержавеющую сталь, цветные металлы, то есть электродуговая сварка постоянным током имеет более широкий диапазон применения при прочих равных условиях. При использовании инверторов сварочный аппарат получается значительно меньше по габаритам и весу.

Недостатками являются относительно высокая стоимость (по сравнению с аппаратами переменного тока) и чувствительность к пыли. Приходится часто чистить внутренние блоки.

Как выбрать инверторный сварочный аппарат

Нередко при строительстве дома или выполнении бытовых задач на даче, требуется сварочный аппарат для работ с металлом. Раньше сварка металлических деталей производилась при помощи трансформаторов, тяжелых и габаритных машин, занимавших огромную долю пространства. После появления компактных и мобильных сварочных инверторов, приобретение агрегата неспециалистами для бытовых нужд стало распространенным явлением.

Принцип работы инверторного сварочного аппарата

Задача сварочного аппарата – соединение краев двух металлических деталей. Пригодится агрегат в работах по дому, на участке. С помощью сварки станет возможным самостоятельное изготовление каркаса мебели из металла, строительство теплицы своими руками, и многие другие задачи, которые до появления техники решались при помощи покупки готовых элементов. Принцип работы сварочного аппарата заключается в образовании электрической дуги высокой температуры между электродом аппарата и металлической деталью, нуждающейся в сварке. Электродуга образуется путем трансформации тока высокого напряжения. От воздействия высокой температуры края металлических деталей начинают плавиться и быстро остывать по окончании воздействия. Благодаря этому процессу на металле образуется крепкий шов, выдерживающий механические нагрузки. Вне зависимости от класса и функционала сварочного аппарата, его работа состоит из 4 этапов:

• Добыча электричества из сети;
• Трансформация постоянного тока в переменный высокочастотный;
• Понижение напряжения высокочастотного тока;
• Выпрямление пониженного тока.

Плюсы и минусы инвертора

В сравнении с предыдущим поколением сварочных аппаратов (трансформаторов), инверторный сварочный аппарат обладает рядом преимуществ:

• Вес инвертора не превышает 12 кг, бытовые аппараты весят 5 кг. Такой агрегат мобилен и легко транспортабелен, в отличие от 20-25 кг трансформатора.
• Инвертор экономно расходует электроэнергию, пуская 90% процентов на полезное действие, и 10% на разогрев.
• Регулировка силы тока инвертора позволяет работать с различными видами металла.
• Наличие дополнительных полезных функций (антиприлипания) делает возможным работу с аппаратом новичка.
• Установленные стабилизаторы напряжения внутри большинства сварочных аппаратов исключают поломки, связанные со скачками напряжения в сети.

Однако, имеются и недостатки инверторных сварочных аппаратов:

• Стоимость инвертора в несколько раз выше, чем стоимость трансформатора.
• Аппарат необходимо беречь от влажности, низкой температуры и пыли.
• В случае технических неисправностей починка инвертора обойдется в половину цены от нового аппарата.

Критерии выбора инверторного сварочного аппарата

Перед покупкой сварочного аппарата необходимо определиться с критериями выбора инвертора, чтобы не переплатить за функционал, который не потребуется в работе.

• Как большинство электроинструментов, инверторы делятся на бытовые и профессиональные. Бытовой сварочный аппарат подойдет для непродолжительных работ, ему требуется перерыв после 10-15 минут сварки. Профессиональный инвертор приспособлен к длительной работе с коммуникациями и металлоконструкциями. На производстве предпочтение отдают промышленным сварочным аппаратам, способным работать сутки с небольшими перерывами.

• Сварочный ток инвертора – показатель эффективности работы и толщины металла, с которым совладает аппарат. В зависимости от нужд и класса сварочного аппарата, различается и параметр сварочного тока. Для бытовых моделей достаточно 120-160 А, профессиональные выдают 200-300 А, для промышленных характерна цифра в 250-500 А.
• От предполагаемой толщины свариваемых деталей зависит толщина приобретаемых электродов и необходимая мощность рабочего тока агрегата.
• Показатель полезной нагрузки сварочного аппарата сообщит покупателю продолжительность беспрерывной работы агрегата. Например, ПН 70% означает, что из 10 минут – 3 минуты инвертору необходимо отдыхать.

• Спланируйте зону для работы сварочным аппаратом. Климатические условия сварки в помещении и на улице требуют различной степени защиты инвертора.
• Отдавайте предпочтение крупным зарекомендовавшим себя брендам электроинструмента. Такие производители имеют собственные сервисные центры, что актуально в случае выхода из строя аппарата.

Выбор инверторного сварочного аппарата — ответственная задача, это приобретение на долгие года. Помните, что техника подобного функционала не может стоить дешево и работать при этом качественно и продолжительно.

06.10.2017

Подписаться на рассылку

Inverter IGBT Принцип работы генератора сварочного аппарата постоянного тока — Знания

Инверторный IGBT-генератор постоянного тока в основном представляет собой инверторный источник питания для дуговой сварки, генерируемый инвертором, который также называется инвертором для дуговой сварки. Это новый тип источника сварочного тока. Это переменный ток промышленной частоты (50 Гц), который сначала выпрямляется и фильтруется выпрямителем, превращаясь в постоянный ток, а затем преобразуется в ток от нескольких кГц до нескольких десятков кГц, полевой МОП-транзистор или IGBT с помощью мощных переключающих электронных компонентов. (тиристорный SCR, транзисторный GTR).Переменный ток ПЧ снижается до напряжения в десятки вольт, подходящего для трансформаторной сварки, и повторно преобразуется, и через реактивный фильтр выводится достаточно стабильный сварочный ток постоянного тока.

Порядок преобразования может быть выражен просто как:

Частота сети переменного тока (выпрямительная фильтрация) → постоянный ток (через инвертор) → промежуточная частота переменного тока (понижающая, выпрямляющая, фильтрация) → постоянный ток.

А именно: AC → DC → AC → DC

Из-за высокой частоты и высокого индуктивного реактивного сопротивления источника переменного тока после понижения инвертора активная мощность в сварочной цепи значительно снижается.Следовательно, необходимо исправить это еще раз. Это механизм используемого в настоящее время инверторного сварочного аппарата.

Основной характеристикой сварочного генератора постоянного тока с инверторным IGBT является высокая рабочая частота, которая дает много преимуществ. Поскольку трансформатор представляет собой первичную обмотку или вторичную обмотку, его потенциал E имеет следующую взаимосвязь с частотой f тока, плотностью магнитного потока B, площадью поперечного сечения сердечника S и числом витков обмотки W: Е = 4.44fBSW

Напряжение на клеммах U обмотки приблизительно равно E, то есть:

U≈E = 4,44fBSW

Когда U и B определены, если f увеличивается, S уменьшается, а W уменьшается. Таким образом, вес и объем трансформатора могут быть значительно уменьшены. Это позволяет значительно уменьшить вес и объем всей машины. Есть много преимуществ из-за увеличения частоты и других факторов. По сравнению с традиционным источником питания для дуговой сварки, основные характеристики следующие:

1.Небольшой размер, легкий вес, экономия материалов, удобство переноски и перемещения.

2. Высокая эффективность и энергосбережение, эффективность может достигать 80% ~ 90%, экономия более 1/3, чем у традиционных сварочных аппаратов.

3. Хорошие динамические характеристики, легкое зажигание дуги, стабильная дуга, красивый сварной шов и небольшой разбрызгивание.

4. Подходит для использования с роботами для создания производственной автоматической системы сварки.

Его можно использовать на одном станке для выполнения различных процессов сварки и резки.

Во-первых, сравнение ламп переключателя мощности

Обычно используемые переключатели мощности — это тиристоры, IGBT, полевые транзисторы и т.п. Среди них частота переключения тиристора (тиристора) составляет, по крайней мере, около 1000 раз в секунду, что обычно не подходит для схемы переключения высокочастотной работы.

1. Характеристики трубки эффектов:

Выдающимся преимуществом полевых транзисторов является их чрезвычайно высокая частота переключения. Он может переключаться более 500 000 раз в секунду.Выдерживаемое напряжение обычно превышает 500 В, температура составляет 150 ° C (форма), а сопротивление в открытом состоянии и потери в трубке низкие. Это идеальное переключающее устройство, особенно подходящее для использования в качестве переключающего устройства в высокочастотных цепях.

Однако рабочий ток полевого транзистора очень мал, а высокая температура около 20 А обычно составляет около 9 А, что ограничивает максимальный ток в цепи и длину пути утечки вывода из-за формы корпуса полевого транзистора. (поверхностное расстояние между проводником и другими проводниками очень велико).Он небольшой и легко повреждается под высоким давлением окружающей среды, в результате чего между штырями возникает электрическая проводимость, что приводит к повреждению машины или угрозе личной безопасности.

2. Характеристики генератора сварочного аппарата постоянного тока с инверторным IGBT:

IGBT представляет собой трубку с биполярным изоляционным эффектом. Условное обозначение и эквивалентная принципиальная схема показаны на рисунке 11.1. Частота переключения составляет от 20 кГц до 30 кГц. Однако он может пропускать большой ток (100 А или выше), а из-за большого шага выводов внешнего корпуса длина пути утечки велика, он может выдерживать воздействие высокого давления окружающей среды и является безопасным и надежным.

Инверторный сварочный аппарат | Цифровая платформа IMTS

В отличие от традиционных сварочных аппаратов, к которым привыкло большинство из нас, инверторный сварочный аппарат — это сравнительно новый и творческий вид сварщика, имеющий множество преимуществ. По сравнению с тяжелыми медными или алюминиевыми трансформаторами и выпрямителями, используемыми в обычных сварочных аппаратах, в инверторных паяльниках используется передовая технология на основе кремния. Нет сомнений в том, что они вызвали немало проблем с прорезыванием зубов, когда впервые были запущены инверторные сварочные аппараты, как и любое современное изобретение.Однако с тех пор инверторная технология оказалась очень эффективной, рентабельной и, по сути, имеет целый ряд преимуществ. Давайте подробнее рассмотрим, как работает инверторный сварочный аппарат и почему вы можете получить от него пользу!

Принцип работы инверторного сварочного аппарата

Инверторный сварочный аппарат — это устройство контроля электрического напряжения. В случае инверторного сварочного аппарата он преобразует источник питания переменного тока в более низкое функциональное выходное напряжение — например, с выхода 240 В переменного тока до 20 В постоянного тока.В отличие от традиционных устройств на основе трансформаторов, которые в основном полагаются на один большой трансформатор для управления напряжением, устройства на основе инверторов используют набор электронных компонентов для преобразования электроэнергии. Инверторный сварочный аппарат работает, увеличивая частоту первичного источника питания с 50 Гц до 20 000–100 000 Гц. Это достигается за счет использования электрических элементов управления, которые невероятно быстро включают и выключают питание. Размер трансформатора можно очень резко уменьшить, регулируя подачу питания таким образом, пока она не достигнет трансформатора.

Преимущества инверторного сварочного аппарата

Самым большим преимуществом инверторного сварочного аппарата является то, что он имеет относительно тонкую портативную опору и его можно носить с собой, как легкий портфель. Инверторы изящнее, легче, легче и гибче по весу, в них используются трансформаторы еще меньшего размера. Это очень похоже на обычный сварочный аппарат, который, как известно, имеет большие габариты и не работает в узких помещениях. По сравнению с ними они потребляют меньше электроэнергии и могут работать от стандартной бытовой электросети.Более низкое энергопотребление означает, что инверторный сварочный аппарат можно установить в любую обычную настенную розетку на 110 В с помощью бытового тока вместо тока высокого напряжения. Это очень похоже на обычный сварочный аппарат, который, как известно, имеет большие габариты и не работает в узких помещениях.

Высокий КПД
Качественные инверторные сварочные аппараты будут иметь уровень производительности около 80-90 процентов, тогда как традиционные сварочные аппараты имеют немного более низкий КПД — около 50 процентов.Это связано с тем, что в традиционных устройствах трансформаторы большего размера имеют более высокое сопротивление и, следовательно, теряют большое количество энергии из-за рассеивания тепла.

Более высокие рабочие циклы
Инверторные сварочные аппараты, опять же из-за разницы в мощности трансформатора, обычно достигают значительно более высоких интервалов включения. В инверторном блоке мелкие детали легко нагреваются, но их можно охлаждать гораздо эффективнее и быстрее. Однако в стандартных сварочных аппаратах с «трансформатором» детали намного крупнее и, следовательно, имеют тенденцию накапливать тепло и дольше остывать.

Гибкость с выходом переменного или постоянного тока
Большинство типичных трансформаторных аппаратов для ручной дуговой сварки металла имеют выход только переменного тока, что означает, что типы электродов, которыми они могут сваривать, ограничены. Однако в инверторном сварочном аппарате ток гораздо легче преобразовать в постоянный, что означает, что они могут сваривать широкий спектр различных сварочных электродов. Это также говорит о том, что такие ручные инверторы металлической дуги также подходят для сварки TIG на постоянном токе, что невозможно с обычными аппаратами переменного тока.

Использование энергии более жизнеспособно
Такая популярность означает, что использование энергии генератора намного практичнее с инверторными сварочными аппаратами, которые могут работать на небольших портативных генераторных установках, что по-прежнему невозможно с традиционными трансформаторными машинами. Следует напомнить, что существуют риски, связанные с использованием энергии генератора — для получения дополнительной информации прочтите наш отчет об использовании генераторов с инверторными сварочными аппаратами.

При всем вышесказанном, инверторный сварочный аппарат, конечно, не самый лучший и идеальная система для всех видов сварочных работ.Компоненты высокотехнологичной электроники объясняют, что инверторный сварочный аппарат будет работать с током более низкого напряжения. Верный аргумент, что инверторные сварочные аппараты сравнительно слабы и, следовательно, подвержены более частым поломкам, и, следовательно, их использование приведет к более высоким затратам на ампер.

Нужна помощь в поиске следующего инверторного сварочного аппарата?

Выставка IMTS объединяет производителей со всего мира.Отправьте нам сообщение с вашими требованиями, и наши эксперты IMTS с радостью ответят на ваши вопросы.

(PDF) Исследование двухступенчатого инверторного источника питания для импульсной дуговой сварки

Исследование двухступенчатого инверторного источника питания для импульсной сварки

Дуговая сварка

Димитар Д. Юдов, Даниэла Дж. Марева

Бургасский свободный университет

Бургас, Болгария

[email protected]

Венцислав Валчев

Варненский технический университет

Кафедра электроники

9010 Варна, Болгария

vencivalchev @ hotmail.com

Аннотация — В статье рассмотрены принцип работы и получены результаты анализа автономного инверторного питания

импульсной индукционной дуговой сварки

на основе двух этапов. В исследуемом источнике питания инвертора

блок постоянного / переменного тока состоит из двух отдельных инверторов

. Первый инвертор обеспечивает необходимый ток

для процесса сварки, а второй инвертор

предназначен для поддержки зажигания дуги.Полезный дизайн

Получено

рекомендаций по выбору размеров схемы.

Проведенный анализ PSPICE включает в себя различные режимы работы

и переход между стартовым режимом и номинальным режимом

. Обсуждается реализация трансформатора на основе сердечника из нанокристаллического магнитного материала

.

Ключевые слова — инверторное питание, импульсная дуговая сварка, двухступенчатая

инвертор

I.ВВЕДЕНИЕ

Преимущества инверторных сварочных источников, работающих на

частотах, превышающих 20 кГц [1], хорошо известны. Хотя

эти источники тока имеют много преимуществ по сравнению с обычными источниками тока

, и особенно в отношении управления динамикой

, процессом извлечения капель

сложно управлять, так как он сваривается постоянным током [2,3] . Процессы, связанные с

, определяющими момент отделения капли от электрода, и

, падающими в сварочную трубку, очень важны для образования

сварочного шва.В зависимости от этого процесса сварочный шов

может располагаться равномерно или неравномерно, что влияет на качество

обрабатываемого объекта [4,5].

Традиционные источники сварочного тока основаны на импульсно-дуговых схемах

сварки, в которых на основной ток накладываются

дополнительных импульсов источника тока определенной формы, размера, мощности

и частоты [6]. Источники тока инвертора, изготовленные по стандарту

, обеспечивают такой процесс, имеют проблемы с большими сварочными токами

(> 150A), потому что напряжение холостого хода (OC) составляет

, приближающееся к рабочему (номинальному) напряжению, и, следовательно, зажигание

дуги сложно.Улучшения

можно получить, используя известные схемы двухкаскадного инвертора. Высокочастотные цепи и источники питания

[7] используются в приложениях SMPS, PV

, а также в сварочной технике [8, 9] в качестве двухступенчатых преобразователей

.

В статье рассмотрен принцип работы и получены результаты

анализа автономного инверторного питания при импульсной индукционной дуговой сварке

, основанной на двух этапах. В исследуемом источнике питания инвертора

блок постоянного / переменного тока состоит из двух отдельных инверторов

.

II. ИССЛЕДОВАННЫЙ ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ИНВЕРТОР

A. Принцип работы

В двухступенчатой ​​схеме, исследуемой в этой статье, сварочный ток

обеспечивается основным (основным) инвертором (T1, T2,

T3, T4) с относительно низкое напряжение OC и вспомогательный инвертор

(T1, T2, T5, T6) с повышенным в 2 ÷ 3 раза напряжением OC.

Вспомогательный инвертор — резонансный, работающий на частоте

, в 3 ÷ 4 раза превышающей рабочую частоту основного инвертора

.Еще одной особенностью схемы является то, что вспомогательный инвертор

в 20-40 раз менее мощный, чем основной инвертор

, что означает, что он не влияет на энергетические характеристики

общего источника тока. Вспомогательный инвертор обеспечивает только зажигание дуги

.

B. Рекомендации по проектированию для определения размеров схемы

Базовым инвертором является VSI (инвертор источника напряжения)

, управляемый ШИМ.Вспомогательный инвертор — это резонансный инвертор

. Параметры этого инвертора зависят от условий зажигания дуги

. Величина выходного напряжения

определяется коэффициентом трансформации

. Исследование выполнено в рамках проекта «Модельное проектирование силовых электронных устройств с гарантированными параметрами», ДН07 / 6 / 15.12.2016,

Болгарский. Национальный научный фонд.

Преимущества и недостатки инверторного сварочного аппарата — Новости

1.Преимущества:

① малый размер, легкий вес, экономия материалов при изготовлении, портативность, простота перемещения. Основной характеристикой инвертора для дуговой сварки является высокая рабочая частота, что дает много преимуществ.

Это связано с тем, что трансформатор, будь то исходная или вторичная обмотка, его потенциал e и частота тока F, плотность магнитного потока B, площадь поперечного сечения стального сердечника s и количество витков W имеют следующее соотношение:

E = 4.44fbsw

Конечное напряжение обмоток приблизительно равно E, то есть:

U≈e = 4,44fbsw

Когда вы и B определены, если вы увеличиваете f, то s уменьшается, w уменьшается, поэтому вес и объем трансформатора можно значительно уменьшить. Поскольку частота инверторного сварочного и режущего оборудования намного выше, чем частота промышленной частоты (300 ~ 2000), объем и вес трансформатора будут значительно уменьшены.

Аналогично, рабочая частота значительно увеличивается, размер и вес реактора значительно уменьшаются.

Объем трансформатора и реактора, вес большое снижение, так что инверторное сварочное и режущее оборудование значительно уменьшило объем и вес, вес традиционного сварочного аппарата 1/10 ~ 1/5, удобство производства, транспортировки и использования, а при производстве сварочного и режущего оборудования значительно сокращается потребление металлических материалов (в основном, меди, кремнистой стали, алюминия и т. д.).

② Энергосбережение, высокая эффективность Инверторное сварочное и режущее оборудование, объем и вес трансформатора и реактора значительно уменьшены, соответствующие потери мощности (в основном из-за магнитных потерь сердечника и рассеивания энергии проволоки) также значительно уменьшены, эффективная выходная мощность может достигать 82% ~ 93%.

Но традиционное сварочное и режущее оборудование эффективная выходная мощность только 40% ~ 60%, серьезная трата энергоресурсов.

③ динамические характеристики и гибкое управление. Инверторное сварочное и режущее оборудование использует полупроводниковое силовое устройство с электронным приводом, может точно контролировать величину тока в микросекундном временном диапазоне, повышение точности управления значительно повышает точность сварки и резки и может удовлетворить потребности различных дуг. методы сварки.

Сварочный ток традиционного сварочного и режущего оборудования можно отрегулировать только путем ручной регулировки отвода и сердечника трансформатора, что приводит к плохой стабильности дуги, невозможности точного управления процессом сварки, плохому контролю формирования сварного шва и количества брызг, а также трудно удовлетворить требования производства сварочных доводок.