Использование сварочного инвертора и принцип его работы. Принцип работы инверторного сварочного аппарата

их принцип работы, основные преимущества и недостатки

Большинство строительных или ремонтных работ невозможно выполнить без применения сварочного аппарата, поскольку с ними обычно имеют дело на производстве и в быту. На сегодняшний день традиционные сварочные агрегаты стали вытеснять устройства нового типа — сварочные инверторы.

Принцип работы таких устройств на порядок выше, а это позволяет более качественно и быстро осуществить сварочный процесс. В чем заключается принцип работы нового оборудования, его основные преимущества и недостатки и как его правильно применять?

Принцип работы сварочных инверторов

Современные виды многофункциональных сварочных инверторных устройств могут применяться, как и традиционные агрегаты, в производственных условиях и на бытовом уровне. Чтобы суметь выполнить с помощью современного устройства сварочные работы, необходимо знать его принцип работы, и как он устроен. Знания помогут овладеть профессионально данным устройством и в дальнейшем 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.

Преимущества инверторного агрегата

Новые сварочные аппараты имеют свои преимущества и отличительные особенности.

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.

Есть и недостатки, о которых стоит знать:

Может произойти неисправность, которая проявляется в выходе из эксплуатации микропроцессора, это обусловлено нарушением условий хранений или применения. Если устройство находится или применяется в запыленном месте, то его необходимо чаще продувать и чистить.
Высокую стоимость агрегата можно отнести к минусам, его нельзя использовать при очень низких температурах, так -15оС является крайней отметкой в работе.
Длина используемого кабеля не должна превышать 2,5 метра.

Сфера применения инверторного аппарата

Высокие технические возможности агрегата позволили найти ему широкое применение.

Их можно использовать в качестве обычных электрических трансформаторов для дуговой сварки с постоянным током.
Также инвертор применим для аргонодуговой сварки с неплавкими электродами.
В полуавтоматической сварке инверторы используются с присадочной проволокой.
Агрегаты нашли применение в работах плазменной резки.

Качество и удобство

Дуговая сварка является очень ответственной работой и чтобы ее удачно выполнить сварщик должен иметь определенные знания и опыт. С помощью инвертора можно выполнить сварку более просто, не имея больших навыков в работе.

Поджигание дуги можно назвать одним из главных преимуществ, поскольку в старых агрегатах невозможно было из-за перепадов напряжения в сети поджечь дугу, электроды сразу залипают. Когда ток добавляется, то происходит обратный процесс — начинается пережигаться металл. Принцип работы инверторов позволяет не зависеть от напряжения в сети. В данных устройствах сварочный ток держится на входе неизменным от напряжения в сети.

Работая обычным сварочным аппаратом можно «пережечь» или «недожечь» металл, отчего шов получится некачественным, он будет ослаблен, из-за чего образуются отверстия. У нового типа агрегатов остается ток неизменным, он устанавливается потенциометром на шкале сварочного тока.

Сварочные инверторы могут поддерживать выбранный ток в заданных пределах, и он будет все это время постоянным. Это позволяет не брать во внимание длину дуги, что только облегчает работу специалисту. Здесь даже новичок сможет овладеть «прихватками», благодаря устройству нового типа.

Те, кто уже не первый день работает сварочным инвертором, уже смогли оценить его возможности. Они значительно облегчают поджигание, контролируют дугу, устраняют залипание электродов. Такие агрегаты очень выгодны для применения в частном и профессиональном строительстве.

Заключение

Сварочные инверторы могут быть профессиональными или бытовыми, поэтому при покупке следует учитывать, с какой целью он будет использоваться. Агрегаты профессиональные рассчитаны на 8-часовое использование, а бытовые приборы смогут работать без перерыва всего 20-30 минут, после чего они нуждаются в отдыхе в течение 30-60 минут. Существуют еще промышленные инверторы, предназначенные для продолжительного периода использования в тяжелых условиях.

Учитывая все преимущества данных агрегатов можно точно сказать, что с их помощью всегда достигается качественный результат, если соблюдать все правила их эксплуатации и правильно подбирать агрегат.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

stanok.guru

Сварочный аппарат инверторный своими руками: принцип работы

В сварочных работах применяют специально приспособленные для определенных целей устройства. Схемы отдельных аппаратов разительно отличаются по строению. Среди самых практичных и широко распространенных, можно выделить инверторную схему. Аппарат, собранный по данной схеме, плавно и точно настраивается, компактен, для мастеров, которые работают на выезде, он просто незаменим.

Схема устройства сварочного инвертора.

Схема инверторного аппарата одна из самых простых, все необходимые элементы плат и транзисторы без труда можно найти в магазинах радиодеталей, а схемы сборки — у мастеров. Задача собрать такой сварочный аппарат своими руками вполне по силам людям, умеющим работать с паяльником.

Принцип работы инверторного сварочного аппарата

Сам по себе данный прибор является подобием мощного блока питания, аналогичного импульсным блокам типа АТ и АТХ, которые устанавливают в персональных компьютерах. Порядок изменений исходных параметров электрического тока в этих двух устройствах идентичен. В инверторе электрическая энергия проходит через ряд преобразований:

Переменное напряжение бытовой сети преобразуется в постоянное.
Постоянный ток преобразуется в переменный с высокой частотой.
Значение напряжения понижается.
Ток со сниженным вольтажом выпрямляется с сохранением заданной частоты.

Все перечисленные преобразования объясняются необходимостью уменьшить вес и габариты силовых трансформаторов сварочных аппаратов.

Схема работы сварочного инвертора.

Принцип работы старых аппаратов сводился к снижению напряжения от питающей сети и росту значения силы тока на вторичной обмотке до нескольких десятков, а то и сотни ампер — значения необходимого для дуговой сварки. Чтобы обеспечить нужное соотношение по снижению вольтажа и росту величины силы тока, у вторичной обмотки задавалось меньшее число витков и большее сечение провода. Потому старые сварочные трансформаторы были с большими габаритами и массой. Производство трансформаторной обмотки требовало крупных затрат медного провода, из-за чего стоили сварочные аппараты совсем не дешево.

Поправить положение позволили инверторные схемы. Посредством увеличения частоты тока на рабочей обмотке до 60-80 кГц и выше получилось уменьшить размеры и вес всей конструкции. За счет 4-кратного увеличения рабочей частоты преобразования габариты аппарата уменьшились вдвое. А в нашем случае речь идет о тысячекратном увеличении частоты.

Столь высокие значения частоты переменного тока достигаются установленными в инверторной схеме транзисторами переключения, которые сообщаются между собой с частотой 60-80 кГц. Ток к транзисторам приходит постоянный, от выпрямителя. Переменное напряжение выпрямляется мостовой схемой из диодов и выравнивается конденсаторами. На выход из выпрямителя и конденсатора поступает постоянное напряжение 220 В. Такова первая ступень схемы.

Высокочастотные транзисторы инверторной цепи передают переменный высокочастотный ток на понижающий трансформатор. Так как рабочая частота уже в 1000 раз ниже частоты питающей сети, трансформатор представляет собой очень компактную катушку.

Вернуться к оглавлению

Компоненты схемы сварочного аппарата

Электрическая схема сварочного инвертора.

Инверторная схема рассчитана на значение тока питающей сети до 32 А и напряжение 220-230 В. Значение тока на выходе из преобразователя достигает 250 А. Такая величина гарантирует создание прочного шва при сварке электродом на расстоянии до 1 см. Блок питания инверторного аппарата включает такие компоненты:

Трансформатор с основанием из ферритного сердечника 7х7 или 8х8.
Первичная обмотка, насчитывающая 100 колец из провода диаметром 0,3 мм.
Внутренний заход вторичной обмотки на 15 оборотов проводом толщиной 1 мм.
Средний заход вторичной обмоткой на то же количество витков проводом меньшей толщины (0,2 мм).
Наружный заход вторичной обмотки на 20 оборотов провода с толщиной 0,35 мм.

Вернуться к оглавлению

Сборка трансформатора

Схема обмотки трансформатора.

Перед тем как навивать провода на сердечник трансформатора, его оборачивают медью. Ширина полос составляет 40 мм, высота ленты — 0,3 мм. Вместе с медной лентой сердечник обматывается термобумагой. Для этой цели хороша кассовая лента и любая другая тонкая и прочная бумага, которой удобно будет обтянуть сердечник. Провод круглого сечения на первичную обмотку не годится, потому что он легко перегревается. Из-за этого токи перенаправляются на внешнюю сторону обмотки, а внутренние слои остаются ненагруженными.

Вторичная обмотка укладывается в 3 слоя проводов, между которыми вставляют прокладки из фторопласта. Для этих целей не подходят стандартные провода с диаметром 0,5-0,7 мм. Из-за круглого сечения в обмотке они плохо прилегают друг к другу, оставляя зазоры, тем самым ухудшают теплообмен.

Накручивая обмотку, обращайте внимание, чтобы провод завивался без промежутков вокруг сердечника. Только так напряжение будет стабильным. Типичная схема инверторного прибора подразумевает наличие двух трансформаторов с частотой 41 кГц, но подойдут и на 55 кГц. Затем устанавливаются изолирующая прокладка и дроссель с маркировкой L2. Сбоку платы дополнительно ставят вентилятор для обдува, его электрические характеристики 0,13 А и 220 В.

Вернуться к оглавлению

Пайка инверторной платы

На составление схемы сварочного аппарата инверторного типа идут кулеры и радиаторы, которые встречаются в компьютерных блоках питания. Их можно извлечь из старой техники или обратиться в магазин радиодеталей за новыми.

Радиаторы ставятся вверху и внизу концов косого моста.

Диоды крепятся к радиаторам на предварительно заготовленную прослойку из слюды.

Для сборки инвертора потребуется кулер.

Когда для распределения потоков применяется мост IRG4PC50W, следует использовать термопасту вместо слюды.

Направление выводов транзисторов и диодов выставляется навстречу друг другу. В промежутке между радиаторами монтируется плата, которая соединит все участки цепи питания сварочного прибора с промежуточными элементами моста. Имейте в виду, что расчетное напряжение цепи питания 300 В. Мощности, сбрасываемые трансформатором, должны уходить в цепь, для чего на плату припаивают конденсаторы на 0,15 мкФ. Установка после трансформатора снабберов и конденсаторов гасит нежелательные перенапряжения от бросков на выходе из вторичной обмотки.

Вернуться к оглавлению

Настройка и отладка работы инвертора

Схема внутреннего устройства инвертора.

Завершив сборку, надо непременно настроить работу инверторного модуля. Подключите к ШИМ напряжение в 15 В и запитайте вентилятор. Затем через резистор R11 осуществите подключение реле К1. Все это делается для того, чтобы предотвратить скачки при подсоединении к сети 220 В. Проконтролируйте своевременное включение реле и через 10 секунд подайте рабочее питание на ШИМ. После срабатывания реле прямоугольных участков в диаграмме ШИМ не должно наблюдаться.

Затем мост подключается к источнику напряжения в 15 В. При работе вхолостую инвертор потребляет ток в пределах 100 мА. Если замер показывает допустимую величину, то схема собрана правильно. Дополнительно необходимо убедиться, что фазировка обмоток не перепутана.

На ШИМ снижается установка частоты до тех, пока на нижней части графика не вырисовывается загиб, что будет означать перенасыщение узла. Данное значение частоты делим на 2 и прибавляем к рабочей частоте платы ШИМ и непосредственно трансформатора. Схема соединена правильно в том случае, если при настройке реле выдает сигнал при 150 мА. Если световой сигнал нечеткий и слабый, то плата соединена неправильно или одна из обмоток пробивает. Убрать ненужные помехи получится, если укоротить все провода электропитания.

Вернуться к оглавлению

Проверка работоспособности устройства

После сборки сварочного инвертора необходимо проверить его на работоспособность.

Итак, инверторный сварочный аппарат собран и готов к использованию, теперь остается удостовериться, что он работоспособен. Включите аппарат в электросеть, плавно задавайте большую силу тока и сверяйтесь с показаниями осциллографа по напряжению. Напряжение в нижней петле осциллограммы приемлемо в пределах 500 В, в условиях выброса допускается превышение до 550 В. В корректно скомпилированной схеме указанная цифра не превысит 350 В.

Когда проверяете работоспособность прибора, убедитесь, что гул от шины не нарастает при увеличении нагрузки. Чтобы подать максимальный ток, фоновый шум должен оставаться неизменным.

Затем приступаем к самой сварке. После запуска надо выждать 10 секунд и проверить температуру охладителей. На протяжении первых 20 секунд они должны оставаться холодными, в течение следующей минуты — чуть теплыми.

После этого берем 2 электрода для нужного вида сварки и на пробном материале раскраиваем шов, пока они полностью не выгорят. Закончив, контролируем температуру трансформатора: он к этому времени успеет разогреться, но не раскалиться добела. Чрезмерный нагрев будет указывать на недочеты схемы сборки.

Радиаторы успевают серьезно нагреться после непрерывной работы на 3 электродах. Поэтому понадобится дать им остыть 2 минуты. Этого достаточно, чтобы кулер понизил температуру до нормального уровня и можно было продолжить работу без потери качества.

Процесс сборки сварочного аппарата своими руками, весьма кропотливый, проявите как можно больше сосредоточенности и внимания к нему. Тщательно изучите выбранную вами схему, разберитесь с последовательностью соединения деталей в ней, сосчитайте точное число составных частей и проводов. По окончании сборки изобретение обязательно проверяется на исправность и безопасность. Организуйте сварочные работы со всеми необходимыми условиями для безопасного труда: на руках носите плотные перчатки, лицо закрывайте сварочным щитком.

moiinstrumenty.ru

Как пользоваться сварочным инвертором: особенности

Сварочными работами по металлу сегодня занимаются не только в цехах, но и в бытовых условиях. Но как пользоваться сварочным инвертором? До начала работы с любым аппаратом требуется тщательно изучить инструкцию и приобрести некоторые необходимые навыки.

Конструкция сварочного инвертора.

Это необходимо для того, чтобы выполнить сварочные работы надлежащего качества и чтобы соединения металлических предметов были надежными и долговечными.

Одними из популярных в сварочном деле являются сварочные инверторные аппараты. Они соединяют металлические листы под воздействием разряда электричества. В отличие от старых трансформаторов, инверторы относительно легки и доступны каждому. Достаточно понимать ряд принципов осуществления сварочного процесса с помощью этого аппарата.

Работа сварочного аппарата

Для тех, кто разбирается в физике, представим принцип работы сварочного инверторного аппарата, предназначенный для ручной дуговой сварки.

Схема инверторного сварочного аппарата.

Сварочный аппарат работает от сети, на выпрямитель переменный ток должен идти с частотой 50 ГЦ. Его сглаживают с помощью особого фильтра.

После этого, благодаря инвертору, он становится переменным высоким током с частотой от 20 до 50 ГЦ. Происходит это благодаря транзисторам со значительной частотой коммутаций. Далее переменное напряжение высокой частоты понижается до 70-90 В. Следовательно, сила тока повышается до 100-200 А, что и требуется для всего сварочного процесса.

Преимущество такого инвертора заключается в высокой частоте, по сравнению с остальными сварочными приборами, использующими другие источники питания.

Сила тока в инверторе достигает требуемой величины способом преобразования высокочастотных токов. В трансформаторных приборах требуемая величина получается за счет преобразования ЭДС в катушке индукции.

Такой способ преобразования токов дает возможность использовать малогабаритный трансформатор.

Характеристики сварочного аппарата

Перед тем как начать пользоваться сварочным инвертором, следует разузнать, какая модель подойдет для конкретных целей, например, для домашних или дачных дел. Прежде всего следует определить, для какого металла требуется инструмент. Для этого нужно уточнить такие характеристики металла, как толщина листа, стенки трубы, диаметр арматуры.

Принцип работы инвертора.

В зависимости от этих параметров подбираются электроды с необходимым диаметром. При этом следует узнать, подходят ли для таких дел электроды производителя, поскольку одинаковые диаметры электродов разных производителей могут подходить для различных толщин.

Далее приблизительно определяем требуемый рабочий ток сварки, используя для оценки диаметр электрода. Очень приблизительно 1 мм дает 30-40 А тока.

Перед работой следует уточнить характеристики таких показателей, как продолжительность включения (ПВ) и максимальный ток. Если ПВ=70%, а lmax=170А, значит, с такой силой тока аппарат выдерживает 7 минут из 10.

Для работ потребуется инвертор, максимальный ток которого должен превышать требуемую величину. Это необходимо для того, чтобы:

избегать перегрева прибора при максимальном значении тока;
предупреждать возможное лукавство производителей, которые завышают показатели;
иметь некоторую страховку от скачков тока в сети.

Схема сварочного преобразователя ПСО500.

Существует важный факт: сварочный инвертор потребляет энергию в зависимости от диаметра электродов. Чем он больше, тем больше энергии уходит на его работу.

Инвертор — это электронный сварочный аппарат, следовательно, основная нагрузка при его работе ложится на электрическую сеть.

Сварочный инвертор, в отличие от старых аппаратов, имеет накопительные конденсаторы. Они «собирают» электроэнергию и обеспечивают не только его бесперебойную работу, но и разжигают мягкую электродугу.

Техника безопасности при сварочных работах

Без возражений следует соблюдать технику безопасности. Правила очень просты:

понять для себя все, что изложено в руководстве о том, как пользоваться инверторным сварочным аппаратом;
до начала работ отчистить помещение от всех легковоспламеняющихся веществ;
убедиться, что рабочее место доступно для проветривания, особенно с задней и передней стороны прибора.

Способы подключения сварочного инвертора.

Для работы нужно подобрать особую одежду и защитные приспособления, такие как сварочный щиток или маска. Их основное назначение — защитить сетчатку глаз от излучения электрической дуги. Из одежды следует остановиться на брюках с курткой, которые точно не будет жалко, когда на них попадут искры, образующиеся от сварочных работ. Конечно, не следует забывать о перчатках.

При этом учитывайте, что приборы пожаротушения находятся неподалеку.

Алгоритм работы и его особенности

Прежде всего устанавливается зажим заземления на подготовленной к сварке детали. Далее выбирается требуемый режим электротока, зависящий от диаметра электрода и его типа. Сварочный ток на приборе выставляют, смотря на толщину металла и свариваемых деталей. На аппарате, как правило, указывают допустимую для него силу тока.

Проводите электродом по заготовке металла. Касание обязательно должно быть кратковременным. Также не следует подносить электрод к поверхности быстрыми темпами. В противном случае получится залипание. Далее подключают клемму массы к металлической поверхности в месте сварки.

Поджог дуги ознаменует начало процесса сварки.

При нормальной работе с работающей электрической цепью в результате получается вспышка искр.

Виды сварных соединений.

Следующим этапом электрод подносят к детали. Обязательно следует подносить его под небольшим углом. После этого им несколько раз дотрагиваются до поверхности. Это требуется, чтобы сварочный электрод активировался. В этом случае электрическая дуга будет продолжать существовать между электродом и обрабатываемой деталью. Очень важно удерживать электрод на расстояние в 2-5 мм.

Дуга не должна гаснуть. Это может произойти, если допустить слишком маленький или, наоборот, значительный зазор между электродом и привариваемой поверхностью.

В результате воздействия свариваемого металла и электрода должен на выходе получиться сварной шов. Образующуюся при этом накипь металла или всем известную окалину убирают особым молоточком либо аналогичным предметом. При этом необходимо, чтобы он был твердым и тяжелым.

Лучше всего предварительно набить руку на ненужных предметах из металла. Когда навык отработается, тогда следует переходить к сварке деталей.

Алгоритм работы полуавтомата

Несколько иной алгоритм работы у инверторного сварочного полуавтомата. Прежде всего, заземленная клемма подсоединяется к свариваемому изделию из металла. Далее устанавливается мощность аппарата и скорость подачи самой проволоки. Для этого применяются специальные регуляторы режимов. Они должны соответствовать типу и толщину самой проволоки и металла. Затем:

подключают аппарат и включают его в сеть;
лишняя проволока отрезается, от самого держака должно остаться 3 мм;
от техники безопасности никого не освобождали, поэтому защитная маска должна беречь глаза;
на аппарате нажимается триггер, после появления дуги требуется передвигать держак по заданному направлению.

При появлении шумовых эффектов и если конец проволоки держака в сгустках, следует увеличить явно недостаточную для аппарата скорость. Шум во время появления дуги, явно прерывающийся ее характер, при этом разбрызгиваются капли металла и кажется, что проволока начинает опережать скорость сварки — все это признаки чересчур большой скорости подачи в аппарат самой проволоки. Правильный и корректно установленный звук в работающем приборе — это ровный постоянный гул прибора с потрескиваниями.

Если во время сварки получается пористое место, то требуется увеличить поток газа.

На приборе всегда расположена таблица установленных мощностей. По ней и следует проверять эту характеристику.

Прибор можно настроить на различный по мощности выходной ток. Все расчеты идут в процентных выражениях, а оно представляет 10-минутный цикл сварки. Если имеется параметр 70%, то, следовательно, время процесса сварки занимает 7 минут и 4 минуты покоя.

В случае если оборудование эксплуатируется с превышением цикла, получается повышение температуры частей аппарата. Происходит их перегрев. У сварочного прибора существует встроенная термозащита, которая в этой ситуации выключает прибор. Аппарату требуется время для остывания. Термозащита сама отключается автоматически. Когда прибор остынет, можно снова им работать.

moyasvarka.ru

Принцип работы инверторных сварочных аппаратов

Бытовое сварочное оборудование на данный момент выпускается в широком модельном диапазоне. Инверторы, автоматы и полуавтоматы предназначены как для частного использования в домашнем хозяйстве, так и для профессиональной деятельности. В частности, инверторные сварочные аппараты Ресанта, которые подобрать можно тут, выпускаются в нескольких модельных линейках, каждая из которых включает в себя оборудование различной мощности и дизайна.

Принцип работы инвертора

Принцип работы инверторного сварочного оборудования основан на преобразовании переменного тока, поступающего от сети питания, в постоянный ток напряжением до 400 В. Инвертор преобразовывает и модулирует переменный ток в модулированное высокочастотное напряжение. Регулирование сварочного тока производится за счет широтно-импульсной модуляции. Так как преобразование тока связано с повышением температуры, то все инверторы имеют принудительное охлаждение и автоматическую защиту от перегрева.

Принцип работы инверторного полуавтомата

Основным рабочим узлом аппарата является инвертор на основе транзисторов IGBT. Преобразованный и выпрямленный ток подается на электрод, который работает в защитной газовой среде. Наличие газа в сварной ванне обеспечивает защиту места наложения шва от взаимодействия с кислородом из окружающего воздуха. Таким образом, достигается высокое качество налагаемого шва.

Модели сварочных инверторов

Одной из самых популярных марок сварочного оборудования считается Ресанта. Данные аппараты отличаются высокой производительностью и надежность. При малых габаритах аппараты способны выдавать сварочный ток силой до 220 А. Сварочное оборудование Ресанта может работать не только от бытовой сети в 220 В, но и при низком напряжении в 140 В. При этом не страдает качество наложения шва.

Вторым по популярности признан инвертор сварочный Неон. Данное оборудование предназначено для ручной электродуговой сварки. Однако аппараты имеют возможность подключения и аргонодуговой сварки. «Неон» имеет надежную термозащиту, предустановку сварочного тока и цифровую индикацию.

Обслуживание сварочных инверторов

Сервисное обслуживание инверторного сварочного оборудования заключается в периодической очистке вентиляционных отверстий, через которые проходит воздух для охлаждения инвертора. Эти процедуры выполняются владельцем оборудования самостоятельно. Ремонт инверторных сварочных аппаратов производится в специализированных сервисных мастерских. Самостоятельное вмешательство в электрические схемы устройства в случае поломки крайне нежелательно.

vse-zdes.ua

Принцип работы сварочного инвектора

А что же такое инвертор? И чем он так хорош?Итак, сварочный инвертор – это не способ сварки, а сварочный полупроводниковый аппарат. Инверторные технологии используются в ММА сварке, в полуавтоматах, аргонно-дуговой, в плазменной резке.Как и в трансформаторе, в инверторе также преобразуется мощность. Вот только в отличие от трансформатора, в инверторе КПД 80-90%, а это означает, что мощности при преобразовании теряется намного меньше! Но и это еще не все.В инверторе всеми процессами преобразования управляет процессор. И процессор может менять коэффициент преобразования напряжения. А это уже очень большой плюс. Помните дачу, где лампочка мигает? Так вот: при провалах напряжения процессор сварочного инвертора отслеживает эти провалы и корректирует коэффициент преобразования таким образом, что напряжение на выходе инвертора остается постоянным и работая, вы не чувствуете, как у вас напряжение в питающей сети пляшет. Но и это еще не все! Помните, как нужно варить? Держа электрод в нескольких миллиметрах от детали, и плавно перемещая его вдоль шва. Как красиво написано! Это в маске, через которую ничего не видно и когда еще летит сноп искр! Если вы не робот, то обязательно коснетесь электродом детали. Что тогда произойдет? Если вы варите трансформатором, то электрод прилипнет к детали, произойдет короткое замыкание во вторичной обмотке и если вы не оторвете электрод с силой, то сварочный трансформатор уйдет в перегрев, сработает тепловая защита, если она есть или начнет гореть обмотка трансформатора.Если же вы работаете инвертором, то скорей всего и не почувствуете, что коснулись электродом детали. Процессор отследит касание падением напряжения в дуге и моментально увеличит кратковременно ток, сильный ток подплавит электрод и вы сможете спокойно отвести электрод от детали – он не «прилипнет». Если вы специально коснулись и держите электрод у детали, то процессор отключит питание на выходе трансформатора и он не перегреется.Т.е. инвертор «прощает» нам с вами наш непрофессионализм в работе!Но и это еще не все!Функция “HOT START”: автоматическое повышение сварочного тока при начале сварки для облегчённого зажигания дуги позволяет легко зажигать дугу, работая не только рутиловыми, но и основными, и целлюлозными электродами (прочность сварочного шва значительно выше).И самое главное – вес. Инверторы при равном сварочном токе с трансформаторами весят в 4-5 раз меньше! И намного меньше по габаритам. Благодаря тому, что преобразование мощности у инверторов происходит на частоте 50-60 кГц (в 1000 раз выше, чем у трансформаторов), размер основной детали – преобразующего трансформатора- удалось снизить в несколько раз.

Подытожим: инвертор – полупроводниковый сварочный аппарат, варить которым стало значительно удобней, проще и быстрее. Аппарат, который позволяет новичку получать качество сварки профессионального сварщика.Неужели нет недостатков у инвертора? Есть! Их два: цена, которая в 2 раза выше трансформатора и возможность выхода аппарата из-за пыли, а вернее из-за сильного загрязнения электронной платы. От второго недостатка достаточно легко избавиться, периодически (по мере загрязнения) продувая электронную плату сжатым воздухом. Конечно, это касается аппаратов, которыми работаю на стройплощадках и в сильнозагрязненных помещениях. Что касается первого недостатка, то цена на инверторы постоянно снижается (для этого есть веские причины) и, уверен, что через несколько лет сварочные инверторы полностью вытеснят трансформаторы.

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

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

Тонкость в том, что транзисторы очень сильно греются и их необходимо установить на мощные алюминиевые радиаторы. Чем больше радиатор, тем больше съем тепла с него, а следовательно его охлаждающая способность. На деле схемотехника MOSFET не позволяет создать аппарат на одной плате: те аппараты, которые сейчас есть в продаже собраны в основном на трех платах (IGBT аппараты всегда идут на одной плате). Соединение трех плат, худший теплообмен, каскадный выход транзисторов из строя при неисправности одного транзистора, меньший КПД (относительно IGBT) –вот основные недостатки MOSFET по отношению к аппаратам IGBT. Проще говоря, IGBT более современная технология, чем MOSFET. Хотя сразу оговоримся, что недостатки эти ничтожны, по сравнению с достоинствами сварочного инвертора, скажем, по сравнению со сварочными трансформаторами. Необходимо также отметить, что мощные индустриальные инверторы пока собираются по MOSFET технологии.Как отличить: Визуально аппараты IGBT отличаются от MOSFET вертикальным расположением силовых разъёмов ( у MOSFET аппаратов выходы обычно расположены горизонтально). Нельзя точно утверждать, что это верно на 100%. Точнее можно сказать, сняв кожух с аппарата.

На что еще можно обратить внимание:Благодаря электронному контролю за параметрами сварочный дуги, инвертор работает значительно более экономичней, чем трансформатор, поэтому нет особой надобности брать мощность «прозапас». 40-45 А на «мм электрода» вполне разумный выбор. Если вы варите 3мм электродом, то оптимальным выбором будет аппарат на 120-140А.При выборе инвертора также необходимо помнить о рабочем цикле аппарата. 10% цикл – это работа в течении 1-й минуты из 10 минутного цикла. Если у вас большой объем сварочных работ, то необходимо взять аппарат с большим циклом или на больший рабочий ток (тогда у такого аппарата на том же токе, рабочий цикл будет больше). Например у аппарата 140A - 10% рабочий цикл. А вам нужно, к примеру, варить непрерывно 3,5 минуты. Тогда вы выбираете аппарат на 140А с 35% или берете аппарат на 160А с 10%. Цикл на токе в 140А у аппаратов будет приблизительно одинаков. Перед покупкой инвертора, рассмотрите приобретение инвертора с возможностью аргонно-дуговой сварки (TIG). Тогда у вас будет, по-сути, два аппарата в одном корпусе. И варить вы сможете практически все металлы и сплавы. Эти аппараты дороже обычных инверторов на стоимость специализированной горелки.

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

servic-master.ru

Принцип работы инвертора

Принцип работы инвертора.

Принцип работы инверторного сварочного аппарата основан на том, что сетевое напряжение частотой 50 Гц, пройдя через фильтр, преобразуется до частоты 25-50Кгц, благодаря чему появляется возможность заменить крупногабаритный силовой трансформатор на высокочастотный, что резко снижает массогабаритные показатели. Применение принципа широтно-импульсной модуляции обеспечивает удобное и точное управление силой сварочного тока и другими параметрами, а также обеспечивает стабильность и устойчивость горения дуги. Современный инверторный сварочный аппарат потребляет в 2-3 раза меньшую мощность по сравнению с выпрямителями традиционной конструкции, имеет КПД 85-90%, малые габариты и вес, высокую электробезопасность. В отличие от обычных сварочных выпрямителей, у которых силовой трансформатор работает на частоте сетевого напряжения 50 Гц, сварочный инвертор использует ток высокой частоты (десятки килогерц). Повышение частоты тока, протекающего через силовой трансформатор, позволило существенно уменьшить его массу и габариты. Если у обычных выпрямителей величина, характеризующая отношение сварочного тока к массе, равна 1-1,5 А/кг, то у сварочных инверторов, собранных на «скоростных» тиристорах, этот показатель вырос до 4-5 А/кг. Основным принципом работы сварочного инвертора является многократное поэтапное преобразование электрической энергии. Можно выделить основные этапы преобразования тока в сварочном инверторе: выпрямление переменного сетевого напряжения частотой 50 Гц в первичном выпрямителе, собранном из силовых диодов по мостовой схеме; преобразование полученного выпрямленного напряжения с повышенными пульсациями в переменное напряжение высокой частоты с помощью инвертирующего преобразователя; понижение переменного напряжения высокой частоты импульсным высокочастотным трансформатором до значения, соответствующего напряжению сварки, с формированием необходимого вида вольтамперной характеристики; преобразование вторичным выпрямителем переменного напряжения высокой частоты, имеющего величину сварочного напряжения, в постоянное напряжение со сглаживанием пульсаций тока. Инверторные сварочные аппараты, получившие распространение благодаря технологии преобразования тока и появлению соответствующих деталей, работают на базе МОП-транзисторов высокой мощности для преобразования рабочей частоты 50/60Гц в более высокую частоту (100 кГц и выше). Затем напряжение понижается, и происходит регулирование тока. При помощи широтно-импульсной модуляции обеспечивается питание сварочной дуги постоянным током большой мощности. Благодаря применению инверторной технологии переключения мощности удалось уменьшить вес и размеры основного трансформатора сварочного аппарата и увеличить эффективность на 30%. Кроме того, в системе электрода дуги используются принципы высоких частот. Аппарат аргонодуговой сварки инверторного типа отличается простотой в работе с дугой, более глубокой сварочной выемкой, несильным нагреванием, влияющим на постоянный и регулируемый ток. Он может быть использован как для MMA, так и для TIG-сварки. Кроме того, имеются встроенные защитные механизмы, как, например, от электрического перенапряжения. Благодаря защите от перегрузки по току и перегрева повышается надежность аппарата, и улучшаются его рабочие качества.

iva-viktor-6102.narod.ru

Схема сварочного аппарата инверторного типа, инструкция по ремонту

Устойчивая тенденция к снижению цен на сварочные аппараты инверторного типа привела к значительному росту популярности этого оборудования как среди профессионалов, так и среди тех, кто к сварочным работам прибегает только для своих нужд. Вполне объяснимо, что многих пользователей, имеющих подобный аппарат, интересует его устройство и принцип действия, ведь информация такого рода поможет отремонтировать оборудование в случае его неисправности или даже усовершенствовать недорогую модель с «урезанным» функционалом. Как мы увидим далее, разобраться с этими вопросами совсем не сложно, достаточно владеть элементарными познаниями в электротехнике.

Инверторный сварочный аппарат.

Общие сведения

Электрическая схема различных моделей сварочных инверторов может отличаться некоторыми деталями, но в общих чертах все эти аппараты работают по одному принципу. Главная задача каждого из них — преобразовать поступающую из сети электрическую энергию так, чтобы на выходе получить ток большой величины. Процесс преобразования подразделяется на несколько этапов:

Схема дросселя сварочного инвертора.

выпрямление переменного тока, поступающего из электросети;
преобразование постоянного тока обратно в переменный, но уже с гораздо большей частотой колебаний;
усиление переменного высокочастотного тока за счет понижения его напряжения;
выпрямление усиленного высокочастотного переменного тока.

Тот, кто хоть немного разбирается в компьютерном «железе», наверняка знает, что подобным же образом работает импульсный блок питания персонального компьютера. Центральным моментом этой схемы является увеличение частоты переменного тока, именно эту задачу и выполняет инвертор. Для чего это необходимо? Дело в том, что габариты и вес трансформатора зависят не только от его мощности, но и от частоты тока, для преобразования которого он сконструирован. Чем ниже частота, тем более массивным и крупным получается трансформатор. Зависимость эта весьма существенна. Так, например, с четырехкратным увеличением частоты переменного тока размеры трансформатора сокращаются в два раза. Инверторная схема поднимает частоту электротока с 50 Гц до 60-80 кГц, так что выигрыш в весе и размерах получается вполне ощутимый. В результате мы получаем легкий и компактный сварочный аппарат, для производства которого необходимо гораздо меньше материалов, в том числе дорогой меди.

Далее мы детально рассмотрим основные блоки аппарата инвертора и их взаимосвязи.

Вернуться к оглавлению

Силовая часть: сетевой выпрямитель

Схема инверторного сварочного аппарата.

Особенность схемы инвертора состоит в том, что для ее работы необходим постоянный ток. Поэтому переменный ток обычной электросети, поступающий с напряжением 220 В и частотой 50 Гц, в первую очередь подвергается выпрямлению. Электрическая схема выпрямителя включает диодный мост и два конденсатора, в задачу которых входит сглаживание пульсаций. Из-за большой мощности тока диодный мост во время работы достаточно сильно нагревается, поэтому его оснащают радиатором с термопредохранителем. Последний осуществляет размыкание схемы при нагреве до температуры в 90 градусов.

На выходе диодного моста получается пульсирующий постоянный ток напряжением 220 В, но на конденсаторах оно увеличивается в 1,41 раза и составляет уже 310 В. С учетом возможности скачков исходного напряжения в сторону увеличения в сетевом выпрямителе инверторного сварочного аппарата устанавливают конденсаторы, выдерживающие напряжение до 400 В (соответствует исходному напряжению в 280 В).

К источнику электроэнергии сетевой выпрямитель подключается через фильтр электромагнитной совместимости, который препятствует попаданию высокочастотных помех от работы инвертора в электросеть.

Схема источника питания инверторного сварочного аппарата.

Сразу после включения сварочного аппарата поступающий на конденсаторы зарядный ток может достигать такой величины, которой будет достаточно для вывода диодного моста из строя. Чтобы этого не случилось, все типы сварочных инверторов оснащаются схемой плавного запуска. Она реализована посредством реле и резистора, мощность которого составляет около 8 Вт, а сопротивление — около 50 Ом (в различных моделях сварочных инверторов характеристики резистора могут отличаться от указанных). Резистор включен в цепь выпрямителя, и в момент включения сварочного аппарата он ослабляет пусковой ток. После того как оборудование выйдет на рабочий режим, срабатывает реле, которое замыкает выводы резистора так, что ток течет уже «мимо» него.

Вернуться к оглавлению

Инвертор: принцип работы

В электрическую схему инвертора, которым оснащаются сварочные аппараты данного типа, входят два ключевых транзистора, которые подключаются по принципу «косого моста». Их особенность состоит в том, что они могут переключаться с очень высокой частотой, от 60 до 80 кГц. При этом поступающий в инвертор постоянный ток превращается в переменный, имеющий такую же частоту. От обычного тока в электросети он отличается еще и характеристикой: она является не синусоидной, а прямоугольной.

Ключевые транзисторы устанавливают на радиаторе, что позволяет избежать их перегрева. Защита от чрезмерно высоких напряжений обеспечивается демпферными RC-цепями.

Вернуться к оглавлению

Высокочастотный (импульсный) трансформатор

Принцип работы инвертора.

Главной частью любого сварочного аппарата является понижающий трансформатор. Его конструкция в инверторных аппаратах почти не отличается от обычной, но при этом он является более компактным. Еще одно важное отличие — наличие дополнительной вторичной обмотки, которая используется для питания схемы управления.

На первичную обмотку высокочастотного трансформатора поступает продуцируемый инвертором переменный электроток напряжением 310 В и частотой в несколько десятков килогерц. На выходе вторичной обмотки, имеющей меньшее количество витков, напряжение уменьшается до 60-70 В, а сила тока возрастает до 110-130 А. Ему остается пройти еще одну, последнюю ступень.

Вернуться к оглавлению

Выходной выпрямитель

Поступающий от высокочастотного трансформатора ток необходимо превратить в постоянный — именно такой ток нужен для сварки. С этой целью сварочный аппарат инвертор оснащается выходным выпрямителем, электрическая схема которого состоит из сдвоенных диодов с общим катодом. От обычных диодов они отличаются высоким быстродействием. Цикл открытия-закрытия у этих элементов составляет всего 50 наносекунд (эта характеристика называется временем восстановления). Это качество необходимо для работы с токами сверхвысокой частоты.

Диоды выходного выпрямителя также установлены на радиаторе, а для их защиты данный блок оснащается RC-цепью.

Вернуться к оглавлению

Пусковая схема аппарата

Способы подключения сварочного инвертора.

В момент включения устройства от сетевого выпрямителя подается питание на схему управления через 15-вольтовый стабилизатор.

После того как схема управления запустит в работу ключевые транзисторы инвертора, на дополнительной вторичной обмотке высокочастотного трансформатора появляется напряжение. Оно выпрямляется диодами и через все тот же стабилизатор начинает питать схему управления, при этом происходит ее отключение от сетевого выпрямителя.

Вернуться к оглавлению

Схема управления

Координацию работы преобразователя тока сварочного аппарата инверторного типа осуществляет схема управления. Ее основным элементом является микросхема ШИМ-контроллера. В задачу этой микросхемы входит переключение ключевых транзисторов инвертора. Управление их работой ШИМ-контроллер осуществляет не напрямую, а посредством двух последовательно расположенных элементов: полевого транзистора и разделительного трансформатора.

Преобразование тока в сварочном инверторе.

С полевого транзистора на первичную обмотку разделительного трансформатора поступает высокочастотный (около 65 кГц) ток с прямоугольной характеристикой. Трансформатор преобразует напряжение этого тока до той величины, которая необходима для управления ключевыми транзисторами инвертора. Сигналы на них поступают от двух вторичных обмоток разделительного трансформатора, при этом каждая из обмоток подключена к одному транзистору.

Кроме указанных элементов, электрическая схема платы управления и контроля содержит вспомогательные транзисторы, которые помогают ключевым транзисторам инверторной схемы закрываться, и стабилитроны, защищающие их от перепадов напряжения. Также здесь имеется анализатор-ограничитель тока. Главным элементом анализатора является трансформатор, который включен в цепь первичной обмотки высокочастотного трансформатора, установленного в силовом блоке. Анализатор-ограничитель контролирует силу тока в преобразователе сварочного аппарата и использует сигналы, поступающие с первичной обмотки силового трансформатора, для подстройки сварочного тока и формирования импульсов, транслируемых к микросхеме ШИМ-контроллера.

Для регулирования силы тока сварки в электрическую схему блока управления включен переменный резистор, сопротивление которого задается поворотом ручки, выведенной на контрольную панель сварочного аппарата инвертора.

Вернуться к оглавлению

Контроль выходного и сетевого напряжения

Функциональные возможности сварочного инвертора.

Кроме всего перечисленного, в задачу схемы управления сварочного аппарата входит отслеживание напряжения в сети и на выходном выпрямителе. Для этого ее электрическую схему комплектуют операционным усилителем. Часть его элементов подключается к сетевому выпрямителю с целью выявления скачков напряжения в электросети. В случае нарушений эти элементы воспроизводят сигналы защиты по току и напряжению, которые поступают в суммирующий модуль, а затем — в генератор импульсов ШИМ-контроллера. Работа генератора, следовательно, и всей схемы, при этом блокируется.

Аналогичным образом контролируется рабочее напряжение на выходе преобразователя. Его величина может отклоняться от нормы в случае нарушения в работе диодного моста сетевого выпрямителя или других элементов. В этом случае также происходит отключение схемы управления.

Блокировка схемы сопровождается подачей напряжения на сигнальный диод, который оповещает пользователя сварочного аппарата о неполадках.

Вернуться к оглавлению

Инструкция по ремонту сварочного аппарата-инвертора

Как любое оборудование, инверторные аппараты для сварки могут выходить из строя. Часто наблюдается следующий симптом: аппарат кажется вполне исправным (горит «нормальная» индикация, слышна работа вентилятора в корпусе), но искра при контакте электрода с металлом не появляется. Иногда при этом можно слышать непривычный гул. В некоторых случаях ремонт устройства можно осуществить своими силами, не привлекая специалистов сервисной компании.

Схема сварки тонкого металла при помощи инверторной сварки.

По инструкции в первую очередь следует проверить с помощью мультиметра состояние термопредохранителей, установленных на радиаторах различных элементов в силовом блоке. Температура, при которой их контакты размыкаются, обычно составляет 90 градусов. Отдельные типы таких предохранителей являются одноразовыми, после срабатывания их приходится менять. Другие размыкают цепь при перегреве, но при остывании радиатора снова восстанавливают соединение. Подобные элементы могут устанавливаться на первичных обмотках силовых трансформаторов. Их срабатывание часто приводит в заблуждение электротехников-любителей, которые думают, что в обмотке произошел обрыв. Если вы обнаружили неисправный термопредохранитель, можно попробовать закоротить его контакты. Этот вариант подойдет в качестве временного «лечения», он позволит вам закончить работу, если она является срочной.

Поскольку защита от перегрева теперь частично отсутствует, сварочный аппарат следует эксплуатировать очень осторожно, вполсилы. А по завершении работы следует сразу двигаться в магазин радиодеталей для приобретения запчасти.

Еще одно «чувствительное» место сварочных инверторов — выходной выпрямитель, точнее, входящие в его состав диоды. Токи, с которыми им приходится работать, достигают 130 А и иногда становятся причиной пробоя в этих диодах.

В неработоспособности выходного выпрямителя легко убедиться с помощью мультиметра, но без «прозвонки» каждого диода по отдельности определить, какой из них пробит, невозможно. Диоды (здесь применяются три сдвоенных диода) придется выпаивать и снимать с радиатора, к которому они прикручены шурупами. Радиатор тоже придется снимать.

Управление сварочным инвертором.

Выпаивать диоды и другие элементы бывает непросто. В современных сварочных инверторах пайку делают очень качественно, с большим количеством припоя, особенно в тех местах, где имеются токи большой силы. Кроме того, используется припой без содержания свинца, температура плавления которого выше, чем у обычного свинцово-оловянного. Поэтому для выпаивания диодов и других элементов лучше воспользоваться мощным паяльником на 50 Вт, 40-ваттного может не хватить. Задача усложняется тем, что нужно отпаять три вывода одновременно, поэтому без хорошего прогрева тут не обойтись. Для удаления припоя можно воспользоваться десольдером или медной оплеткой.

После того как пробитый диод будет выявлен (в сдвоенных диодах могут быть пробиты обе части), следует купить новый, такой же или аналогичный. Пользователю следует обратить внимание на важное обстоятельство: диоды выходного выпрямителя являются быстродействующими, время их восстановления составляет всего 50 нс. Только такие элементы могут работать с переменным током частотой в 60-80 кГц. Обычные диоды устанавливать сюда нельзя. В зарубежных спецификациях быстродействующие диоды могут обозначаться как Hyper-Fast, Ultra-Fast, Stealth Diode, Super-Fast, High Frequency Secondary Rectifier и др.

Перед монтажом диодов или ключевых транзисторов на радиатор следует нанести свежий слой теплопроводной пасты (КПТ-8 или аналогичную). Пасту нужно наносить в достаточном количестве, но и не слишком обильно. Она обеспечивает теплоотвод от элемента в направлении медного или алюминиевого радиатора.

Пайку диодов следует выполнять очень тщательно. Из-за большой силы тока в некачественных соединениях будет наблюдаться сильный нагрев и значительные потери мощности.

Бывает, что по неосторожности при демонтаже радиатора были повреждены медные дорожки и «пятачки» платы, их наращивают медным луженым проводом и хорошенько пропаивают.

moiinstrumenty.ru