Инверторный сварочный аппарат принцип работы схема включения. Общие и частные принципы: как работает инверторный сварочный аппарат.

• Работа платы управления
• Особые возможности инверторов

Традиционный сварочный аппарат, в состав которого входит в обязательном порядке громоздкий трансформатор, в последнее время активно вытесняется инверторами. Чтобы понять, как работает сварочный инвертор, необходимо разобраться с его конструкцией, принципом действия, эксплуатационными особенностями, что определяет достоинства и выявляет минусы данного устройства.

Инверторный сварочный аппарат используется для сварки различных деталей из металла.

Общие принципы работы инвертора

В отличие от более привычных сварочных трансформаторов, в этом устройстве преобразование электрического напряжения в сварной ток происходит в несколько этапов: посредством маломощного трансформатора, по габаритам почти соизмеримого с пачкой сигарет, и электронной схемы. Также инверторный аппарат имеет систему (блок) управления, которая значительно облегчает процесс сваривания и позволяет формировать качественный шов. Как же работает инверторный сварочный аппарат?

Сначала входной ток в 220 В частотой 50 А проходит через выпрямитель сварочного аппарата, преобразуется в постоянный и попутно сглаживается фильтрами (обычно в виде электролитических конденсаторов). Полученное постоянное напряжение посредством модулятора, собранного на полупроводниках, преобразуется опять в переменное, но уже с более высокой частотой (до 100 кГц). Далее производится выпрямление и понижение напряжения до значения, нужного для сваривания металла.

Использование высокочастотного преобразователя позволило применить трансформатор относительно небольших размеров, в результате чего габариты и масса инверторного аппарата значительно уменьшились. Например, чтобы получить в инверторе сварочный ток в 160 ампер, понадобится трансформатор весом примерно в 0,25 кг: чтобы достичь аналогичного результата на традиционном сварочном агрегате, придется использовать трансформатор весом не менее 18 кг. При работе инверторного сварочного аппарата важную роль играет электроника: она осуществляет обратную связь с электрической дугой, что позволяет жестко регулировать и поддерживать на нужном уровне ее параметры. Их малейшее отклонение тут же «пресекается» микропроцессорами. Все эти «дополнения» гарантируют стабильную дугу, которая гарантирует высокое качество работ при использовании сварочного аппарата инверторного типа.

Вернуться к оглавлению

Как работает основная электронная схема?

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.

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, FFH30US30DN), которые должны быть рассчитаны на обратное напряжение 300 В и ток 30 А.

Вернуться к оглавлению

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.

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.

Техника постоянно развивается и оборудование для сварки не стало исключением. В последнее время на рынке становится все больше аппаратов инверторного типа, которые уже практически вытеснили сварочные трансформаторы во всех сегментах. Конкуренция еще может оставаться только на самом простом уровне, который необходим для использование ручной дуговой сварки, так как более сложные технические процедуры, для которых нужны специальные функции, сейчас выполняются преимущественно инвертерами. Многие специалисты уже смогли на практике оценить все преимущества данных изделий, не говоря уже о том, что в частной сфере они стали практически незаменимы. Это простые в использовании и многофункциональные аппараты. Устройство и принцип работы сварочного инвертора обеспечивает надежное горение дуги, а также формирование качественных и надежных швов.

В последние годы появляется все больше различных моделей, от достаточно миниатюрных аппаратов, которые могут использоваться для переносной сварки и питаться от автономных источников, до больших многофункциональных изделий, применяемых в частной сфере. Большое разнообразие производителей также способствует данному увеличению количества моделей. Компоновка сварочного полуавтомата, простого аппарата и других разновидностей может меняться в зависимости от конкретной модели, но основные принципы сохраняются изменения сильно задевают дополнительные функции, так как для них создаются отдельные блоки. Все это в целом обеспечивает отличные возможности для легкого выполнения сложных операций, благодаря чему оборудование и заслужило высокую популярность у современных специалистов. Но здесь имеются не только сплошные преимущества, так как встречаются и недостатки.

Преимущества сварочного инвертора

• Устройство сварочного полуавтомата инверторного типа, а также обыкновенного аппарата позволяет уменьшить размеры корпуса оборудования, так как все комплектующие оказываются более компактными;
• За счет снижения габаритов корпуса, снижается и общий вес, который в современных моделях может достигать всего 3-4 кг;
• Оборудование не сильно чувствительно к перепадам напряжения, так как встроенная электроника помогает поддерживать стабильность горения дуги и подстраиваться под скачки электричества в сети;
• Стабильное горение дуги не позволяет металлу сильно разбрызгиваться;
• Устройство сварочного инвертора позволяет дополнять технику дополнительными функциями, которые были недоступны и которые помогают улучшить качество сварного шва;
• Техника может работать от обыкновенной бытовой сети, так что здесь не требуется подключение к трехфазной сети;
• Затраты электроэнергии на работу инвертора значительно меньше, чем при работе трансформатором.

Недостатки сварочного инвертора

• Стоимость техники заметно выше, чем у предыдущего поколения, особенно заметно это становится с ростом мощности и количества функций;
• Устройство инверторного сварочного аппарата оказывается сильно чувствительным к перегревам, поэтому, его не рекомендуют использовать для длительных и беспрерывных работ;
• Аппарат может создавать высокий уровень электромагнитных помех вокруг себя, что может повлиять на другие виды техники, находящиеся рядом;
• Здесь также присутствует большая чувствительность к вибрациям, ударам встряскам и так далее, так как внутри присутствует электроника, которая может выйти из строя.

Принцип работы сварочного инвертора

Основной функцией данной техники является преобразование тока из сети в те параметры, которые необходимы для сваривания металла. Для этого ток проходит через сложную систему преобразований. Эта схема выглядит следующим образом:

• Первым делом все поступает на выпрямитель инвертора. Переменный ток из обыкновенной розетки входит в выпрямитель и становится постоянным на выходе.
• Затем происходит снижение напряжения. В сети оно подается с параметрами в 220 В, а специальный инверторный блок понижает его до требуемого значение, заданного настройками. Здесь же постоянный ток снова переходит в переменный, но на этот раз специальный блок повышает его частоту.
• После этого все переходит на трансформатор. Здесь напряжение снова понижается до требуемого значения. Благодаря понижению силы высокочастотного напряжения, начинает возрастать сила высокочастотного тока.
• На последнем этапе преобразованный высокочастотный ток поступает на вторичный выпрямитель, где он снова становится постоянным. Здесь же происходит окончательная регулировка его параметров, которые будут соответствовать заявленным на датчиках характеристикам.

Таким образом, принцип работы сварочного инвертора помогает четко контролировать его параметры и повышать частоту тока и напряжения. Благодаря этому улучшается возможность работы с тугоплавкими и сложно свариваемыми металлами. Сюда относится , алюминия и прочих разновидностей.

Схема инвертора

Устройство

Устройство каждой модели может иметь ряд особенностей, но в целом многие технические узлы повторяются. В основном плата техники состоит из следующих частей:

• Радиатор выходного выпрямителя – это одна из наиболее объемных деталей, которая служит для вторичного выпрямителя сварочного тока;
• Радиаторы транзисторов – несколько радиаторов, которые в целом своем объеме занимают около четверти платы;
• Кулер – обязательное для инверторов устройство охлаждения, так как здесь большая чувствительность к перегреву;
• Сетевой выпрямитель – первичное устройство для выпрямления поступаемого из сети тока перед последующим его преобразованием;
• Датчик тока – датчик, показывающий параметры получаемого тока;
• Реле мягкого пуска – устройство, помогающее обеспечить легкий старт во время сварочного процесса;
• Интегральный стабилизатор – дополнительный блок, который помогает стабилизировать параметры электричества, даже если идут скачки в сети;
• Помеховый фильтр;
• Конденсаторы помехового фильтра.

Режимы

Принцип работы инверторного сварочного аппарата позволяет ввести несколько дополнительных функций, которые помогут сделать работу более простой.

• Горячий старт. Данная функция помогает увеличить сварочный ток в тот момент, когда электрод касается заготовки. После этого сила тока возвращается на те параметры, которые указаны на датчике. Количество добавленных Ампер зависит от изначальной силы тока, так как она показывается в относительном соотношении, от 5 до 100%. Некоторые модели обладают только фиксированной величиной добавки. С помощью данной функции легче поджигать плохие электроды.
• Форсаж дуги. Данная функция становится незаменимой при сваривании тонких листов металла во время формирования и продвижения сварочной ванны она уберегает электрод от залипания и от прожигания. Здесь постоянно добавляется и убавляется количество тока, чтобы дуга горела стабильно. Принцип действия очень похож на «Горячий старт», но при этом регулировка идет постоянно. Здесь также может присутствовать фиксированное значение или регулируемое.
• Антизалипание. Данная функция не обеспечивает постоянное горение дуги, как это было в предыдущих случаях. Это одно из наиболее ранних и простых нововведений, которые были реализованы в инверторах. В то время, когда электрод залипает, образуется короткое замыкание, нагревающее аппарат и воздействующее на него прочими негативными свойствами. Чтобы избежать этого, при включенной функции антизалипания техника просто отключит подачу питания. Таким образом, ей не будет нанесено никакого вреда и можно будет спокойно продолжить сварку. При желании ее можно отключить или отрегулировать.

Домашний мастер всегда имеет в своей мастерской сварочный аппарат. Это оборудование нашло сегодня самое обширное применение. Как выбрать сварочный аппарат среди многочисленных моделей и видов, представленных в специализированных магазинах?

Основные термины и характеристики

Сегодня сварочное оборудование, применяемое в быту, это огромное семейство аппаратов самого разного вида, назначения и способа применения. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо сначала ознакомиться с техническими терминами, касающимися сварочных работ. К ним относятся:

1. Трансформатор.

Схема трансформатора с первичной и вторичной обмоткой.

Такие сварочные аппараты могут работать при переменном или постоянном токе. Сварка производится стальным электродом быстрого плавления.

При этом сварка черных металлов выполняется переменным током, а вот для сварки цветного металла и нержавейки устанавливают постоянный ток.

1. Сварочный инвертор.

Данный сварочный аппарат, предназначенный для бытовых нужд, относится к группе инверторного оборудования. От трансформатора отличается своей принципиальной системой. Т.е. электричество преобразуется в нужный сварочный ток совершенно другим способом. Поэтому приборы инверторного типа обладают небольшим весом и малыми габаритами.

1. Полуавтомат.

Данное оборудование проводит сварку в среде защитного газа. Оно может быть двух типов:

• инертное;
• активное.

В зону сварки подается струя газа и сварочная проволока. Для металлических изделий подается углекислый газ; нержавейка и алюминий варятся в защитной аргонной среде.

1. Генератор.

Подобное сварочное оборудование состоит из:

• сварочного аппарата, способного работать от любого вида тока;
• генератора электроэнергии, питающегося жидким топливом.

Этот аппарат совершенно незаменим в местах, где нет централизованного электропитания.

Как правильно выбрать расходные материалы

Очень важно правильно выбрать рабочие электроды. От этого зависит будущее качество шва. Они отличаются друг от друга следующими параметрами:

1. Тип тока.
2. Материал.
3. Покрытие.

Самым важным является вид покрытия, которое также подразделяется на:

• кислотное;
• целлюлозное;
• рутиловое;
• фтористо-кальцевое.

Для проведения сварочных работ в бытовых условиях самыми подходящими будут фтористые и рутиловые электроды. Надо сказать, что фтористо-кальцевые дают более качественный сварочный шов. Для работы с ними требуется очень высокое напряжение, достигающее 70 В. И чтобы их использовать, нужны более мощные сварочные аппараты.

Более экономными считаются рутиловые аналоги. Однако в местах, где требуется получить качественный сварочный шов и где необходимо сварить высокопрочные стали, лучше воспользоваться фтористыми изделиями.

При выборе покрытия не нужно оставлять без внимания диаметр электрода. Этот размер должен соответствовать значениям, которые рекомендованы изготовителем сварочного оборудования. Обычно оптимальный диаметр указывается в техническом паспорте сварочного агрегата. В основном пользуются электродами диаметром 1,5 мм.

Электроды выпускаются с конкретным сроком годности, поэтому они требуют правильного хранения. Рекомендации об этом даны производителем сварочного аппарата. Для работы с полуавтоматом вместо электродов применяется сварочная проволока. Чаще всего она сделана из стали, обогащенной медью. Кроме того, подобные сварочные устройства выполняют работу в защитном газе. Вид газа зависит от рабочего материала. Чтобы варить черный металл, применяется углекислый газ, цветной металл сваривается в аргоне.

Некоторые сварочные аппараты способны выполнять сварку порошковой проволокой без подачи защитного газа. Этот метод намного удобнее, однако его стоимость очень высока. Чтобы проводить работу таким способом, нужно иметь модели, на которых есть надпись «с газом/без газа». Подобные универсальные элементы при переключении режимов требуют также и изменение полярности горелки.

Размер проволоки, также как и размер электродов, должен быть минимальным. При этом проволока размером 0,6 мм используется для проведения сварочных работ в местах, где требуется особая аккуратность. Ее можно использовать, работая на приборах малой мощности. Намного реже применяется диаметр, равный 1,2 мм. Чтобы выполнять такую работу, необходим профессиональный сварочный аппарат, который требует соответствующего опыта. Самое высокое распространение получила проволока диаметром 0,8 мм.

Основные параметры, на которые нужно обратить пристальное внимание

Главные возможности агрегата не зависят от его массы и размеров. Абсолютно неверно делать выбор устройства в зависимости от этого. К примеру, тороидальный сердечник, применяемый в трансформаторе, уменьшает его массу и габариты в два раза.

В основном масса трансформатора достигает 30 кг, вес выпрямителя – 20 кг, а приборы инверторного типа – 6 кг. Конечно, стоимость аппарата находится в аналогичной зависимости. Инвертор в несколько раз дороже выпрямителя, а его стоимость в несколько раз выше ценности трансформатора.

От подаваемого тока зависит и его производительность. Например, чтобы варить решетки и другие конструкции, вполне достаточно иметь 4-миллиметровый электрод с параметром тока 220А.

Зажигание дуги зависит от напряжения на холостом ходу. В большинстве случаев оно равняется 50 В. Для удобства многие аппараты снабжены автоматическим розжигом дуги. Системы, которые могут выпрямлять ток, получают и высококачественный шов. Каждый агрегат снабжен дополнительными функциями:

1. Пуск двигателя.
2. Зарядка аккумулятора.
3. Нагрев металла.
4. Рихтовка.
5. Применение угольного электрода.

Электродуговые конструкции делятся на несколько типов:

1. Устройства, которые могут работать с любым видом тока. В эту группу входят приборы инверторного типа. Они выполняют сварку электродами.
2. Полуавтоматы, применяющие для работы проволоку.

Заметьте, что устройства инверторного типа делятся на приборы, работающие с электродами и инверторными полуавтоматами. При этом многофункциональные полуавтоматы могут варить электродами и проволокой одновременно.

Сварочные аппараты, о которых рассказано выше, если на них работает профессионал, обеспечивают надежный, прочный шов. Для тех, кто начинает осваивать подобное ремесло, можно посоветовать приобрести полуавтомат. Выполнять работы с таким аппаратом намного легче. Зажигание дуги происходит автоматически, полностью отсутствуют металлические брызги, если настройки выполнены правильно.

На строительном рынке и в магазинах представлен очень большой ассортимент сварочного оборудования. Перед тем как приобрести сварочный аппарат, необходимо обязательно определить цель, для которой он приобретается. Возможно, он будет работать в домашних условиях, а возможно, необходим для выполнения профессиональной работы. Аппараты сильно отличаются по своей мощности и надежности.

Как сделать правильный выбор сварочного устройства для бытовых целей

1. Охлаждение трансформатора должно выполняться естественным способом, при этом вентилятор должен отсутствовать.
2. Для получения качественной сварки нужен мощный дроссель и сглаживающие конденсаторы большой емкости.
3. Аппарат должен быть оборудован электронным тормозом, позволяющим остановить подачу проволоки в момент выключения аппарата.
4. Сварочный аппарат должен быть снабжен искрогасителем. Он не позволит появиться искре, когда агрегат будет находиться в состоянии покоя. Искрогаситель удалит остаточное электричество.
5. Очень важно, чтобы был хорошо сделан блок, подающий проволоку. От ее ровной подачи зависит количество брызг. Самыми известными изготовителями таких блоков являются немецкие специалисты.

Для полуавтомата, работающего с порошковой проволокой, никаких дополнительных аксессуаров не нужно. Для работы с проволокой и сварочными электродами понадобится углекислый газ в баллоне с редуктором.

Инвертор: основные достоинства

Этот аппарат обладает наилучшими для сварки свойствами тока. Его подачу можно регулировать, получая точное значение. Он имеет очень высокое КПД, выше 90%. В аппарате отсутствуют внутренние индуктивные потери, поэтому он потребляет очень мало электроэнергии в сравнении с классическим трансформаторным оборудованием. Для дома является идеальным решением.

Немаловажное значение при выборе сварочного аппарата для работы в домашних условиях имеют размеры и вес. Инвертор обычно весит менее 10 кг. Его легко транспортировать и хранить.

Каким генератором лучше всего пользоваться, чтобы проводить сварочные работы?

Когда выбирается сварочный генератор, очень важным является вид топлива, необходимого для работы. Один может действовать только на бензине, другому нужно дизельное топливо.

Важным показателем является вид генерируемого тока. Самыми простыми, имеющими невысокую стоимость, считаются бензиновые генераторы, вырабатывающие переменный ток. Они отличаются компактностью и невысокой стоимостью. Отрицательной стороной являются малые ресурсы. А вот дизельные генераторы для сварки имеют значительные ресурсы и способны выдержать серьезные нагрузки.

От модели сварочного аппарата зависит и надежность шва.

Генераторы для сварки, вырабатывающие постоянный ток, считаются очень сложными приборами, но при этом они обеспечивают наилучшее качество сварки. Когда работа проходит при переменном токе, надежность и качество шва будет намного хуже.

Учитывая все вышеописанное, можно выбрать самый подходящий для работы сварочный генератор. Решение всегда принимает сварщик индивидуально. Удачи!

Благодарим за отзыв

• • Работа с инвертором: оборудование и этапы сварки
• Преимущества работы со сварочным инвертором

Сварочные инверторы постепенно вытесняют традиционные сварочные аппараты с рынка бытовых и строительных услуг. Принцип работы сварочного инвертора на порядок выше производственных характеристик классических агрегатов сварного промысла. Процесс замещения идет стремительно, и, без сомнения, наступит день, когда такие аппараты полностью заменят традиционное сварочное оборудование.

Инвертор: устройство и принцип действия

Слово «инверторный» подразумевает тип источника питания, а не методику сварки электродугового плана, как многие думают. Инверторы появились не вчера. Это произошло в 70-х годах прошлого столетия. Все эти годы устройства совершенствовались: производители начинили свою продукцию электроникой, добавили множество полезных функций. Со временем аппараты стали более надежными, что не отразилось на цене – напротив, она заметно снизилась.

Устройство сварочного инвертора включает два преобразователя энергетического потока, работающих на основе электричества повышенной интенсивности и управляемых микропроцессором с электронной начинкой.

В процессе работы сварной агрегат преобразует поступающий постоянный ток в силу переменного тока более высокой частоты. Процесс преобразования называют «инвертированием». В его основе – ступенчатое увеличение энергии тока до максимального при выходе.

Принцип работы инвертора подразумевает несколько ступеней:

1. К выпрямителю подходит ток от основной сети, частота его – 50 Гц.
2. Поступившую энергию тока сглаживает фильтр, на выходе данного этапа – постоянный ток.
3. Полученная энергия постоянного тока инвертируется специальными транзисторами в ток переменного плана, частота его уже выше – до 50 кГц.
4. На следующем этапе высокая частота напряжения выходит на более низкий уровень, снижаясь, примерно, до 70 В; ток достигает нужных для сварного дела 200 А.

Чтобы шов получился красивым, правильным и прочным, нужно при работе этот шов хорошо видеть, не загораживать его электродом.

• Преимущества и недостатки сварочных инверторов

Для удачного приобретения инверторной продукции необходимо знать устройство сварочного инвертора и принципы его работы, чтобы в случае поломки можно было его отремонтировать, поскольку сегодня очень востребованы и доступны по стоимости аппараты для сварки инверторного типа. Приобрести их можно в магазине или же изготовить самостоятельно.

Принцип действия сварочного инвертора

Сам сварочный инвертор – это своеобразный блок питания с большой мощностью. Принцип его работы схож с импульсными блоками питания. Сходство заключается в особенностях трансформирования энергии, а именно в следующих шагах.

Шаги преобразования энергии в аппарате для сварки:

• выпрямление переменного тока сети 220 вольт;
• преобразование постоянного тока в высокочастотный переменный;
• снижение напряжения высокой частоты;
• выходное выпрямление пониженного тока.

Раньше основой сварочного устройства был силовой высокомощный трансформатор. Уменьшая переменный ток сети, он давал возможность получать нужные для сварки высокие токи благодаря вторичной обмотке. Трансформаторы, работающие на обычной частоте сети переменного тока 50 Гц, очень объемные по размерам и много весят.

Поэтому, чтобы избавиться от этого недостатка, был придуман сварочный инвертор. Его размеры удалось уменьшить благодаря увеличению частоты для его работы до 80 и более кГц. Чем больше рабочая частота, тем меньше габариты устройства. Масса, соответственно, тоже меньше. А это экономия на материалах для его производства.

Откуда взять эти частоты при показателе 50 Гц в сети? Для этих целей придумана инверторная схема, которая складывается из транзисторов высокой мощности, переключаемых с частотой от 60 до 80 кГц. Но для того чтобы они функционировали, им нужно подавать постоянный ток. Его можно получить при помощи выпрямителя, состоящего из диодного моста, а также фильтров для сглаживания. В конечном результате выходит постоянный ток 220 вольт. Инверторные транзисторы подсоединены к трансформатору, понижающему напряжение.

Поскольку переключение транзисторов происходит при высокой частоте, то и трансформатор работает на такой же. Для работы на высокочастотных токах нужны менее объемные трансформаторы. Получается, что размеры инвертора небольшие, а рабочая мощность не меньше, чем у его громоздкого предшественника, работающего с частотой 50 Гц.

Вследствие необходимости преобразования устройства появился ряд дополнительных деталей для его бесперебойной работы. Познакомимся с ними поближе.

Вернуться к оглавлению

Особенности устройства сварочного инвертора

Чтобы уменьшить размеры и вес, устройства для сварки собирают по инверторной схеме.

Базовая схема сборки:

• низкочастотный выпрямитель;
• инвертор;
• трансформатор;
• высокочастотный выпрямитель;
• рабочий шунт;
• электронный блок управления.

Каждая модель инвертора имеет свои особенности, но все они основаны на применении высокочастотных импульсных преобразователей. Как писалось ранее, переменный ток 220В с помощью мощного диодного моста выпрямляется и сглаживается конденсаторами.

На конденсаторах для фильтрации сила тока будет в 1,41 раза больше, чем на выходе из диодов для выпрямления. То есть при напряжении в 220 вольт на диодном мосту на конденсаторах получим 310 вольт постоянного тока. В сети сила тока может меняться, следовательно, конденсаторы рассчитаны на рабочую область с запасом (400 вольт). Обычно используются диоды Д161 или В200. Диодная сборка GBPC3508 работает при прямом токе 35 А. Через диоды проходит высокое напряжение, и они нагреваются. Поэтому их устанавливают на радиатор для охлаждения. В качестве элемента защиты на радиатор прикреплен температурный предохранитель. Он размыкается, если температура повышается до +90°С.

Конденсаторы устанавливают разного объема, в зависимости от модификации устройства. Емкость их может достигать размера 680 мкф.

Постоянный ток с выпрямителя и фильтра поступает на инвертор. Он собирается по схеме «косого моста» и складывается из двух ключевых транзисторов большой мощности. В аппарате для сварки основными транзисторами могут быть IGBT или высоковольтные MOSFET. Эти составляющие крепятся на радиатор, чтобы отводить лишнее тепло.

В сварочном аппарате должен еще быть качественный высокочастотный трансформатор, который является источником для понижения напряжения. В инверторе он весит в разы меньше, чем силовой трансформатор в сварочном аппарате. Первичная обмотка состоит из 100 витков ПЭВ толщиной 0,3 мм. Вторичные обмотки: 15 витков медной проволоки 1 мм, 2 обмотки по 20 витков с сечением 0,35 мм. Намотки первичной и вторичных обмоток должны совпадать. Все обмотки должны быть изолированы с помощью лакоткани или фторопластовой ленты для улучшения проводимости. Выходы всех обмоток на месте скрепления защищают и запаивают.

Кроме основных компонентов инвертора есть еще режим антиприлипания электрода, плавная регулировка сварочного тока, защитная система от перегрузок.

Специалист с легкостью может настроить необходимый сварочный ток и регулировать его во время сварочных работ. Диапазон тока достаточно широк – 30-200 А.

Выходной выпрямитель состоит из мощных двойных диодов и одного общего катода. Их особенность в высокой скорости действия. Поскольку их задача – выпрямлять высокочастотный переменный ток, то простые диоды с этим не справятся. У них скорость закрытия и открытия слишком мала, а это повлекло бы перегревание и быструю поломку. При поломке выходных диодов их нужно менять именно на быстродействующие. Они, как и обычные, монтируются на радиатор.

Во время включения сварочного инвертора идет заряд на электролитические конденсаторы. Сила этого тока сначала очень большая и может спровоцировать перегревание и поломку выпрямительных диодов. Чтобы этого избежать, используется схема «мягкого пуска». Главный компонент ее – резистор мощностью 8 Вт. Как раз он является ограничителем силы тока во время запуска аппарата.

После окончания зарядов конденсаторов и начала штатной работы устройства контакты электромагнитного поля замыкаются. Дальше резистор не принимает участия в работе, ток курсирует через реле.