Схемы для иллюстрации принципа действия инверторной сварки

  • Дата: 01-05-2015
  • Просмотров: 223
  • Комментариев:
  • Рейтинг: 34

На протяжении многих лет сердцем любого сварочного аппарата оставался силовой понижающий трансформатор, рассчитанный на переменный ток частотой 50 Гц. Громоздкое, тяжеловесное устройство с малым КПД и ограниченными возможностями регулировки. В последнее время на смену ему все чаще приходит сварочный инвертор.

Сварочный инвертор

Современные сварочные инверторы – это компактный, легкий, удобный в эксплуатации рабочий инструмент.

Принципиальная электрическая схема инверторной сварки достаточно сложна, а вот знакомство с блок-схемой, принципом действия, достоинствами и недостатками для тех, кто работает или собирается с ней работать, будет очень полезным.

Почему инвертор?

В электротехнике инвертирование – это процесс обратный выпрямлению переменного тока, то есть преобразование постоянного тока в переменный. Казалось бы, зачем нужна такая операция? В промышленности и быту более ста лет применяется переменный ток, потому что для преобразования его напряжения и силы тока можно использовать обыкновенный трансформатор.

Блок-схема процесса инверторной сварки

Рисунок 1. Блок-схема процесса инверторной сварки.

А дело в том, что низкочастотный трансформатор имеет громоздкий и тяжелый сердечник. Сварочный трансформатор, даже сравнительно небольшой мощности, имеет массу более 10 кг. Но если увеличить частоту тока до 50-60 кГц, то при той же мощности масса трансформатора будет всего четверть килограмма.

Блок-схема инверторной сварки приведена на рис. 1. Переменное напряжение промышленной частоты выпрямляется первичным низкочастотным выпрямителем. С помощью сглаживающего фильтра пульсирующее выпрямленное напряжение преобразуется в постоянное порядка 300 В.

Инвертор, ключевыми элементами которого обычно являются мощные высокочастотные полевые транзисторы или тиристоры, преобразует высокое постоянное напряжение в переменное высокой частоты. Его характеристики задаются блоком управления. Цепи обратной связи стабилизируют величину выходного тока и напряжения.

До напряжения порядка 60-90 В высокочастотное напряжение понижается с помощью высокочастотного трансформатора. После высокочастотного выпрямителя сглаженное дросселем пульсирующее напряжение высокой частоты поступает на электрододержатель.

Графики импульсов при разных способах работы инвертора

Рисунок 2. Графики импульсов при разных способах работы инвертора: а. изменение амплитуды высокочастотных импульсов; б. изменение частоты импульсов; в. широтно-импульсное регулирование.

Схемы, приведенные на рис. 2, иллюстрируют три основных способа, которые чаще всего применяются для регулирования величины выходного тока и, следовательно, режима сварки:

  1. Изменение амплитуды высокочастотных импульсов. Иллюстрируется графиками на рис. 2а. На нижнем графике амплитуда импульсов возросла по сравнению с исходной ситуацией, иллюстрируемой верхним графиком. В результате возрастает средняя величина выпрямленного выходного напряжения и тока.
  2. Изменение частоты импульсов. Здесь на нижнем графике увеличилась частота импульсов. В результате снова возрастает средняя величина выходного тока.
  3. Широтно-импульсное регулирование. Видно, что на нижнем графике ширина каждого импульса увеличилась по сравнению с верхним графиком. Средняя величина выходного тока при этом тоже возрастает. Этот метод регулирования получил наибольшее распространение.

Достоинства и недостатки сварочных инверторов

Несомненных достоинств у этих аппаратов достаточно много и их можно разделить на две группы. Перечень технических преимуществ:

  • ограниченные габариты и масса, удобство перемещения;
  • экономичность (КПД ≈ 90%, коэффициент мощности ≈ 0,99);
  • возможность дистанционного управления;
  • широчайший диапазон плавной регулировки параметров сварочного режима;
  • повышенный уровень электробезопасности (двойная изоляция);
  • высокий коэффициент интенсивности (отношение продолжительности работы в режиме дуги к общему времени работы) – до 80%;
  • возможность параллельного соединения для работы на общую нагрузку.

Преимущества технологические:

  • Схема устройства сварочного инвертора

    Схема устройства сварочного инвертора.

    возможность сварки любыми электродами как на постоянном, так и на переменном токе;

  • стабильное воспламенение дуги;
  • формирование качественного шва;
  • отсутствие залипания электродов в момент окончания сварки;
  • незначительное разбрызгивание в процессе сварки;
  • возможность сварки в режиме короткой дуги;
  • возможность сварки трудно свариваемых сплавов и сталей;
  • возможность качественной сварки даже при недостаточно высокой квалификации сварщика.

Наряду с этим имеются у этих сварочных агрегатов и свои недостатки:

  • главный недостаток – достаточно высокая стоимость;
  • ремонт также чаще всего обходится недешево;
  • боится пыли и грязи, нуждается в частой чистке и продувке;
  • ненадежная работа при отрицательных температурах, возможность выхода из строя при температурах ниже -15° C.

Несмотря на имеющиеся недостатки, инверторные источники тока дают возможность резко повысить эффективность и качество сварочных работ.

http://youtu.be/APbB12bjRzM

А при приобретении инвертора следует проверить, имеются ли гарантийное и сервисное обслуживание, принципиальные схемы, инструкция на языке страны покупки и т. д. Желательно, чтобы у производителя был свой сайт.