Сварочный инвертор — это такое современное устройство, которое расширяет свойства обычного аппарата

Инвертор, пришедший на смену обычным сварочным трансформаторам, – это современное электронное устройство, характеристики которого позволяют использовать его для выполнения сварочных работ по различным технологиям.

Кроме основных характеристик, свойственных сварочным аппаратам трансформаторного типа, инверторы обладают и рядом дополнительных возможностей, что делает их использование более удобным и значительно расширяет их технические возможности.

Благодаря этому такое оборудование одинаково успешно может быть использовано как в производственных, так и домашних условиях.

Как работает сварочный аппарат инверторного типа

Инвертор благодаря своим техническим характеристикам может применяться для выполнения сварки электродами различных типов. Отличают такой аппарат компактные размеры, а также легкий вес, что делает его очень мобильным, в отличие от тяжелых и крупногабаритных трансформаторов. Удобно и то, что такой сварочник может вырабатывать как постоянный, так и переменный ток.

Для того чтобы понять, какими преимуществами обладает инвертор, необходимо разобраться в том, как он работает. В основу работы этого аппарата, который начал приобретать массовую популярность только в начале XXI века, заложен совершенно иной принцип в сравнении с функционированием обычного сварочного трансформатора.

Переменный ток, подаваемый на инвертор из обычной электрической сети, сначала выпрямляется, проходя через диодный мост, которым оснащена электрическая схема устройства.

После выпрямления уже постоянный ток поступает на силовые транзисторы, которые преобразуют его обратно в переменный, но обладающий повышенной частотой.

Чтобы снизить величину напряжения высокочастотного переменного тока и получить сварочный ток требуемой силы, в электрической схеме инвертора используется трансформатор.

Поскольку понижение напряжения высокочастотного тока осуществляется не по такому принципу, как в обычном сварочном аппарате, для этого нет необходимости использовать габаритные трансформаторы, вполне достаточно компактного устройства. После понижения напряжения и увеличения силы тока до требуемой величины его подают на выходной выпрямитель, в котором он преобразуется в постоянный.

Таким образом, любое инверторное устройство состоит из таких конструктивных элементов, как:

• выпрямитель, собранный на основе диодного моста (данный блок электрической схемы отвечает за выпрямление переменного тока, поступающего из электрической сети);
• сам инвертор, являющийся генератором высокочастотных электрических импульсов (основу данного блока составляют транзисторы, открывающиеся и закрывающиеся с высокой частотой);
• понижающий трансформатор, который решает задачу понижения высокочастотного напряжения и, соответственно, увеличения силы сварочного тока;
• выпрямитель выходного тока, обладающего высокой частотой (такой выпрямитель, как и входной блок, собран на основе диодного моста);
• специальный электронный блок, предусмотренный для управления режимами работы инверторного аппарата.

Технические возможности инверторных аппаратов

Любой инвертор, являясь сварочным аппаратом, служит для того, чтобы обеспечивать розжиг сварочной дуги и поддерживать ее горение в стабильном состоянии.

За счет особенностей своей конструкции инверторный аппарат отлично справляется с такой задачей.

Кроме основной функции, современные модели инверторов наделены рядом дополнительных опций, делающих их использование максимально удобным и комфортным. Сюда относятся:

• «Горячий старт» (данная опция позволяет быстрее зажигать сварочную дугу, что осуществляется за счет подачи на электрод дополнительного электрического импульса);
• «Форсаж дуги» (эта функция предполагает, что при резком приближении электрода к поверхности свариваемых деталей автоматически возрастает сила сварочного тока, что препятствует залипанию электрода в такой ситуации);
• «Антизалипание» (данная опция работает следующим образом: при залипании электрода к нему перестает подаваться электрический ток; начинает он поступать только тогда, когда электрод оторван от поверхности соединяемых деталей).

Некоторые модели инверторных аппаратов также оснащены индикаторами перегрева и опцией автоматического отключения в том случае, если перегрев все-таки произошел. Эта полезная функция предохраняет такое дорогостоящее устройство, каким является инвертор, от перегорания и, как следствие, от затратного ремонта.

Виды инверторов на современном рынке

Сварочные инверторы, представленные на современном рынке, можно разделить на два основных типа.

Бытовые

Такое устройство, как бытовой инвертор, предназначено для выполнения периодических сварочных работ.

Стоят эти аппараты недорого, но эксплуатировать их можно время от времени, для интенсивной ежедневной работы они не предназначены.

Оптимальными такие инверторы являются в том случае, если вам иногда необходимо выполнять несложные и непродолжительные сварочные работы. Большинство подобных устройств производится в Китае.

Профессиональные

Такое оборудование предназначено для ежедневного многочасового использования, его конструкция изначально рассчитана на активную эксплуатацию. Стоимость этих инверторов, естественно, достаточно велика, но она адекватна их качественным характеристикам.

На рынке также представлены полупрофессиональные инверторные устройства, находящиеся по своим техническим характеристикам и стоимости между бытовым и профессиональным оборудованием.

Кроме вышеперечисленных типов, существуют универсальные устройства, которые также называют комбинированными. Универсальность их состоит в том, что с их помощью можно выполнять сварку по различным технологиям.

Такое инверторное оборудование из-за своей широкой функциональности также относится к категории профессионального.

Технические характеристики инверторных устройств

Важнейшей характеристикой любого сварочного аппарата (и инвертор не является исключением) считается сила тока, которую позволяет получить такое оборудование.

Данный параметр оказывает влияние на то, какой толщины детали вы сможете варить при помощи инверторного устройства.

Нет смысла переплачивать за мощный аппарат, если использовать его вы планируете только для сварки нетолстых деталей из черного металла.

Важным параметром является не только максимальное значение сварочного тока, но и его минимальное значение. На минимальной силе тока выполняют сварку тонколистового металла. Необходимо также учитывать и то, каким образом регулируется сварочный ток – по ступенчатой или плавной схеме. Регулировка тока по плавной схеме, естественно, является более удобной.

На легкость зажигания сварочной дуги оказывает ключевое влияние такой параметр, как напряжение холостого хода. Чем оно выше, тем легче будет зажигаться дуга.

Тип электрического тока, которым питается инверторное устройство, – еще один параметр, который следует обязательно учитывать. На современном рынке представлены инверторы, которые могут работать от сети электрического тока с напряжением 220 и 380 В. Естественно, что для бытового использования целесообразнее выбирать оборудование, работающее от сети с напряжением 220 В.

Достоинства и недостатки инверторов

Высокая популярность инверторов объясняется целым рядом достоинств, которыми они обладают.

• Инверторы отличаются высокой мощностью и широким диапазоном регулирования сварочного тока.— Даже при выполнении работ специалистом не слишком высокой квалификации инверторные устройства позволяют получать сварные швы высокого качества, надежности и привлекательного внешнего вида.
• Инверторы отличаются компактными размерами и незначительным весом.— Устройства данного типа имеют высокий КПД и, как следствие, экономно потребляют электрическую энергию.
• Расплавленный металл в процессе выполнения сварки инвертором разбрызгивается очень незначительно, что способствует экономии расходных материалов и формированию аккуратных сварных швов.
• Неоспорима универсальность инверторных аппаратов, благодаря чему их можно использовать для выполнения сварки по разным технологиям.

Есть у инверторов и недостатки, к наиболее значимым из которых относятся следующие.

• Инверторы стоят довольно дорого, если сравнивать их с обычными сварочными трансформаторами.
• В случае выхода из строя инверторные устройства очень дороги в обслуживании.
• Инверторы, основу конструкции которых составляют сложные электронные схемы, очень критично реагируют на пыль, повышенную влажность и низкие температуры. Именно поэтому область использования таких устройств достаточно сильно ограничена. Для их безаварийной работы необходимо создавать специальные условия и уделять их техническому обслуживанию достаточно много времени (чистка от пыли и др.).
• В комплекте с инверторными устройствами могут быть использованы провода, длина которых не превышает 2,5 метров. Такие короткие провода также относятся к факторам, серьезно ограничивающим область применения инверторов.

Источник:

Сварочный инвертор – устройство и характеристики профессиональных аппаратов инверторного типа

Сварочные аппараты инверторного типа в наши дни признаются наиболее современными устройствами для осуществления высококачественной сварки. Они уверенно теснят традиционные сварочные выпрямители и трансформаторы в рейтинге пользовательских симпатий.

Принцип функционирования инверторного оборудования

В инверторах необходимая по величине сила тока обеспечивается посредством преобразования токов высокой частоты. Это отличает их от классических трансформаторов для сварки, в которых в катушке индукции происходит преобразование электродвижущей силы, требуемой для выполнения процесса.

За счет того, что электротоки преобразовываются перед сварочной операцией, инвертор характеризуется объективно малыми геометрическими размерами.

Так, если на обычном трансформаторе нужно получить 160-амперный ток, его масса должна равняться 18 килограммам. А вот инвертор, обеспечивающий такой же показатель тока, может весить порядка четверти килограмма. Как говорится, какие-либо комментарии тут излишни.

В бытовой электросети применяется переменный ток стандартной частоты 50 Гц напряжением 220 В. Такие его характеристики не годятся для проведения сварки.

Инверторное оборудование для того и создается, чтобы придать току и напряжению величины, подходящие для розжига сварочной дуги и поддержания ее в горящем состоянии.

Что важно, инверторный агрегат дает возможность преобразовывать эти показатели в широких пределах.

В инверторе имеется первичный выпрямитель. На него приходит напряжение в тот момент, когда аппарат подключается к бытовой электрической сети.

Выпрямитель изменяет переменный ток в постоянный (напряжение при этом остается прежним). А затем передает его в специальный инверторный блок, где отмечается обратное преобразование тока (в переменный).

После всех этих превращений частота тока составляет несколько десятков тысяч герц, а не стандартные 50 (подобные характеристики обеспечиваются набором тиристоров и транзисторов, входящих в конструкцию инверторного оборудования). Напряжение с высокой частотой идет на понижающий трансформатор, который увеличивает силу тока, уменьшая при этом его напряжение.

Малые габариты, которые имеет современный инвертор для дачи или профессиональный агрегат, как раз и объясняется наличием трансформатора высокочастотного типа. В стандартных сварочных агрегатах используется низкочастотный. Трансформатор в инверторе был бы тяжелым и крупным по размерам, если бы в аппарате не было предусмотрено инверторного модуля.

Здесь также стоит отметить тот факт, что в трансформаторе высокочастотного вида потери тока являются минимальными. Благодаря этому все профессиональные инверторы гарантируют высокий КПД (около 85–90 процентов) и отличаются по-настоящему стабильным функционированием в рекомендованных производителем условиях.

Устройство сварочного инвертора предполагает наличие еще одного выпрямителя (вторичного). В нем требуемый по показателю напряжения переменный ток снова становится постоянным. Именно этот ток и идет на электроды, используемые для сварки.

Также в конструкции инверторного агрегата имеются многочисленные модули управления, построенные на базе миниатюрных процессоров.

Они постоянно следят за величинами напряжения и тока, корректируя эти технические характеристики в тех случаях, когда они отклоняются от оптимальных. По сути, микропроцессоры и обеспечивают работу агрегата без сбоев.

Кроме того, они обуславливают возможность выбора характеристик сварочного процесса в широком интервале.

Технические характеристики и основные функции инверторов

В настоящее время выпускается достаточно много разнообразного инверторного оборудования. Его производят и зарубежные компании, и отечественные предприятия. Принцип действия инверторов, описанный нами выше, остается неизменным, а вот конкретные технические характеристики могут быть разными. Они колеблются в следующих пределах:

• Сварочный ток – от 5 до 200 ампер. Профессиональные агрегаты способны выдавать максимальный ток в обширном интервале, аппараты же для дачи, как правило, рассчитаны на меньший диапазон регулирования данной величины.
• Продолжительность включения – от 20 до 100 процентов. Это очень важный показатель эффективности использования установки, так как он определяет возможность выполнения сварки на том или ином токе без перерыва. Инверторы для дачи и бытового применения не могут длительно работать без остановки. А вот аппараты, используемые на промышленных объектах, например, российский Сварог ARC 205 или инвертор SSVA 160-2. способны выдавать показатель продолжительности включения до 100 процентов на сравнительно высоких величинах сварочного тока (до 180 ампер).
• Холостой ход – от 40 до 80 ватт.
• Напряжение электрической сети – от 140 до 260 вольт.

Величина потребляемой мощности сварочного инвертора очень высока. Для промышленных агрегатов она может превышать показатель в 20 киловатт.

Понятно, что такие установки нельзя использовать в быту, так как домашние электрические сети просто-напросто не рассчитаны на столь мощные агрегаты.

Здесь сразу заметим – стоимость инвертора повышается с увеличением его мощности (также на цену оборудования влияют и другие его технические характеристики).

Практически все инверторы, которые реализуются сейчас в специализированных магазинах, способны выполнять далее указанные типы виды сварки:

• полуавтоматическая сварка, называемая в мировой практике MIG/ MAG (производится в защитных газах при помощи сварочной проволоки);
• ручная дуговая сварка ММА (используются электроды, процесс ведется на постоянном токе);
• аргонодуговой процесс TIG (применяется инертный аргон и неплавящиеся электроды ).

Для повышения эффективности работы в режиме TIG-операции инверторы могут оснащаться рядом функций.

Среди них можно выделить такие: плавное уменьшение силы тока на финальной стадии сварочного процесса, бесконтактный розжиг сварочной дуги, сварка в импульсном режиме, регулировка продолжительности обдува поверхности газом, баланс полярности (повышение чистоты шва посредством снижения глубины провара изделия).

Ручной электродуговой процесс (его чаще всего используют для дачи и дома) становится более удобным благодаря наличию в инверторах сварочных функций форсажа дуги, розжига ее легким касанием о поверхность свариваемых деталей, антиприлипания (электроды никогда не привариваются к заготовке), а также снижения в авторежиме при простое агрегата величины напряжения, горячего старта (снижение риска получения бракованного шва, брызг при сварке). Инверторы могут иметь и другие функции. Но, как вы понимаете, с ростом «навороченности» аппарата увеличивается и его цена.

Отметим и дополнительные функции для инверторов, с помощью которых может выполняться MIG-сварка. К их распространенным видам относят:

• «Мягкий финиш»: после того, как подача проволоки приостанавливается, она автоматически дожигается;
• «Синергетика»: технические характеристики оборудования самостоятельно «подстраиваются» под запрограммированные сварщиком показатели непосредственно во время сваривания;
• «2/4 такта»: проволока подается либо автоматически, либо по требованию пользователя;
• «Мягкий старт»: при розжиге электродуги аппарат повышает ток;
• «Индуктивность»: специальная функция (ей оснащаются дорогостоящие установки), обеспечивающая снижение уровня разбрызгивания металла, контроль ширины сварочного соединения и максимальную стабильность дуги.

Как выбрать электроды и генератор для инверторного оборудования?

Инверторы дают возможность применять разные электроды для осуществления сварочной операции. При этом следует знать, что для конкретных видов свариваемых поверхностей необходимо использовать определенные стержни.

Профессиональные сварщики обычно эксплуатируют электроды марок ОЗС, МР, АНО, УОНИ, которые и стоят относительно недорого, и качество процесса обеспечивают высокое (даже тогда, когда сварку выполняет неопытный человек).

Для соединения деталей из углеродистых сталей (они, пожалуй, наиболее распространены) рекомендуется применять электроды УОНИ 13/45, МР-3, ОЗС-4, АНО-21, ЦЛ-11.

Чугунные заготовки лучше сваривать стержнями ОЗЧ-2, малоуглеродистые сплавы – изделиями АНО-6 и АНО-4, высоколегированные – стержнями ЦЛ-11. Последние электроды марки ЦЛ также годятся для сварки нержавеющих сталей.

Можно работать и с другими сварочными стержнями, которые выпускаются зарубежными производителями. Но они, как правило, существенно дороже российских аналогов.

Правильно выбрать электроды для соединения металлических конструкций – это полдела. Требуется, кроме того, позаботиться о том, чтобы грамотно подобрать генератор для сварочного инвертора. Такой выбор осуществляется с учетом следующих характеристик инверторного оборудования:

• сечение применяемых стержней для сварки;
• потребляемая мощность агрегата;
• совместимость инвертора и генератора;
• сила сварочного тока.

Если вы планируете работать с электродами диаметром 4 мм, наименьшая мощность генератора должна составлять 4,5 кВт. Для стержней сечением 3 мм достаточно мощности 3,5 кВт, а для изделий диаметром 2 мм – 2,5 кВт.

В паспорте сварочного инверторного агрегата и инструкции к генератору всегда есть сведения об их мощности. В принципе, любой человек может сравнить их и остановить свой выбор на подходящем источнике тока. Но здесь специалисты советуют приобретать генератор с мощностью на 25–30 процентов большей, чем мощность, рекомендованная для инвертора.

Подобная предосторожность не будет лишней, так как аппарат для сварки достаточно быстро сломается, если эксплуатировать его на «критических» мощностных показателях.

Если же вы планируете эксплуатировать инвертор очень активно, да еще и на большом сварочном токе, нужно еще больше перестраховаться и купить генераторную установку с мощностью в два раза выше той, которая указана в инструкции к инверторному оборудованию.

Обратите внимание – начинающие сварщики нередко путают максимальную и номинальную мощности аппаратов, а также не видят особой разницы между единицами их измерения – киловольтами (кВт) и киловаттамперами (кВА). Это их и подводит. Всегда помните, что под кВА понимают активную мощность агрегата (ту, которая тратится на осуществление полезных рабочих действий), а под кВт – потребляемую (полную).

Иногда люди становятся владельцами сварочных инверторов без паспортов, что не позволяет им четко узнать рекомендованные характеристики для выбора генератора. Как в таком случае определиться с требуемой мощностью источника питания? Совсем несложно. Существует схема достаточно точного расчета этого показателя.

Берете показатель наибольшей силы тока инвертора, умножаете ее на напряжение электрической дуги (на большинстве современных агрегатов для бытового использования она составляет 25 В), а затем делите полученное произведение на коэффициент полезного действия инвертора. КПД, как правило, принимается 0,85 единиц. Полученная в результате этих нехитрых арифметических действия величина и станет вашей рекомендацией в вопросе выбора мощности генератора (не забудьте добавить к ней «запасные» 25–50 %).

Отметим, что многие производители сварочных инверторов изначально советуют потребителям те или иные генераторные установки, которые оптимально подходят для их аппаратов. Общие же рекомендации при выборе генератора таковы:

• если приобретается генератор мощностью свыше 10 киловатт, желательно, чтобы он функционировал на дизтопливе;
• при мощности станции менее 10 киловатт лучше купить бензиновый агрегат;
• генераторы с алюминиевыми блоками считаются менее функциональными и надежными, нежели аппараты с гильзами, сделанными из чугуна.

Источник:

Что такое сварочный инвертор: принцип работы, схемы

Современное оборудование для электросварки предлагает множество современных решений для продуктивной и производительной роботы, в том числе новое поколение аппаратов для сварки – инверторы. Что это такое и как устроен сварочный инвертор?

Что такое сварочный инвертор

Инвертор современного типа представляет собой сравнительно небольшой агрегат в пластиковом корпусе общим весом 5-10 кг (в зависимости от вида и типа модели).

Большинство моделей имеют прочную текстильную ленту, позволяющую сварщику удерживать агрегат на себе в процессе работы и носить его с собой при перемещении по объекту.

На фронтальной части корпуса находится плата управления сварочного инвертора — регуляторы напряжения и других параметров, делающие возможной гибкую настройку мощности во время работы.

Современные аппараты для сварки классифицируются на бытовые, полупрофессиональные и профессиональные, которые отличаются потребляемой мощностью, диапазоном настроек, производительностью работы и другими характеристиками.

На рынке популярностью у покупателей пользуются модели российских и зарубежных производителей.

В рейтинг наиболее востребованных входят КЕДР ММА-160, Ресанта САИ-160, ASEA-160D, ТОРУС-165, FUBAG IN 163, Rivcen Arc 160 и другие модели.

 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.

 Основные параметры сварочных инверторов

Потребляемая мощность инверторов

Важным показателем работы вида оборудования является потребляемая мощность сварочного инвертора. Она зависит от категории оборудования. Например, бытовые инверторы предназначены для работы от однофазной сети переменного тока 220 В. Полупрофессиональные и профессиональные аппараты обычно потребляют энергию от трехфазной сети переменного тока до 380 В.

Следует помнить, что в бытовой электросети максимальная нагрузка тока не должна превышать 160 А, и вся фурнитура, включая силовые автоматы, штепсели и розетки не рассчитаны на показатели выше этой цифры.

При подключении аппарата более высокой мощности может вызвать срабатывание автоматов защиты, выгорание выходных контактов на вилке или выгорание электрической проводки.

Напряжение холостого хода инверторного аппарата

Напряжение холостого хода сварочного инвертора – второй важный показатель работы устройства данного типа.

Напряжение холостого хода – это напряжение между положительными и отрицательными выходными контактами при отсутствии дуги, которое возникает в процессе преобразования тока питающей сети на двух последовательных преобразователях.

Стандартный показатель холостого хода должен находиться в пределах 40-90В, что является залогом безопасности работы и обеспечивает легкое зажигание дуги инвертора.

Продолжительность включения сварочного инвертора

Другим важным классифицирующим показателем работы аппаратов для инверторной сварки является его продолжительность включения (ПВ), то есть максимальное время непрерывной работы прибора.

Дело в том, что при продолжительной работе под высоким напряжением, а также в зависимости от температуры окружающей среды, агрегат может перегреваться и выключаться через разный промежуток времени. Продолжительность включения обозначается производителями в процентах.

Например, 30% продолжительность включения означает способность оборудования работать непрерывно на максимальном токе 3 минуты из 10. Уменьшение частоты тока позволяет продлить продолжительность включения. Разные производители указывают разную ПВ, в зависимости от принятых стандартов работы с аппаратом.

В чем отличия от сварочных аппаратов предыдущих поколений

Раньше для сварки использовались различные виды агрегатов, с помощью которого получали выходной ток нужной частоты для возбуждения дуги. Различного вида трансформаторы, генераторы и другое оборудование имели ограничения в эксплуатации, в большей мере из-за своих больших внешних характеристик.

Большинство аппаратов предыдущего поколения работали только вместе с громоздкими трансформаторами, которые преобразовывали сетевой переменный ток в высокие токи на вторичной обмотке, делая возможным возбуждение сварочной дуги. Главным недостатком трансформаторов были их большие габариты и вес.

Принцип действия инвертора (увеличение выходной частоты тока ) позволил уменьшить размеры установки, а также получить большую гибкость в настройках работы аппарата.

Достоинства и основные характеристики инверторных аппаратов

К достоинствам, делающих инверторный источник сварочного тока наиболее популярным видом сварочных аппаратов, можно причислить:

• высокий КПД – до 95% при сравнительно низком потреблении электричества;
•  высокая продолжительность включения – до 80%;
•  защита от перепадов напряжения;
•  дополнительное увеличение мощности при разрыве дуги (т.н. форсаж дуги);
•  небольшие габариты, компактность, позволяющая удобно переносить и хранить агрегат;
•  сравнительно высокий уровень безопасности работы, хорошая электроизоляция;
•  лучший результат сварки – аккуратный качественный шов;
•  возможность работы с трудносовместимыми металлами и сплавами;
•  возможность использования любых типов электродов;
•  возможность регулирования основных параметров при работе инвертора.

Главные недостатки:

•  более высокая цена в сравнении с другими типами сварочных аппаратов;
•  дорогостоящий ремонт.

Отдельно следует упомянуть о еще одной особенности данной разновидности сварочных аппаратов. Инверторный аппарат является очень чувствительным к влаге, пыли и другим мелким частицам. При попадании внутрь пыли, особенно металлической, прибор может выйти из строя.

То же самое касается влаги. Хотя производители оснащают современные инверторы защитой от попадания влаги и пыли, следовать правилам и мерам предосторожности при работе с ними все же стоит: не работать с прибором во влажной среде, возле работающей «болгарки» и т.д.

Низкие температуры – еще один «пунктик» всех инверторов. На морозе прибор может не включиться из-за сработавшего датчика перегрузки.

При низких температурах также может образоваться конденсат, что может повредить внутренние электросхемы и вывести аппарат из строя.

Поэтому, при регулярной эксплуатации инвертора необходимо регулярно «продувать» его от пыли, защищать от влаги и не работать при низких температурах.

Источник:

Что такое инверторный сварочный аппарат и как он работает?

Невозможно себе представить автомобилиста, который хоть раз в жизни не сталкивался с проблемой прогоревшей трубы глушителя. Или же любого владельца гаража, которому не нужна была бы сварка в том или ином месте. То же самое можно сказать и о домовладельцах — ведь во дворе всегда найдется подобная работа.

А ведь еще сравнительно недавно пришлось бы искать мастерскую или вызывать сварщика, который привезет громоздкий и тяжелый сварочный аппарат. Но с появлением т.н. инверторов подобные проблемы ушли в прошлое. Сейчас сравнительно недорого можно самому приобрести подобную технику — благо на прилавках магазинов электротоваров ассортимент весьма широк.

Сварочные инверторы действительно очень быстро завоевали рынок, и причин тому множество. Это и доступность, и маленькие размеры, и легкий вес — можно перечислять долго, но обо всем по порядку.

Для начала стоит сказать о том, что многие считают, что правильно название подобного оборудования пишется и читается как «инвентор», что в корне неверно.

Но, даже разыскивая в интернете материал на эту тему и напечатав в поисковой строке «инвентор», система будет отправлять пользователей именно на странички со статьи про инвертор сварочный, а потому, наверное, лучше произносить это слово правильно.

Сейчас необходимо понять, что такое сварочный инвертор, действительно ли настолько хорош подобный аппарат? В чем его преимущества, а может и недостатки, как он устроен и из чего состоит и как работает? Вопросов много, пора искать ответы.

Принцип работы

Начать, конечно же, следует с принципа действия подобных агрегатов, рассмотреть поверхностно устройство сварочного инвертора. Если сравнивать с обычными трансформаторными сварочными аппаратами, то здесь воплощен совершенно иной способ работы.

Ведь что такое инверторный? Это означает, что в его схеме должен присутствовать электронный блок, который преобразует прямой ток в переменный.

Тогда, опять же, как это может помочь в сварке или изготовлении подобного устройства? Попробуем ответить на эти вопросы.

Все дело в том, что переменный ток сети сначала проходит через выпрямитель, который преобразует его в те же 220 В, но далее, на инвертор, поступает постоянный ток. Сам инверторный блок снова преобразует ток в постоянный, но при этом его частота повышается до 30–50 кГц.

А после высокочастотный ток уже поступает на трансформатор, который понижает напряжение, тем самым увеличивая силу тока, но уже более высокой частоты, чем это было в трансформаторных аппаратах.

И напоследок переменный ток высокой частоты и силы подается на вторичный выпрямитель, который и делает его пригодным для дуговой сварки.

Преимущества подобного преобразования очевидны — это уменьшение габаритов трансформатора за счет повышения коэффициента полезного действия, который в сварочном инверторе достигает 92%. Но это лишь общий принцип работы сварочного инвертора, ведь в преобразователе высокочастотного тока много сложных схем, понять которые несведущему в электронике человеку практически не под силу.

Общие характеристики

Что же интересует обычного потребителя? Конечно же, возможность выбора подобных агрегатов и технические характеристики, на которые следует обратить внимание, приобретая инверторный аппарат. Основными из них являются:

• Потребляемая мощность. Этот параметр очень важен. Ведь современные инверторные сварочные аппараты бывают как профессиональные, так и бытовые, рассчитанные на включение в обычную сеть 220 В. Но, в любом случае, максимальная выходная сила тока не должна быть меньше 160 А, т.к. запас еще никому не мешал.
• Напряжение холостого хода. Здесь следует выбирать инвертор с диапазоном от 40 до 90 В. Это обеспечит нормальную работу и последующее легкое зажигание дуги.
• Время включения инвертора. Дело в том, что аппарат во время работы может отключаться, т.к. постоянная работа на высоких токах может негативно сказаться на элементах его электроники. После этого ему необходимо некоторое время. Этот параметр указывается в процентах. К примеру, если указано 40%, значит, на высоких токах аппарат способен работать 4 минуты из 10.

Также важно обратить внимание и на дополнительные функции, которые могут присутствовать. «Форсирование розжига», «Антизалипание» и «Горячий старт» на сегодняшний день присутствуют во всех агрегатах. Но бывает, что инверторы оснащаются и возможностью плазменной сварки, автоматом и т.п. В любом случае, выбор дополнительных функций всегда зависит от потребителя.

Преимущества и недостатки

Естественно, как и любое другое устройство, подобный инверторный сварочный аппарат имеет как достоинства, так и недостатки. И для начала стоит рассмотреть именно его минусы, т.к. их меньше. Из наиболее заметных недостатков можно отметить:

• Стоимость. Конечно, если сравнивать трансформаторные аппараты с  устройствами профессиональной инверторной сварки, то можно отметить некоторую дороговизну. Но в наше время приобрести инвертор для бытовых нужд можно даже дешевле, а потому это не столь большой недостаток.
• Дорогое обслуживание в случае поломки. Действительно, ремонт таких устройств недешев. Ведь что такое инверторная сварка? Это в основном электронная аппаратура, в отличие от трансформаторной, в которой кроме медных катушек ничего нет.
• Устройства требуют аккуратного обращения, очень боятся сырости и пыли. Да, электронная начинка, а именно сам инвертор очень плохо переносит агрессивные среды, такие как пыль, влажность и т.п.
• Длина проводов, идущих в комплекте, не превышает длины в 2,5 м. Конечно, это ограничивает возможности применения, но не становится, опять же, критичным, т.к. инверторный аппарат легок и имеет небольшой размер. Это позволяет переносить его на плече в любое место. Тогда что это такое — недостаток или преимущество? Скорее его можно отнести к преимуществам, если посмотреть на это с другой стороны. Провода не будут путаться, и этот факт добавит мобильности агрегату.

Получается, что недостатки, пусть даже они и есть, незначительны. А что же с достоинствами?

Достоинств у инверторов достаточно. Разберем основные:

• Мощность и диапазон регулировок. По этим параметрам подобные устройства сильно опережают обычные трансформаторные сварочные аппараты. Регулировать ток на выходе очень удобно, на табло высвечивается показатель, который можно выставить в нужном значении с точностью до вольта. По этой причине пропадает риск перегрева металла и возрастает качество сварки, повышается прочность шва.
• Вес и размер. Если сравнивать с обычными агрегатами, то инвертор вообще уникален. Очень маленькие габариты и легкий вес позволяют носить его на плече, не снимая целый день без особой усталости.
• Высокий коэффициент полезного действия этих устройств и, как следствие, низкий расход электроэнергии.
• При работе с инверторным аппаратом сварочный шов получается аккуратнее за счет меньшего разбрызгивания металла. Достигается это вследствие высокой частоты тока.
• Данные аппараты универсальны. Имеется возможность применения одного устройства в различных видах сварки (плазма, автомат и т.п.).

Конечно, есть и другие плюсы у подобных сварочников, но на одном преимуществе стоит остановиться отдельно.

Использование инвертора новичком

Если неопытный мастер начинает варить при помощи трансформаторного сварочного аппарата, вполне естественно, что у него периодически «залипает» электрод, при его отрыве отлетает обмазка. В итоге имеем неаккуратный шов, непровар и высокий расход электродов. К тому же, новичку сложно настроить выходной ток, что чревато прожиганием железа.

Инвертор в этом смысле незаменим. Мало того, что ток отстраивается очень удобно, о чем уже говорилось. В нем имеется защита от залипания. Подавая более высокую частоту в момент соприкосновения, инвертор моментально разжигает дугу, после чего нормализует ток. В итоге подобной проблемы не возникает.

Так же, автоматически регулируя частоту, подобный аппарат помогает более качественно и не пережигая проварить металл так, как это нужно, что неопытному мастеру очень поможет.

Ну и плюс ко всему — аккуратность шва и экономия расходников в виде электродов.

Подводя итог данной статьи, можно с уверенностью сказать, что инверторные сварочные аппараты сделали несомненный прорыв в своей области. И независимо от того, для какой цели приобретен подобный агрегат, он, несомненно, будет хорошим помощником мастеру. Главное — правильно выбрать инвертор при покупке и следить за его состоянием в процессе эксплуатации.

Источник:

Кэп маркони — как работает сварочный аппарат инверторного типа

Сварочный инвертор это устройство преобразующее входной переменный ток в постоянный, далее с помощью транзисторных ключей постоянный ток преобразуется в переменный с частотой выше 50кГц и подаётся на высокочастотный сварочный трансформатор с последующим выпрямлением. Система управления с помощью обратных связей формирует идеальные выходные характеристики для любого способа сварки.

Благодаря высокой частоте, вес и размеры силового трансформатора снижаются в разы по сравнению с традиционными сварочными аппаратами. Например, обычный сварочный трансформатор на 160А весит 18кг,  в то время как силовой трансформатор сварочного инвертора на 160А весит всего  0,25кг и по размерам чуть больше пачки сигарет.

Сварочные инверторы являются наиболее современными  источниками сварочного тока. В отличие от трансформаторов и выпрямителей, у инверторов отсутствует силовой трансформатор.  Работа сварочного инвертора построена на принципе фазового сдвига (инверсии) напряжения, осуществляемого электронной микропроцессорной схемой с покаскадным усилением тока (обычно микропроцессором типа IGBT).

За счёт применения такого принципа удаётся получить широкий спектр вольт-амперных характеристик — от крутопадающей до возрастающей — с очень гладкой кривой тока, отклонения которого снижены до уровня десятых долей процента, что позволяет добиваться высокого качества сварки.

Включение в схему высокочастотного генератора расширяет сферу применения инверторных источников питания и позволяет использовать их практически для любого метода дуговой сварки и для плазменной резки.

За счёт небольшой массы, инверторы малой мощности очень перспективны для использования при монтаже ответственных металлоконструкций и трубопроводов, к сварным соединениям которых предъявляются повышенные требования, а условия работы не позволяют применять громоздкое промышленное оборудование, предназначенное для работы в цеховых условиях.

Мощные инверторы промышленного типа позволяют создавать сварочные комплексы для любого вида дуговой сварки, построенные по модульному принципу — на основе одного источника тока. Все инверторы имеют плавную регулировку сварочного тока, а цифровая схема микропроцессора и введение ячеек памяти позволяет организовать запоминание нескольких наиболее часто применяемых режимов сварки.

Преимущества инверторных аппаратов:

1. Малый вес (5-10 кг) и скромные размеры сварочных инверторов позволяют производить сварку, легко перемещаясь вместе с аппаратом;
2.  В инверторе нет силового трансформатора, а значит нет внутренних потерь на перемагничивание железа, на нагрев обмоток при взаимодействии их электромагнитных полей, на  поглощение части электромагнитной индукции регулировочным шунтом — то есть КПД инвертора просто несопоставим с КПД обычного сварочного трансформатора или выпрямителя. Так, при сварке электродом диаметром 3 мм  обычный аппарат потребляет не менее 6-7 кВт, а любой, даже самый простенький инвертор не более 4 кВт;
3.  Микропроцессорное управление сварочного инвертора обеспечивает устойчивую обратную связь тока и напряжения на дуге с выходными параметрами аппарата —  при зажигании дуги аппарат генерирует дополнительный импульс тока (так называемый «горячий старт»), а при коротком замыкании сварочный ток сразу отключается — то есть «приморозить» электрод здесь практически невозможно;
4. Сварочный инвертор имеет значительно более широкий, чем у обычного аппарата, диапазон регулировки сварочного тока, что особенно важно при сварке тонкими электродами (диаметром 1,6 или 2 мм)  —  дуга на малых токах «шепчет», брызг нет — не сварка, а одно удовольствие.
5. Что же касается стоимости сварочных инверторов, то она уже достаточно давно, и не без участия производителей из КНР, вплотную приблизилась к стоимости традиционных сварочных аппаратов, тем более, что цены на обычные аппараты тоже на месте не стоят — так что разница в цене заслуженная.

Недостатки:

Здесь надо четко различать:

— эксплуатация на производстве;

— использование аппарата дома, в гараже, на даче.

На производстве основной враг инвертора пыль, причем любая — и от «болгарки» и от реконструкции стен.

На втором месте — желание, с помощью ивертора, разрезать пополам рельс.

Разумеется, такие желания не всегда совпадают с возможностями аппарата, тем более что резать такой «сварщик» старается быстро и тепловое реле аппарата просто не успевает среагировать на такую сверхнагрузку. В результате дорогостоящий модуль I.G.B.T. — «сердце» аппарата, выходит из строя прежде, чем аппарат отключится сам.

Дальше идут такие «мелочи» как небрежное обращение с аппаратом, продолжение его эксплуатации при появлении явных признаков неисправности, ослабление фиксации сварочных кабелей в панельных гнездах, да и просто передача инвертора неквалифицированному сварщику, хотя и «асы» тоже бывают хороши.

Что же касается эксплуатации аппарата в быту, то здесь характерны следующие проблемы: заметно низкое (ниже 180В) напряжение в дачной или гаражной электросети (владелец аппарата даже и в этом случае, по наивности, ждет от него эффективной работы), а второе место делят между собой зимнее хранение аппарата в сарае или в гараже  и передача аппарата соседу.

Но в большинстве случаев, аппараты у частных владельцев живут долго и счастливо.

Есть у сварочных инверторов еще одна особенность. Это труднопроизносимое  название. Многие так и норовят сказать  «инвектор». Впрочем, на отличные потребительские характеристики инверторов это почти не влияет.

Принцип действия инвертора.

Инвертор — это устройство, преобразующее постоянное напряжение в высокочастотное переменное. Конвертор — устройство для понижения или увеличения постоянного напряжения, иногда с промежуточным высокочастотным звеном.  С появлением инверторных источников более простые неинверторные стали называть конвенциональными, т.е. традиционными.

Схема выпрямителя с двухтактным транзисторным инвертором наиболее удобна для объяснения процесса инвертирования. Входной выпрямительный блок V1 преобразует переменное напряжение сети в постоянное, которое сглаживается с помощью низкочастотного фильтра L1, С1.

Затем выпрямленное напряжение Uвс преобразуется в однофазное переменное U1 высокой частоты с помощью инвертора на двух транзисторах VT1 и VT2.

Далее напряжение понижается трансформатором Т до U2, выпрямляется блоком вентилей V2, проходит через высокочастотный фильтр L2, С2 и подается на дугу в виде сглаженного напряжения.

Подробнее рассмотрим процесс инвертирования. При подаче сигнала на базу транзистора VT1 отпирается его коллекторная цепь, и по первичной обмотке трансформатора Т в интервале времени t1 протекает ток в направлении, показанном тонкой линией. При снятии сигнала с базы этот ток прекращается.

С некоторой задержкой отпирается транзистор VT2, при этом в интервале времени t2 ток по трансформатору идет уже в другом направлении, показанном пунктиром. Таким образом, по первичной обмотке трансформатора идет переменный ток.

Длительность его периода Т и частота переменного тока f = 1/Т зависят от частоты запуска транзисторов, определяемой системой управления. Обычно частота устанавливается на уровне 1-100 кГц. Поскольку эта частота не зависит от частоты сети, такой инвертор называют автономным.

Иногда инвертор конструктивно объединяют с трансформатором Т, выпрямительным блоком V2 и фильтром L2-C2. Такое устройство называют конвертором, у него на выходе, как и на входе, постоянное напряжение, но меньшей величины.

Если на входе инвертора установлен мощный накопительный конденсатор С1, то напряжение инвертора U1 имеет прямоугольную форму.  Такую конструкцию называют автономным инвертором напряжения (АИН).

Напротив, если на входе инвертора установить мощный дроссель L1, а обмотку трансформатора Т шунтировать конденсатором, то сглажен будет уже входной ток. Такой преобразователь называется инвертором тока (АИТ).

Наконец, возможна конструкция, в которой благодаря наличию последовательно соединенных индуктивности и емкости образуется колебательный контур с синусоидальным током, она названа резонансным инвертором (АИР).

   Регулирование режима сварки осуществляется несколькими способами. Например, если входной выпрямительный блок выполнить тиристорным, то при увеличении напряжения Uвс увеличивается и амплитуда высокочастотного напряжения U2 и среднее значение Uв выпрямленного напряжения:

Uвс ↑ => U1 ↑ => U2 ↑ => Uв ↑

Возможно также регулирование изменением частоты импульсов:

f ↑ => T ↓ => Uв ↑

Но наибольшее распространение получил способ широтно-импульсного регулирования :

t ↑ => Uв ↑,

поскольку при постоянной частоте облегчается выбор параметров выходного фильтра, а также снижается спектр электромагнитных помех, которые легче устранить входным фильтром.

Осциллограммы при регулировании напряжения изменением амплитуды,   частоты   и   ширины импульсов.

В выпрямителе с инвертором используется амплитудное, частотное и широтное регулирование режима.

Естественные внешние характеристики выпрямителя зависят от конструкции инвертора и трансформатора. Искусственные характеристики формируются с помощью обратных связей по току и напряжению.

Сварочные свойства выпрямителей с инвертором, как правило, лучше, чем у конвенциональных источников, и объясняется это высоким быстродействием инвертора. Если у неинверторного однофазного выпрямителя длительность переходного процесса составляет не менее полупериода стандартного переменного тока, т. е. около 0,01 с, то у выпрямителя с инвертором быстродействие характеризуется значениями 0,0005 с и меньше.

При механизированной сварке в углекислом газе такой выпрямитель способен обеспечить сложный алгоритм изменения тока с целью управления переносом электродного металла при длительности отдельных этапов цикла около 1 мс.

Высокие динамические свойства выпрямителя с инвертором проявляются и в случае программного управления процессом ручной дуговой сварки, например по циклограмме.

В этом случае легко обеспечивается горячий пуск в начале сварки, быстрый переход от одного из заранее настроенных режимов к другому при попеременной сварке то нижних, то вертикальных швов, сварка пульсирующей дугой с регулируемой формой импульса и т. д.

Достоинства и недостатки выпрямителя с инвертором тесно связаны друг с другом. Здесь энергия претерпевает по крайней мере четыре ступени преобразования. Тем не менее, такой выпрямитель экономичен и весьма перспективен.

Дело в том, что сердечник высокочастотного трансформатора имеет очень малые сечение и массу. Обычно сердечник весит в десятки раз меньше, чем сердечник трансформатора на 50 Гц.

В целом, такой выпрямитель  имеет замечательные массо-энергетические характеристики: 0,02-0,1 кг на 1 А сварочного тока и 1-4 кг на 1 кВт потребляемой мощности, т. е. весит в 5-15 раз меньше других выпрямителей.

Выпрямитель с инвертором пока еще дороже конвенциональных источников, поэтому его рекомендуют использовать в тех случаях, где имеют значение малые масса и габариты — при сварке на монтаже, в быту, на ремонтных работах. В эксплуатации такой источник чрезвычайно экономичен. Его коэффициент мощности близок к 1, КПД не ниже 0,7, а иногда достигает 0,9.

Источник: