Пристрій і принцип роботи зварювального інвертора

Для вдалого придбання инверторной продукції необхідно знати пристрій зварювального інвертора і принципи його роботи, щоб в разі поломки можна було його відремонтувати, оскільки сьогодні дуже затребувані і доступні за вартістю апарати для зварювання інверторного типу. Придбати їх можна в магазині або ж виготовити самостійно.

Схема пристрою зварювального інвертора

Схема пристрою зварювального інвертора.

Принцип дії зварювального інвертора

Сам зварювальний інвертор - це своєрідний блок живлення з великою потужністю. Принцип його роботи схожий з імпульсними блоками живлення. Подібність полягає в особливостях трансформування енергії, а саме в наступних кроках.

Кроки перетворення енергії в апараті для зварювання:

  • випрямлення змінного струму мережі 220 вольт;
  • перетворення постійного струму в високочастотний змінний;
  • зниження напруги високої частоти;
  • вихідна випрямлення зниженого струму.

Раніше основою зварювального пристрою був силовий високопотужний трансформатор. Зменшуючи змінний струм мережі, він давав можливість отримувати потрібні для зварювання високі струми завдяки вторинній обмотці. Трансформатори, що працюють на звичайній частоті мережі змінного струму 50 Гц, дуже обємні за розмірами і багато важать.

Схема внутрішньої будови інвертора

Схема внутрішньої будови інвертора.

Тому, щоб позбутися цього недоліку, був придуманий зварювальний інвертор. Його розміри вдалося зменшити завдяки збільшенню частоти для його роботи до 80 і більше кГц. Чим більше робоча частота, тим менше габарити пристрою. Маса, відповідно, теж менше. А це економія на матеріалах для його виробництва.

Звідки взяти ці частоти при показнику 50 Гц в мережі? Для цих цілей придумана инверторная схема, яка складається з транзисторів високої потужності, що перемикаються з частотою від 60 до 80 кГц. Але для того щоб вони функціонували, їм потрібно подавати постійний струм. Його можна отримати за допомогою випрямляча, що складається з діодного моста, а також фільтрів для згладжування. В кінцевому результаті виходить постійний струм 220 вольт. Інверторні транзистори підєднані до трансформатора, понижувального напруга.

Оскільки переключення транзисторів відбувається при високій частоті, то і трансформатор працює на такій же. Для роботи на високочастотних токах потрібні менш обємні трансформатори. Виходить, що розміри інвертора невеликі, а робоча потужність не менше, ніж у його громіздкого попередника, який працює з частотою 50 Гц.

Внаслідок необхідності перетворення пристрою зявився ряд додаткових деталей для його безперебійної роботи. Познайомимося з ними ближче.

Особливості пристрою зварювального інвертора

Функціональні можливості зварювального інвертора

Функціональні можливості зварювального інвертора.

Щоб зменшити розміри і вагу, пристрої для зварювання збирають по инверторной схемою.

Базова схема збірки:

  • низькочастотний випрямляч;
  • інвертор;
  • трансформатор;
  • високочастотний випрямляч;
  • робочий шунт;
  • електронний блок управління.

Кожна модель інвертора має свої особливості, але всі вони засновані на застосуванні високочастотних імпульсних перетворювачів. Як писалося раніше, змінний струм 220В за допомогою потужного діодного моста випрямляється і згладжується конденсаторами.

На конденсаторах для фільтрації сила струму буде в 1,41 рази більше, ніж на виході з діодів для випрямлення. Тобто при напрузі в 220 вольт на діодному мосту на конденсаторах отримаємо 310 вольт постійного струму. У мережі сила струму може змінюватися, отже, конденсатори розраховані на робочу область з запасом (400 вольт). Зазвичай використовуються діоди Д161 або В200. Діодний збірка GBPC3508 працює при прямому струмі 35 А. Через діоди проходить висока напруга, і вони нагріваються. Тому їх встановлюють на радіатор для охолодження. Як елемент захисту на радіатор прикріплений температурний запобіжник. Він розмикається, якщо температура підвищується до + 90 ° С.

Конденсатори встановлюють різного обсягу, в залежності від модифікації пристрою. Ємність їх може досягати розміру 680 мкф.

Постійний струм з випрямляча і фільтра надходить на інвертор. Він збирається за схемою «косого моста» і складається з двох ключових транзисторів великої потужності. В апараті для зварювання основними транзисторами можуть бути IGBT або високовольтні MOSFET. Ці складові кріпляться на радіатор, щоб відводити зайве тепло.

У зварювальному апараті повинен ще бути якісний високочастотний трансформатор, який є джерелом для зниження напруги. У инверторе він важить в рази менше, ніж силовий трансформатор в зварювальному апараті. Первинна обмотка складається з 100 витків ПЕВ товщиною 0,3 мм. Вторинні обмотки: 15 витків мідного дроту 1 мм, 2 обмотки по 20 витків з перетином 0,35 мм. Намотування первинної і вторинних обмоток повинні збігатися. Всі обмотки повинні бути ізольовані за допомогою лакоткани або фторопластовою стрічки для поліпшення провідності. Виходи всіх обмоток на місці скріплення захищають і запаюють.

Крім основних компонентів інвертора є ще режим антіпріліпанія електрода, плавне регулювання зварювального струму, захисна система від перевантажень.

Спеціаліст з легкістю може налаштувати необхідний зварювальний струм і регулювати його під час зварювальних робіт. Діапазон струму досить широкий - 30-200 А.

Схема роботи зварювального інвертора

Схема роботи зварювального інвертора.

Вихідний випрямляч складається з потужних подвійних діодів і одного загального катода. Їх особливість в високій швидкості дії. Оскільки їх завдання - випрямляти високочастотний змінний струм, то прості діоди з цим не впораються. У них швидкість закриття і відкриття занадто мала, а це спричинило б перегрівання і швидку поломку. При поломці вихідних діодів їх потрібно міняти саме на швидкодіючі. Вони, як і звичайні, монтуються на радіатор.

Під час включення зварювального інвертора йде заряд на електролітичні конденсатори. Сила цього струму спочатку дуже велика і може спровокувати перегрівання і поломку випрямних діодів. Щоб цього уникнути, використовується схема «мякого пуску». Головний компонент її - резистор потужністю 8 Вт. Якраз він є обмежувачем сили струму під час запуску апарату.

Після закінчення зарядів конденсаторів і початку штатної роботи пристрою контакти електромагнітного поля замикаються. Далі резистор не приймає участі в роботі, ток курсує через реле.

Переваги та недоліки зварювальних інверторів

Плюси функціонування розглянутого обладнання:

Класифікація зварювальних інверторів

Класифікація зварювальних інверторів.

  • висока продуктивність;
  • якісний шов;
  • невеликі габарити і вага в порівнянні з силовим трансформатором;
  • при перепадах напруги в мережі інвертор буде мати постійні якісні показники роботи;
  • високий коефіцієнт корисної дії (близько 90%);
  • невисока розбризкування іскор під час зварювальних робіт;
  • процес проходить плавно;
  • мінімальні втрати при виробництві.

Є у цього зварювального устаткування і недоліки. Воно коштує дорожче трансформатора. Інвертор боїться пилу. Тому його необхідно 2 рази на рік розбирати і очищати від пилу. Якщо його використовують часто (при будівництві, на виробництві), то очищення потрібно проводити частіше. Не всі апарати можна експлуатувати при температурі повітря нижче -15 ° С. Все залежить від комплектуючих, які встановив виробник.

Зварювальний інвертор складається з ряду ланцюжків, які контролюють, регулюють його роботу і захищають від зовнішніх факторів.

Все це необхідно для його безперебійної роботи.


» » » Пристрій і принцип роботи зварювального інвертора