- Переваги инверторной техніки
- Пояснення на схемі
- управління струмом
- Автоматичні функції зварювального устаткування
- ARC FORCE
- ANTI STICK
- HOT START
Зварювальні інвертори все більш впевнено займають нішу виробничого зварювального обладнання, приходячи на зміну традиційної трансформаторної техніці. У тому, що цей тренд носить глобальний характер, сумніватися не доводиться.
Інверторне обладнання об'єктивно успішніше справляється з вартими перед ним завданнями.
Переваги инверторной техніки
Перевага зварювальних інверторів над класичними перетворювачами трансформаторного типу проглядається як в технологічному, так і в економічному аспекті.
Якщо коротко перерахувати переваги, придбані при впровадженні інвертора, вийде приблизно наступне:
- більш високий коефіцієнт корисної дії, що перевищує 90%, що зумовлює сам пристрій зварювального інвертора, що характеризується відсутністю магнітних втрат в сталевому сердечнику трансформатора, властивим «класиці»;
- здатність працювати в умовах зміни рівня напруги живлення в широких межах, не знижуючи при цьому технологічних параметрів;
- можливість дуже точного встановлення струму зварювання з цифровою індикацією його величини і жорстким підтриманням рівня в процесі зварювання;
- кардинально знижені габаритні розміри і вага конструкції;
- цілий ряд абсолютно нових можливостей, властивих тільки інверторним апаратів, ось тільки деякі з них.
До нових можливостей відноситься наявність специфічних функцій, серед яких hot start, anti sticking, arc force, і інших, які роблять процес зварювання доступним навіть новачкові. Є можливість використання електродів, призначених для зварювання, як змінним, так і постійним струмом.
Що стосується зазвичай званих недоліків, властивих даному виду обладнання, то в першу чергу, мова йде про порівняно високою ціною цих приладів.
З цього приводу можна сказати наступне. Згадайте, як змінювалися ціни комп'ютерних і мобільних новинок буквально протягом декількох років. Подальше вдосконалення технології та збільшення масовості виробництва неминуче призведуть до значного зниження цін на зварювальні інвертори.
Пояснення на схемі
Принцип роботи зварювального апарату, побудованого на основі інвертора, ілюструє схема.
Структурна схема інвертора для зварювання починається з позначення вхідного струму і випрямляча. Напруга мережі випрямляється мостом з потужних діодів, встановлених на радіатори для розсіювання тепла, що виділяється.
Форма випрямленої напруги, що має яскраво виражені пульсації, схематично зображено в квадраті схеми, відповідному випрямителю.
Перед входом в інвертор, в общем-то, що представляє собою перетворювач напруги, пульсації фільтруються за допомогою конденсаторів великої ємності (на структурній схемі не показані).
У инверторе, що надходить постійна напруга перетворюється в змінну, що має високу частоту. Перетворення здійснюється за рахунок перемикання з великою частотою потужних ключових польових транзисторів, створених за IGBT технології.
При роботі транзисторів виділяється велика потужність, тому їх монтують на масивних алюмінієвих радіаторах. У свою чергу, роботою транзисторів керує високочастотний генератор, основу якого становить мікросхема контролера, що працює за принципом широтно-імпульсного модулювання.
У цій частині, принципова схема зварювального інвертора повторює схеми імпульсних блоків живлення, які використовуються в радіоелектронної апаратурі з минулого століття.
Отримані в результаті інвертування високочастотні імпульси надходять на трансформатор, де відбувається зниження їх амплітуди до рівня, на якому буде здійснюватися зварювання.
Далі, трансформоване високочастотну напругу остаточно фільтрується конденсаторами і надходить на вихідні клеми зварювального інвертора .
Частота генерується при роботі інвертора струму досягає значення декількох десятків кілогерц. Саме висока частота лежить в основі принципу роботи апарату инверторной зварювання.
Завдяки принципу високочастотного перетворення вдалося домогтися зниження ваги і зменшення розмірів зварювальних апаратів в кілька разів.
В основному це обумовлено дуже малою масою і габаритами високочастотних трансформаторів, конденсаторів і дроселів.
управління струмом
Регулювання зварювального струму інвертора проводиться за допомогою електронного регулятора зі зворотним зв'язком, зображеного на схемі. За допомогою потенціометра, розташованого на лицьовій панелі зварювального інвертора, вибирається необхідна величина струму зварювання.
При обертанні ручки потенціометра, встановлюється певний рівень опорного напруги на вході логічних елементів, побудованих на операційних підсилювачах.
Сигнал, що надходить по лінії зворотного зв'язку з датчика струму, розташованого на виході апарату, порівнюється компаратором з рівнем заданого регулюючим потенціометром напруги.
При розбіжності рівнів напруги задає ланцюга і сигналу датчика струму, відбувається зміна амплітуди імпульсу, що надходить на контролер.
При цьому відбувається зміна шпаруватості імпульсів, що генеруються контролером, що викликає зміна режиму перемикання транзисторів і в кінцевому підсумку, величини струму зварювання.
Тобто, принцип регулювання полягає в тому, що схема завжди прагне підтримувати відповідність між значеннями заданого і фактичного струму, що забезпечує його стабільність.
В якості контролера, що формує регульовані сигнали широтно-імпульсної модуляції, зазвичай застосовується мікросхема TL494, вироблена американською фірмою Texas Instruments, або її аналоги.
Наведена структурна схема показує тільки принцип роботи і взаємодії окремих функціональних блоків. Деталізований схема живлення кожного типу інверторів може мати індивідуальні особливості.
Автоматичні функції зварювального устаткування
Щоб зрозуміти, як працюють інверторні зварювальні апарати в різних ситуаціях, слід ознайомитися з принципом роботи деяких їх функцій.
ARC FORCE
Ця функція покликана здійснювати форсування дуги. В процесі роботи зварника іноді крапля розплавленого електрода, що не відірвавшись вчасно і не потрапивши в зварювальну ванну, зависає, зменшуючи зазор.
Це може загрожувати прилипанием електрода до деталі. Принцип роботи arc force полягає в короткочасному збільшенні струму, який «здуває» краплю металу.
ANTI STICK
На початку роботи, в процесі розпалювання дуги, електрод може прилипнути до заготівлі. Принцип функції anti stick полягає в тому, що в цей момент відбувається різке зниження зварювального струму. Після відриву електрода режим роботи апарату повертається до норми.
HOT START
Робота цієї опції допомагає легко запалити електричну дугу. Принцип даної автоматичної функції простий. При розпалюванні дуги, в момент відриву електрода від заготовки, відбувається короткочасне збільшення значення зварювального струму, що сприяє більш надійному розпалювання дуги.
Всі функції сприяють більш швидкій і надійній роботі інвертора, що в підсумку призводить до високої якості зварного шва.
