- Види інверторних джерел зварювального струму
- Інвертори для плазменно-дугового різання
- Особливості принципової електричної схеми зварювального апарату
- Опис принципу роботи схеми зварювальних інверторів
- Принцип функціонування вихідного діода
- Універсальність принципової схеми зварювального інвертора
- Можливості виготовлення інверторів на основі принципової схеми
Використання інверторних джерел зварювального струму (ИИСТ) в наші дні практично повністю замінює застосування трансформаторних джерел, які були їхніми попередниками. В основі їх принципу дії був закладений понижуючий трансформатор, що працює від мережі частотою 50-65 Гц. Він представляв собою досить громіздкий пристрій. Для створення сучасних зварювальних інверторів використовуються принципові електричні схеми, що відрізняються від схем трансформаторних апаратів. 
При використанні зварювального інвертора необхідно використовувати електроди з покриттям ММА.
Для кожної моделі інвертора характерно відповідне схемне рішення, що забезпечує якісні конструктивні особливості агрегату. Електрична схема передбачає роботу агрегату на основі імпульсних перетворювачів високої частоти. Електрична дуга повинна триматися довго, щоб шов вийшов дуже рівним, тому сама принципова електрична схема дозволяє випускати зварювальні інвертори з легким вагою, щоб їх було зручно тримати і переміщати.
Читайте також: Заточення ланцюга для бензопили своїми руками .
Види інверторних джерел зварювального струму
Дугова, автоматична і напівавтоматична зварка
Ринок апаратів для зварювання постачає приладами не тільки промисловість, але і побутову сферу, причому ИИСТ найбільше використовують в побуті. Виробники щорічно поставляють новітнє зварювальне обладнання даного типу. Високий рівень попиту на інверторні пристрою обумовлений застосуванням електричної схеми, заснованої на широтно-імпульсної модуляції. Повсюдним попитом користуються ИИСТ, які застосовуються для:
Схема пристрою зварювального інвертора.
- Дугового зварювання за допомогою неплавких штучних електродів.
- Напівавтоматичного або автоматичного зварювання.
- Плазмового різання чи інших видів зварювання, наприклад, алюмінієвих деталей.
Широко застосовується дугове ручна зварювання (MMA) за допомогою ручного електрода моноліт не вимагає занадто великої витрати електроенергії. Апарат, який має досить знижений вага, дозволяє зварнику з легкістю його переміщати ближче до необхідної точки підключення. Прилад ручного дугового зварювання сумісний з генератором, який служить для вироблення змінного напруги 220 В.
Використовувана електрична схема аргонодугового зварювання (TIG) змінного або постійного струму пов'язана з розширеними можливостями, що дозволяють здійснювати точне регулювання різних параметрів встановленого режиму. Для зварювання використовується вольфрамовий електрод, яким можна точно виконувати всі роботи. Це дозволяє зробити зовнішній вигляд шва і його якість відповідним. Разом з тим особливими перевагами володіють і габарити приладу, його вага, а також енергоспоживання.
Напівавтоматичне зварювання (MIG / MAG) пов'язана з використанням схеми пристрою, що забезпечує вибір відповідного способу перенесення металу. Варіанти можуть бути пов'язані з крапельної, струменевого перенесенням і пр. Цей спосіб не передбачає розбризкування крапель металу.
Інвертори для плазменно-дугового різання
Схема панелі зварювального інвертора.
Новий вид передових технологій забезпечується за рахунок плазменно-дугового різання (PAC). Зварювальний процес і паузи відбуваються при високій стабільності дуги инверторного апарату. Процес різання повинен відбуватися на високій швидкості для отримання рівної і акуратною кромки, яка не вимагає обробки.
Для деяких інверторів характерно самообмеження потужності, оскільки їх дія заснована на резонансних инверторах. Якщо налаштувати прилад в режим максимального струму, то коротке замикання не трапиться. В цілому ИИСТ - це зварювальний апарат, принцип роботи якого нагадує дію блоку живлення комп'ютера. В цьому і полягає відмінність ИИСТ від класичного трансформаторного джерела живлення.
Менші розміри інвертора відрізняють його від трансформаторного приладу. Разом з тим для ИИСТ характерний високий рівень частот, що перевершує частоту роботи трансформаторного апарату в 50 Гц. Принципова електрична схема зварювального інвертора передбачає роботу на частотах від 55 до 75 кГц.
Особливості принципової електричної схеми зварювального апарату
Інвертор, принципова схема якого заснована на дії блоку транзисторів високої частоти (від 55 до 75 кГц), передбачає процес коммутирования вхідного струму високої потужності, що надходить з діодного моста.
Схема роботи зварювального інвертора.
Елемент одночасно служить для випрямлення вхідної напруги. Після його вирівнювання за рахунок фільтруючих конденсаторів можна отримати постійний струм при напрузі понад 220 В.
Вихід початкового етапу пов'язаний з наявністю первинного випрямляча напруги мережі (220 В) з частотою змінного струму, що дорівнює 50 Гц. Збірка даного джерела проводиться на основі діодного моста, а конденсатор служить простим фільтром. Лімітування струму після включення пристрою пов'язано з наявністю нелінійної зарядної ланцюга. Її основними елементами є шунтирующий тиристор і струмообмежуючі резистор.
В цілому принципова електрична схема инверторного зварювального апарату пов'язана з виконанням функції джерела живлення, що забезпечує роботу транзисторного блоку ИИСТ. Дія даного блоку відбувається при частоті 60-80 кГц, тому буде потрібно понижуючий трансформатор, що працює на необхідних частотах. Ця можливість дозволяє випускати зварювальні інвертори менших розмірів, ніж трансформаторні апарати.
При найменших розмірах сучасного ИИСТ, на відміну від трансформаторного апарату, потужність приладу має постійний рівень. Важливим етапом є рішення задачі, пов'язаної з вибором необхідної технології, оптимізує роботу силової частини. Її представляють складовим елементом принципової електричної схеми будь-якого професійного інвертора. Побудувати силову частину можна на основі топології, яка передбачає використання мостового конвертера, однотактного прямоходового мостового і полумостового конвертера.
Опис принципу роботи схеми зварювальних інверторів
принципову схему зварювального інвертора можна простежити, спираючись на порядок виконання дій цим пристроєм. Спочатку під'єднаний пристрій для зварювання ИИСТ отримує змінний струм з напругою 220 В, випрямлення якого відбувається при наявності в схемі діодного моста. Для усунення зайвих перешкод з метою захисту високоякісного конденсатора встановлюють спеціальні перешкоджаючі фільтри, які є перешкодою.
Потім відбувається вирівнювання струму при наявності конденсатора і його надходження до блоку транзистора. Через конденсатори проходить струм, що має напругу вище, ніж на виході діодних мостів. Понижуючий трансформатор має обмотку, де має бути присутня частота, з якою відбувається проходження постійного струму, в кілька разів перевищує її первісну величину. В результаті на виході відбувається отримання високочастотного змінного зварювального струму.
Далі струм проходить через ланцюг понижуючого високочастотного трансформатора, який має вторинну обмотку з великим перетином. При цьому можуть бути використані різні види обмотувальних матеріалів. Трансформатор знижує струм до рівня напруги, рівного 50-70 В. Одночасно відбувається зростання сили зварювального струму, яка перевищує 130 А.
Принцип функціонування вихідного діода
Якщо збірка кустарна, то використовують трансформатор із вторинною обмоткою, виготовленої із застосуванням міді (розмір товщини - 0,3, ширини - 40 мм). Умови даного підходу полягають у витісненні струму високих частот на поверхню провідників, серцевина яких не задіюється, тому відбувається нагрівання приладу. Далі отриманий струм випрямляється за рахунок вихідних діодів.
Малюнок 1. Електрична схема, по якій діє інвертор.
Особливістю дії вихідного діода є його функціонування при високочастотному струмі, з чим справляються не всі види діодів. Тому слід застосовувати ті діоди, які є швидкодіючими. Вони мають час відновлення не більше 50 наносекунд.
В однакових умовах звичайним діодом можна буде скористатися через відсутність його спрацьовування при встановленій високій частоті струму. Одержуваний результат пов'язаний з виходом постійного зварювального струму, сила якого є дуже високою, а напруга низьким.
Універсальність принципової схеми зварювального інвертора
Електрична схема, по якій діє інвертор, наведена на рис. 1. Виробники передбачають для будь-якої моделі певні характеристики, що дозволяють збільшити надійність експлуатації приладу і забезпечити заходи безпеки при роботі з ним. Електрична схема приладу передбачає наявність блоку термоконтроля, службовця захистом агрегату від сильного нагрівання і перегріву. Блок регулює і роботу системи охолодження.
Малюнок 2. Принципова електрична схема зварювального інвертора.
Присутність відмінностей в деталях зварювальних інверторів певних типів не впливає на принципові схеми їх роботи, які зводяться до описаного раніше принципом. Розглядається обладнання має електричну схему, що включає кілька важливих елементів. Блок температурного контролю дозволяє схемою управляти роботою системи вентиляції, що забезпечує примусове охолодження всього агрегату.
Силовий трансформатор електричної схеми оснащений температурним датчиком, тип якого є біметалічним і має фіксовану температуру спрацьовування, якщо вона досягає 75 ° в ланцюзі. Радіатор охолодження силового транзистора контролюється інтегральним датчиком, що відповідає за його температуру.
Можливості виготовлення інверторів на основі принципової схеми
Варка тонкого металу інвертором.
Принципова електрична схема інвертора, що випускається вітчизняним виробником Ресанта, дозволяє фірмі поставляти на ринок компактні агрегати, що містяться в кейс не дуже великих розмірів. Незважаючи на різну потужність що випускаються фірмою приладів, їм властива певна електрична схема (рис. 2). Вона об'єднує принцип роботи плазмових різаків і аргонодугового зварювальних апаратів Ресанта.
Німецькою компанією FUBAG випускається зварювальне обладнання іноземного виробництва. Воно відрізняється особливою надійністю, багатофункціональністю, будучи одночасно вузькоспеціалізованим. Для зварювальних інверторів німецького виробництва характерна наявність великої кількості функцій, які є додатковими. Вони включають примусове охолодження, роботу в режимі зниженої потужності, мікропроцесорне управління і ін.
Є майстри, для яких складання зварювального інвертора не забирає велику кількість часу. Слід просто мати початкові знання з електротехніки. принципові схеми зварювальних інверторів є доступними, якщо для самостійного виготовлення буде потрібно креслення або інструкція. Важливо створювати зварювальні інвертора, принципові електричні схеми, яких зводяться до отримання високої стабільності зварювальної дуги.
