Устройство и принцип работы сварочного инвертора

Для удачного приобретения инверторной продукции необходимо знать устройство сварочного инвертора и принципы его работы, чтобы в случае поломки можно было его отремонтировать, поскольку сегодня очень востребованы и доступны по стоимости аппараты для сварки инверторного типа. Приобрести их можно в магазине или же изготовить самостоятельно.

Схема устройства сварочного инвертора.

Принцип действия сварочного инвертора

Сам сварочный инвертор – это своеобразный блок питания с большой мощностью. Принцип его работы схож с импульсными блоками питания.Сходство заключается в особенностях трансформирования энергии, а именно в следующих шагах.

Шаги преобразования энергии в аппарате для сварки:

• выпрямление переменного тока сети 220 вольт;
• преобразование постоянного тока в высокочастотный переменный;
• снижение напряжения высокой частоты;
• выходное выпрямление пониженного тока.

Раньше основой сварочного устройства был силовой высокомощный трансформатор. Уменьшая переменный ток сети, он давал возможность получать нужные для сварки высокие токи благодаря вторичной обмотке. Трансформаторы, работающие на обычной частоте сети переменного тока 50 Гц, очень объемные по размерам и много весят.

Схема внутреннего устройства инвертора.

Поэтому, чтобы избавиться от этого недостатка, был придуман сварочный инвертор. Его размеры удалось уменьшить благодаря увеличению частоты для его работы до 80 и более кГц. Чем больше рабочая частота, тем меньше габариты устройства. Масса, соответственно, тоже меньше. А это экономия на материалах для его производства.

Откуда взять эти частоты при показателе 50 Гц в сети? Для этих целей придумана инверторная схема, которая складывается из транзисторов высокой мощности, переключаемых с частотой от 60 до 80 кГц. Но для того чтобы они функционировали, им нужно подавать постоянный ток. Его можно получить при помощи выпрямителя, состоящего из диодного моста, а также фильтров для сглаживания. В конечном результате выходит постоянный ток 220 вольт. Инверторные транзисторы подсоединены к трансформатору, понижающему напряжение.

Поскольку переключение транзисторов происходит при высокой частоте, то и трансформатор работает на такой же. Для работы на высокочастотных токах нужны менее объемные трансформаторы. Получается, что размеры инвертора небольшие, а рабочая мощность не меньше, чем у его громоздкого предшественника, работающего с частотой 50 Гц.

Вследствие необходимости преобразования устройства появился ряд дополнительных деталей для его бесперебойной работы. Познакомимся с ними поближе.

Мнение эксперта:

Сварочные инверторы – это современное оборудование, которое используется для сварки различных металлических конструкций. Эксперты отмечают, что основной принцип работы сварочного инвертора заключается в преобразовании переменного тока в постоянный с помощью электронных компонентов. Это позволяет обеспечить стабильность и эффективность сварочного процесса. Кроме того, инверторы обладают компактными размерами и небольшим весом, что делает их более мобильными и удобными в использовании. Эксперты отмечают, что благодаря своей технологичности и высокой производительности, сварочные инверторы становятся все более популярными среди профессиональных сварщиков и промышленных предприятий.

Как работает СВАРОЧНЫЙ ИНВЕРТОР? Понятное объяснение!

Особенности устройства сварочного инвертора

Функциональные возможности сварочного инвертора.

Чтобы уменьшить размеры и вес, устройства для сварки собирают по инверторной схеме.

Базовая схема сборки:

• низкочастотный выпрямитель;
• инвертор;
• трансформатор;
• высокочастотный выпрямитель;
• рабочий шунт;
• электронный блок управления.

Каждая модель инвертора имеет свои особенности, но все они основаны на применении высокочастотных импульсных преобразователей. Как писалось ранее, переменный ток 220В с помощью мощного диодного моста выпрямляется и сглаживается конденсаторами.

На конденсаторах для фильтрации сила тока будет в 1,41 раза больше, чем на выходе из диодов для выпрямления. То есть при напряжении в 220 вольт на диодном мосту на конденсаторах получим 310 вольт постоянного тока. В сети сила тока может меняться, следовательно, конденсаторы рассчитаны на рабочую область с запасом (400 вольт). Обычно используются диоды Д161 или В200. Диодная сборка GBPC3508 работает при прямом токе 35 А. Через диоды проходит высокое напряжение, и они нагреваются. Поэтому их устанавливают на радиатор для охлаждения. В качестве элемента защиты на радиатор прикреплен температурный предохранитель. Он размыкается, если температура повышается до +90°С.

Конденсаторы устанавливают разного объема, в зависимости от модификации устройства. Емкость их может достигать размера 680 мкф.

Постоянный ток с выпрямителя и фильтра поступает на инвертор. Он собирается по схеме «косого моста» и складывается из двух ключевых транзисторов большой мощности. В аппарате для сварки основными транзисторами могут быть IGBT или высоковольтные MOSFET. Эти составляющие крепятся на радиатор, чтобы отводить лишнее тепло.

В сварочном аппарате должен еще быть качественный высокочастотный трансформатор, который является источником для понижения напряжения. В инверторе он весит в разы меньше, чем силовой трансформатор в сварочном аппарате. Первичная обмотка состоит из 100 витков ПЭВ толщиной 0,3 мм. Вторичные обмотки: 15 витков медной проволоки 1 мм, 2 обмотки по 20 витков с сечением 0,35 мм. Намотки первичной и вторичных обмоток должны совпадать. Все обмотки должны быть изолированы с помощью лакоткани или фторопластовой ленты для улучшения проводимости. Выходы всех обмоток на месте скрепления защищают и запаивают.

Кроме основных компонентов инвертора есть еще режим антиприлипания электрода, плавная регулировка сварочного тока, защитная система от перегрузок.

Специалист с легкостью может настроить необходимый сварочный ток и регулировать его во время сварочных работ. Диапазон тока достаточно широк – 30-200 А.

Схема работы сварочного инвертора.

Выходной выпрямитель состоит из мощных двойных диодов и одного общего катода. Их особенность в высокой скорости действия. Поскольку их задача – выпрямлять высокочастотный переменный ток, то простые диоды с этим не справятся. У них скорость закрытия и открытия слишком мала, а это повлекло бы перегревание и быструю поломку. При поломке выходных диодов их нужно менять именно на быстродействующие. Они, как и обычные, монтируются на радиатор.

Во время включения сварочного инвертора идет заряд на электролитические конденсаторы. Сила этого тока сначала очень большая и может спровоцировать перегревание и поломку выпрямительных диодов. Чтобы этого избежать, используется схема «мягкого пуска». Главный компонент ее – резистор мощностью 8 Вт. Как раз он является ограничителем силы тока во время запуска аппарата.

После окончания зарядов конденсаторов и начала штатной работы устройства контакты электромагнитного поля замыкаются. Дальше резистор не принимает участия в работе, ток курсирует через реле.

Интересные факты

1. Инверторная технология

Инверторная технология – это современная технология сварки, которая использует высокочастотный ток для создания сварочной дуги. Это позволяет значительно уменьшить вес и габариты сварочного аппарата, а также повысить его КПД и качество сварки.

2. Принцип работы сварочного инвертора

Сварочный инвертор состоит из нескольких основных блоков:

• Источник питания – преобразует переменный ток в постоянный.
• Инвертор – преобразует постоянный ток в высокочастотный переменный ток.
• Трансформатор – понижает напряжение высокочастотного тока и увеличивает его силу.
• Выпрямитель – преобразует высокочастотный переменный ток в постоянный.
• Сварочный электрод – служит для создания сварочной дуги и расплавления металла.

3. Преимущества сварочных инверторов

Сварочные инверторы имеют ряд преимуществ перед традиционными сварочными аппаратами:

• Компактные размеры и небольшой вес.
• Высокий КПД и низкое энергопотребление.
• Возможность сварки различных металлов и сплавов.
• Высокое качество сварки.
• Простота использования.

Сварочный инвертор (рубрика “Как это работает?”)

Опыт других людей

Сварочные инверторы получили много положительных отзывов от профессионалов и любителей. Они отмечают компактность и легкий вес устройства, что делает его удобным в использовании. Также выделяют высокую эффективность и экономию электроэнергии. Пользователи отмечают стабильность дуги и возможность работы с различными материалами. В целом, сварочные инверторы пользуются заслуженной популярностью благодаря своей надежности и простоте в эксплуатации.

Преимущества и недостатки сварочных инверторов

Плюсы функционирования рассматриваемого оборудования:

Классификация сварочных инверторов.

• высокая производительность;
• качественный шов;
• небольшие габариты и вес по сравнению с силовым трансформатором;
• при перепадах напряжения в сети инвертор будет иметь постоянные качественные показатели работы;
• высокий коэффициент полезного действия (около 90%);
• невысокое разбрызгивание искр во время сварочных работ;
• процесс проходит плавно;
• минимальные потери при производстве.

Есть у этого сварочного оборудования и недостатки. Оно стоит дороже трансформатора. Инвертор боится пыли. Поэтому его необходимо 2 раза в год разбирать и очищать от пыли. Если его используют часто (при строительстве, на производстве), то очищение нужно проводить чаще. Не все аппараты можно эксплуатировать при температуре воздуха ниже -15°С. Все зависит от комплектующих, которые установил производитель.

Сварочный инвертор состоит из ряда цепочек, которые контролируют, регулируют его работу и защищают от внешних факторов.

Все это необходимо для его бесперебойной работы.

Сварочный инвертор – принцип работы, описание схемы, рекомендации по ремонту.

Частые вопросы

Как работает сварочный инвертор?

Сварочный инвертор преобразует входящий переменный ток в постоянный ток с помощью электронных компонентов, таких как транзисторы или диоды. Этот постоянный ток затем используется для создания дуги сварки между свариваемыми материалами.

Какие преимущества имеет сварочный инвертор перед традиционными сварочными аппаратами?

Сварочные инверторы обычно компактны, легки и энергоэффективны, что делает их более удобными в использовании и экономичными в эксплуатации по сравнению с традиционными трансформаторными сварочными аппаратами.

Какие основные компоненты входят в устройство сварочного инвертора?

Основными компонентами сварочного инвертора являются выпрямитель, инверторный модуль, трансформатор или индуктивность, а также система управления, которая контролирует выходной ток и напряжение.

Полезные советы

СОВЕТ №1

При выборе сварочного инвертора обратите внимание на его мощность и возможности регулировки тока. Важно подобрать инвертор, который соответствует требованиям по виду сварки и толщине металла, который вы собираетесь сваривать.

СОВЕТ №2

Перед использованием сварочного инвертора внимательно изучите инструкцию по эксплуатации и безопасности. Это поможет избежать непредвиденных ситуаций и обеспечит безопасность при работе.

СОВЕТ №3

При подключении сварочного инвертора к электросети следите за правильностью подключения и используйте соответствующие защитные средства, такие как автоматические выключатели и предохранители, чтобы избежать перегрузок и коротких замыканий.