Jeden komentár k „Typy, prístroj, princíp činnosti, výber zváračiek pre dom a záhradu“. Všeobecné a súkromné princípy: ako funguje invertorová zváračka Ako funguje a funguje zváračka

Zváracie invertory postupne nahrádzajú tradičné zváracie stroje z domáceho trhu a trhu stavebných služieb. Princíp činnosti zváracieho invertora je rádovo vyšší ako výrobné charakteristiky klasických zváracích jednotiek. Proces nahrádzania rýchlo napreduje a nepochybne príde deň, keď takéto zariadenia úplne nahradia tradičné zváracie zariadenia.

Invertor: zariadenie a princíp činnosti

Slovo "invertor" znamená typ zdroja energie a nie techniku oblúkového zvárania, ako si mnohí ľudia myslia. Invertory sa včera neobjavili. Stalo sa tak v 70. rokoch minulého storočia. Všetky tieto roky boli zariadenia vylepšené: výrobcovia naplnili svoje výrobky elektronikou, pridali veľa užitočných funkcií. Postupom času sa zariadenia stali spoľahlivejšie, čo sa na cene neprejavilo – naopak, citeľne klesla.

Súčasťou zváracieho invertorového zariadenia sú dva meniče toku energie, pracujúce na báze elektriny vysokej intenzity a riadené mikroprocesorom s elektronickou náplňou.

Počas prevádzky zváraná jednotka premieňa prichádzajúci jednosmerný prúd na striedavý prúd s vyššou frekvenciou. Proces konverzie sa nazýva „invertovanie“. Je založená na postupnom zvyšovaní energie prúdu na maximum na výstupe.

Princíp činnosti meniča zahŕňa niekoľko krokov:

Prúd z hlavnej siete sa približuje k usmerňovaču, jeho frekvencia je 50 Hz.
Prichádzajúca prúdová energia je vyhladená filtrom, na výstupe tohto stupňa - jednosmerný prúd.
Prijatá energia jednosmerného prúdu je invertovaná špeciálnymi tranzistormi na striedavý prúd, jeho frekvencia je už vyššia - až 50 kHz.
V ďalšom štádiu vysokofrekvenčné napätie klesne na nižšiu úroveň a klesne na približne 70 V; prúd dosahuje 200 A potrebných na zváranie.

Hlavným technickým riešením je vysoká frekvencia prúdu. Práve vďaka nej sa dosahuje obrovská výhoda práce s invertorom v porovnaní s tradičnými zdrojmi energie zváracieho oblúka.

Ako príklad princípu činnosti si môžete vziať zváraciu jednotku s kapacitou 160 A, čo stačí na prácu na 4 mm elektróde. Ak ho musíte zapnúť v sieti v krajine alebo v garáži, potom je lepšie skontrolovať napätie siete, určené pre 220 V. Ak je napätie príliš nízke, elektróda sa môže prilepiť. Ak je sieťové napätie príliš nízke, systém sa nemusí spustiť. V tomto prípade budete musieť vziať iný zvárací invertor s väčším výkonom alebo sa prispôsobiť zváraniu tenšou elektródou.

Späť na index

Práca s meničom: vybavenie a zváracie kroky

Na zváranie invertorom musíte mať po ruke:

samotné zariadenie;
rukavice vyrobené z hrubej textúrovanej tkaniny;
zváraná ochranná maska;
bunda.

Etapy zvárania so zváracím invertorom:

Voľba elektród, pre invertorové zváranie budú potrebné elektródy do 5 mm.
Nastavenie aktuálneho výkonu, ktorý závisí od zvolenej veľkosti elektródy (výrobcovia spravidla poskytujú regulátor na paneli označujúci požadovaný výkon).
Pripojenie uzemňovacej svorky k okrajom materiálu, ktorý sa má zvárať; elektródu, aby ste sa vyhli prilepeniu, neprinášajte rýchlo.
Oblúková poistka; elektróda musí byť naklonená pod uhlom, pravidelne sa dotýkať materiálu, ktorý sa má zvárať, aby sa aktivovala zvolená elektróda, a potom ju viesť pozdĺž švu bez kolmých pohybov, inak môže dôjsť k nežiaducemu účinku rozstreku kovu.
Konečná fáza: po obdržaní švu je potrebné odstrániť vodný kameň z kovu, šupka sa zvyčajne odstraňuje malým kladivom.

Profesionálni zvárači a práve tí, ktorí radi robia niečo doma pomocou zvárania, dostali pomerne nedávno príležitosť výrazne si uľahčiť prácu. Objavilo sa v predaji zváracie invertory, ktoré umožňujú kvalitatívny skok v oblasti elektrického zvárania.

Stačí si spomenúť na jednoducho ťažké zváracie transformátory a usmerňovače, ktoré sa vyrábali skôr. Ak sú ostatné veci rovnaké, hmotnosť zváracieho invertora je rádovo nižšia ako hmotnosť akéhokoľvek iného zváracieho stroja, čo výrazne zvyšuje produktivitu zvárania.

Zváracie invertory sú najmodernejšie zváracie stroje, ktoré dnes už takmer úplne nahrádzajú klasické zváracie transformátory, usmerňovače a generátory.

Princíp činnosti zváracieho invertora

Do usmerňovača je privádzaný striedavý prúd zo spotrebiteľskej siete s frekvenciou 50 Hz.

Usmernený prúd je vyhladený filtrom, následne sa vzniknutý jednosmerný prúd mení invertorom pomocou špeciálnych tranzistorov s veľmi vysokou spínacou frekvenciou na striedavý prúd, ale už s vysokou frekvenciou 20-50 kHz.

Potom sa vysokofrekvenčné striedavé napätie zníži na 70-90 V a prúdová sila sa zodpovedajúcim spôsobom zvýši na 100-200 A potrebné na zváranie.

Vysoká frekvencia je hlavným technickým riešením, ktoré umožňuje dosiahnuť obrovské výhody zváracieho invertoru v porovnaní s inými zdrojmi zváracieho oblúka.

Zváracie invertorové zariadenie

V invertorovom zváracom stroji sa sila zváracieho prúdu požadovanej hodnoty dosiahne premenou vysokofrekvenčných prúdov a nie premenou EMF v indukčnej cievke, ako sa to deje v transformátorových strojoch. Predbežné transformácie elektrických prúdov umožňujú použitie transformátora s veľmi malými rozmermi.

Napríklad na získanie zváracieho prúdu 160A v invertore stačí transformátor s hmotnosťou 250 g a na bežných zváracích strojoch je potrebný medený transformátor s hmotnosťou 18 kg.

Ako je zvárací invertor usporiadaný a funguje na videu:

Výhody a nevýhody zváracích invertorov

Hlavnou výhodou meniča je minimálna hmotnosť. Navyše možnosť použiť na zváranie striedavé aj jednosmerné elektródy. Čo je dôležité pri zváraní neželezných kovov a liatiny.

Invertorový zvárací stroj má široký rozsah nastavenia zváracieho prúdu. To umožňuje použiť zváranie argónovým oblúkom s netaviteľnou elektródou.

Okrem toho má každý menič nasledujúce funkcie: "Horúci štart" (horúce štartovanie) na zapálenie elektródy sa použije maximálny prúd, Proti prilepeniu v prípade skratu sa zvárací prúd zníži na minimum, čo zabraňuje prilepeniu elektródy pri kontakte s obrobkom, "oblúková sila"- aby sa zabránilo prilepeniu v okamihu oddelenia kvapky kovu, prúd sa zvýši na optimálnu hodnotu.

Medzi nevýhody zváracích invertorov možno nazvať vysoké náklady (2 - 3-krát vyššie ako náklady na transformátory). Ako každá elektronika, aj meniče sa boja prachu, preto výrobcovia odporúčajú aspoň dvakrát do roka zariadenie otvoriť a prach odstrániť. Ak pracuje na stavbe alebo vo výrobe, tak častejšie, keďže sa zašpiní. A ako každá elektronika, ani zváracie invertory nemajú radi mráz.

Takže pri teplotách pod -15 ° C nie je prevádzka meniča možná vo všetkých prípadoch, v závislosti od toho, ktoré diely výrobca použil. Preto sa v takýchto podmienkach musíte pozrieť na technické špecifikácie deklarované výrobcom.

A ešte niečo, dĺžka každého zo zváracích káblov by nemala presiahnuť 2,5 metra, no treba si na to len zvyknúť.

Predný panel zváracieho invertora

Zváracie invertory - kvalita a pohodlie zváracích prác

Oblúkové zváranie je zodpovedná práca. Na jeho vykonanie musí mať zvárač dostatočné praktické skúsenosti a znalosti teórie. Zváracie invertory zjednodušili proces a vyriešili mnohé problémy, ktoré sa vyskytli.

Prvým vyriešeným problémom bolo zapálenie oblúka. Pri starých zváracích transformátoroch je výstupné napätie úmerné vstupnému napätiu. Nízke napätie bežné v našich sieťach neumožňuje zapálenie oblúka, elektróda sa začne „lepiť“.

Keď sa pridá prúd transformátora, naopak, kov je "vyhorený". Zariadenie zváracích invertorov je také, že výstupné napätie nezávisí od vstupného napätia a nastavený zvárací prúd zostáva nezmenený bez ohľadu na sieťové napätie. Invertory zabraňujú "prilepeniu" elektród a ľahko vytvárajú stabilný oblúk.

Pri práci s konvenčnými zariadeniami je možné kov "prepáliť" alebo "podpáliť". Je to spôsobené tým, že dobre nedržia potrebné množstvo zváracieho prúdu. Koniec koncov, mení sa a závisí od napätia siete.

Keď je kov „prepálený“, zvar je oslabený, tvoria sa v ňom diery a škrupiny. S "podhorením" šev tiež slabne. Vo zváracom invertore sa prúd nastavuje potenciometrom podľa stupnice zváracieho prúdu a zostáva nezmenený.

Pre začiatočníka je ťažké naučiť sa držať oblúk. Po vytvorení oblúka má elektróda sklon asi 15 stupňov a musí sa pohybovať vzhľadom na spoj častí. Sklon môže byť v smere pohybu elektródy aj v opačnom smere. Spolu s pozdĺžnym pohybom sa musí pohybovať kolmo na šev. S tým súvisí aj dĺžka oblúka.

Hlavné typy elektród sú navrhnuté tak, aby pracovali s krátkym oblúkom. Preto je potrebné elektródu neustále posúvať v kolmom smere tak, aby od elektródy k zváraným dielom zostala medzera asi dvoch jej priemerov.

Zváracie invertory sú schopné striktne udržiavať zvolený prúd a navyše je konštantný. Tieto faktory umožňujú nebyť obzvlášť kritickým k dĺžke oblúka, čo uľahčuje prácu zváračovi, najmä začiatočníkovi, a kvalita švu v tomto prípade už nie je spojená s dĺžkou oblúka.

Keď nie je možné usporiadať diely vodorovne, treba pamätať na to, že roztavený kov je vystavený gravitácii rovnakým spôsobom ako kvapka vody.

Pri práci so stropnými a zvislými švami sa musíte včas zastaviť a počkať, kým roztavená kvapka vo šve mierne nevychladne, a okamžite „zapáliť“ vedľa ďalšieho oblúka a pohybovať sa vyššie a vyššie pozdĺž švu. Takéto zváranie sa nazýva "cvočky". Pomocou zváracieho invertora nie je zvládnutie "cvokov" ťažké ani pre začiatočníka.

Skúsenosti ukazujú, že zváracie invertory uľahčujú "zapálenie", ovládajú oblúk, eliminujú "lepenie", nevyžadujú špeciálne zručnosti na to, aby samy zvládli. To všetko robí invertory rentabilné pre použitie v oblasti profesionálneho stavebníctva a domácich opráv.

Invertorový zvárací stroj

Koľko elektriny spotrebuje zvárací invertor v rôznych prevádzkových režimoch? Pozrite si video:

Ako si vybrať zvárací invertor

V závislosti od toho, kde bude zvárací stroj pracovať, musíte si kúpiť domáci alebo profesionálny invertor. Rozdiel medzi nimi je v dĺžke trvania práce.

Profesionálny zvárací invertor je určený na 8-hodinový pracovný deň, kým domáci si po 20 - 30 minútach práce vyžiada prestávku 30 - 60 minút, takže domáce sú lacnejšie. Existujú aj priemyselné invertorové zváracie stroje, ktoré sú navrhnuté tak, aby pracovali dlhú dobu v náročných podmienkach.

Pre dom stačí zvárací invertor s maximálnym zváracím prúdom 160 A. Ale ten je so sieťovým napätím aspoň 210 V. Pri nízkom sieťovom napätí je lepšie kúpiť 200 A invertor.

Zváracie invertory "Resanata":

Takmer všetci svetoví lídri v oblasti zváracej výroby sa zameriavajú najmä na vývoj a výrobu invertorových zváracích zdrojov. Z najznámejších výrobcov, taliansky „Selco“ a „Helvi“, francúzsky „Gysmi“, kórejský „Power Man“, nemecký „Fubag“, existuje aj ruský invertorový zvárací stroj „Torus“.

Používate zvárací invertor? Podeľte sa o svoje dojmy!

Zvárací invertor je zvykom nazývať napájacou jednotkou pre zvárací stroj vybavený invertorom. Samotný menič je zariadenie, ktoré premieňa jednosmerné napätie na vysokofrekvenčné striedavé napätie.

V skratke, čo sa stane, je:

vstupný usmerňovač prijíma napätie zo siete (220 V, 50 Hz) a napája „šikmý mostík“ na kľúčových tranzistoroch jednosmerným prúdom;
„šikmý mostík“ generuje pravouhlé impulzy vysokej frekvencie (až 50 kHz). Konverzia vám umožňuje použiť v obvode vysokofrekvenčný pulzný znižovací transformátor. Tento uzol vďaka materiálu jadra váži rádovo menej ako jeho 50-Hz „brat“, čo má pozitívny vplyv na celkovú hmotnosť zariadenia. A to vedie k zníženiu hmotnosti celého zváracieho stroja. Okrem toho sa šetrí meď a iné drahé materiály, z ktorých je zariadenie vyrobené. Impulzný transformátor znižuje vysokofrekvenčné napätie na požadované prevádzkové napätie.

Konštrukcia obvodu a použitie špeciálnych komponentov v striedači umožnilo navrhnúť zariadenie, ktoré nie je v širokom rozsahu kritické voči kolísaniu napájacieho napätia. Keď klesne pod povolenú hranicu, generátor sa vypne a rozsvieti sa žltá „núdzová“ kontrolka.

Toto sú dva „prednosti“: nízka hmotnosť a nekritickosť v širokom rozsahu voči kolísaniu napätia napájacieho zdroja;

výstupný usmerňovač premieňa napätie (už má požadovanú amplitúdu) na konštantné pracovné napätie.

Zavedenie vyššie uvedených transformácií viedlo k tomu, že v napájacom obvode sa objavilo veľké množstvo akýchkoľvek ďalších prvkov, aby sa zabezpečila jeho stabilná prevádzka.

Teraz podrobne zvážte princíp fungovania zváracieho invertora.

Ako funguje zvárací invertor

Ako príklad zvážte zváracie invertorové zariadenie značky TELWIN (výkresy nemajú nič spoločné s uvedenou značkou). Vzhľad dosky s označením umiestnenia prvkov obvodu je znázornený na obrázku.

Obvod zváracieho invertora pozostáva z dvoch hlavných častí: napájacej a riadiacej.

Silový obvod zváracieho invertora

Schematický diagram je znázornený na obrázku (obrázky v článku sú klikateľné: pre zväčšenie a uľahčenie prezerania naň kliknite a otvorí sa v novom okne).

Elektronická napájacia jednotka pozostáva z nasledujúcich jednotiek:

sieťový usmerňovač;
filter proti rušeniu;
invertor;
výstupný usmerňovač.

Sieťový usmerňovač

Usmerňovač pozostáva z:

celovlnný diódový mostík;
vyhladzovací filter dvoch paralelných elektrolytických kondenzátorov.

Cez diódový mostík tečú veľké prúdy a ten sa zahrieva. Na odvádzanie tepla sa inštaluje na chladiaci radiátor. Aby sa zabránilo prehriatiu a poruche diódového mostíka, je na radiátore inštalovaný ochranný prvok - tepelná poistka. Vypne napájanie, keď teplota chladiča prekročí 90 °C. Jednosmerné napätie za usmerňovačom a filtrom sa privádza do meniča.

Filter hluku

Výkonný menič vytvára počas prevádzky vysokofrekvenčný hluk. Aby sa zabránilo ich vstupu do siete, je pred usmerňovač nainštalovaný filter EMC (elektromagnetická kompatibilita). Filter sa skladá z kondenzátorov a tlmivky (vo vyššie uvedenom diagrame - na toroidnom magnetickom obvode).

striedač

Menič je zostavený podľa schémy „šikmého mostíka“ na dvoch výkonných kľúčových polovodičových zariadeniach. Ako posledné možno použiť tranzistory typu "IGBT" a "MOSFET". Oba kľúčové tranzistory sú kvôli chladeniu namontované na radiátoroch.

Primárne vinutie impulzného znižovacieho transformátora je napájané napätím zo vstupného usmerňovača, ktoré prešlo konverziou na kľúčových tranzistoroch a stalo sa vysokofrekvenčným. Z jedného zo sekundárnych vinutí sa odstráni napätie, ktoré má už oveľa nižšiu amplitúdu (pracovná hodnota potrebná na zváranie). Toto vinutie je vyrobené s niekoľkými závitmi páskového medeného drôtu v izolácii, čo umožňuje zváranie prúdom 120 ... 130 A.

Výstupný usmerňovač

Zo sekundárneho vinutia impulzného transformátora sa privádza vysokofrekvenčný striedavý prúd do vysokofrekvenčných diódových usmerňovačov s vysokým výkonom. Sú zostavené na základe duálnych diód podľa schémy spoločnej katódy. Diódy sú rýchle (čas obnovy trr< 50 ns). С выхода этого выпрямителя снимается электрический ток с нужными для сварки параметрами.

A teraz zvážte riadiacu časť okruhu zváracieho invertora.

Riadiaci obvod zváracieho invertora

Schematický diagram je na obrázku (pripomíname klikateľnosť obrázku).

Elektronická riadiaca jednotka pozostáva z nasledujúcich jednotiek:

regulátor PWM;
regulačné a riadiace obvody:
bloky na monitorovanie sieťového napätia a výstupného napätia.

PWM regulátor

Ovládacia schéma má originálne riešenie. Preto sa budeme podrobnejšie zaoberať výkonovou časťou.

"Mozgom" zváracieho invertora je čip regulátora PWM (ďalej - označenia podľa schémy: U1). Riadením činnosti výkonných kľúčových tranzistorov nastavuje „rytmus“ činnosti celého meniča. Čip PWM regulátora prostredníctvom poľného N-kanálového MOSFET tranzistora (Q4) prenáša pravouhlé impulzy s vysokou frekvenciou až 50 kHz do primárneho vinutia oddeľovacieho transformátora (T1). Signály sa odoberajú z jeho sekundárneho vinutia na riadenie činnosti kľúčových tranzistorov.

Ochrana proti možnému nadmernému napätiu medzi bránou a emitorom kľúčových tranzistorov v procese riadenia sa vykonáva zenerovými diódami (D16, D17, D29, D30).

Regulačné a ovládacie obvody

Riadiace a regulačné obvody zahŕňajú:

prúdový transformátor (T2). Tento uzol je základom analyzátora obmedzenia prúdu. Z neho odstránené napätie sa po usmernení a obmedzení podieľa na prevádzke obvodu, ktorý tvorí zvárací prúd a generátor impulzov na regulátore PWM;

riadiaca jednotka sieťového napätia. Pozostáva z prvkov operačného zosilňovača zostaveného na dvoch mikroobvodoch (U2A a U2B). Na odporových deličoch inštalovaných v obvodoch vstupného usmerňovača sa uvoľňuje napätie siete (nadhodnotené alebo podhodnotené) a privádza sa do sčítača operačného zosilňovača. Ten vygeneruje výsledný signál a odošle ho hlavnému generátoru impulzov - regulátoru PWM. Ak zistí napätie pod prípustnou úrovňou, zablokuje generátor a následne celý obvod;
obvod riadenia výstupného napätia. Ten sa odoberá z výstupov „OUT +“, „OUT-“ a cez optočlen (ISO1) vstupuje do riadiaceho obvodu (U2A a U2B). Sledujú sa tak parametre výstupného napätia.

Súčasne s vypnutím meniča sa rozsvieti žltá LED (D12), ktorá signalizuje poruchu v obvode alebo problémy so sieťovým napájaním (chýbajúce alebo pod dolnou hranicou).

Pre úspešný nákup invertorových produktov potrebujete poznať zariadenie zváracieho invertora a princípy jeho činnosti, aby bolo možné v prípade poruchy ho opraviť, pretože zváracie stroje invertorového typu sú veľmi žiadané a cenovo dostupné. dnes. Môžete si ich kúpiť v obchode alebo si ich vyrobiť sami.

Princíp činnosti zváracieho invertora

Samotný zvárací invertor je druh napájacieho zdroja s vysokým výkonom. Princíp jeho činnosti je podobný spínaným zdrojom. Podobnosť spočíva vo vlastnostiach transformácie energie, a to v nasledujúcich krokoch.

Kroky premeny energie vo zváracom stroji:

usmernenie striedavého prúdu siete 220 voltov;
premena jednosmerného prúdu na vysokofrekvenčný striedavý prúd;
zníženie vysokofrekvenčného napätia;
usmernenie výstupu nízkeho prúdu.

Predtým bol základom zváracieho zariadenia vysokovýkonný transformátor. Znížením striedavého prúdu siete umožnil získať vysoké prúdy potrebné na zváranie vďaka sekundárnemu vinutiu. Transformátory pracujúce pri bežnej frekvencii striedavého prúdu 50 Hz sú veľmi objemné a vážia veľa.

Preto, aby sa tento nedostatok zbavil, bol vynájdený zvárací invertor. Jeho veľkosť bola znížená zvýšením frekvencie pre jeho prevádzku na 80 kHz alebo viac. Čím vyššia je pracovná frekvencia, tým menšie sú rozmery zariadenia. omše, resp. A to je úspora materiálov na jeho výrobu.

Kde získať tieto frekvencie pri 50 Hz v sieti? Pre tieto účely bol vynájdený invertorový obvod, ktorý pozostáva z vysokovýkonných tranzistorov spínaných na frekvencii 60 až 80 kHz. Aby však fungovali, je potrebné, aby boli napájané jednosmerným prúdom. Dá sa získať pomocou usmerňovača pozostávajúceho z diódového mostíka, ako aj filtrov na vyhladenie. Konečným výsledkom je jednosmerný prúd 220 voltov. Invertorové tranzistory sú pripojené k zostupnému transformátoru.

Keďže spínanie tranzistorov prebieha pri vysokej frekvencii, na rovnakej frekvencii pracuje aj transformátor. Na prácu s vysokofrekvenčnými prúdmi sú potrebné transformátory s menším objemom. Ukazuje sa, že rozmery meniča sú malé a prevádzkový výkon nie je menší ako výkon jeho objemného predchodcu, ktorý pracuje pri frekvencii 50 Hz.

Kvôli nutnosti prestavby zariadenia sa objavilo množstvo doplnkových dielov pre jeho bezproblémový chod. Poďme ich lepšie spoznať.

Späť na index

Vlastnosti zváracieho invertorového zariadenia

Na zníženie veľkosti a hmotnosti sú zváracie zariadenia zostavené podľa invertorového obvodu.

Základná montážna schéma:

nízkofrekvenčný usmerňovač;
invertor;
transformátor;
vysokofrekvenčný usmerňovač;
pracovný skrat;
elektronická riadiaca jednotka.

Každý model meniča má svoje vlastné charakteristiky, ale všetky sú založené na použití vysokofrekvenčných impulzných meničov. Ako už bolo spomenuté, 220V striedavý prúd je usmernený a vyhladený kondenzátormi pomocou výkonného diódového mostíka.

Na filtračných kondenzátoroch bude sila prúdu 1,41-krát väčšia ako na výstupe diód pre usmernenie. To znamená, že pri napätí 220 voltov na diódovom mostíku na kondenzátoroch dostaneme 310 voltov DC. V sieti sa sila prúdu môže meniť, preto sú kondenzátory navrhnuté pre pracovnú oblasť s rezervou (400 voltov). Zvyčajne sa používajú diódy D161 alebo V200. Zostava diód GBPC3508 pracuje pri priepustnom prúde 35 A. Diódami prechádza vysoké napätie a tie sa zahrievajú. Preto sa inštalujú na chladič na chladenie. Ako ochranný prvok je na radiátore pripevnená teplotná poistka. Otvára sa, keď teplota stúpne na +90°C.

Kondenzátory sú inštalované v rôznych veľkostiach v závislosti od úpravy zariadenia. Ich kapacita môže dosiahnuť veľkosť 680 mikrofarád.

Do meniča sa privádza jednosmerný prúd z usmerňovača a filtra. Je zostavený podľa schémy „šikmého mostíka“ a pozostáva z dvoch kľúčových tranzistorov s vysokým výkonom. Vo zváracom stroji môžu byť hlavnými tranzistormi IGBT alebo vysokonapäťové MOSFETy. Tieto komponenty sú pripevnené k radiátoru, aby odvádzali prebytočné teplo.

Zváračka musí mať aj kvalitný vysokofrekvenčný transformátor, ktorý je zdrojom na znižovanie napätia. V invertore váži niekoľkonásobne menej ako výkonový transformátor vo zváračke. Primárne vinutie pozostáva zo 100 závitov SEW hrúbky 0,3 mm. Sekundárne vinutia: 15 závitov medeného drôtu 1 mm, 2 závity 20 závitov s prierezom 0,35 mm. Vinutia primárneho a sekundárneho vinutia sa musia zhodovať. Všetky vinutia musia byť izolované lakovanou látkou alebo PTFE páskou, aby sa zlepšila vodivosť. Výstupy všetkých vinutí v mieste spojenia sú chránené a spájkované.

Okrem hlavných komponentov invertoru je tu aj režim proti prilepeniu elektród, plynulé nastavenie zváracieho prúdu a systém ochrany proti preťaženiu.

Špecialista môže jednoducho nastaviť požadovaný zvárací prúd a upraviť ho počas zvárania. Súčasný rozsah je pomerne široký - 30-200 A.

Výstupný usmerňovač pozostáva z výkonných duálnych diód a jednej spoločnej katódy. Ich vlastnosťou je vysoká rýchlosť pôsobenia. Keďže ich úlohou je usmerňovať vysokofrekvenčný striedavý prúd, jednoduché diódy si s tým neporadia. Ich rýchlosť zatvárania a otvárania je príliš pomalá, čo by viedlo k prehriatiu a rýchlej poruche. V prípade poruchy výstupných diód je potrebné ich zmeniť na vysokorýchlostné. Rovnako ako obyčajné sú namontované na radiátore.

Keď je zvárací invertor zapnutý, elektrolytické kondenzátory sa nabíjajú. Sila tohto prúdu je spočiatku veľmi veľká a môže spôsobiť prehriatie a poruchu usmerňovacích diód. Aby sa tomu zabránilo, používa sa schéma "mäkkého štartu". Jeho hlavnou súčasťou je 8W rezistor. Ide len o obmedzovač prúdu pri štarte zariadenia.

Po ukončení nabíjania kondenzátorov a začiatku normálnej prevádzky zariadenia sú kontakty elektromagnetického poľa uzavreté. Ďalej sa rezistor nezúčastňuje na práci, prúd prechádza cez relé.

Tradičné zváracie jednotky, ktoré nevyhnutne zahŕňajú pomerne objemné transformátory, teraz aktívne nahrádzajú invertory na zváranie. Aby ste pochopili fungovanie zváracieho invertora pracujúceho pri napätí 140 voltov, musíte zistiť, z ktorých prvkov pozostáva, v akej schéme pracuje, jeho funkčné vlastnosti a identifikovať výhody a nevýhody nástroja.

striedač- moderný nástroj určený na zváranie. Zariadenia tohto typu intenzívne nahrádzajú zváracie zariadenia vybavené transformátormi, generátormi a usmerňovačmi z autodielní a garáží.

Princíp činnosti takéhoto zariadenia, podobne ako akékoľvek iné zváracie zariadenie, je založený na vývoji maximálnej sily prúdu potrebnej na vybudenie oblúka a jeho ďalšej stabilnej prevádzke. Oblúk sa spravidla vytvára medzi elektródou a kovovými obrobkami, ktoré sa majú zvárať. V dôsledku tohto procesu sa kov roztaví a vyplní dutiny medzi časťami, ktoré sa majú spojiť, vytvorí sa veľmi silný zvar, ktorý sa nelíši od monolitických výrobkov. V tradičných zváracích strojoch vyrábal štandardný transformátor silný prúd, v invertorových zariadeniach sa sila prúdu zvyšuje pomocou inej technológie.

Všeobecný princíp činnosti invertorových zariadení

Premena prúdu v invertorových zváračkách na rozdiel od transformátorových zváračiek prebieha v niekoľkých stupňoch pomocou malého výkonového transformátora, ktorého veľkosť prakticky nepresahuje škatuľku cigariet, a elektronického obvodu.

Pre invertorové zariadenia je dodatočne zabezpečený riadiaci systém, vďaka ktorému je práca s nástrojom oveľa jednoduchšia a zvarový šev je dostatočne kvalitný.

Konverzia sieťového napätia prebieha nasledovne:

Primárne je cez usmerňovač zariadenia vedený vstupný prúd s parametrami - 220V, 50A, reformovaný na konštantu a súčasne vyhladzovaný filtrami.
Jednosmerné napätie prijaté modulátorom sa opäť premieňa na striedavé napätie, ale jeho frekvencia je už takmer 100 kHz.
Ďalším krokom je usmernenie, zníženie napätia na požadovanú hodnotu pre zváranie.

Použitie vysokofrekvenčného meniča umožnilo použiť minitransformátory. Vďaka tomu sú meniče oveľa kompaktnejšie a majú nižšiu hmotnosť. Napríklad na to, aby invertor produkoval zvárací prúd 160A, bude stačiť transformátor s hmotnosťou 250 gramov. Pre porovnanie: na tradičné zváranie, aby ste získali rovnaký zvárací prúd, potrebujete transformátor s hmotnosťou 18 kg.

Elektronika pri prevádzke invertorových zariadení má veľký význam. Je to nevyhnutné pre spätnú väzbu s elektrickým oblúkom. To umožňuje jednoznačne udržiavať jeho parametre na požadovanej úrovni. Mikroprocesory okamžite upozorňujú na najmenšie odchýlky. Vďaka tomu je zaručená stabilita oblúka!

Ako funguje zvárací invertor?

Konverzia v meniči energie sa vykonáva takto:

Striedavý prúd zo siete 220V sa mení na jednosmerný.
Ďalej sa jednosmerný prúd opäť premení na striedavý prúd pomocou elektrického obvodu prístroja, ale s dostatočne vyššou frekvenciou.
Vysokofrekvenčné napätie klesá, sila prúdu sa zvyšuje.
Prijatý prúd vysokej frekvencie, nízkeho napätia, vysokej pevnosti sa premení na jednosmerný prúd, ktorý sa priamo používa na zváranie.

Vynález moderného invertorového zariadenia umožnil výrazne znížiť hmotnosť a rozmery zvárania. V zariadeniach tohto typu je nastavenie zváracieho prúdu oveľa efektívnejšie. Rozmery zariadenia závisia od frekvencie prúdu. Čím je vyššia, tým menšia je veľkosť meniča.

Hlavnou úlohou každej invertorovej jednotky je zvýšiť frekvenciu sieťového elektrického prúdu. Možno je to spôsobené použitím tranzistorov spínajúcich na frekvencii 60-80 Hz. Tranzistorom sa však spravidla dodáva iba jednosmerný prúd av štandardnej elektrickej sieti striedavý prúd s frekvenciou 50 Hz. Aby bol striedavý prúd priamy, sú meniče vybavené špeciálnymi usmerňovačmi vyrobenými na báze diódového mostíka.

V zváračkách tohto typu je za tranzistorovou jednotkou, ktorá generuje striedavý prúd so zvýšenou frekvenciou, umiestnený transformátor, ktorý znižuje napätie a zvyšuje silu prúdu. Na reguláciu vysokofrekvenčného prúdu, napätia sa používajú kompaktné mini transformátory, ktoré nie sú výkonovo horšie ako ich objemné náprotivky.

Výhody

Nízka spotreba energie. Pre bežný transformátor je pri použití elektród s priemerom 3 mm potrebný elektrický výkon rádovo 8 kW a pre invertor nie viac ako 3 kW pri práci so štvormilimetrovými elektródami. Zváranie invertorového typu pri voľnobehu tiež spotrebuje oveľa menej elektrickej energie.
Vysoká účinnosť. Minimálne náklady na elektromagnetickú indukciu, ktorá sa vytvára vo zváracích transformátoroch štandardného typu, umožňuje dosiahnuť účinnosť invertorových zariadení viac ako 90 percent. Energia spotrebovaná zváraním sa takmer úplne spotrebuje na elektrický oblúk.
Nízka hmotnosť, malé rozmery. Ako bolo uvedené vyššie, použitie vysokofrekvenčnej konverzie prúdu umožnilo výrazne znížiť veľkosť transformátora určeného na zníženie napätia.
Pri vykonávaní zváracích prác je rozstrek roztaveného kovu minimálny. Toto je obzvlášť viditeľné pri práci s elektródami malého priemeru. V tomto prípade sa oblúk zapáli a funguje pomerne jemne, v dôsledku toho sa prakticky nevytvára troska a zvarový šev je vysoko kvalitný.
Plynulé nastavenie parametrov zváracieho prúdu. Pri prevádzke zváracieho invertora pracujúceho od napätia 140 voltov je možné znížiť prúd na 10 A a kovové vzorky je možné zvárať elektródami Ø1,6 mm.
Vylepšený výkon oblúka. Vďaka neustálemu monitorovaniu a nastavovaniu parametrov zváracieho oblúka sa jeho výkon výrazne zlepšil.
Schopnosť zvárať obrobky z nehrdzavejúcej ocele, neželezných kovov. Pri použití špeciálnych elektród môžu invertory zvárať diely z medi, nehrdzavejúcej ocele. A s nespotrebovateľnými elektródami je možné variť vzorky hliníka v plynnom ochrannom prostredí.
Použitie elektród rôznych typov. Plynulé nastavenie prevádzkových parametrov jednotky umožňuje použitie elektród akéhokoľvek typu v závislosti od zváraného kovu. Môžete tiež zmeniť polaritu prúdu.
Pohodlie, jednoduchosť použitia. Vďaka doplnkovým funkciám, ako je napríklad horúci štart, ochrana proti prilepeniu pomocou invertorového zariadenia, môžu aj mladí neskúsení zvárači vykonávať vysoko kvalitnú prácu.

Nedostatky

Zložitosť dizajnu. Použitie polovodičovej elektroniky pre invertorové zariadenia spôsobuje, že je menej spoľahlivé.
Vysoká cena. V porovnaní s tradičným transformátorovým zváraním sú invertory oveľa drahšie.
Citlivosť na stavebný prach. Nástroj je dosť citlivý na stavebný prach, vyžaduje pravidelné čistenie pri práci na dosť prašných stavbách.
Potreba kontrolovať porušovanie kontaktov. Kvôli zlým kontaktom dochádza k iskreniu, ktoré môže vytvárať prúdové rázy, ktoré nie sú riadené automatizáciou vo výstupných obvodoch.
Negatívny vplyv kolísania teploty. Neodporúča sa používať invertorovú zváračku ihneď po náhlych teplotných výkyvoch. Ak bol nástroj v zime v nevykurovanej miestnosti a bol prenesený do dostatočne teplej miestnosti na zváračské práce, nemal by sa niekoľko hodín zapínať, pretože existuje vysoká pravdepodobnosť kondenzácie. Preto pred začatím práce je potrebné nechať vlhkosť z dosiek elektronických obvodov zariadenia vypariť.