Принцип роботи зварювального інвертора: опис, схема і пристрій

Традиційні зварювальні апарати з незмінними трансформаторами величезних розмірів поступово відходять у минуле. Замість них тепер з'явилися компактні зварювальні інвертори. Вони зручні в роботі, їх можуть використовувати навіть початківці. Для того щоб з'ясувати, що це за пристрій, потрібно розглянути конструкції і принцип роботи зварювального інвертора.

Про конструкції

Апарат відрізняється від традиційних і більш звичних кожному зварнику трансформаторів. В інверторі процеси перетворення робочого струму відбуваються інакше. Ці процеси протікають поетапно за допомогою невеликого трансформатора, габарити якого трохи більше пачки сигарет. Ще одна відмінність – це електронна система управління. Вона дозволяє полегшити процес зварювання. Завдяки електронній системі формуються якісні шви. Ось як працює інверторний зварювальний апарат. Відгуки про цьому обладнанні в більшості позитивні. Багато користуються ним з-за компактності і якості шва.

Загальний принцип роботи

Спочатку вхідні струми з напругою 220 Вольт зі змінною частотою протікають через випрямляч і потім перетворяться в постійні. Додатково струм згладжується за допомогою фільтра. Найчастіше в якості нього використовується традиційна схема на основі електролітичних конденсаторів. Далі постійна напруга і струм проходять через напівпровідниковий модулятор, де знову перетворюються в змінну, але з більш високими частотами. У різних моделях цей показник відрізняється, але не перевищує 100 кГц. Потім струм знову випрямляється і напруга знижується до значення, необхідного для зварювання металів. Принцип роботи зварювального інвертора заснований на високочастотних перетворювачів. Наявність цих вузлів дозволяє використовувати невеликі трансформатори, за рахунок чого значною мірою зменшилася маса агрегату. Приміром, щоб інверторний зварювальний апарат зміг видавати струм в 160 Ампер, трансформатор повинен важити не більше 250 грамів. Для досягнення такого ж результату із застосуванням традиційного апарату трансформатор мав мінімальну масу в 18 кілограм. Це дуже незручно.

Керуючий блок – головна перевага інверторних зварювальних апаратів

Дуже важливу роль в роботі цього обладнання грає електроніка. За рахунок неї здійснюється зворотній зв'язок. Це допомагає повністю контролювати електричну дугу, при необхідності регулювати або утримувати її параметри на потрібному рівні. Найменше відхилення характеристик дуги миттєво зчитується за допомогою мікропроцесорів. Такий принцип роботи інвертора зварювального апарата і наявність електронного блоку управління гарантують електричну дугу з максимально стабільними характеристиками. Це в підсумку збільшує якість зварювальних робіт.

Принципова схема

У випрямлячі змінний струм з частотою 50 Гц і напругою 220 Вольт проходить через потужний діодний міст. Пульсації струму зі змінною частотою згладжуються завдяки наявності в схемі електролітичних конденсаторів. В процесі роботи діодний міст схильний до перегріву, тому на діоди встановлені радіатори. Крім того, інвертор оснащується термічним запобіжником. Він спрацьовує, якщо діоди нагрілися до 90 градусів. Термозапобіжник надійно захищає діоди. Поруч з діодним мостом можна побачити досить габаритні потужні конденсатори. Ємність їх може коливатися від 140 до 800 мкФ. Також у схемі обов'язково присутні фільтри, які не допускають у процесі роботи будь-яких перешкод. Ми розглянули, який має зварювальний інвертор принцип роботи. Схема передбачає ще й інші елементи. Розглянемо їх нижче.

Інвертор: що він собою являє

Безпосередньо сам інвертор побудований на двох мосфетах. Це потужні транзистори. Вони мають властивість сильно нагріватися, тому оснащуються радіатором. Такі напівпровідникові елементи вирішують завдання комутації струмів, що проходять через імпульсний трансформатор. Робочі частоти тут можуть перевищувати кілька тисяч кГц. В результаті цього генерується струм із змінною високою частотою. Транзистори повинні бути стійкими до перепадів напруги. Виробники оснащують пристрої спеціальними захисними ланцюгами. Найчастіше вони збираються на основі схеми на резисторах і конденсаторах. Далі в справу вступає вторинна обмотка на знижувальному трансформаторі. На ній невеликі напруги – до 70 Вольт. А ось сила струму може становити 130-140 Ампер.

Вихідний випрямляч

Для того щоб на виході сформувалися постійний струм і напруга, застосовують надійні вихідні випрямлячі. Дана схема збирається на основі подвійних діодів, у яких є загальний катод. Ці елементи відрізняються високою швидкістю роботи, вони відкриваються миттєво і швидко закриваються. Час реакції таких діодів становить близько 50 наносекунд. Така швидкість роботи дуже важлива. Діоди доводиться працювати з струмами високих частот, звичайні напівпровідникові елементи з таким завданням не справляються. У них просто не вистачало швидкості при перемиканні. У разі ремонту, навіть знаючи пристрій зварювального інвертора, принцип дії, діоди ці рекомендується міняти на елементи з такими ж характеристиками.

Пристрій і робота електронної системи

Вона отримує харчування від стабілізаторів напруги, розрахованих на 15 Вольт. Дані елементи встановлені на радіаторах. Живляча напруга для плати надходить від головного випрямляча. Коли подається напруга, насамперед заряджають конденсатори. Напруга в цей момент зростає. Для захисту діодного складання використана розмірна схема з потужним резистором. Коли конденсатори повністю зарядяться, зварювальний апарат почне свою роботу. Замикаються контакти реле, а резистор вже не буде брати участь у процесі.

Додаткові вузли і системи

Пристрій і принцип роботи зварювального інвертора передбачають наявність інших систем і вузлів, які забезпечують пристрою такі високі експлуатаційні якості. Так, можна виділити систему управління, а також драйвери. Основним елементом тут виступає мікросхема ШІМ-контролера. Вона забезпечує управління дією потужних транзисторів. Також в пристрої є різні контрольні, а також регулювальні ланцюга. В цьому випадку головним елементом є трансформатор. Він потрібен для контролю сили та інших характеристик струму після вихідного трансформатора. Принцип дії зварювального інвертора також передбачає наявність системи для контролю напруги і характеристик струмів на виході в живильної мережі. Даний блок складається з операційного підсилювача на базі мікросхеми. Головне призначення системи – запуск режиму аварійного захисту в разі гострої необхідності. Також вона покликана стежити за роботою і справністю електронного блоку.

Зварювальні апарати для зварювання аргоном TIG

Зварювання металів у середовищі інертних газів – це один з найбільш популярних методів ручного зварювання на сьогодні. Робота із застосуванням аргону забезпечує високу якість швів за рахунок повної ізоляції ванни. Таким чином можна працювати з будь-якими металами, навіть з алюмінієм, магнієм, титаном та їх сплавами. Принцип роботи зварювального інвертора з аргоном нічим особливим від звичайного інвертора не відрізняється. Головна різниця в тому, що в процесі використовується не тільки джерело зварювального струму, але і спеціальна пальник. TIG-зварювання передбачає постійний прогрів робочого ділянки за допомогою електричної дуги, яка створюється за допомогою тугоплавкого вольфрамового електрода. Багатьом цікаво дізнатися, як працює інверторний зварювальний апарат такого типу. Давайте дізнаємося.

Конструкція зварювального TIG-апарату

Пристрій для аргонодугового зварювання являє собою джерело струму і спеціальний пальник. Перший потрібен для генерації електричної дуги, а також підтримання її величини нормальних параметрах. Величезна кількість металів і сплавів, з якими можна працювати таким чином, має на увазі безліч регулювань. Сьогодні для цього застосовують напівпровідникові інверторні агрегати. Це зварювальний інвертор TIG. Принцип роботи не відрізняється від звичайного інвертора, але вихід такого пристрою комбінований. Постійний струм застосовують для роботи з нержавіючими сталями, мідними сплавами. Змінний ж підійде для магнію, алюмінію та інших подібних сплавів. Режим роботи, коли подаються переривчасті струми, використовується для зварювання тонких деталей. Також у конструкції є пальник. Що вона собою являє? Це спеціальний пристрій, в якому встановлюють вольфрамовий електрод. Воно має сопло, через яке здійснюється подача аргону. На відміну від традиційних зварювальних напівавтоматів, в пальник для зварювання TIG подача газу починається до того, як разожжется дуга. Це дозволяє уникнути вигоряння металів.

Висновок

Доступна вартість такого обладнання дозволяє серйозно задуматися про придбання такого агрегату для домашнього господарства. Якщо навчитися впевнено користуватися таким апаратом, можна навіть заробити. На зварювання аргоном сьогодні дуже великий попит. Можна придбати недорогий вітчизняний зварювальний інвертор TIG-180 s. Принцип роботи даного апарату дозволяє використовувати його і в режимі ручного зварювання. Це універсальне рішення. Вартість його становить від 13 до 15 тисяч рублів. Найбільш дешеві китайські моделі можна придбати за ціною від 6 тисяч рублів. Професійні пристрої коштують близько 50 тисяч рублів.