Как работает инверторный сварочный аппарат: Принцип работы сварочного инвертора: устройство и характеристики

alexxlab | 12.05.2023 | 0 | Разное

Содержание

это преобразователь напряжения, схема, как работает инверторный сварочный аппарат

Решение современных технологических задач не может быть произведено без устройств, питающихся от электросети. Различие в постоянном и переменном токе, а также сферах и возможностях их применения привело к созданию преобразователь.

Инвертор постоянного или переменного тока задействуется в сварке, мощных нагревателях, стабилизаторах. История создания и особенности работы устройств разного принципа построения – в обзоре.

Содержание

  1. Что такое инвертор
  2. Принцип работы устройства
  3. Устройство и основные характеристики инверторов
  4. Виды преобразователей
  5. Импульсные устройства
  6. Бытовые приборы
  7. Бестрансформаторные устройства
  8. Схема инвертора напряжения
  9. Режим работы схемы
  10. Работа схемы
  11. Классификация сварочных инверторов
  12. Плюсы и минусы инверторной сварки
  13. Достоинства
  14. Недостатки
  15. Сравнение: инверторы — трансформаторы
  16. Сравнение: инверторы — выпрямители
  17. Функции сварочных инверторов
  18. Как выбрать инвертор
  19. Для бытового использования
  20. Профессиональный
  21. История появления преобразователя

Что такое инвертор

В электротехнике инвертор это группа компонентов, собранных в устройство для преобразования тока из переменного в постоянный.

Усовершенствованные схемы позволяют регулировать частоту, что позволяет применять устройства для управления асинхронными двигателями и аналогичными электрическими машинами.

В быту чаще всего инвертор — это электродуговая сварка, стабилизаторы напряжения, частотные преобразователи.

Принцип работы устройства

Для электротехники и электроники действия немного отличаются. В первой сфере принцип работы компонентов инвертора заключается в преобразовании входного напряжения.

Если рассмотреть классическую однофазную сеть, то при подаче на устройство 220 В частотой сети 50 Гц на выходе формируется увеличенная частота тока в 5-8 кГц и более. При помощи дополнительных компонентов, из которых собрана схема, происходит формирование необходимых показателей напряжения для конечного потребителя.

Частотники для управления асинхронными двигателями выдают квазисинусоиду с возможностью регулировки частотой.

В электронике инвертор сигнала служит для преобразования управляющего сигнала или изменения его характеристик с целью создания в схеме нескольких вариантов работы. Различают аналоговые и цифровые конструкции инверторов.

Устройство и основные характеристики инверторов

В устройство простейшего инвертора входят силовой и управляющий блоки. В конструкции первого размещены сетевой выпрямитель, фильтрующая помехи схема, инвертор на основе транзисторов, выпрямитель выходного сигнала, схема пуска.

В управляющем сегменте установлена микросхема на основе ШИМ-контроллера. С ее помощью происходит синхронизация работы всех компонентов и управление инвертора напряжения.

К основным характеристикам данного типа оборудования относят:

  1. Мощность. Номинал рассчитывается исходя из максимального количества подключаемых на выход потребителей. Пиковый показатель отражает максимальное стартовое значение мощности.
  2. Вид волны переменного тока на выходе. Чистый синус позволяет сделать функционирование потребителей оптимальным.
  3. Количество фаз на входе и выходе.
  4. Наличие температурного датчика и системы охлаждения.

Виды преобразователей

Устройства подразделяются на два класса – в зависимости от того, какое оборудование планируется к ним подключать.

1 группа — потребители с пусковой мощностью, кратно превышающей номинал. Электродвигатели – требуют включения в конструкцию трансформаторов развязывающего типа.

2 группа — устройства, у которых номинальный и стартовый показатель мощности имеют примерно равное значение.

Сюда относятся бытовая электроника, часть двигателей коллекторной конструкции. Инвертор в телевизоре может иметь максимальную мощность, едва превышающую по сумме всех потребителей схемы. Рассмотрим подробнее отдельные группы и для чего нужная каждая из них.

Импульсные устройства

Если требуется создать один уровень напряжения из другого, нужен преобразователь импульсной конструкции. В основе лежат индуктивные или конденсаторные элементы, аккумулирующие энергию. Главный плюс — высокий КПД.

Принцип работы подобного преобразователя напряжения основан на следующих комплектующих:

  • коммутационный сегмент;
  • индуктивный или емкостной элемент;
  • диод для блокировки;
  • запаралеленнная к линии нагрузки емкость.

Сигнал, формируемый на выходе, представлены в виде прямоугольной формы. За счет включения в схему диодов работа устройства становится управляемой, напряжение можно делать более высоким или низким.

Для стабилизации могут использоваться ШИМ, частотные модуляторы или комбинированные схемы.

Бытовые приборы

В быту преобразователь напряжения задействуется для решения нескольких задач:

  • бесперебойное питание, совмещенное с зарядом АКБ;
  • электродуговая сварка — простейший сварочный инвертор;
  • стабилизаторы напряжения.

Бытовые устройства относятся ко второй группе, с невысокой пусковой и номинальной мощностью. В то же время для дорогой бытовой электроники синусоида на выходе преобразователя должна стремиться к идеальной. Поэтому для продления срока службы оборудования рекомендуется приобретать качественные и более дорогие преобразователи.

Бесперебойники на основе из аккумулятора и инвентора предпочтительнее для эксплуатации в быту потому, что:

  • батареи работают в мягком режиме;
  • широкий спектр аккумуляторов для применения с одним классом преобразователей.

Такие системы зачастую применяются в схеме альтернативных источников питания: геотермальных насосов, солнечных батарей, ветрогенераторов.

Бестрансформаторные устройства

Как работает бестрансформаторный инвертор: исключается использование трансформаторов, вся схема строится на полупроводниковых элементах. Несмотря на снижение цены и оптимизацию при производстве, подобные устройства имеют минус. Выход из строя полупроводника приведет к попаданию неуправляемого потока энергии на ввод потребителя, что может его сжечь.

Схема инвертора напряжения

Классическим примером является инверторный сварочный аппарат – в нем происходит преобразование переменного напряжения в постоянное. Схемы работы могут делиться в зависимости от работы устройства. Трансформация бывает:

  1. Из постоянного в постоянное.
  2. Из переменки в постоянку.
  3. Из постоянки в переменку.

Режим работы схемы

Режим функционирования — модифицированный синусоидальный или прямоугольный импульсный сигнал на выходе преобразователя. Контроллер в составе схемы позволяет четко настраивать напряжение на выходе для потребителя.

В инверторах по типу частотных преобразователей опция программирования позволяет настроить гибкий режим, меняя ключевые показатели при настройке технологических процессов.

Работа схемы

Общими словами как работает преобразователь – на примере выпрямителя и схем его реализации:

  1. Тиристорная схема. Включает в конструкцию трансформатор, мост, управляющее мостом звено, компонент сглаживания пульсаций — катушка или конденсатор.
  2. Транзисторная схема. Сглаживание пульсаций производится на входе и выходе, добавляется высокочастотный преобразователь и трансформатор, контроллер.

Приведенные схемы удобном рассмотреть на сварочном инверторе. Они классифицируются по группам.

Классификация сварочных инверторов

Современная промышленность предлагает следующий виды инверторов:

  • ММА — дуговая сварка в ручном режиме. Наиболее популярный тип для быта и мелкосерийного производства.
  • Полуавтомат MIG/MAG. Сварка в газовой среде с проволокой. Шов идет с меньшим объемом шлака, рабочий процесс ускоряется. Требуется баллон с углекислотой.
  • TIG или сварка аргоном. Подойдет для цветных металлов и тонких материалов. Высокое качество шва.
  • Точечная сварка. Популярна в автосервисах, позволяет соединить тонкие материалы, исключает деформацию.
  • Газоплазменная резка. Возникновение дуги происходит в зазоре между анодом и катодом в сопле. За счет подачи газовой смеси через зону горения формируется поток плазмы. Назначение — раскрой и сварка металлов различного типа и толщины.

Каждый инверторное оборудование предназначено для определенного вида сварки и обладает рядом преимуществ и недостатков.

Плюсы и минусы инверторной сварки

Популярность аппаратов для сварки инверторного типа основана на простоте обучения, доступной цене и легком ремонте устройств. Высокий коэффициент полезного действия позволяет работать с максимальной эффективностью в быту и на производстве.

Полезная статья: Вес газового баллона

Достоинства

К плюсам относятся:

  • нечувствительность к перепадам напряжения;
  • контроль рабочего тока;
  • широкий спектр электродов;
  • антизалипание электрода и быстрый поджиг;
  • функциональность при малых размерах устройства.

Недостатки

К минуса относят:

  • стоимость качественных инверторов;
  • аккуратность при работе и хранении.

Список достоинств существенно выше, именно это делает инверторы востребованными.

Полезная статья: Объем кислородного баллона м3

Сравнение: инверторы — трансформаторы

В отличие от трансформатора, главное преимущество инвертора в низкой массе и размерах. За счет увеличения частоты в 800-900 раз массогабаритные показатели трансформатора уменьшаются в 8-9 раз.

Это уменьшает энергопотребление. Подключить производительный инвертор для сварки можно даже в условиях маломощной розетки – в отличие от трансформаторной версии, требующей большого энергопотребления.

Сравнение: инверторы — выпрямители

Выпрямители, как и инверторы способны показать себя в работе с лучшей стороны. Качественный шов и минимум брызг. Устройство со схемой на выпрямителе более чувствительно к скачкам напряжения. Наличие в схеме трансформатора с диодно-тиристорной схемой усложняет конструкцию. При необходимости ремонта потребуется наличие профессионального сервисного центра поблизости.

Функции сварочных инверторов

Для упрощения работы с аппаратом на стадии обучения производители внедрили ряд функций:

  1. Горячий старт. Помогает быстрому поджигу за счет однократного быстрого увеличения силы тока.
  2. Форсаж дуги. Стабилизирует дугу при неравномерном ведении сопла или электрода за счет импульсной поддержки током.
  3. Антизалипание. Позволяет легче отделять электрод от заготовки за счет снижения тока до нулевых значений.

Эти принципы позволяют успешно работать с инверторами даже начинающим сварщикам.

Как выбрать инвертор

При подборе устройства следует ориентироваться на объемы работы, типы свариваемого металла, бюджет и наличие первоначальных умений. Нужный агрегат выбирается по мощности и возможности питающей сети.

Для бытового использования

В домашних условиях наиболее популярными аппаратами являются типы сварки MMA и MIG/MAG. Они доступны по цене, легки для освоения и при должном уходе служат гораздо дольше заявленного срока. Не стоит брать устройства из низшей ценовой категории. Качественная начинка электронных схем лежит в среднем ценовом диапазоне.

Для домашнего и промышленного применения обязательно иметь защитную маску с комплектом сменных стекол. Сварочные очки не спасут лицо от брызг – а в данных типах сварочных методов их достаточно.

Полезная статья: Сварка видео инструкция

Профессиональный

Чаще всего это аппараты аргонодуговой сварки, точечной, плазменной резки. Ключевой момент – производительность, чем больший объем работы за день может выполнить оборудование без перерыва, тем лучше.

Подбирая профессиональный инвертор необходимо ориентироваться на карту сервисных центров. Постоянно работающий агрегат будет периодически требовать обслуживание или ремонт. Сервис в городе покупки будет отличным решением.

История появления преобразователя

Перевод inverter на русский изменять, переворачивать, преобразовывать. Первые наработки принадлежат Эдисону и относят к концу 19 века.

Свой вклад в появление преобразователей внес и Никола Тесла, работавший с Томасом в одно время. Несмотря на сравнение Эдисоном постоянного и переменного тока с точки зрения, что DC – лучший вариант для передачи, производились разработки и тесты устройств, трансформирующих один формат в другой.

Именно благодаря исследованию и первым устройствам того века на текущий момент промышленность достигла огромных успехов в разработке современных инверторов.

Возможность преобразования DC в AC и назад позволяет решать сложные производственные и бытовые задачи. Модифицированная энергия служит на благо людям во всех отраслях жизнедеятельности.

Inverter vs Transformer Welder — Arc Helmets

Получите скидку 10% при использовании кода купона «archelmets»

Ознакомьтесь с линейкой сварочных аппаратов YesWelder для сварки MIG, TIG, STICK. Предназначен для профессионалов и любителей.

Магазин высококачественного сварочного оборудования

By ced • Обновлено: 01. 10.21 • 5 min read

Ресурсы по сварке

Инвертор и трансформаторный сварочный аппарат — два наиболее распространенных сварочных аппарата, используемых в промышленности, и оба они выполняют схожие функции. Обе эти машины сваривают металлы, прикладывая к заготовке постоянное напряжение. Инверторные сварочные аппараты специально предназначены для повторяющихся сварных швов, в то время как трансформаторные сварочные аппараты могут сваривать разнородные металлы, такие как алюминий и медь.

Основное различие между инверторным и трансформаторным сварочным аппаратом заключается в том, что инверторные сварочные аппараты не имеют проволоки с флюсовым сердечником. Проволока с флюсовым сердечником используется для уменьшения окисления металла и используется при сварке сплавов, таких как нержавеющая сталь. Флюс в трансформаторном сварочном аппарате помогает предотвратить образование оксидов и помогает сварке быть более стабильной и прочной.

Нажмите здесь, чтобы задать вопрос нашему ТЕХНИКУ ПО СВАРКЕ

Инверторные сварочные аппараты очень популярны на небольших предприятиях, таких как фабрики, где они используются для сварки частей сборки вместе. Инверторные сварочные аппараты также используются для сварки труб, металлических листов и в судостроении. Инверторный сварочный аппарат — это универсальная машина, которую можно использовать для решения самых разных задач, от простых до сложных.

Как работает сварочный инвертор?

Сварочные аппараты инверторного типа работают по принципу переменного напряжения и тока. Частота инверторных машин сильно синхронизирована с выходной частотой машины. Инверторный сварочный аппарат управляется компьютером и электронной платой, которая подключена к электромагниту.

Щелкните здесь, чтобы задать вопрос нашему ТЕХНИКУ ПО СВАРКЕ

Сварочный аппарат с инвертором имеет частотно-регулируемый привод, и когда электронная плата определяет, что входная частота является правильной для конкретной сварочной работы, она соответствующим образом регулирует частоту. Инверторный сварочный аппарат имеет встроенный таймер, который отслеживает время во время сварки. Когда он достигает нуля; он остановит подачу питания на машину, а затем перезапустится после того, как таймер снова достигнет нуля. Инверторный сварочный аппарат имеет различную настройку силы тока, которая используется для изменения напряжения и тока аппарата.

Сварочный аппарат с инвертором также имеет автоматический переключатель диапазона, который позволяет выбирать ряд параметров сварки, таких как напряжение, ток, дуговой промежуток, скорость сварки и профиль сварки. Инверторный сварочный аппарат также будет иметь некоторую защиту, а также держатель электрода для заготовки, что позволяет размещать его на различных заготовках, таких как стальной лист, проволочная сетка и труба. Инверторный сварочный аппарат также имеет катушку со сварочной проволокой, которая используется для передачи тока от источника питания к заготовке.

Как работает трансформаторный сварочный аппарат?

Сварочный аппарат с трансформатором также работает по частотному принципу, но это не частотно-регулируемый привод. Сварочный аппарат с трансформатором имеет встроенный источник питания и блок питания, который используется для питания аппарата. Сварочный аппарат с трансформатором имеет встроенную проволоку с флюсовым сердечником, которая помогает поддерживать целостность цепи и изделия во время сварки. Источник питания сварочного аппарата с трансформатором также имеет вспомогательный провод, который используется для подключения сварочного аппарата с трансформатором к источнику питания, но не имеет детали.

Щелкните здесь, чтобы задать вопрос нашему ТЕХНИКУ-СВАРЩИКУ LIVE

Сварочный аппарат с трансформатором также оснащен частотно-регулируемым приводом, который используется для предотвращения перегрева аппарата или сокращения срока его службы. Сварочный аппарат с трансформатором также имеет электронную плату, которая подключена к электромагниту и управляет напряжением и током аппарата. Трансформаторный сварочный аппарат также имеет электрододержатель, который используется для удержания заготовки на месте. Сварочный аппарат с трансформатором также имеет источник питания, который используется для питания устройства, а также встроенный таймер, который отслеживает время во время сварки.

Получите скидку 10% при использовании кода купона «archelmets»

Ознакомьтесь с линейкой сварочных аппаратов YesWelder для сварки MIG, TIG, STICK. Предназначен для профессионалов и любителей.

Магазин высококачественного сварочного оборудования

Преимущества инверторного сварочного аппарата перед трансформаторным

Инверторный сварочный аппарат имеет множество преимуществ перед трансформаторным. Основным преимуществом инверторных сварочных аппаратов является то, что они могут сваривать широкий спектр металлов, включая нержавеющую сталь, алюминий и медь. Тем не менее, трансформаторный сварочный аппарат используется для сварки любого типа металла, который они могут сваривать, например, нержавеющей стали, алюминия, меди, латуни и даже титана.

Инверторные сварочные аппараты также намного проще и удобнее в использовании, чем трансформаторные сварочные аппараты. Сварочный аппарат с трансформатором требует большого количества ручных операций, в то время как инверторные сварочные аппараты не требуют дополнительного участия человека. Инверторный сварочный аппарат также имеет более широкий диапазон настроек напряжения и силы тока, чем трансформаторный сварочный аппарат.

Сварочный аппарат с трансформатором также дороже инверторного сварочного аппарата, так как он имеет более сложные функции и сложнее в эксплуатации по сравнению с инверторными сварочными аппаратами. Однако они используются для разных целей и поэтому больше подходят для различных типов сварочных работ.

Недостатки инверторного сварочного аппарата по сравнению с трансформаторным сварочным аппаратом

Инверторный сварочный аппарат имеет гораздо меньший допуск по входному напряжению и силе тока, чем трансформаторный сварочный аппарат. Инверторный сварочный аппарат может быть легко поврежден при больших колебаниях входного напряжения или входной силы тока. По сравнению с трансформаторным сварочным аппаратом инверторные сварочные аппараты также имеют больше сложностей в своей конструкции по сравнению с трансформаторным сварочным аппаратом.

Сварочный аппарат с трансформатором имеет гораздо больший диапазон настроек напряжения для сварки и может использоваться для более широкого спектра применений. Однако инверторный сварочный аппарат более универсален, чем трансформаторный, поскольку его можно использовать для множества различных сварочных работ. Сварочный аппарат с инвертором также не так эффективен, как сварочный аппарат с трансформатором, поскольку он требует использования проволоки с флюсом для создания дуги и поддержания цепи. Трансформаторный сварочный аппарат также намного проще в эксплуатации по сравнению с инверторным сварочным аппаратом.

Заключение

Сварочные аппараты инверторного и трансформаторного типа — это машины, которые сваривают металлы путем подачи на заготовку высокого напряжения и тока. Инверторные сварочные аппараты могут сваривать различные металлы, и они широко используются в таких отраслях, как производство, судостроение, сварка труб, металлических листов и сварка нержавеющей стали. Однако трансформаторный сварочный аппарат используется для других видов сварочных работ, таких как сварка латуни и титана.

(Посетили 231 раз, сегодня посетили 1 раз)

ced

Получите скидку 10% при использовании кода купона «archelmets»

Ознакомьтесь с линейкой сварочных аппаратов YesWelder для сварки MIG, TIG, STICK. Предназначен для профессионалов и любителей.

Магазин Высококачественное сварочное оборудование

INGCO 200A Инвертор MMA MMA Welding Machine IGBT / Electric

ROLL OUR IMAGE для увеличения в

Клипке, чтобы открыть расширенный просмотр

KSH27,499.00 KSH29,100.0084 (- KSH29,100.0084 40084 ( . 8%)

  • Инверторная технология IGBT
  • Входное напряжение (В): 1~220-240
  • Частота (Гц): 50/60
  • Выходной ток (А): 15-200
  • Рабочий цикл (%): 160 А при 30%
  • ЖК-дисплей
  • Напряжение холостого хода (В): 75
  • Максимальный выходной ток (А): 160
  • Диаметр электрода (мм): 1,6-4,0
  • С 1 держателем электрода с кабелем
  • С 1 зажимом заземления с кабелем
  • С 1 проволочной щеткой и 1 шлемом

Упакован в цветную коробку

Категории: INGCO, Электроинструменты

27 499,00 кШ 29 100,00 кШ

(-8%)

Описание

Как работает инверторная технология (в сварочных аппаратах)?

Говоря простым языком, инвертор — это электронная система регулирования напряжения. В случае инверторного сварочного аппарата он преобразует питание переменного тока в более низкое используемое выходное напряжение, например, из источника питания 240 В переменного тока в выходное напряжение 20 В постоянного тока.

Устройства на основе инвертора используют ряд электронных компонентов для преобразования энергии – в отличие от обычных устройств на основе трансформатора, которые в основном зависят от одного большого трансформатора для регулирования напряжения.

Инвертор работает за счет увеличения частоты основного источника питания с 50 Гц до 20 000 – 100 000 Гц. Это достигается за счет использования электронных переключателей, которые включают и выключают питание очень быстро (до 1 миллионной доли секунды). Управляя таким образом источником питания до того, как он попадет в трансформатор, можно очень значительно уменьшить размеры трансформатора.

 

Каковы преимущества использования инверторных сварочных аппаратов?

Изделия на основе инвертора обладают многими преимуществами по сравнению с обычными устройствами на базе трансформатора:

  • Вес и размер : Это наиболее значительное и впечатляющее преимущество инверторного сварочного аппарата по сравнению с обычными аппаратами. Например, инвертор весом менее 5 кг, размером меньше чемодана, который удобно носить на плече, может иметь выходную мощность, сравнимую с 50-килограммовой трансформаторной машиной.
  • Эффективность : Качественные инверторные аппараты, такие как инверторные сварочные аппараты Weldforce, будут иметь рейтинг эффективности около 80-90%, в то время как обычные сварочные аппараты имеют значительно более низкий КПД около 50%. Это связано с тем, что более крупные трансформаторы в обычных машинах имеют большее сопротивление и, следовательно, теряют значительное количество мощности (или энергии) за счет рассеивания тепла.
  • Использование мощности генератора : Быть очень эффективным означает, что использование мощности генератора гораздо более целесообразно для инверторных сварочных аппаратов, которые могут работать на небольших портативных генераторных установках, что часто невозможно с традиционными трансформаторными машинами. Следует отметить, что существуют риски, связанные с использованием мощности генератора — для получения дополнительной информации прочитайте нашу статью об использовании генератора с инверторными сварочными аппаратами.
  • Рабочий цикл : Как правило, гораздо более высокие рабочие циклы достижимы для машин на основе инвертора, опять же из-за разницы в размерах трансформатора. Хотя мелкие компоненты инверторной машины быстро нагреваются, их можно охладить гораздо проще и быстрее. Однако в обычных «трансформаторных» сварочных аппаратах компоненты намного больше и, следовательно, склонны накапливать тепло и дольше охлаждаться.
  • Выход постоянного тока : Многие традиционные «трансформаторные» сварочные аппараты MMA (стержневые) имеют только выход переменного тока, что означает, что они ограничены в типах электродов, которыми они могут сваривать. Однако в машинах на основе инвертора ток гораздо легче преобразовывается в постоянный, что означает, что они могут сваривать широкий спектр различных сварочных электродов. Это также означает, что некоторые инверторы MMA (стержневые) также подходят для сварки TIG на постоянном токе, что невозможно с обычными аппаратами переменного тока.
  • Производительность : Производительность качественных инверторных сварочных аппаратов значительно выше, чем у обычных сварочных аппаратов. Это особенно заметно при сварке MMA (стержневой сваркой), когда операторы обнаруживают, что сварка намного проще и им не нужно «бороться» с дугой. В основном это связано со способностью инверторных машин иметь более высокое напряжение холостого хода и включать такие функции, как горячий старт, защита от прилипания и форсирование дуги. Ярким примером этого является сварка тонких материалов: с помощью обычного сварочного аппарата это, как известно, сложно, если не невозможно, но с инверторными аппаратами, такими как линейка Weldforce , которые имеют бесступенчатую регулировку силы тока и очень стабильную дугу, выходную мощность можно очень сильно уменьшить. низкий, так что он будет сваривать листовой металл толщиной 1,6 мм или секцию трубы с относительной легкостью и контролем.
  • Функции : Электроника инверторных машин гораздо легче поддается возможности включения дополнительных функций (таких как режим TIG) и делает существующие функции более управляемыми.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *