Схема инверторного сварочного аппарата

Современные схемотехнические решения и элементная полупроводниковая база позволили уйти от устаревших и тяжёлых трансформаторных выпрямителей. В наши дни используется преобразование сетевого напряжения по несколько иному принципу. Образцом такого решения служат схемы сварочных инверторов, преимуществами которых являются как небольшой вес, так и отсутствие нагрузок на электрические сети общего пользования.

Электрические схемы, основанные на использовании современной полупроводниковой электроники, открыли широкие возможности для совмещения инновационных принципов с высокими потребительскими качествами.

Содержание

Виды сварочных аппаратов

Технологические возможности нашего века характерны использованием новых решений не только в военно-космической сфере, но и в бытовом применении инженерных, прогрессивных принципов. Этот процесс находит отражение и в технологии производства оборудования для сварочных работ. Стали возможными операции по соединению сплавов металлов и разнородных составов в единое целое. Для этого предназначены различные схемы сварочных инверторов, которые необходимы для выполнения определённых функций, а именно:

для электродуговой сварки покрытыми электродами необходимы инверторы ММА, которые обеспечивают высокий КПД, при малом потреблении и невысоком весе оборудования;
аппараты ММА+TIG, которые обеспечивают отличные показатели работы тугоплавкими электродами в среде инертных газов;
агрегаты с полуавтоматической подачей сварочной проволоки (MMA+MIG) в среду защитных или активных газов в сварочной ванночке;
оборудование для импульсной, точечной сварки для осуществления кузовного и прочего ремонта.
сварочные преобразователи для резки металлов различного принципа действия.

Учитывая возможности этого спектра устройств, можно вести работы в среде разных газов и сваривать разнообразные металлы и сплавы с высоким качеством конечного изделия. При этом питающее напряжение может быть от 160 до270 В, а сварочный ток достигает значений 250 А, что не исключает применения электродов до 5 мм в диаметре. С использованием электросхем инверторного типа становится достижимым сочетание небольшого веса и мощного импульсного сварочного тока.

Эти параметры позволяют соединять тонкостенные листы, разнородные сплавы, оцинкованную и нержавеющую сталь в среде инертных газов, а также использовать точечную сварку для кузовного ремонта. Оборудование типа TIG и MAG/MIG нужно дополнить еврорукавами для подачи газа и сварочной проволоки, и приобрести баллоны с газом и редукторы для регулировки давления. Такое оборудование открывает широкие возможности по сварке разнообразных металлов.

Важно подбирать оборудование в соответствии с вашими потребностями, чтобы не переплачивать за аппаратуру, которая в дальнейшем может не понадобиться, и убедиться в наличии центров гарантийного ремонта сварочных инверторов и обслуживания.

Принципиальная схема аппаратов инверторного типа

Для того чтобы понимать суть работы современного сварочного агрегата, необходимо знать из каких блоков состоит принципиальная схема сварочного инвертора, который обеспечивает энергией дугу короткого замыкания при сварочном процессе. Эти аппараты могут питаться как от трёхфазной сети 380В, так и от однофазного напряжения 220 В. Причём колебания питающего напряжения могут достигать значительных величин, что не сказывается на работоспособности агрегатов. Это позволяет работать в нестабильных сетях загородного электроснабжения, которое довольно часто присутствует в дачных поселениях.

Переменное напряжение частотой 50 Гц поступает на вход аппарата, где выпрямляется и преобразуется в высокочастотные колебания до 70−85 кГц. Это даёт возможность за счёт высококачественной элементной базы и компактных трансформаторов получать на выходе импульсный и постоянный сварочный ток. Такая схема сварочного аппарата состоит из следующих элементов:

низкочастотный понижающий выпрямительный блок с конденсаторным фильтром;
регулируемый инвертор, преобразующий постоянный ток в высокочастотный переменный;
трансформатор высокой частоты, выдающий на выходе высокочастотный или постоянный сварочный ток большой мощности;
сдвигающий фазу дроссель, стабилизирующий характеристики выходного напряжения;
схема обратной связи, управляющая выходными параметрами и блок управления, который меняет параметры тока и напряжения сварки.

[wpsm_box type=»info» float=»none» text_align=»left»]Крайне важно подбирать полупроводниковую базу от надёжных, проверенных производителей, которые обеспечивают высокие параметры при сварочных процессах и обеспечивают долговечную службу.[/wpsm_box]

Мощные выходные транзисторы и диоды должны обладать эффективными теплоотводящими радиаторами, которые охлаждаются принудительной вентиляцией, интенсивность действия которой должна зависеть от сварочной нагрузки. Только в этом случае удастся избежать неисправности силового блока инверторного аппарата. Также безупречная работа обеспечивается путём соблюдения правил безопасной работы и своевременного обслуживания отдельных агрегатов и узлов. Важное место занимает регулярная очистка от пыли охлаждающих радиаторов силовых, полупроводниковых элементов.

Отличия схемотехнических решений разных видов инверторов

Инверторные аппараты кроме принципиальной электрической схемы обладают рядом преимуществ в конструктивной реализации, которые позволяют использовать функции форсированного розжига дуги. Также существуют схемы антизалипания электродов, осцилляторы, которые обеспечивают устойчивое горение дуги в среде защитных газов. Есть и схемы задержки подачи защитного газа и тока сварки, именно они и дают возможность осуществлять работу в среде инертного облака, препятствующего окислению заготовок. Подача сварочной проволоки имеет свои особенности, где регулирование скорости и задержка движения определяется схемотехническими решениями.

Отличие от стандартных решений ММА заключается, в первую очередь, наличием системы подведения инертных газов в зону сварочного шва. Это касается системы сварки методами TIG и MIG/MAG, которые обеспечивают подачу защитного или активного газа в зону плавления металлов. Здесь выходные импульсные напряжения при крутопадающей частотной характеристике имеют свои особенности, связанные с наличием газовой среды с защитными физическими свойствами.

Поэтому сварка в таких условиях имеет свои отличия от стандартной схемы, а именно:

в аппаратуре TIG и MIG/MAG присутствует схема задержки сварочного тока относительно подачи защитного газа;
для обеспечения работы аргонодугового метода (TIG) аппаратура снабжается специальными разъёмами для подачи газа, а горелка имеет устройство крепления для вольфрамового электрода;
в полуавтоматических инверторах присутствует устройство протяжки сварочной проволоки с регулируемой скоростью, для этой цели используют еврорукав, через который подаётся газ и проволока в зону сварочного шва.

Широкие возможности аппаратурной регулировки параметров импульсного напряжения, позволяют сваривать сплавы титана и алюминия, тонкостенную легированную и нержавеющую сталь. Прочность соединения различных материалов обеспечивается правильным подбором параметров тока и состава сварочной проволоки, а также грамотным выбором состава газовой смеси.

[wpsm_box type=»info» float=»none» text_align=»left»]Важно при покупке сложной аппаратуры и комплектующих выбирать надёжных производителей и особое внимание уделять качеству баллонов с газом, редукторов, шлангов и еврорукавов.[/wpsm_box]

Возможные неисправности и способы их устранения

Даже надёжные электронные компоненты могут иногда выходить из строя, поломки случаются при неправильной эксплуатации сварочных инверторов. Эти ситуации могут происходить по причине недостаточного охлаждения силовых элементов при высокой температуре окружающего воздуха, а также при работе в условиях запылённой или слишком влажной атмосферы. Пыль, осаждаясь на радиаторах, препятствует эффективному отводу тепла, поэтому одним из требований производителя, является периодическая очистка аппарата. В условиях повышенной влажности могут возникать утечки, которые также могут привести к неисправности.

Начинать поиск неисправности следует с простейших причин, поскольку в схемах современных сварочных инверторов присутствует многоуровневая защита от перегрева и короткого замыкания. Необходимо ознакомиться с инструкцией по эксплуатации прибора, где чётко указаны пределы внешнего питающего напряжения и длительность работы при максимальном значении сварочного тока. Также указывается диаметр электрода, и даются советы по использованию газовых смесей в определённых пропорциях.

Основными причинами плохой или неустойчивой работы схемы инвертора могут быть следующие причины:

слишком низкое или высокое напряжение в электрической сети, обычно инвертор работоспособен от 170 до 250 В;
малое сечение или большая длина сетевого провода, жилы должны быть сечением не менее 2,5 мм², а длина не превышать 30 метров;
штатный сварочный кабель не должен быть длиннее 3 м, а сечение от 35 до 50 мм²;
необходимо убедиться в бесперебойной работе вентилятора, иначе может произойти выход из строя силовых полупроводниковых элементов схемы инвертора;
плохой контакт одного или обоих кабелей.

Если причина неработоспособности инверторного аппарата заключается в подгорании контактов или транзисторов схемы, то лучше не предпринимать самостоятельных действий. Дело в том, что видимая неисправность, может повести за собой выход из строя других элементов схемы аппарата, которые можно обнаружить только с помощью соответствующего оборудования.

Важно проводить сложный ремонт в гарантийных и специализированных мастерских, чтобы избежать последствий и затрат, связанных с неквалифицированным вмешательством.

Итог

Мы рассмотрели принципиальную схему сварочного инвертора, знание которой убережёт вас от основных ошибок при эксплуатации сложной аппаратуры. Современные схемные решения сделали возможным создание лёгких и мощных сварочных аппаратов с широкими возможностями и высоким классом защиты. Но не следует забывать о правилах техники безопасности при выполнении сварочных работ, а также использовать спецодежду.