Электросхема сварочного инвертора: Схема сварочного инвертора – принципиальная схема инверторной сварки
Содержание
Схема сварочного инвертора
До недавних пор все сварочные работы выполнялись при помощи мощных понижающих трансформаторов. Во многих случаях эти устройства были неудобными, в основном из-за сложностей с их перемещением и высокой энергоемкости. Ситуация коренным образом изменилась, когда появилась схема сварочного инвертора, созданная на основе современных технологий. Получились небольшие легкие устройства с широким набором функций. Вся их работа осуществляется благодаря наличию в конструкции импульсного преобразователя, способного производить высокочастотные токи. Именно они обеспечивают быстрое зажигание сварочной дуги, поддерживают ее стабильное состояние в течение всего периода работы.
Содержание
Отличительные черты инверторов
Любое инверторное устройство по своей сути является блоком питания, внутри которого происходят физические процессы преобразования электроэнергии.
В сварочных инверторных устройствах они протекают по следующей схеме:
- На начальном этапе выполняется преобразование входного переменного напряжения (220 В, 50 Гц) в постоянный ток.
- На втором этапе осуществляется обратное превращение тока с постоянной синусоидой в переменный ток с высокой частотой.
- Затем созданное напряжение понижается, осуществляется окончательное выпрямление тока с сохранением требуемых высокочастотных показателей. Этот порядок нужно знать, если требуется собрать сварочный инвертор своими руками.
Именно такой порядок действий дал возможность для снижения размеров и веса инверторных устройств. Старая сварочная аппаратура функционировала совсем по другому принципу. Здесь снижение напряжения на первичной обмотке, приводило к росту силы тока во вторичной трансформаторной обмотке. Полученная таким образом сила тока огромного значения, позволила применить дуговой способ сваривания. Поэтому, на вторичной обмотке пришлось снизить количество витков, но увеличить одновременно размеры сечения проводника. Подобная схема делала конструкцию очень громоздкой и тяжелой.
Электрическая схема сварочного инвертора дала реальный шанс повысить частотные показатели рабочего тока до 60, а в некоторых моделях и до 80 кГц без увеличения массы и размеров.
В схеме были использованы полевые транзисторы, взаимодействующие между собой на таких же высоких частотах. Они соединяются с трансформаторной катушкой и передают на нее ток с заданной частотой. Поскольку самой катушке не требуется повышать частоту, за счет этого она сохраняет свои миниатюрные размеры. Выходные данные получаются, как и у обычной сварки, но габариты и масса инверторного устройства существенно отличаются в сторону уменьшения.
Взаимодействие основных узлов и деталей инвертора
На входе устройства обязательно нужен постоянный сигнал. Он получается с помощью сетевого выпрямителя, превращающего напряжение 220 вольт в постоянный ток. Основой конструкции этого модуля служит стандартный диодный мост и конденсаторы, сглаживающие пульсации после выпрямления.
Под действием высоких токов даже простейший диодный мост сильно нагревается и требует постоянного охлаждения в процессе работы. Во многих моделях установлен специальный радиатор и термический предохранитель, выполняющий отключение при нагреве моста до 90 градусов.
При подключении сварки к сети происходит сильное увеличение зарядного тока конденсаторов. Возникает реальная опасность пробоя компонентов диодного моста. Защититься от этого помогает схема плавного пуска, снижающая уровень тока при включении. После выхода аппарата в нужный режим, эта схема отключается с помощью реле коммутации.
Пройдя через выпрямительный модуль, напряжение, увеличенное до 310 В, попадает на участок импульсного преобразователя с ключами – транзисторами. Данные компоненты превращают подводимое напряжение в импульсные сигналы прямоугольной формы, частотой 60-80 кГц. Ключевым транзистора во время работы также требуются радиаторы охлаждения.
Наиболее важные функции в схеме инвертора принадлежат понижающему трансформатору. Он отличается компактными размерами и незначительным весом. Кроме того, в нем дополнительно предусмотрена выходная обмотка, обеспечивающая питание схемы управления. В приемную обмотку поступают прямоугольные импульсы на 310 В и частотой 60-80 кГц.
Одновременно с этим, напряжение во вторичной обмотке за счет малого количества витков понижается до 60-70 вольт, а выходной ток увеличивается до 110-130 А и окончательно выпрямляется.
С этой целью сигнал от трансформатора поступает к выходному выпрямителю. Именно здесь появляется постоянный ток, под действием которого возникает сварочная дуга. В схеме используются сдвоенные диоды, имеющие высокое быстродействие и определяющие максимальное потребление тока всего инвертора. Данные элементы также охлаждаются с помощью радиаторов.
Принципиальная схема сварочного инвертора
Одной из основных функций инверторных сварочных установок является возможность увеличения частоты тока с 50 Гц стандартного значения, до 60-80 кГц, требуемых для работы. Все регулировки на выходе устройства производятся уже с высокочастотными токами, с использованием компактных малогабаритных трансформаторов. Частота увеличивается на том участке инверторной схемы, где предусмотрено расположение контура на основе мощных силовых транзисторов.
На эти транзисторы возможна подача исключительно постоянного тока, поэтому на входе и выполняется выпрямление переменного напряжения.
Принципиальная схема сварочного инвертора условно разделяется на две составляющие. Это зона силового участка и цепь со схемой управления. Основным компонентом силового участка выступает диодный мост, где выполняется превращение переменного тока в постоянный. Такое преобразование приводит к возникновению импульсов, требующих сглаживания.
Сглаживание или фильтрация этих импульсов производится электролитическими конденсаторами, установленными за диодным мостом. Следует помнить, что напряжение, выходящее из моста, приблизительно на 40% превышает его величину на входе. Из-за этого диоды выпрямителя подвергаются сильному нагреву, и их работоспособность может заметно снизиться. Защита от перегрева элементов выпрямителя осуществляется радиаторами, включенными в конструкцию. Непосредственно на диодном мосту установлен термический предохранитель, отключающий питание при нагреве свыше 80-90 градусов.
Работа преобразователя приводит к созданию высокочастотных помех, попадающих через вход в электрическую сеть. Во избежание подобных ситуаций, перед выпрямителем производится установка фильтра, обеспечивающего электромагнитную совместимость. Такой фильтр включает в себя дроссель и конденсаторы.
Сама электросхема инвертора, выполняющего преобразование постоянного тока в переменный со значительно увеличившейся частотой, включает в себя транзисторы, собранные по схеме так называемого косого моста. Они переключаются между собой с высокой частотой и формируют переменный ток с такой же частотой, в пределах десятков или даже сотен килогерц. Результатом таких преобразований является переменный ток высокой частоты с прямоугольной амплитудой.
На выходе инвертора требуется получить постоянный ток с показателями, достаточными для выполнения сварочных работ. Эта функция выполняется понижающим трансформатором, расположенным сразу же за транзисторной схемой. Окончательное получение постоянного тока на выходе производится выпрямителем высокой мощности, собранным на основе диодного моста.
Защитные компоненты и схема управления
В процессе работы сварочный инвертор постоянно подвергается потенциальной опасности из-за возможных сбоев в сети и самой системе. Исключить негативные факторы помогают защитные элементы, установленные на различных участках схемы.
Предотвратить перегрев и сгорание транзисторов во время преобразований токов возможно при помощи специальных демпфирующих цепей. Другие блоки и узлы, присутствующие в электрической схеме и работающие под большими нагрузками, защищены элементами принудительного охлаждения. К каждому из них подключены термодатчики, отключающие питание при температурах нагрева, превышающих критическую отметку. Внутри инверторной аппаратуры система охлаждения, состоящая из вентиляторов и радиаторов, занимает достаточно много места.
Каждая схема инвертора оборудуется ШИМ-контроллером, обеспечивающим управление всей электрической схемой. От него поступают сигналы к разделительному трансформатору, силовым диодам и транзисторам.
Для эффективного управления всей системой самому контроллеру также требуется подача установленных электрических сигналов. Такие сигналы вырабатываются операционным усилителем, к которому на вход подается выходной ток, преобразованный в инверторе. Если его значение расходится с заданными показателями, усилитель выполняет формирование управляющего сигнала и далее передает его на контроллер. Такая схема позволяет своевременно отключить аппарат при возникновении критических ситуаций в электрической схеме.
Как устранить неисправности инвертора
В некоторых случаях нарушения правил эксплуатации могут привести к выходу из строя даже самых надежных компонентов схемы сварочного инвертора. Основными причинами являются сбои в системах охлаждения, эксплуатация устройств в условиях повышенной влажности или запыленности. Большое количество пыли, осевшей на радиаторе, создает препятствие движению воздуха и своевременному отводу тепла. Поэтому производители рекомендуют периодически чистить аппаратуру.
Поиск возможных неисправностей нужно начинать от простого к сложному, поскольку современные схемы оборудованы многоступенчатой защитой от коротких замыканий и перегревов. Следует внимательно изучить инструкцию, где подробно указаны особенности эксплуатации конкретного устройства.
Среди основных причин возможных неисправностей можно выделить следующие:
- Напряжение в сети слишком высокое или низкое. Инвертор сохраняет свою работоспособность в пределах 170-250 вольт.
- Использование сетевого провода слишком большой длины или с небольшим сечением. Минимальное сечение должно быть не ниже 2,5 мм2, а длина питающего кабеля – не более 30 м.
- Длина стандартного сварочного кабеля не превышает 3 м, а сечение – 35-50 мм2. Нарушение этих параметров приводит к сбоям в работе.
- Некачественные контактные соединения силового и питающего кабеля.
В случае обнаружения неисправности, рекомендуется не ремонтировать сварочный инвертор самостоятельно, особенно если схема слишком сложная.
Лучше всего – пригласить специалиста для проведения окончательной диагностики на соответствующем оборудовании.
Плюсы и минусы сварочных инверторов
Основными преимуществами инверторных устройств являются следующие:
- Использование современных технологий позволило снизить массу аппаратов до 5-12 кг, в зависимости от модели. Обычные сварочные агрегаты весят в среднем от 18 до 35 кг.
- Высокий КПД инверторов – до 90%. Такой показатель достигается за счет снижения затрат на нагрев деталей и компонентов.
- Низкое энергопотребление, примерно с 2 раза меньше, чем у обычных сварочных трансформаторов.
- Универсальность и широкий диапазон регулировок позволяют работать с разными металлами, использовать разные технологии сварки.
- Множество полезных дополнительных опций: плавный пуск, антизалипание, форсаж и другие.
- Напряжение, подаваемое на дугу, отличается высокой стабильностью. С этой целью автоматика обеспечивает взаимодействие всех компонентов схемы, создавая наиболее оптимальные условия для работы.
- Даже простой инвертор может работать с любыми типами электродов.
- Возможность программирования и настройки некоторых моделей на определенный тип сварочных работ.
В качестве минусов отметим недостатки, не оказывающие влияния на качество работ:
- Высокая стоимость инверторов, примерно на 20-50% превышающая цену обычной аппаратуры.
- Транзисторы обладают повышенной уязвимостью, а их стоимость иногда составляет 60% от цены всего устройства.
- Невозможность производить сварку инверторами в сложных условиях эксплуатации.
Электрические Схемы Сварочных Инверторов — tokzamer.ru
Причем использование последнего сейчас признается более разумным. Устанавливаются на радиатор.
youtube.com/embed/eImRwlJKMg8″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»»>
Типовая схема и принцип работы инвертора
Читайте также: Подключить электричество на участок
Виды инверторных источников сварочного тока
Корпус с вентилятором системы охлаждения.
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.
Оно состоит из 2—4 конденсаторов и дросселя.
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. Причем использование последнего сейчас признается более разумным.
Как работает сварочный инвертор Формирование тока большой силы, при помощи которого создается электрическая дуга для расплавления кромок соединяемых деталей и присадочного материала, — это то, для чего предназначен любой сварочный аппарат.
Этот элемент подает на силовую часть сварочного агрегата электроток. Давайте немного подробнее разберемся с описанной схемой.
В условиях повышенной влажности могут возникать утечки, которые также могут привести к неисправности. Электрическая схема инвертора включает в себя следующие обязательные компоненты: Питающий блок.
Важным этапом является решение задачи, связанной с выбором необходимой технологии, оптимизирующей работу силовой части. В устройство входит силовой трансформатор. Для улучшения теплового контакта нужно использовать кремнийорганическую термопасту.
Cхемы сварочных инверторов
Возможные неисправности и способы их устранения Даже надёжные электронные компоненты могут иногда выходить из строя, поломки случаются при неправильной эксплуатации сварочных инверторов.
Все сварочные аппараты делятся на несколько основных групп: Для проведения электродуговой сварки при применении покрытых специальным составом электродов применяется оборудование типа ММА. Далее мы приводим блок-схему функционирования стандартного инвертора, которая наглядно демонстрирует принцип его применения. Возможные неисправности и способы их устранения Даже надёжные электронные компоненты могут иногда выходить из строя, поломки случаются при неправильной эксплуатации сварочных инверторов.
Пайка платы.
Выводы Инвертор — сложное электронное устройство, но простое в использовании, его подключают к электрической цепи с напряжением V и без опасения проводить сварочные работы. При испытаниях следует добавлять витки до тех пор, пока дуга не начнёт ощутимо сильно тянуться, мешая отрыву.
Схемы аппаратов Сварис
Конденсаторы, установленные в фильтре, после активации зарядки способны выдавать большой силы ток, который сжигает, поэтому инвертор обеспечивается плавным пуском.
Несмотря на применение схожей схемы при создании практически всех инверторов, они существенно отличаются друг от друга. Электрическая схема предполагает работу агрегата на основе импульсных преобразователей высокой частоты. Обычные выпрямительные диоды с такой задачей бы не справились — они бы просто не успевали открываться и закрываться, нагревались и выходили бы из строя.
Возможные неисправности и способы их устранения Даже надёжные электронные компоненты могут иногда выходить из строя, поломки случаются при неправильной эксплуатации сварочных инверторов. Модуль ключей представлен четырьмя транзисторами в каждой из четырех групп. Затем происходит выравнивание тока при наличии конденсатора и его поступление к блоку транзистора.
Принципиальная электрическая схема в деталях: составляющие
Таким образом, на первом этапе мы получаем на выходе с выпрямителя постоянный ток, имеющий значение более V. Ранее в сварочных инверторах использовались трансформаторы, очень мощные, работающие за счет обмотки трансформатора и имеющие, из-за этого, размеры и вес, делающие сварочные аппараты громоздкими и неудобными в применении.
Инверторное устройство еще раз преобразовывает электроток теперь уже в переменный , увеличивая при этом его частоту.
ac%20сварка%20машина%20контур%20схема техпаспорт и указания по применению
| Каталог техпаспорт | MFG и тип | ПДФ | Теги документов |
|---|---|---|---|
Недоступно Резюме: нет абстрактного текста | Оригинал | ||
Реле аромата lr42758 Резюме: lr26550 LR42758 Aromat lr26550 LR68004 Aromat lr44444 Aromat lr26550 техническое описание lr44444 реле Aromat lR44444 E43149 | Оригинал | LR26550 E43149 E43149 Реле аромата LR42758 лр26550 LR42758 Аромат LR26550 LR68004 Аромат LR44444 Спецификация аромата LR26550 лр44444 Реле аромат LR44444 | |
а0540 Аннотация: A2730 | OCR-сканирование | 120 В переменного тока, А0410 А0420 А0430 А0440 А0450 А0460 А0470 А0480 А0490 а0540 А2730 | |
НФК 63210 Резюме: SCR 30A 500V IEC 269 63210 NFC 63210 22×58 63211 32A-100A CB832 20C10x38SC 14X51 | Оригинал | CB2258-1 CB2258-1N CB2258-2 CB2258-3 CB2258-3N NFC 63210 тиристор 30А 500В МЭК 26963210 NFC 63210 22×58 63211 32А-100А CB832 20C10x38SC 14х51 | |
микропереключатель Резюме: vde 0636 iec 269 neozed Protistor 660V sba6 siemens diazed gg 350SB1F1-1 vde 0636 микропереключатель 2 контакта | Оригинал | 108мм 110мм микропереключатель VDE 0636 МЭК 269 неозед Протистор 660В sba6 Сименс Диазед ГГ 350СБ1Ф1-1 вде 0636 микропереключатель 2 контакта | |
Электрическая схема от 220 В переменного тока до 12 В постоянного тока Аннотация: Схема светодиодной лампы 220 В Схема светодиодной лампы 230 В в ваттах Схема цепи от 220 В переменного тока до 110 В переменного тока Схема светодиодной лампы Схема лампочки | Оригинал | E225660 УЛ508, Принципиальная схема 220 В переменного тока на 12 В постоянного тока Схема светодиодной лампы 220В Светодиодная лампа 230в в ваттах принципиальная схема Электрическая схема 220 В переменного тока на 110 В переменного тока схема светодиодная лампа 230в Схема от 230 В переменного тока до 12 В постоянного тока 500 светодиодная лампа 230в электрическая схема схема светодиода 230в схема светодиодной лампочки 230в Схема светодиодной лампы 24 В | |
2015 — Недоступно Резюме: нет абстрактного текста | Оригинал | 9Б/18Б | |
наис AQZ202 Резюме: E43149 MOSFET 400 В MOSFET 400 В 16 А NAIS AQZ102 AQV252G 400 В постоянного тока E191218 aqy211 18a60v | Оригинал | AQZ202 AQZ205 AQZ207 AQZ204 E43149UL508) АПВ2111В E191218 УЛ1577) АПВ2121С наис AQZ202 E43149 МОП-транзистор 400 В МОП-транзистор 400В 16А НАИС AQZ102 AQV252G 400 В постоянного тока E191218 aqy211 18а60в | |
Электрические двухслойные конденсаторы с радиальными выводами, тип Резюме: нет абстрактного текста | Оригинал | 31 марта 2014 г. Электрические двухслойные конденсаторы с радиальными выводами | |
NFC 63210 Аннотация: 125C22X58AM | Оригинал | 8С14х51СК 10С14х51СК 12С14х51СК 16С14х51СК 20С14х51СК 25С14х51СК 32С14х51СК 40С14х51СК 50С14х51СК 1/660 В NFC 63210 125C22X58AM | |
2004 — Преобразователь Yokogawa Реферат: Регулирующий клапан WIKA Instrument Foxboro | Оригинал | ||
а410608 Резюме: A411506 A412402 V920103 A411205 A410508 A4108510 A410705 A41200 a410908 | OCR-сканирование | E82456 V920103 LR52082 4КМ08002НО 410506002НО А410905 А412202 А410906 А412203 А410907 а410608 А411506 А412402 V920103 А411205 А410508 А4108510 А410705 А41200 а410908 | |
сименс 5с*23 К2 400В Реферат: Siemens 3NA3830 3Nh4430 3Nh5030 FUSE SIEMENS 3nh4030 5SB261 5SE2216 3Nh4030 3NWNS2 3NA3260 | Оригинал | F27SB 16Д27СБ 5Ш211 5Ш212 5Ш213 5Ш222 5Ш223 5Ш224 5Ш3032 5Ш3232 Сименс 5с*23 С2 400В Сименс 3NA3830 3Нх4430 3Нх5030 ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ SIEMENS 3нх4030 5СБ261 5SE2216 3Нх4030 3NWNS2 3NA3260 | |
королевский предохранитель Реферат: 5sb25 SIEMENS NH FUSE | Оригинал | NZ01C NZ02C NZ03C 5Ш5002 5Ш5004 5Ш5006 5Ш5010 5Ш5020 5Ш5025 5Ш5035 королевский предохранитель 5сб25 ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ SIEMENS NH | |
2007 — РАМБ36 Реферат: AC127 MULT18X18 YUV400 AC-91 AC123 | Оригинал | DS603 264/MPEG-4 1080i 1080i/p РАМБ18×2, РАМБ36 РАМБ36 AC127 МУЛЬТ18X18 ЮВ400 АС-91 AC123 | |
Недоступно Резюме: нет абстрактного текста | Оригинал | 10НАБ12Т4В1 E63532 | |
Недоступно Резюме: нет абстрактного текста | Оригинал | 34НАБ12Т4В1 | |
Предохранители А Резюме: нет абстрактного текста | Оригинал | 400/660В 450/660В 500/660В 550/660В 630/660В 700/660В 400SB2C0-6 450SB2C0-6 500SB2C0-6 550SB2C0-6 Предохранители А | |
ММФ-06D24DS Реферат: ebm w2s107-aa01-16 CT3D55F 4124X «японский сервопривод» ebm w2s107-ab05-40 NMB 3110nl-05w-b50 ebm w2s107-aa01-40 CT3B60D3 4124-GX | Оригинал | 012П535П-24В 012P540 012P545 024P540 024П545 0410Н-12 0410Н-12Н 0410Н-12Л 0410Н-5 109-033УЛ ММФ-06Д24ДС ebm w2s107-aa01-16 CT3D55F 4124X «японский сервопривод» ebm w2s107-ab05-40 НМБ 3110nl-05w-b50 ebm w2s107-aa01-40 CT3B60D3 4124-GX | |
Недоступно Резюме: нет абстрактного текста | Оригинал | 725-032013-1М | |
ДЖБВ24-3Р2 Аннотация: разъем h321-04 JBW05-2R0 jbw05-20r 4EU20G057 JBW75W SVH-21T-P1. | Оригинал | JBW10 0150 Вт УЛ60950-1 C-УЛЕН60950-1 EMIFCC-BVCCI-BEN-55011-BEN55022-B EN61000-3-2 JBW05-2R0 ДЖБВ12-0Р9 JBW15-0R7 ДЖБВ24-0Р5 JBW24-3R2 h321-04 JBW05-2R0 jbw05-20r 4EU20G057 JBW75W Разъем СВХ-21Т-П1.1 ДЖБВ12-12Р JBW05-3R0 JBW10 | |
2008 — 150-Ф85НБД Реферат: 150-F201NBD 150-F317NBD 150-C25NBD 150-F480NBD 150-C25NBR Устройство плавного пуска Allen-Bradley 150-C60NBD 150-C43NBD 150-F108NBD 150-F43NBD | Оригинал | 150-SG009D-EN-P 150-SG009C-EN-P 150-Ф85НБД 150-Ф201НБД 150-Ф317НБД 150-С25НБД 150-Ф480НБД 150-C25NBR Устройство плавного пуска Allen-Bradley 150-C60NBD 150-С43НБД 150-Ф108НБД 150-Ф43НБД | |
МИП0224СИ Реферат: 2SK1937 t201 трансформатор M51995AFP mip0224 ZUP-200 Nemic-Lambda CN d1fl20u 0134G ZUP20 | OCR-сканирование | ЗУП-200 1А548-79-01 Р-2-12 Р-13-14 Р-15-16 Р-17-30 ЗУП-200 РКР-9102) МИЛ-ХДБК-217Ф.  ГЕНРАД-2503. MIP0224SY 2SK1937 трансформатор т201 M51995AFP мип0224 Nemic-лямбда CN d1fl20u 0134G ЗУП20 | |
4812б Реферат: sta6013 DSW-612 P-8364 Stancor ppc-22 4190A GSD-100 P-8362 P-8384 stancor трансформатор | Оригинал | ЗВЕЗДА-9005 ЗВЕЗДА-9006 ЗВЕЗДА-9007 Р-6133 P-6454 СТА-4125Т P-8638 ТГК130-230 P-8622 ТГК175-230 4812б sta6013 ДСВ-612 P-8364 Станкор ППЦ-22 4190А ГСД-100 P-8362 P-8384 станкор трансформатор | |
Недоступно Резюме: нет абстрактного текста | OCR-сканирование | 500 мА О-22К L78M00AB Т0-220 GQb623S | |
1 JBW12-12R JBW05-3R0 JBW10 Предыдущий
1
2
3
…
23
24
25
Далее
Схема сварочного инвертора. Схема сварочного инвертора
В статье будет рассмотрена классическая схема сварочного инвертора. На сегодняшний день они очень популярны, цена вполне доступная.
Они имеют массу положительных качеств, в частности, простоту работы и малый вес. Но, как и другие электронные устройства, сварочный аппарат может выйти из строя. А чтобы провести качественный ремонт, необходимо хотя бы в общих чертах иметь представление о его устройстве, из каких элементов состоит схема инвертора. Без этого нельзя ремонтировать сварочные аппараты, в схеме которых используются инверторные преобразователи. Поэтому, чтобы узнать об этом устройстве, нужно много теории.
Основная информация об инверторных блоках
По сути, это блок питания, принцип его работы аналогичен тому, что используется в персональных компьютерах. Преобразование электрической энергии происходит по одним и тем же принципам, несмотря на то, что размеры и функции этих устройств различны. В сварочном инверторе можно выделить несколько стадий. Первым делом необходимо преобразовать переменное напряжение, которое поступает из сети 220 В, в постоянное. О том, как это происходит, будет рассказано чуть ниже, как и электрическая схема сварочного инвертора.
Затем это напряжение преобразуется в переменное напряжение, но с более высокой частотой. Вы знаете, что частота тока в электрической сети равна 50 Гц. У инверторных сварочных аппаратов есть повышение до 80 тыс. Гц. Затем необходимо уменьшить значение напряжения с высокой частотой. На последнем этапе это низкое напряжение преобразуется с частотой около 80 000 Гц. Это краткое описание, на самом деле все этапы можно разбить на более мелкие части. Но для понимания принципа функционирования этого достаточно.
За счет чего уменьшается вес сварочного аппарата
А теперь о том, почему были выбраны схемы инверторного типа. Посмотрите на сварочные аппараты, которые использовались раньше, в том числе и самодельные. Основное их назначение – снижение переменного напряжения, поступающего от бытовой электросети, до безопасного значения, но с большим вторичным током. По этой причине первичная обмотка намотана более тонким проводом, чем вторичная обмотка. Толщина провода определяет, какой ток вы получите в обмотке.
Ниже представлена принципиальная схема сварочного инвертора в статье. Внимательно изучите его, чтобы иметь представление о том, какие элементы в него входят. Для сварки иногда необходимо несколько сотен ампер. В связи с тем, что мощность таких трансформаторов очень велика, и работают они только на частоте 50 Гц, кроме того, они имеют очень большие габариты. Как вы понимаете, частота входящего и исходящего тока одинакова. Другими словами, если подать на первичную обмотку 50 Гц, то со вторичной обмотки снять электрический ток с такими же параметрами.
Рабочая частота инвертора
Но благодаря инверторным сварочным аппаратам, у которых рабочая частота увеличивается примерно на восемьдесят тысяч герц, а в некоторых аппаратах и более, можно во много раз уменьшить размеры трансформаторов, которые используются в преобразовании электрического тока. Если увеличить рабочую частоту, можно уменьшить трансформатор как минимум в четыре раза. Следовательно, общий вес всего сварочного аппарата будет очень мал.
Стоимость этого устройства также снижается, так как происходит экономия меди и стали, которые используются при изготовлении трансформаторов. Но чтобы получить такое значение частоты, необходимо использовать инверторные схемы. Они состоят из мощных полевых транзисторов, работающих в ключевом режиме. С их помощью коммутируется ток с необходимой для работы частотой. Обратите внимание, что полевой транзистор может работать только при постоянном напряжении. Стоит отметить, что схема сварочного инвертора «Ресанта» во многом аналогична используемой в других аппаратах.
Принцип работы выпрямителя
Поэтому, прежде чем подавать на них питание, необходимо выпрямить поступающий ток. Для этого используется выпрямитель, в котором стоят мощные диоды. Они соединены мостовой схемой. После этого переменная составляющая отсекается электролитическими конденсаторами. Это происходит на первом этапе трансформации. Полевые транзисторы подключены к трансформатору. С его помощью можно снизить напряжение.
Как было сказано выше, эти транзисторы производят коммутацию тока с частотой иногда даже свыше 80 тыс. Гц. Понятно, что трансформатор тоже должен быть рассчитан на работу с такими параметрами. Размеры этого аппарата очень малы, его нельзя сравнить с теми, что используются в обычных трансформаторных сварочных аппаратах. Но сила у него такая же. Понятно, что элементов, необходимых для стабильной работы сварочного аппарата, гораздо больше. А теперь подробнее о том, как работает каждый блок обычного сварочного инвертора. Он имеет две основные части — силовую и управляющую цепи.
Выпрямительный каскад
В этом блоке происходит преобразование переменного тока, поступающего от сети 220 вольт. Он имеет несколько полупроводниковых диодов большой мощности, а также электролитические конденсаторы и дроссель. Это означает, что переменный ток с рабочей частотой 50 Гц становится постоянным. Конденсаторы необходимы для отсекания переменной составляющей, которая еще остается в выпрямленном напряжении.
Отметим, что существует несколько вариантов схем выпрямления напряжения. Если подключение будет осуществляться к трехфазной сети, схема полупроводниковых диодов будет несколько иной. Поэтому нужно определиться, для чего вам нужна схема сварочного инвертора. Своими руками такое устройство можно собрать достаточно просто.
Фильтры
Отметим также, что почти в полтора раза возрастает напряжение после попадания на фильтр, собранный на электролитических конденсаторах. Другими словами, если питание подается от сети 220 вольт, то на выводы конденсатора будет подаваться 310 В, если мерить. Для сглаживания пульсаций тока, во избежание высокочастотных помех, и во избежание попадания в электрическую сеть необходимо установить специальный фильтр. Обычно он собран на дросселе, который намотан на кольцевом сердечнике, а также в схему включено несколько конденсаторов.
Инверторный каскад
Обычно для реализации инвертора используются два мощных транзистора, которые работают в ключевом режиме.
Стоит отметить, что они обязательно крепятся на алюминиевый радиатор. Также есть дополнительное принудительное охлаждение с вентилятором. За счет этих транзисторов происходит коммутация постоянного напряжения, которое затем подается на импульсный трансформатор. Причем переключение происходит на частоте около 80 кГц. Но есть отличие от переменного тока, который течет в бытовой электросети. Во-первых, само значение частоты во много раз превышает ее. Во-вторых, форма импульса этого переменного напряжения, вырабатываемого полевыми транзисторами, прямоугольная, а не синусоида. Для защиты транзисторов от чрезмерного перенапряжения необходимо использовать схему, состоящую из сопротивлений и конденсаторов. Стоит отметить, что базовая электрическая схема сварочного инвертора не обходится без этих элементов.
Трансформатор ВЧ
Высокочастотный трансформатор, на который подается напряжение от транзисторов, работающих в ключевом режиме, позволяет снизить его значение в среднем до 65 вольт.
Но при этом ток может быть около 130 А. Можно даже провести аналогию с катушкой зажигания, которая используется в автомобилях. В сварочных инверторах на первичную обмотку подается высокое напряжение, но ток очень мал. Со вторичной обмотки снимается напряжение с меньшим значением, но увеличивается ток. Обратите внимание, что автомобильная катушка зажигания работает обратным образом. То есть на первичную обмотку подается низкое напряжение с большим током. А со вторички снимается высокое напряжение, но с меньшим значением тока.
Выходной выпрямитель
Но стоит взглянуть на то, какие компоненты компонентов еще эл. Схема сварочного инвертора. На выходе также установлен выпрямитель, который собран из мощных полупроводниковых диодов. У них очень высокая скорость, они открываются и закрываются за время, которое намного меньше 50 наносекунд. Учтите, что при проектировании сварочных инверторов необходимо подобрать эти полупроводниковые элементы таким образом, чтобы их параметры удовлетворяли режиму работы.
