Принцип работы сварочного инвертора

Как работает сварочный аппарат, известно многим, а вот принцип функционирования инвертора знаком гораздо меньшему числу людей. Сварочные инверторы появились ещё в семидесятых годах прошлого века, так что нельзя сказать, что это новинка техники. Однако за прошедшее время такие аппараты усовершенствовались, получили электронную начинку, значительно подешевели и качественно повысили срок службы. Если говорить коротко, то инвертор имеет в своём составе два преобразователя напряжения, которые работают на предельных электрических характеристиках. Работа этих преобразователей координируется электронным микропроцессором.

Современный инвертор потребляет в два-три раза меньше мощности, нежели выпрямители, имея при этом КПД в 90%, низкий вес и небольшие размеры, а также высокую надёжность и безопасность.

Принцип работы сварочного инвертора основывается на том, что, проходя через фильтр, напряжение (сетевое) в 50 Гц частотой будет преобразовано до частоты в 500-1000 раз больше. После такого преобразования становится возможной замена крупногабаритного силового трансформатора на высокочастотный. А это значительно понижает вес и габариты аппарата.

Точную и удобную управляемость силой сварочного тока и прочих параметров позволяет обеспечить использование модуляции (широтно-импульсной). Кроме того, этим же обеспечивается устойчивость и стабильность горения дуги.

Инвертор (в отличие от других типов сварочных аппаратов, где силовой трансформатор трудится на частоте в 50 Гц) использует высочайшей частоты ток, величина которого составляет несколько десятков килогерц. Для сравнения: у стандартных выпрямителей присутствует ещё одна величина, характеризующая отношение к массе сварочного тока и равная 1-1,5 А/кг, а вот у инверторных аппаратов этот показатель вырастает до 4-5 А/кг (если инвертор собран на скоростных тиристорах).

Основной принцип работы инверторного сварочного аппарата – это поэтапное многократное преобразование электрической энергии. Выделяется несколько основных этапов преобразования:

• выпрямление в первичном выпрямителе переменного сетевого напряжения (частота – 50 Герц);
• с помощью инвертора происходит переход получившегося напряжения в переменное напряжение с высокой частотой, обладающее повышенными пульсациями;
• импульсный высокочастотный трансформатор снижает напряжение высокой частоты до значения, которое соответствует напряжению сварки. При этом формируется необходимый вид вольтамперной характеристики;
• вторичный выпрямитель производит преобразование переменного сварочного напряжения в постоянное напряжение (со сглаживанием пульсаций тока).

Сварочные инверторы получили большое распространение благодаря появлению соответствующих технологий преобразования тока. Такие аппараты работают на базе очень мощных МОП-транзисторов, предназначенных для преобразования рабочей частоты 50-60 Гц в гораздо более высокую – от 100 кГц. После этого напряжение резко понижается, и происходит регулирование тока. Питание сварочной дуги происходит с помощью широтно-импульсной модуляции постоянным током, имеющим большую мощность. Благодаря основному принципу работы сварочного инвертора, который описан выше, как раз и происходит переключение мощности, которое даёт возможность увеличить эффективность работы инвертора в среднем на тридцать процентов при одновременном снижении габаритов аппарата.

Важно упомянуть о том, что принципы высоких частот используются в системе электрода дуги. Вот как работает сварочный аппарат инверторного типа. Сварочный аппарат инверторного типа, как, например, сварочный инвертор fubag in 163, отличается простотой и комфортом при работе с дугой благодаря более глубокой выемке. Такие аппараты используются и при TIG- и при ММА-сварке. В качестве еще одного примера подойдет инвертор сварочный fubag ir 200, обладающий небольшим весом и отличными показателями качества сварки. Надёжность инверторов повышается ещё и специальной защитой от перегрева и перегрузки по силе тока.