Ваша корзина пуста
Киев, пр-т Воздухофлотский 14/17
Пн-Пт: 10:00-18:00 Сб-Вс: выходные
(044) 492-79-36
(044) 492-79-35
Регистрация
Вы зашли как:

Cварочный инвертор — как выбрать

Купить сварочный инвертор - жми здесь Сварочный инвертор-внутренний вид

Интересный факт. Силиконовая долина в США появилась в результате несносного характера одного из изобретателей транзистора Уильяма Шокли. Используя свое имя, ставшее известным, он массово привлекал к себе на работу молодых способных ученых. Поработав у У. Шокли немного времени - молодые ученые разбегались. Большинство из них предпочли остаться неподалеку под теплым калифорнийским солнцем и при этом создавали свои фирмы.

1. На что обращать внимание при выборе сварочного инвертора.

  • Практически все сварочные аппараты инверторного типа имеют встроенную защиту от скачков напряжения. Оптимальный уровень защиты - это 20-25%. Т.е. при скачках напряжения в диапазоне от 170В до 270В Ваш аппарат будет защищен. Как правило, указанную защиту имеют дорогие модели для промышленного использования. У аппаратов для бытового применения этот показатель обычно составляет 10-15%.

  • Вентиляция. Пыль - главный враг сварочного инвертора. В основном пыль всасывается вентилятором охлаждения, без которого обойтись никак нельзя. Естественно, производители придумывают различные способы вентиляции с целью уменьшения попадания пыли на наиболее чувствительные узлы. Одним из таких методов является туннельная вентиляция, когда радиатор располагается вдоль всего корпуса, а основные узлы находятся внутри радиатора. Но это уж для очень грязных производств. В большинстве случае платить за супер - вентиляцию не стоит. Лучше всего просто снять корпус, после чего убрать пыль продувкой и мягкой кистью. Это самый надежный способ. Всем, у кого есть собственный компьютер (у них похожая проблема) - такая процедура должна быть знакома.

  • Поинтересуйтесь на сервисе наличием печатных плат (наиболее частая и дорогая поломка) на интересующий Вас аппарат. Если платы только под заказ - то это хороший признак: запчасть редко запрашивается. Если сервис на вопрос о запчастях затрудняется сказать что-либо вразумительное: когда может быть, цена, откуда завозится и т.п., - от покупки лучше воздержаться.

  • Температурный диапазон эксплуатации инвертора. С температурой, которая выше нуля, все более-менее просто: чем выше окружающая температура, тем быстрее сработает защита аппарата. К тому же предельно допустимая температура в +400С - достаточно редкое явления в наших широтах. А вот работа при при низких температурах - скользкая тема. Внутренности инвертора - это различные микроконтроллеры, транзисторы, конденсаторы, тиристоры и т.д. Каждый элемент имеет свой рабочий диапазон температур, разумеется, что чем шире диапазон - тем дороже запчасть. А вот при каких температурах все будет работать в сборе - это может и должен сказать сам производитель. К сожалению, подобную информацию часто трудно найти. Либо ее нет совсем, либо производитель делает ссылку на соответствие определенным стандартам. В Европе это стандарт EN 60974-1 "Arc welding equipment. Part 1: Welding power sources", или на аналогичный российский ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004. Указанные стандарты предполагают температуру эксплуатации при ручной дуговой сварке от -400С до +400С. Однако, если производитель в паспорте ссылается на указанный стандарт - то еще не факт, что Ваш инвертор запуститься при минус 150С и ниже. Желательно заглянуть в каталог и на сайт производителя. В Европе каталог считается очень весомым документом (вспомните большие штрафы за не добросовестную рекламу).
    В принципе, широко известно, что электроника не "любит" температур ниже O0C. У инвертора при предельно низких температурах обычно загорается лампочка "перегрузка" и аппарат не запуститься. Гораздо хуже, если аппарат все-таки заработает и нагреется, в результате чего внутри образуется конденсат, что может быть опасным для некоторых узлов. Если в паспорте вашего аппарата четко не указан температурный диапазон эксплуатации - лучше воздержитесь от сварки на морозах.
    Для желающих разобраться более подробно приводим адреса двух форумов, посвященных этой теме:
    http://www.mastercity.ru/vforum/
    http://forum.ostmetal.info/

  • При покупке не стоит опасаться термина "бытовой". Понятия бытовой, профессиональный и промышленный инструмент пока не являются

    терминами юридически и технически унифицированными (да и вряд ли такое возможно). В то же время, брендовые производители при классификации своей продукции придерживаются примерно следующих правил: под термином "бытовой" понимают обычно непрерывную работу оборудования (инструмента) на протяжении 15-30 мин с дальнейшим перерывом примерно до одного часа; профессиональный инструмент предполагает эксплуатацию с 8-часовым циклом, а промышленный (industrial) можно эксплуатировать в 3-и смены с небольшими технологическими перерывами. Прочие технические характеристики бытового и профессионального инструмента практически одинаковы. Т.е., Вы одинаково качественно сможете проварить шов как бытовым, так и промышленным аппаратами. Но длина шва за единицу времени работы бытового инвертора будет меньшей. В то же время вполне логично, что бытовой инструмент большой мощности и (или) для каких-либо специальных задач не выпускается, только профессиональный.

  • Некоторые торговцы пытаются акцентировать внимание покупателя на стандартных функциях инвертора: Hot start (горячий старт), Anti-Sticking (анти-прилипание при выключении, эффект примерзания) и Arc-Force (форсаж дуги - антиприлипание при сварке). Названные функции тесно связаны с инверторной технологией. Более того, инвертор, в частности, для того и изобретался. Поэтому "выпячивание" подобных плюсов носит сугубо рекламный характер (если не сказать хуже). Подобная реклама напоминает слоган "Наши выключатели не только выключают, но и включают!". У инверторной технологии есть еще ряд других возможностей, которые не всегда используются. Например, возможность настройки для зарядки аккумулятора: к сожалению, предоставляют не все производителя, хотя технически это не сложно и не дорого, а для стран бывшего СНГ было бы очень актуально.

  • Все данные по производительности сварочных аппаратов приводятся из расчета 220-230В в питающей сети. И даже если Ваш аппарат рассчитан на работу в диапазоне 170-270В - производительность его при 170В будет значительно ниже, чем при 220В. Т.е. некий запас по мощности очень даже пригодится. При нынешнем состоянии электроэнергетики, чтобы без проблем варить электродом 3мм - надо брать аппарат с возможностью сварки до 4мм.

  • Производители. Не всегда высокая цена соответствует хорошему производителю. Поскольку работающий сварочник можно собрать практически на колене, то цена сварочного аппарата очень зависит от серийности производства. Обычно, чем крупней производителей, тем более интересную цену он может предложить. Но всегда есть исключения. Поэтому для выбора действительно достойного сварочного аппарата - лучше обратить внимание на другие косвенные признаки: наличие сервиса, каталогов, сайта, инструкций на языке страны покупки, четкость инструкции и т.п. Сертификат - это последний документ - куда надо смотреть (в 90% случаев производителем все равно будет Китай, даже если написано что-либо иное). Особенно это касается российских торговых марок. Почти все российские марки, присутствующие на Украине - это производство Китая. Справедливости ради отметим, что на выставке мы видели инвертор действительно российской сборки - марки "Форсаж", Рязанского государственного приборного завода. Стоимость в России - от $400. Аппарат весьма хорош, но представительства на Украине пока нет, а доставка из Росссии, к сожалению, сложнее, чем через Тихий Океан. Есть, к счастью, и наши сборщики и, как правило, весьма удовлетворительного качества. Но у наших извечная проблема: поскольку объемы не серийные, то цены почти европейские, а то и выше. А нет цены - нет объемов продаж, нет объемов продаж - нет цены. Как говорит Жванецкий: "Свет в конце тоннеля уже виден, но тоннель, собака, все не кончается."


2. Преимущества сварочных инверторов

  • Технические:

  • высокий КПД - 85-95%;

  • идеальный коэффициент мощности - 0,99;

  • минимальный расход дефицитных электротехнических материалов;

  • широкий диапазон регулирования параметров режима - от нескольких ампер до сотен и тысяч; Сварочный инвертор имеет значительно более широкий, чем у обычного аппарата, диапазон регулировки сварочного тока, что особенно важно при сварке тонкими электродами: диаметром 1,6 или 2 мм. Дуга на малых токах "шепчет", брызг нет - не сварка, а одно удовольствие;

  • продолжительность нагрузки источников питания в рабочем диапазоне режимов сварки - до 80%;

  • возможность параллельной работы источников на единую нагрузку;

  • плавная регулировка сварочного режима в широком диапазоне токов и напряжений;

  • дистанционное управление источником;

  • минимальные потери электрической энергии в сварочных кабелях и соединительных элементах;

  • небольшие габариты и масса, удобство переноски и доставки источника к месту сварки;

  • высокий уровень электробезопасности за счет двойной изоляции.


  • Технологические:

  • сварка покрытыми электродами любых марок на постоянном и переменном токе;

  • универсальность внешней статической характеристики, обеспечивающей ручную дуговую сварку покрытым электродом, неплавящимся - в среде аргона, механизированную плавящимся электродом в защитных газах;

  • стабильность зажигания дуги за счет высокого Uxx и осцилляции;

  • возможность сварки короткой дугой, уменьшающей энергопотери и улучшающей качество сварного соединения благодаря уменьшению зоны термического влияния;

  • качественное формирование шва во всех пространственных положениях;

  • минимальное разбрызгивание при сварке;

  • возможность исключить магнитное дутье при сварке на постоянном токе;

  • сварка трудносвариваемых сталей и сплавов;

  • микропроцессорное управление сварочного инвертора обеспечивает устойчивую обратную связь тока и напряжения на дуге с выходными параметрами аппарата. При зажигании дуги аппарат генерирует дополнительный импульс тока (так называемый "горячий старт"), а при коротком замыкании сварочный ток сразу отключается - то есть "приморозить" электрод здесь практически невозможно;

  • возможность сварки сложных металлоконструкций сварщиками не высокой квалификации.

3. Недостатки сварочных инверторов

  • Стоимость инверторной сварочной установки примерно в 2-3 раза выше сварочного трансформатора. Т.е., если опыт сварщика достаточно высок или не требуется особого качества работ - то при покупке сварочного аппарата можно обойтись и меньшими деньгами.

  • Ремонт традиционных сварочных аппаратов обычно дешевле. При выходе их строя "сердца" инвертора - модуля I.G.B.T. - придется отдать от 1/3 до половины стоимости самого аппарата. Поломка происходит в случаях резкой перегрузки: сварщик пытается как можно быстрее разрезать очень толстый и прочный металл (например, рельсу), а также при больших скачках напряжения в питающей сети. В подобных случаях защита аппарата - тепловое реле - просто не успевает срабатывать.

  • Инвертор более, чем другие сварочные аппараты боится пыли. Особенно это касается производства и строительства. Инвертор надо чистить и продувать гораздо чаще других видов сварочных аппаратов.

  • Электроника "не любит" температур ниже нуля градусов. А эксплуатация при - 150С и ниже может "убить" аппарат. Хранение сварочного инвертора в гараже также нежелательно (резкие перепады температур приводят к появлению конденсата на платах, что может повредить отдельные узлы). Проблема эксплуатации сварочных инверторов при температурах ниже нуля, к сожалению, очень слабо освещена производителями.

4. Принцип действия сварочного инвертора.

Техническое название в советской литературе - выпрямитель с транзисторным инвертором.

  • Основные узлы и технологические процессы:

  • переменный ток промышленной частоты 50 Гц поступает на выпрямитель - обычный диод, который пропускает только полупериод;

  • выпрямленный (постоянный) ток сглаживается фильтром: дроссель с конденсатром;

  • полученный постоянный ток инвертируется (преобразуется) инвертором в переменный, но уже с частотой 20-50 кГц (на сегодня уже есть технологии с преобразованием частоты в 100кГц !). Подобные высокие частоты являются основным техническим решением, позволяющим добиться огромных преимуществ инвертора по сравнению с другими источниками питания

  • с помощью "обычного" силового трансформатора высокочастотное переменное напряжение понижается до 70-90В, а токи соответственно повышаются до величин, необходимых для сварки (100-200А). Можно даже сказать, что в инверторном сварочном устройстве сила сварочного тока достигается за счет преобразования высокочастотных токов, а не счет преобразования электромагнитной силы в катушке индукции как у трансформаторных аппаратов. Предварительные преобразования электрического тока позволяют применять трансформатор очень малых габаритов. Например, для получения сварочного тока в 160А в инверторе достаточно трансформатора весом 250г, тогда как на обычных сварочных аппаратах для получения подобного тока необходим медный трансформатор весом до 18кг;

  • высокочастотный выпрямитель выпрямляет переменный ток;

  • пройдя через высокочастотный фильтр, ток поступает на дугу;

  • процессы перехода тока из одного состояния в другое контролируются блоком управления. В современных аппаратах - это модуль IGBT, самая дорогая запчасть инвертора.


Более подробно - здесь

Перед подачей на инвертор сетевое напряжение выпрямляется и сглаживается фильтром, состоящим из дросселя и накопительного конденсатора C1. Напряжение на выходе выпрямителя пульсирует с частотой 300 Гц при питании его от трех фаз (как это изображено на Рисунке 1) и 100 Гц при питании от одной фазы. Эти пульсации частично сглаживаются дросселем, но ток на его выходе остается пульсирующим. Накопительный конденсатор заряжается в те интервалы времени, когда этот ток близок к максимальному, и разряжается, питая инвертор в остальное время. Величина емкости накопительного конденсатора должна быть достаточной для обеспечения максимального тока, потребляемого инвертором, который, в свою очередь, определяется максимальным сварочным током и коэффициентом трансформации трансформатора Т. Коммутатор инвертора на транзисторах VT1 и VT2 переключает полярность тока в первичных обмотках трансформатора с частотой от единиц до десятков килогерц. Трансформатор Т понижающий, он понижает напряжение до 50 - 80 В (амплитудного значения) в режиме холостого хода, и, соответственно, повышает ток в рабочем режиме. На выходе переменный ток высокой частоты сглаживается фильтром L2 C2. Емкость конденсатора C2 значительно меньше C1, так как частота пульсаций на нем значительно выше. Конденсаторы являются существенными элементами инверторов, и подбор их характеристик прямо влияет на эффективность работы устройства.

Электросхема сварочного инвертора

Рисунок 1

При подаче сигнала на базу транзистора VT1 отпирается его коллекторная цепь, и по первичной обмотке трансформатора Т в интервале времени t1 протекает ток в направлении, показанном тонкой линией. При снятии сигнала с базы этот ток прекращается. С некоторой задержкой отпирается транзистор VT2, при этом в интервале времени t2 ток по трансформатору идет уже в другом направлении, показанном пунктиром. Таким образом, по первичной обмотке трансформатора идет переменный ток. Длительность его периода Т и частота переменного тока f = 1/Т зависят от частоты запуска транзисторов, определяемой системой управления. Обычно частота устанавливается на уровне 1-100 кГц. Поскольку эта частота не зависит от частоты сети, такой инвертор называют автономным. Иногда инвертор конструктивно объединяют с трансформатором Т, выпрямительным блоком V2 и фильтром L2-C2. Такое устройство называют конвертором, у него на выходе, как и на входе, постоянное напряжение, но меньшей величины.

Если на входе инвертора установлен мощный накопительный конденсатор С1, то напряжение инвертора U1 имеет прямоугольную форму, как показано на рисунке 2. Такую конструкцию называют автономным инвертором напряжения (АИН). Если на входе инвертора установить мощный дроссель L1, а обмотку трансформатора Т шунтировать конденсатором, то сглажен будет уже входной ток. Такой преобразователь называется инвертором тока (АИТ). Наконец, возможна конструкция, в которой благодаря наличию последовательно соединенных конденсаторов индуктивности и емкости образуется колебательный контур с синусоидальным током, она названа резонансным инвертором (АИР).

Инвертор - это устройство, преобразующее постоянное напряжение в высокочастотное переменное.

Конвертор - устройство для понижения или увеличения постоянного напряжения, иногда с промежуточным высокочастотным звеном.

Регулирование режима сварки осуществляется несколькими способами.

Инвертор сварочный схема

Рисунок 2

Например, если входной выпрямительный блок выполнить тиристорным, то при увеличении напряжения Uвс увеличивается и амплитуда высокочастотного напряжения U2 и среднее значение Uв выпрямленного напряжения, как показано на рисунке 2 (а):
Uвс   ↑ => U1  ↑  => U2   ↑ => Uв   ↑

Возможно также регулирование изменением частоты импульсов (рис.2,б)
f   ↑  => T  ↓ => Uв   ↑

Но наибольшее распространение получил способ широтно-импульсного регулирования (рис. 2,в):
t  ↑  => Uв  ↑, поскольку при постоянной частоте облегчается выбор параметров выходного фильтра, а также снижается спектр электромагнитных помех, которые легче устранить входным фильтром.

В выпрямителе с инвертором используется амплитудное, частотное и широтное регулирование режима. Естественные внешние характеристики выпрямителя зависят от конструкции инвертора и трансформатора. Искусственные характеристики формируются с помощью обратных связей по току и напряжению.

Сварочные свойства выпрямителей с инвертором, как правило, лучше, чем у конвенциональных источников, и объясняется это высоким быстродействием инвертора. Если у не инверторного однофазного выпрямителя длительность переходного процесса составляет не менее полупериода стандартного переменного тока, т. е. около 0,01 с, то у выпрямителя с инвертором быстродействие характеризуется значениями 0,0005 с и меньше. При механизированной сварке в углекислом газе такой выпрямитель способен обеспечить сложный алгоритм изменения тока с целью управления переносом электродного металла при длительности отдельных этапов цикла около 1 мс. Высокие динамические свойства выпрямителя с инвертором проявляются и в случае программного управления процессом ручной дуговой сварки, например по циклограмме. В этом случае легко обеспечивается горячий пуск в начале сварки, быстрый переход от одного из заранее настроенных режимов к другому при попеременной сварке то нижних, то вертикальных швов, сварка пульсирующей дугой с регулируемой формой импульса и т. д.

В настоящее время выпускаются инвертора четвертого и пятого поколений.

Развитие сварочных технологий

Процесс дуговой сварки плавлением существует уже более 100 лет. Все это время источники питания дуги изменялись и совершенствовались. Путь от аккумуляторных батарей до электронных систем отразился и на свойствах дуги и на всем процессе сварки в целом.

До сих пор в сварочном производстве используются традиционные источники питания: трансформаторы, сварочные преобразователи, сварочные агрегаты, выпрямители. У них есть несколько общих недостатков: повышенная энергоемкость, значительные масса и габариты, недостаточное быстродействие, узкий диапазон регулирования режима сварки, сварка при частте не выше 50Гц .

При этом каждый из этих источников имеет еще дополнительно свои специфические недостатки. Например: трансформатор потребляет значительную реактивную мощность, нагрузка питающей сети в нем несимметрична, поскольку все сварочные трансформаторы однофазные. Вращающиеся части сварочного генератора создают шум, требуют сложного технического обслуживания. И т.д.

С развитием полупроводниковой техники в 50-х годах появились сварочные выпрямители, которые имели улучшенные технические характеристики. Но и они по-прежнему оставались тяжелыми, громоздкими, инерционными и имели малый КПД.

Дальнейший прогресс вызвал появление новых методов сварки: такие как механизированная сварка проволокой сплошного сечения в защитных газах (MIG/MAG), и новых сварочных установок: автоматические и роботизированные комплексы. Для новых сварочных установок потребовалось новое поколение источников питания сварочной дуги, которые бы обеспечивали высокое быстродействие, гораздо меньшее потребление энергии, давало широкий диапазон регулирования режимов сварки, а также имели универсальные внешние статические характеристики. Появились инверторные источники питания. С середины 80-х годов началось серийное производство высокочастотных тиристоров. На их основе и были созданы современные электронные инверторы, которые на сегодня активно вытесняют другие сварочные источники питания.


Название источника питания Год появления Блок-схема источника питания
Аккумуляторная батарея 1802 Сварочный инвертор - Аккумуляторная батарея
Сварочный агрегат (мотор-генератор) 1887 Сварочный инвертор - агрегат (мотор-генератор)
Сварочный трансформатор 1905 Сварочный трансформатор
Сварочный выпрямитель 1950 Сварочный выпрямитель
Сварочный инвертор 1950 Инверторный источник питани

5. Полезная информация.

Возможные неисправности сварочных инверторов и способы их устранения.
Неисправность Причина неисправности Методы устранения
Нестабильное горение дуги или сильное разбрызгивание металла при сварке Неправильно подобран сварочный ток. Сила тока должна соответствовать рекомендуемым значениям, указанным на пачке электродов или 25-40А на 1 мм диаметра электрода Установите силу тока соответствующую диаметру электрода
Постоянное прилипание электрода, при правильном выборе силы сварочного тока Низкое напряжение питающей сети, напряжение должно соответствовать 220В ±15% Приобрести стабилизатор напряжения мощностью не менее 3кВт
Не зажаты кабельные вставки в панельных гнездах Зажмите их поворотом по часовой стрелке
Сечение провода питающей сети менее 2,5 мм2 Используйте провод сечением не менее 2,5 мм2
Подгорание контактов в соединениях питающей сети Устраните причину подгорания контактов
Чрезмерно длинный удлинитель - более 40 м В данном случае лучше применять провод сечением не менее 4 мм2.
Сварки нет, хотя сварочный инвертор включен, индикатор сети горит Нет контакта или плохой контакт зажима "массы" и детали Восстановите контакт
Обрыв сварочных кабелей Восстановите целостность сварочных кабелей.
Отключение напряжения при сварке Автоматический выключатель питающей сети неисправен или не соответствует номиналу по току (менее 25А) Поменяйте автоматический выключатель
Загорается индикатор перегрева при сварке Превышен параметр "продолжительности нагрузки". Индикатор перегрева включается при нагреве свыше 800С Прекратите сварку и дайте аппарату остыть до отключения индикатора



Источник: В.С. Милютин, М.П. Шалимов, С.М. Шанчуров. Источники питания для сварки. Москва, 2007

Источник: http://www.welder.by/articles/article_11.html

Внимание: это авторская статья, поэтому при использовании материала просьба делать ссылку на первоисточник.

author: Оleg Stolyarov

Вернуться к списку статей