Использование сварочного инвертора и принцип его работы

Частые неисправности и их исправление

В процессе эксплуатации оборудования возникают такие поломки:

  1. Отказ прибора от запуска после подключения к сети. Неисправность связана с повреждением питающего кабеля, смещением клемм в вилке. Необходимо проверить и заменить данные детали. Реже проблема возникает из-за отсутствия напряжения в сети, выходе одного из узлов аппарата из строя, физическом износе полупроводников. В 2 последних случаях обращаются в сервисный центр.
  2. Залипание электрода, появление посторонних звуков. В таком случае проверяют исправность конденсаторов и полупроводников, замеряют напряжение в электросети, осматривают обмотку дросселя.
  3. Периодическое отключение преобразователя в процессе сварки. Связано с повреждением компонентов охлаждающей системы, порывом обмотки трансформатора. В последнем случае необходимо накрутить на сердечник новую жилу.
  4. Ухудшение параметров работы устройства. Замеряют температуру корпуса, проверяют исправность вентилятора, делают перерыв, помогающий прибору остывать.
  5. Колебание напряжения холостого хода. В этом случае проверяют регулировочную ручку, предохранители, клеммы блока запуска.

Рекомендуем к прочтению  Разновидности аппаратов для сварки

Сложность обслуживания

Перед началом работы купленный преобразователь продувают. Для этого используют бытовой фен, устанавливая среднюю мощность. Нельзя оставлять внутри корпуса скопившиеся влагу и пыль. Они негативно влияют на функционирование медной обмотки трансформатора. Продувку проводят каждые 3 месяца.

После длительного бездействия прокачивают полупроводники агрегата. Выпрямитель включают, давая ему функционировать в нескольких режимах. Начинают с минимальных параметров.

После 2-часовой прокачки прибор будет работать стабильно. В процессе сварки следят за состоянием основных узлов аппарата. Трансформатор не должен перегреваться.

Содержание:

bigstock_Industrial_theme_a_worker_at__13148723.jpg –>

В зависимости от технологического процесса, а именно марки свариваемого металла и типа покрытия электрода для сварки, работы выполняются или при переменном, или при постоянном токе. Постоянный ток от переменного выгодно отличается тем, что дуга горит намного стабильней. Это означает, что процесс сварки вести легче, причём можно проводить процесс сварки даже на маленьких токах. Для стабилизации тока используется преобразователь для сварки, трансформатор.

Размещение источников для проведения сварочных работ может быть индивидуальным или централизованным. При групповом размещении оборудование размещают на расстоянии около 30 – 40 метров от поста, а сами источники питания ставят на минимальном расстоянии от сварщика.

Устройство сварочного инвертора: описание работы и назначение блоков на базе схемы РЕСАНТА САИ 140

У каждого производителя принципиальные схемы инверторных сварочных аппаратов разные. Мало того, даже разные линейки одного и того же производителя могут существенно отличаться. Но устройство сварочного инвертора имеет общие черты. Блоки те же. Просто собраны смогут быть по-разному. Это входной выпрямитель на базе мощного диодного моста и сглаживающих конденсаторов, инвертор — на ключевых транзисторах (тип IGBT или MOSFET) и выходной выпрямитель на базе высокочастотного понижающего трансформатора и диодного моста с выходным конденсаторным фильтром.

ustrojstvo-svarochnogo-invertora-9.jpg

Принципиальная схема инверторного сварочного аппарата РЕСАНТА САИ 140

Далее рассмотрим, как работает сварочный аппарат, основываясь на схеме инверторного сварочного аппарата РЕСАНТА САИ 140. Он не лучше и не хуже остальных, просто есть его схемы.

Первичный выпрямитель и конденсаторный фильтр

Задача первичного выпрямителя — преобразовать синусоиду частотой в 50 Гц в постоянный ток. В реалии он получается не совсем постоянным, а с некоторой пульсацией, но это уже явно не синусоида. Реализуется это обычным диодным мостом, который «переворачивает» нижнюю полуволну синусоиды.

ustrojstvo-svarochnogo-invertora-4-640x284.jpg

Как работает сварочный инвертор: первая ступень преобразования напряжения в Ресанта САИ 140

Сетевое напряжение через входную стабилизирующую группу попадает на конденсаторы С1 и С2. Основная задача —  снятие статического напряжения на землю. Именно поэтому включать инверторную сварку крайне желательно в розетку с действующим заземлением, а не просто с имеющимся контактом.

Далее, диодный мост «переворачивает» нижнюю полуволну. На его выходе получается пульсирующее напряжение. Для сглаживания пульсаций ставят конденсаторы (в приведенной схеме это конденсатор С8 ёмкостью 1 микрофарад на напряжение 400 В ). На их выходе напряжение уже постоянное. Конденсаторы стоят с солидным запасом по напряжению — 400 Вольт и выше, так как на выходе диодного моста напряжение уже больше чем сетевое — порядка 320-350 В. А если учесть еще возможные скачки… вот и ставят с запасом — на 400 В.

И конденсаторы, и диоды при работе сильно греются. Для лучшего отвода тепла их монтируют на алюминиевые радиаторы. Часто еще делают дополнительный обдув — ставят вентилятор. Если вы хотите, чтобы сварочный аппарат прослужил долго, следите за тем, чтобы кулер был в рабочем состоянии.

Инвертор

Блок инвертора преобразует постоянное выпрямленное напряжение низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты. Реализуется обычно на ключевых транзисторах, которые открываются и закрываются с большой частотой. Именно они формируют переменное напряжение с частотой в десятки килогерц. Управляет их переключением контроллер.

Силовые транзисторы G30N60, при помощи которых преобразуется постоянный ток в высокочастотный переменный

G30N60 — биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBTs).

На выходе инвертора получаем не синусоиду, а практически прямоугольные импульсы. Но для дальнейшего выпрямления это не проблема. Зато частота высокая, что значит, что вторичный выпрямитель можно сделать на небольшом по размеру трансформаторе.

Выпрямление и стабилизация

Полученное высокочастотное напряжение подается на высокочастотный трансформатор. Напряжение на нем понижается, ток увеличивается. Через его первичную обмотку протекает высокое напряжение небольшой силы тока, а со вторичной снимается более низкое напряжение, но сила тока уже порядка 150-220 ампер — в зависимости от мощности и класса аппарата.

Выходное преобразование напряжения перед подачей на электрод

Для получения постоянного напряжения на выходе трансформатора стоит диодный мост. Он выдает уже практически постоянное напряжение, которое «доглаживается» выходными конденсаторами и идет на сварочный электрод. Диоды на выходном мосту стоят особые — с высокой скоростью срабатывания (не более 40-55 наносекунд). Они должны сглаживать напряжение частотой в десятки килогерц, так что скорость срабатывания должна быть очень высокой. Если в процессе ремонта возникла необходимость их замены, то надо подбирать именно с высоким быстродействием. Иначе работать аппарат не будет.

STTH6003CW — диод быстродействующий 300В, 30А, 55нс.

Остальные блоки на схеме — это как раз управление, «дополнительные опции» типа защит от перегрева и залипания электрода.

Как сделать самому

Человек, разбирающийся в электротехнике, может собрать сварочный выпрямитель своими руками. На первом этапе составляют чертеж, отображающий все элементы системы.

При выборе деталей учитывают толщину электродов, с которым будет работать аппарат. Так, для функционирования совместно со стрежнями диаметром 3 мм агрегат должен выдавать силу тока в 150 А.

Основными компонентами электрической схемы являются:

  1. Трансформатор. Рекомендуется выбирать готовые устройства. Однако при необходимости блок можно собрать самостоятельно.
  2. Выпрямительный блок. Сюда подается напряжение с вторичной обмотки. Для обустройства узла применяют конденсаторы, диоды, дроссель. Блок собирают по мостовой схеме. Проходящее по диодам электричество является пульсирующим. Оно не подходит для сварки, поэтому в схему вводят конденсаторы, сглаживающие колебания. Дроссель делает ток стабильным, он задерживает переменную составляющую, пропуская постоянную. Элемент собирают из железного сердечника и медной проволоки с изоляцией. Между компонентами дросселя оставляют зазор.
  3. Радиаторы охлаждения. Они отводят тепло, выделяемое диодами. Их устанавливают в комплекте с вентиляторами.
  4. Основание агрегата. Все узлы размещают на прочной текстолитовой пластине. Между компонентами схемы должно оставаться расстояние, обеспечивающее циркуляцию воздуха.

Для изготовления сварочного выпрямителя используют конденсаторы, выдерживающие высокое напряжение. Применяемые в радиотехнике детали для этого не подойдут.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий