Электросхема сварочного аппарата вд 401

Обновлено: 11.05.2024

Помимо блокового преобразовывающего устройства, в конструкцию выпрямительного устройства для сварки входят:

защитные и измерительные элементы;

Вышеуказанные компоненты сварочного выпрямителя объединяются в общем блоке, при этом используется схема сварочного выпрямителя, позволяющая своими руками правильно подключить устройство.

С этой целью используется две распространенных схемы, первая принципиальная схема предусматривает подключение однофазным выпрямительным мостом – аппарат будет эксплуатироваться на 2-х полупериодах; вторая схема – для нее используется подключение трехфазным выпрямительным мостом – аппарат будет функционировать за счет 2-х токопроводящих основ.

Особенности назначения выпрямительного устройства

Данная категория аппаратов применяется как генератор электрического напряжения между двумя точками, побуждающий возникновение сварочной электрической дуги.

Похожая схема применяется в электродуговом сваривании, с использованием плавких электродов с разным видом покрытия.

С помощью сварочных выпрямителей появляется возможность работать электродами с диаметром до 1,2 мм и обрабатывать разные виды сталей своими руками.

Используя электроды со специальным рабочим покрытием в сочетании со сварочным выпрямителем, можно сваривать цветмет и различные сплавы.

Также применение сварочного выпрямителя напряжения типа ВДУ, оборудованного автоматическим источником подачи присадочного материала, позволяет своими руками работать сваркой: аргонодуговой, угольной дугой, под флюсом.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод: выпрямитель используется при обработке любых металлических изделий посредством напряжения постоянного тока.

Схема функционирования выпрямительных устройств

Для функционирования выпрямительного прибора применяется следующая принципиальная схема. Сетевой или генерируемый ток подается на входную обмотку трансформатора.

При помощи трансформатора снижается стандартный показатель тока до показателя, который будет соответствовать величине холостого хода сварки.

Далее осуществляется выпрямление высокочастотного тока до стабильного показателя.

Полупроводниковый диод преобразует переменный ток в постоянный ток.

Завершающий блок поддерживает, стабилизирует готовые технические характеристики, позволяет им оставаться неизменными.

По указанной схеме может эксплуатироваться любой выпрямительный вариант устройства из ниже рассмотренных моделей, цена на них также приемлема, как и технические характеристики.

Виды сварочных выпрямительных устройств

На данный момент производство выпускает выпрямительные устройства в следующих вариантах:

Выпрямитель типа ВДМ – состоит из диодного моста, который выравнивает характеристики сглаживающего конденсатора, переменного тока и понижающего трансформатора.

Сварочный выпрямитель ВДМ применяют в бытовой и коммунальной электро-хозяйственной сфере. Основным достоинством ВДМ выпрямителей является невысокая цена.

Недостаток сварочного ВДМ выпрямителя заключается в минимальном периоде включения.

Выпрямитель универсальный многопостового типа. Многопостовые сварочные выпрямители питаются от 3-х фазной электрической сети.

При этом каждый многопостовой вывод имеет индивидуальный блок управления, конструкция которого состоит из реостата управления и ограничителя регулятора (дросселя).

За счет этого многопостовые сварочные выпрямители демонстрируют высокие вольтамперные технические характеристики.

Такой аппарат может применяться при максимально длительном режиме включения.

Благодаря этому многопостовые сварочные выпрямители используются в ходе длительных и масштабных сварочных работ.

Многопостовые сварочные выпрямители нашли свое применение на заводах по изготовлению металлических конструкций, в цехах серийного производства и на стройплощадках.

Выпрямительное устройство инверторного типа – аппарат особой категории, отличающийся оригинальностью конструкции, которая обусловлена сборкой основных узлов.

Инверторный прибор состоит из электрического фильтра, сглаживающего на порядок активное напряжение переменного тока.

За фильтром место понижающего трансформатора, который оперирует высокочастотными токами, за ним находится мост. Благодаря подобной сборке, инверторный прибор помещается в компактном корпусе.

Подобные выпрямители удобны в транспортировке, поэтому им отдают предпочтение домашние умельцы и хозяева аварийных бригад, которым приходится всегда возить с собой подобное оборудование, цена на него не слишком высока.

Как видно из вышесказанного, современное производство предлагает потребителям разные виды выпрямительных устройств для сварочных аппаратов, при этом их цена может составлять от 10 тыс. до 100 тыс. рублей.

Распространенные варианты выпрямительных устройств

Среди представленных на рынке моделей выпрямительных приборов для сварки можно выделить устройство ВДМ 1202С – отличается высоким вольтамперным свойством. 1202С используется при дуговой сварке в строительной и энергетической сфере.

В процессе сварки с помощью устройства 1202 могут использоваться любые типы электродов, как изделия постоянного тока, так и универсальные или специальные.

Устройство ВДМ 1202 по мнению специалистов считается надежным, качественным и долговечным.

Выпрямительному устройству модели 1202 все чаще отдают предпочтение профессионалы, так как возможно его применением с удвоением мощности напряжения.

Особенностью выпрямителей с удвоением мощности напряжения является возможность конденсаторов скапливать и сохранять электроэнергию.

На данный момент цена выпрямительного прибора для сварки 1202 составляет около 1000$.

Выпрямительные устройства ВДУ 506С предназначаются для сборки агрегатов дуговой сварки и полуавтоматических аппаратов, для дуговой сварки, осуществляемой своими руками с применением покрытых электродов.

ВДУ 506С в сборке с полуавтоматическим устройством используется в ходе полуавтоматической сварки с применением плавящейся проволоки в среде защитного газа. ВДУ 506С – аналог приборов типа ВДУ 506, их производство осуществлялось в Литве и на территории России.

В отличие от модели 506, вариант 506С имеет небольшой вес в 250г и меньшие габариты – 740х600х920.

В свою очередь, выпрямитель ВДУ 506 способен обеспечить сваривание простыми электродами, работу в среде защитного газа, сваривание порошковым материалом.

А также возможность осуществлять своими руками резку расплавленного металла.

Сварочный выпрямитель ВД 301 УЗ используется для поддержания электродуги при дуговой сварке, осуществляемой своими руками, для резки и наплавления металлических изделий.

Российское производство обеспечило модели ВД 301 УЗ эффективные свойства эксплуатации, ВД 301 УЗ можно использовать в различных климатических условиях.

Прибор ВД 306 М1 используют при сварке электродами с покрытием. Устройство ВД 306 М1 позволяет обрабатывать стальные детали.

Вариант выпрямительного прибора для сварки ВД 306 С1 предназначен для сварки в ручном режиме с применением постоянного тока для сваривания различного типа сталей, в том числе и коррозийно-устойчивых.

Материал, используемый для обмотки трансформатора – медь. Эксплуатируется ВД 306 С1 от 380В, на данный момент цена на выпрямительное устройство 306 достигает 300$.

ВД 313 УЗ применяется для сварки стальных изделий в ручном режиме с применением покрытых электродов. Выпрямитель ВД 313 имеет простую, но надежную конструкцию. По мобильности 313 модель конкурирует с ВД 306.

Выпрямитель сварочный ВД 313 УЗ оснащен устройством шунтового регулирования, за счет которого уменьшается период изменения сварочного режима.

Классический выпрямительный прибор ВД 401 незаменим при подаче постоянного тока сварочной электрической дуги, при наплавлении и разрезании металлов, а также применяется при сварке в ручном режиме.

Модель выпрямительного устройства для сварки ВД 401 питается от 3-х фазной сети. Конструкция состоит из трансформатора силового типа, выравнивающего блока, магнитного шунта, системы охлаждения, авто выключателя и корпуса.

Выпрямительное устройство для сварки 401 предназначено к использованию в закрытых, но вентилируемых естественным образом пространствах. Исключается использование ВД 401 во взрывоопасных помещениях.

Выпрямительный аппарат ВД-16-Ч применяется для ручной электрической дуговой сварки на постоянном токе. ВД-16-Ч имеет защитный датчик от перегрузки, а также ВД-16 может использоваться при температуре от -10 до +40ºС.

Исключается эксплуатация ВД-16 под воздействием длительных вибраций, дождя и снега, в химической среде ВД-16 тоже работать запрещено.

Сварочный выпрямитель ВД-401

Выпрямитель сварочный ВД-401с предназначается для обеспечения сварочной дуги постоянным током. В своей модельной линейке он находится в средней категории по мощности. В качестве источника питания может использоваться 3-фазная сеть генератора, трансформатора (стационарная). Выпрямитель применяется комплексно со сварочным аппаратом, меняя принципиальную схему, в результате увеличивается функционал проводимых работ:

Улучшается качество сварного соединения за счет стабилизации дуги.
Появляется возможность работать в режимах прямой и обратной полярности, что в свою очередь расширяет не только диапазон задач по мощности, но также обрабатываемых сталей и видов электродов.

Аналог для бытового применения — это компактный инвертор, который обладает мощностью в меньшем диапазоне и не может использоваться длительное время. Сварочные выпрямители, назначение, устройство, принцип действия которых предназначены для промышленных масштабов, имеют ряд преимуществ:

Высокая рентабельность (сюда входят быстрая окупаемость, низкая стоимость обслуживания, отличная ремонтопригодность и обеспеченность запасными частями).
Хорошее соотношение цены и срока эксплуатации.
Широкий выбор режимов работы и диапазона обрабатываемых материалов.

Выпрямитель сварочный ВД-401 УЗ

Назначение и принцип действия

Важно! Можно использовать электроды диаметром до 1,2 мм различного назначения: с покрытием, углеродистые, плавящиеся, неплавящиеся, штучные.

Выпрямитель ВД-401 трансформирует переменный ток в постоянный. Ручная сварка, в совокупности с которой работает устройство, запитывается от переменного тока, это позволяет выполнять с его помощью однотипную работу. Для качественной дуги необходим более мощный, постоянный ток, который можно получить, подключив сварочный аппарат к выпрямителю. Для этого сварочный аппарат или рукава электродов подключаются не напрямую к сети, а к выпрямителю. В этом случае сварочная дуга получает вид тока в зависимости от способа подключения.

Процессы, которые происходят в выпрямителе, обеспечиваются его внутренним строением. Основными агрегатами являются:

Понижающий трансформатор. Поступающий на первичную обмотку ток создает магнитно-индукционное поле, оно, в свою очередь, генерируется на второй обмотке, но с показателями, определяющими количество витков здесь. Задача трансформатора: понизить напряжение, увеличив силу тока.
Самый главный элемент — выпрямитель или диодный мост. Он состоит из кремниевых пластин, подключенных параллельно или последовательно — диодов. Они являются полупроводниками, пропуская электроны только в одном направлении. На этом этапе переменный ток, проходящий через них, меняет свою частоту на нулевую или постоянную. Этот процесс происходит с выделением большого количества тепла, поэтому диодные мосты оснащаются мощной системой охлаждения.

Нагрев негативно сказывается на работе всей системы, поэтому на нее устанавливаются:

датчики температуры;
аварийная система отключения (тепловой расцепитель, который, расплавляясь при перегреве, размыкает цепь);
вентилятор, который обеспечивает принудительное охлаждение.

Особенности конструкции выпрямителя позволяют регулировать силу тока несколькими способами, в зависимости от устройства это будет грубая или более «точная» настройка. Ручной регулятор, находящийся на передней панели, отвечает за размыкание магнитного шунта. Изменение расстояния между обмотками влияет на передачу индукции, усиливая или снижая силу тока.

Технические характеристики

В модельной линейке среднемощных однопостовых приборов представлен выпрямитель сварочный ВД-401, технические характеристики обеспечиваются следующими параметрами:

сила тока номинальная — 400 А;
напряжение (холостого хода) — 80 В;
напряжение рабочее — 380 В;
потребляемая мощность — 12,8 кВт;
диапазон малых токов — 45-180 А;
диапазон больших токов — 200-400 А;
диаметр электрода — 2,0-6,0 мм;
КПД — 80 %.

При габаритах 560 x 510 x 660 мм, вес прибора составляет 125 кг. Для оперативной транспортировки он поставлен на колесную базу. Управление нагрузкой плавное механическое. Переключение полярностей стандартное.

Технические параметры сварочного выпрямителя ВД-401 УЗ

Особенности климатического использования и внешнего воздействия определяются ГОСТ 15150-69. Модель предназначена для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией. Температурный режим — от -40 до +40 °С при максимальной влажности 80 % при 20 °С. Место расположения — не выше 1000 м над уровнем моря.

Особенности эксплуатации и меры безопасности при работе

Важно! Запрещено работать со снятой крышкой и/или без заземления

При ознакомлении с особенностями эксплуатации необходимо освоить условия, работа в которых запрещена, а также причины, приводящие к поломкам. Запрещено использовать прибор в следующих средах:

повышенной запыленности;
при наличии токопроводящей пыли (чаще всего металлической);
при испарении кислот и щелочей;
взрывоопасной;
едких паров и газов, разрушающих обмотку, изоляцию и т. д.

К работам допускаются лица с категорией не менее 2 разряда, к ремонту оборудования — лица не менее чем с 3 разрядом.

Из-за высокой электромагнитной индукции, которая влияет на оборудование, находящееся вблизи, запрещено работать людям со встроенными аппаратами (имплантами). В обязательном порядке нужно использовать СИЗ и выполнять меры пожарной безопасности.

Конструкция прибора усиленная, повышенной прочности, но восприимчива к дисперсному загрязнению. Поэтому одним из главных условий эксплуатации является ежедневный уход. Заключается он в обдуве сжатым воздухом от пыли.

Второй этап обслуживания — профилактический. Проводится не реже 1 раза в месяц и заключается в проверке контактов и целостности обмотки, подкручивании болтовых соединений, удалении пыли и грязи с труднодоступных элементов.

Включение выпрямителя происходит в несколько этапов:

очистка от пыли методом продувки;
проверка контактов;
проведение заземления корпуса и вторичной цепи.

Показателем к работе являются рабочие трансформатор и вентилятор. Без включения этих устройств использование выпрямителя запрещено.

Заключение

Минимальное количество автоматизации, простая рабочая схема делают выпрямитель ВД-401 одной из самых работоспособных техник в своей сфере. К экономическим преимуществам можно добавить его высокую окупаемость, рентабельность в эксплуатации (наличие всех запчастей, отличная ремонтопригодность), оптимальную цену на новое оборудование в диапазоне 65-95 тыс. рублей.

Сварочный выпрямитель ВД-313

Сварочные работы различаются не только природой свариваемого материала. Не менее важны технические характеристики самого процесса, а именно качественная составляющая, за которую отвечает регулировка параметров тока. Выпрямитель сварочный ВД-313 на данный момент является одним из конструктивно совершенных в этом отношении приборов, что подразумевает для пользователя оперативную и точную регулировку силы тока.

Стандартная схема подключения через шинопровод уже устарела: она имеет низкий КПД (30-40 %) при работе всех постов, регулировка проводится через балластный реостат, что также позволяет работать с ограниченным видом сталей и технологий. Выпрямители ВД-313 изготовлены по совершенной новой технологии выпрямительного элемента, отличаются высоким КПД — 90 %, возможностью работать с разнородными сталями и типами электродов.

Предназначен он для промышленного использования и способен к одновременному питанию 2 сварочных постов. Устойчивая электрическая дуга позволяет проводить работы как штучными покрытыми электродами, так и сваркой в защитной атмосфере газами и флюсами. К наиболее распространенным технологиям можно отнести:

Выпрямитель сварочный ВД-313

Важно! Регулировка индуктивного рассеивания проводится с помощью вращения рукоятки на корпусе. Она меняет положение шунта

Выпрямитель работает в компоновке со сварочными агрегатами, запитывается от 3-фазной сети. В качестве источника может использоваться генератор или другой автономный комплекс, обеспечивающий напряжение 380 В.

Эта модель характеризуется плавным изменением тока, за счет шунтовой конструкции. В отличие от базовых аналогов, регулировка которых заключается в изменении количества подключаемых витков трансформатора или расстояния между ними, сварочные выпрямители тиристорного и транзисторного типа, к которым относится и ВД, регулируют силу тока, пропуская его через цепь тиристоров, динисторов и симисторов. Основные элементы цепи выпрямителя — это:

Трансформатор понижающий. Подключается к сети переменного тока, который, в свою очередь, поступает на первичную обмотку. В качестве материала изготовления сердечника используется электротехническая сталь, а обмотка представляет собой алюминиевые провода, покрытые стеклопластиковым лаком. Ток, поступая на первую обмотку, создает электромагнитное поле, а посредством электромагнитной индукции передается на вторичную обмотку. Основная задача трансформатора — понизить напряжение, увеличив силу тока.
Последующий этап прохождения тока — это сам выпрямительный или диодный мост. Система в этом аппарате представлена комплексом регулируемых выпрямителей: тиристоров, симисторов, динисторов. Они не только дозируют прохождение тока в одну сторону, обеспечивая тем самым трансформацию переменного тока в прямой, но и регулируют его силу.
Выпрямительный мост — это двухкомпонентная система, вторая часть которой — принудительное охлаждение. При прохождении переменного тока через тиристор выделяется большое количество тепла. Его отведение является обязательным условием работы агрегата.

Рассчитанный к подключению 2 постов сварочный выпрямитель ВДМ 2х313 должен иметь автономную регулировку силы тока на каждый из них, а также подключение полярности.

Современный выпрямитель сварочный ВД-313 характеристики имеет следующие:

диапазон регулирования тока в рабочих пределах — 60-315 А;
первичная мощность — 27 кВа;
диаметр сварочных проводов — 50 мм;
диапазон диаметров электродов — 2-5;
количество постов для одновременной работы — 2.

При таких возможностях выпрямитель имеет следующие параметры:

вес — 135 кг;
размеры — 715 х 480 х 670 мм.

Охлаждение диодного моста — принудительное воздушное. Для удобной транспортировки он установлен на колесную базу и снабжен ручкой. При работе выпрямитель сварочный ВД-313, схема которого не включает в себя балластный термостат, обладает достоинствами:

Независимость характеристик сварки между постами.
Экономия электроэнергии при загруженности 2 постов в 1,5-2 раза.
Широкий диапазон регулировки сварочного тока.
Оперативная смена режимов.
Высокая точность регулирования тока.

Важно! Запрещено включать агрегат без работающего вентилятора. В случае неисправности системы охлаждения возможен выход из строя диодного моста

Перед тем как включить выпрямитель ВД-313, необходимо осуществить продувку внутренней части сжатым воздухом. Проводится эта процедура при выключенном питании от сети и открытом кожухе. При длительном простое оборудования, а также при профилактических работах (не реже 1 раза в месяц) следует провести следующие процедуры:

Визуальный осмотр внутренних частей на наличие грязи, пыли, возможности отхода контактных соединений (в том числе и сварных), нарушений герметичности.
Проверку целостности их обмотки на случай перебоев, перегибов, порезов, пережатий.
Затяжку болтовых соединений, зажимов и прочих контактов.
Сжатие вторичной цепи.
Заземление корпуса.
Включение агрегата в сеть (подключение должно проводиться через автоматический выключатель — трехполюсный рубильник).

После включения должен заработать вентилятор, и появиться характерное гудение трансформатора. Если одного из этих признаков нет, аппарат неисправен, и дальнейшая работа запрещается.

Устройство также нельзя использовать в сложных условиях:

во взрывоопасной атмосфере;
свыше 1000 метров над уровнем моря;
при температурах, выходящих на границы диапазона -40/+40 °С;
в сильно запыленном помещении, а также при наличии токопроводящей пыли;
в атмосфере с кислотными испарениями, разрушающими обмотку.

Выпрямитель сварочный ВД-313 У3 универсального назначения применяется на производствах для увеличения производительности. Компактные размеры относительно его возможностей, неприхотливость при хранении и использовании, возможность работать длительное время с короткими перерывами делают его востребованным во всех отраслях промышленности.

Трансформатор сварочный ТДМ-401

Данный аппарат относится к достаточно мощным трансформаторам, которые рассчитаны на промышленное применение. Он является весьма массивным изделием, вес которого более полутора сотни килограмм, так что переместить его можно только при помощи специальных приспособлений, таких как колеса.

Сварочный трансформатор ТДМ 401 является одно корпусным аппаратом, в котором все детали размещаются в пределах одной металлической коробки. Как и в других моделях серии здесь присутствует только естественное охлаждение, которое достигается при помощи грамотного использования вентиляции.

Трансформатор сварочный ТДМ-401

Сварочный трансформатор ТДМ 401 1У2 предназначен для понижения напряжения из сети до того уровня, который может понадобиться для сварки. Как правило, это значение значительно ниже, чем-то, что поступает на первичную обмотку, особенно, если дело касается холостого хода трансформатора. Регулировка тока происходит при помощи переключения обмоток. Здесь можно выделить два отдельных диапазона для каждой обмотки. В обоих случаях регулировка происходит путем изменения воздушного зазора. Это помогает подобрать лучшие параметры для сваривания конкретного вида металла и толщины заготовки. Сварка тонкого металла в данном случае может быть несколько проблематичной, но вполне осуществимой.

Сварочный трансформатор ТДМ-401 У2, несмотря на свой вес, может перемещаться при помощи дополнительны колес;
Техника имеет простую конструкцию, благодаря которой ремонт и обслуживание трансформаторов этой модели оказываются относительно простыми, если за дело берется профессионал;

Конструкция трансформатора ТДМ-401

Параметры регулируются достаточно плавно, чтобы подобрать необходимый рабочий режим в среднем диапазоне;
Аппарат может легко сваривать толстые заготовки, так как его диапазон ближе к силовым трансформаторам.

Если в сети возникают скачки напряжения, то это может сильно повлиять на работу аппарата, также, как и повышенное или пониженное напряжение, отличающееся от номинального и поступающее на первичную обмотку;
Техника оказывается слишком тяжелой для мобильных перемещений, так что используется преимущественно на одном месте, как стационарная;
Сваривание проводится на переменном токе, который обладает худшими характеристиками, чем постоянный, влияя тем самым на качество сваривания;
При работе на больших мощностях необходимо обеспечивать дополнительное охлаждение, так как естественной стандартной вентиляции может оказаться недостаточно.

Схема подключение трансформатора ТДМ-401

Когда нужно осуществить подключение такого изделия как сварочный трансформатор ТДМ 401, то следует тщательно выбирать кабеля, так как они должны выдерживать минимум 400 ампер сварочного тока. Если их сечение будет рассчитано на более низкие параметры, то будет частое перегревание и расплавление, вследствие чего может случиться короткое замыкание. Слишком толстые кабели приводят к потерям напряжения и снижают экономическую выгоду мероприятия, не говоря уже о том, что напряжение на первичной обмотке будет ниже, чем это требуется.

Данная техника оказывается очень надежной, если во время эксплуатации выполняются все необходимые правила эксплуатации, заданные в инструкции. Чтобы она могла прослужить как можно дольше, следует придерживаться заданных режимов.

«Важно!
Не стоит превышать напряжение сети выше номинального.»

Также желательно избегать перегрева, так как основные неисправности трансформатора сварочного ТДМ 401 возникают во время его перегрева. Когда возникают какие-либо первые признаки неполадок, то стоит сразу же отключить оборудование от электропитания, так как дальнейшая эксплуатация может только усугубить проблему.

Принципиальная схема сварочного инвертора: разбираемся в деталях

Схема сварочного инвертора в корне отличается от устройства его предшественника – сварочного трансформатора. Основой конструкции прежних сварочных аппаратов был трансформатор понижающего типа, что делало их габаритными и тяжелыми. Современные сварочные инверторы благодаря использованию при их производстве передовых разработок – это легкие и компактные устройства, отличающиеся широкими функциональными возможностями.

Сварочный инвертор без крышки

Основным элементом электрической схемы любого сварочного инвертора является импульсный преобразователь, вырабатывающий ток высокой частоты. Именно благодаря этому использование инвертора дает возможность легко зажигать сварочную дугу и поддерживать ее в стабильном состоянии на всем протяжении сварки. Схема сварочного инвертора в зависимости от модели может иметь определенные особенности, но принцип его работы, который будет рассмотрен ниже, остается неизменным.

Какие виды инверторов представлены на современном рынке

Для определенного типа сварки следует правильно выбирать инверторное оборудование, каждый вид которого обладает специфической электрической схемой и, соответственно, особыми техническими характеристиками и функциональными возможностями.

Инверторы, которые выпускают современные производители, могут одинаково успешно использоваться как на производственных предприятиях, так и в быту. Разработчики постоянно совершенствуют принципиальные электрические схемы инверторных аппаратов, что позволяет наделять их новыми функциями и улучшать их технические характеристики.

Количество разъемов и органов управления на передней панели во многом говорят об возможностях сварочного инвертора

Инверторные устройства в качестве основного оборудования широко используются для выполнения следующих технологических операций:

сварки по полуавтоматической и автоматической технологиям;
плазменной резки и др.

Кроме того, инверторные аппараты являются наиболее эффективным типом оборудования, которое используется для сварки алюминия, нержавеющей стали и других сложносвариваемых металлов. Сварочные инверторы, вне зависимости от особенностей своей электрической схемы, позволяют получать качественные, надежные и аккуратные сварные швы, выполняемые по любой технологии. При этом, что важно, компактный и не слишком тяжелый инверторный аппарат при необходимости можно в любой момент легко перенести в то место, где будут выполняться сварочные работы.

Мобильность – одно из преимуществ инверторных аппаратов

Что включает в себя конструкция сварочного инвертора

Схема сварочного инвертора, которая определяет его технические характеристики и функциональность, включает в себя такие обязательные элементы, как:

блок, обеспечивающий электрическим питанием силовую часть устройства (он состоит из выпрямителя, емкостного фильтра и нелинейной зарядной цепи);
силовая часть, выполненная на базе однотактного конвертора (в данную часть электрической схемы также входят силовой трансформатор, вторичный выпрямитель и выходной дроссель);
блок питания элементов слаботочной части электрической схемы инверторного аппарата;
ШИМ-контроллер, который включает в себя трансформатор тока и датчик тока нагрузки;
блок, отвечающий за термозащиту и управление охлаждающими вентиляторами (в данный блок принципиальной схемы входят вентиляторы инвертора и температурные датчики);
органы управления и индикации.

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. Для этих же целей необходим и инверторный аппарат, позволяющий формировать сварочный ток с большим диапазоном характеристик.

В наиболее простом изложении принцип работы инвертора выглядит так.

Переменный ток с частотой 50 Гц из обычной электрической сети поступает на выпрямитель, где происходит его преобразование в постоянный.
После выпрямителя постоянный ток сглаживается при помощи специального фильтра.
Из фильтра постоянный ток поступает непосредственно на инвертор, в задачу которого входит опять преобразовать его в переменный, но уже с более высокой частотой.
После этого при помощи трансформатора понижают напряжение переменного высокочастотного тока, что дает возможность увеличить его силу.

Блок-схема сварочного аппарата инверторного типа

Для того чтобы понять, какое значение имеет каждый элемент принципиальной электрической схемы инверторного аппарата, стоит рассмотреть его работу подробнее.

Процессы, протекающие в электрической схеме сварочного инвертора

Схема сварочного аппарата инверторного типа позволяет увеличивать частоту тока со стандартных 50 Гц до 60–80 кГц. Благодаря тому, что на выходе такого устройства регулировке подвергается высокочастотный ток, для этого можно эффективно использовать компактные трансформаторы. Увеличение частоты тока происходит в той части электрической схемы инвертора, где расположен контур с мощными силовыми транзисторами. Как известно, на транзисторы подается только постоянный ток, для чего и необходим выпрямитель на входе аппарата.

Принципиальная схема заводского сварочного инвертора «Ресанта» (нажмите, чтобы увеличить)

Схема инвертора от немецкого производителя FUBAG с рядом дополнительных функций (нажмите, чтобы увеличить)

Пример принципиальной электрической схемы сварочного инвертора для самостоятельного изготовления (нажмите, чтобы увеличить)

Принципиальная электрическая схема инверторного устройства состоит из двух основных частей: силового участка и цепи управления. Первым элементом силового участка схемы является диодный мост. Задача такого моста как раз и состоит в том, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный.

В постоянном токе, преобразованном из переменного в диодном мосту, могут возникать импульсы, которые необходимо сглаживать. Для этого после диодного моста устанавливается фильтр, состоящий из конденсаторов преимущественно электролитического типа. Важно знать, что напряжение, которое выходит из диодного моста, примерно в 1,4 раза больше, чем его значение на входе. Диоды выпрямителя при преобразовании переменного тока в постоянный очень сильно нагреваются, что может серьезно сказаться на их работоспособности.

Компоненты сварочного инвертора на примере самодельного аппарата

Чтобы защитить их, а также другие элементы выпрямителя от перегрева, в данной части электрической схемы используют радиаторы. Кроме того, на сам диодный мост устанавливается термопредохранитель, в задачу которого входит отключение электропитания в том случае, если диодный мост нагрелся до температуры, превышающей 80–90 градусов.

Высокочастотные помехи, создаваемые при работе инверторного устройства, могут через его вход попасть в электрическую сеть. Чтобы этого не произошло, перед выпрямительным блоком схемы устанавливается фильтр электромагнитной совместимости. Состоит такой фильтр из дросселя и нескольких конденсаторов.

Блок питания инвертора

Сам инвертор, который преобразует уже постоянный ток в переменный, но обладающий значительно более высокой частотой, собирается из транзисторов по схеме «косой мост». Частота переключения транзисторов, за счет которых и происходит формирование переменного тока, может составлять десятки или сотни килогерц. Полученный таким образом высокочастотный переменный ток имеет амплитуду прямоугольной формы.

Получить на выходе устройства ток достаточной силы для того, чтобы можно было с его помощью эффективно выполнять сварочные работы, позволяет понижающий напряжение трансформатор, установленный за инверторным блоком. Для того чтобы получить с помощью инверторного аппарата постоянный ток, после понижающего трансформатора подключают мощный выпрямитель, также собранный на диодном мосту.

Транзисторы для силового модуля сварочного инвертора

Элементы защиты инвертора и управления им

Избежать влияния негативных факторов на работу инвертора позволяют несколько элементов в его принципиальной электрической схеме.

Для того чтобы транзисторы, которые преобразуют постоянный ток в переменный, не сгорели в процессе своей работы, используются специальные демпфирующие (RC) цепи. Все блоки электрической схемы, которые работают под большой нагрузкой и сильно нагреваются, не только обеспечены принудительным охлаждением, но также подключены к термодатчикам, отключающим их питание в том случае, если температура их нагрева превысила критическое значение.

Радиаторы и вентиляторы системы охлаждения занимают значительное пространство внутри инвертора

Из-за того, что конденсаторы фильтра после своей зарядки могут выдавать ток большой силы, который в состоянии сжечь транзисторы инвертора, аппарату необходимо обеспечить плавный пуск. Для этого используют стабилизаторные устройства.

В схеме любого инвертора имеется ШИМ-контроллер, который отвечает за управление всеми элементами его электрической схемы. От ШИМ-контроллера электрические сигналы поступают на полевой транзистор, а от него – на разделительный трансформатор, имеющий одновременно две выходные обмотки. ШИМ-контроллер посредством других элементов электрической схемы также подает управляющие сигналы на силовые диоды и силовые транзисторы инверторного блока. Для того чтобы контроллер мог эффективно управлять всеми элементами электрической схемы инвертора, на него также необходимо подавать электрические сигналы.

Для выработки таких сигналов используется операционный усилитель, на вход которого подается формируемый в инверторе выходной ток. При расхождении значений последнего с заданными параметрами операционный усилитель и формирует управляющий сигнал на контроллер. Кроме того, на операционный усилитель поступают сигналы от всех защитных контуров. Это необходимо для того, чтобы он смог отключить инвертор от электропитания в тот момент, когда в его электрической схеме возникнет критическая ситуация.

Достоинства и недостатки сварочных аппаратов инверторного типа

Инверторные сварочные аппараты, которые пришли на смену привычным всем трансформаторам, обладают рядом весомых преимуществ.

Благодаря совершенно иному подходу к формированию и регулированию сварочного тока масса таких устройств составляет всего 5–12 кг, в то время как сварочные трансформаторы весят 18–35 кг.
Инверторы обладают очень высоким КПД (порядка 90%). Это объясняется тем, что в них расходуется значительно меньше лишней энергии на нагрев составных частей. Сварочные трансформаторы, в отличие от инверторных устройств, очень сильно греются.
Инверторы благодаря такому высокому КПД потребляют в 2 раза меньше электрической энергии, чем обычные трансформаторы для сварки.
Высокая универсальность инверторных аппаратов объясняется возможностью регулировать с их помощью сварочный ток в широких пределах. Благодаря этому одно и то же устройство можно использовать для сварки деталей из разных металлов, а также для ее выполнения по разным технологиям.
Большинство современных моделей инверторов наделены опциями, которые минимизируют влияние ошибок сварщика на технологический процесс. К таким опциям, в частности, относятся «Антизалипание» и «Форсирование дуги» (быстрый розжиг).
Исключительная стабильность напряжения, подаваемого на сварочную дугу, обеспечивается за счет автоматических элементов электрической схемы инвертора. Автоматика в данном случае не только учитывает и сглаживает перепады входного напряжения, но и корректирует даже такие помехи, как затухание сварочной дуги из-за сильного ветра.
Сварка с использованием инверторного оборудования может выполняться электродами любого типа.
Некоторые модели современных сварочных инверторов имеют функцию программирования, что позволяет точно и оперативно настраивать их режимы при выполнении работ определенного типа.

Как у любых сложных технических устройств, у сварочных инверторов есть и ряд недостатков, о которых также необходимо знать.

Инверторы отличаются высокой стоимостью, на 20–50% превышающей стоимость обычных сварочных трансформаторов.
Наиболее уязвимыми и часто выходящими из строя элементами инверторных устройств являются транзисторы, стоимость которых может составлять до 60% цены всего аппарата. Соответственно, ремонт сварочного инвертора является достаточно дорогостоящим мероприятием.
Инверторы из-за сложности их принципиальной электрической схемы не рекомендуется использовать в плохих погодных условиях и при отрицательных температурах, что серьезно ограничивает область их применения. Для того чтобы применять такое устройство в полевых условиях, необходимо подготовить специальную закрытую и отапливаемую площадку.

При сварочных работах, выполняемых с использованием инвертора, нельзя использовать длинные провода, так как в них наводятся помехи, отрицательно отражающиеся на работе устройства. По этой причине провода для инверторов делают достаточно короткими (порядка 2 метров), что вносит в сварочные работы некоторое неудобство.

Читайте также: