Устройство трехфазного сварочного аппарата
Обновлено: 17.05.2024
Сварочные аппараты на 380 вольт распространены в производстве и строительстве из-за мощности и неприхотливости. Использование трехфазных устройств позволяет работать с электродами больших диаметров и металлами максимальной толщины.
Сварка по сравнению с однофазными аппаратами получается более мягкой. При работе в составе производственных линий также используется трехфазное оборудование.
Виды трехфазных устройств
Трехфазные сварочные аппараты бывают трех видов:
- трансформаторные;
- выпрямительные;
- инверторные.
Сварочное оборудование первого вида в основе имеет трехфазный трансформатор. Первичная обмотка состоит из трех обмоток соединенных звездой, а вторичная понижающая обмотка соединяется треугольником.
Если для сварки используется переменный ток, то с каждой фазы вторичной обмотки отдельным проводом к электроду через дроссель подается пониженное напряжение. По сравнению с однофазным сварочным трансформатором сварка получается более мягкой, электрическая дуга становится стабильней, просадка напряжения меньше.
Выпрямительные аппараты на выходе вторичной обмотки имеют три полумостовые схемы собранные из мощных диодов. Как и в первом случае с каждого выпрямителя ток подается на сварочный электрод.
Пульсации по сравнению с выпрямителем на одной фазе значительно меньше, соответственно сварочный ток более стабилен, что сказывается на качестве сварки.
В инверторах на три фазы при одинаковой мощности сварки можно использовать менее мощные диоды и транзисторы, но это практически так не делают. Наоборот применение трехфазного напряжения позволяет получать аппараты большой мощности при малых габаритах и массе.
Преимущества и недостатки
Все трехфазное оборудование для сварки относится к категории профессиональных устройств. Многие из них способны производить сварку в непрерывном режиме, то есть ПВ равно 100%. На строительстве трехфазные трансформаторные и выпрямительные сварочные аппараты до сих пор не имеют альтернатив.
Они не боятся пыли, грязи, работают при низких температурах, что противопоказано инверторам. Однофазные приборы трансформаторного типа тоже могут работать в таких же условиях, но у них мощность меньше и пульсации тока больше.
Соответственно, они не могут сравниться с трехфазными устройствами по качеству сварки, диаметру электродов и толщине свариваемого металла.
Использование трехфазного тока в инверторах, тоже имеет свои преимущества. Применяя одинаковую элементную базу, получают более мощный прибор с большими сварочными токами, что позволяет работать практически с любыми изделиями.
Схема прибора отличается незначительно. Используется тот же широтно-импульсный модулятор. Преобразование высокого в пониженное напряжение происходит на частоте порядка 40-100 кГц.
Единственный недостаток этих устройств заключается в том, что не всегда и не везде можно подключиться к трехфазному источнику питания на 380 В, и цена у них значительно выше, чем у однофазных аппаратов.
Популярные модели
Сварочный инвертор полуавтомат 380 В – это наиболее распространенный прибор среди профессиональных аппаратов. В отличие от трансформаторных приборов они имеют небольшие габариты и массу.
Сварочный полуавтомат TESLA MIG 350 чешского производства хорошо зарекомендовал себя при работе в тяжелых условиях. При нестабильном или пониженном питающем напряжении обеспечивает стабильную сварочную дугу, работает от напряжения 380 В, а максимальный сварочный ток составляет 350 А.
Механизм подачи сварочной проволоки аппарата имеет два ролика, потребляемая мощность составляет 11,9 кВт. Запас мощности позволяет использовать длинные кабели до 20 м. Байонетные штекеры обеспечивают надежное и быстрое подключение горелки к аппарату. Производитель дает на оборудование трехгодичную гарантию.
Еще один пример профессионального трехфазного инвертора – это Сварог ARCTIC ARC 315 (R14). Он работает в жестких условиях, позволяет варить в интенсивном ручном режиме, выполнять наплавку. Благодаря использованию новейшей инверторной технологии аппарат может работать при температурах до -30 ⁰С. Имеется функция «горячий старт».
Раздельный монтаж силовых транзисторов повышает ремонтопригодность аппарата. При максимальном сварочном токе 315 А инвертор может использовать электроды диаметром 6 мм. Это позволяет сваривать металлы толщиной до 17 мм. При мощности 12 кВт имеет массу 22 кг.
Трехфазный инверторный сварочный аппарат «Ресанта САИ-315 380В» имеет примерно те же характеристики, что и «Сварог», но меньше дополнительных функций. Он более прост, поэтому дешевле и весит всего 10 кг.
Подключение
В отличие от однофазных, оборудование для сварки с использованием трех фаз на конце питающего кабеля имеют четырех или пяти штырьковую вилку. Если в помещении имеется соответствующая розетка, нужно просто подключить сварочный аппарат через нее.
Но, иногда, особенно в условиях строительства, когда нет соответствующих розеток, концы кабеля через болтовое соединение подключаются к фазам дизельного генератора или трансформаторной подстанции.
При выборе оборудования для сварки в условиях домашней мастерской и наличии на участке трехфазного электроснабжения стоит остановиться на трехфазном сварочном аппарате. При этом он должен обеспечивать режимы ручной дуговой сварки и в среде защитных газов (MMA, MAG/MIG).
Тогда он даст практически неограниченные возможности в сварочном деле. Так как они предусмотрены для профессионалов, то имеют много дополнительных функций и настроек.
По мере приобретения навыков можно осваивать новые возможности устройства, что, несомненно, окажется очень полезным для хозяина. В отличие от однофазного аппарата он не будет просаживать напряжение во время работы, распределяя нагрузку по всем фазам, и соответственно не будет жалоб от соседей.
Сварочный инвертор
Один из способов создания неразъемных соединений из металла – это электродуговая сварка. В течение множества лет для выполнения этой операции применяли генераторы трансформаторного типа. Главный их недостаток – габаритно-весовые характеристики. Например, агрегат марки ВД 306 весит порядка 150 кг.
С развитием полупроводникового оборудования и появление таких элементов, как тиристоры привело к созданию устройств, которые обладают всеми характеристиками, как и трансформаторы, но весят в разы меньше, всего несколько килограмм, например, Ресанта САИ 250 весит всего 5 кг, — сварочного инвертора или инверторного сварочного аппарата.
Устройство и основные характеристики инверторов
Инверторные устройства имеют совершенно другую электрическую схему, основанную на использовании полупроводниковых приборов диодов, тиристоров, транзисторов.
Принцип работы инвертора
Как уже отмечалось, инверторы вошли в практику сварных работ не так давно, на исходе ХХ столетия. В основе работы аппаратов этого типа лежит принцип сдвига напряжения. Такое решение позволяет поднять силу и частоту тока. Надо отметить, что устройство инвертора, применяемого для работ – содержит довольно сложную схему, внутри которой реализуются нижеприведенные процессы:
Инверторные сварочные аппараты
- Переменный ток, подаваемый на инвертор, преобразуют в постоянный. Изменение параметров тока происходит в устройстве, который собирают с применением диодного моста.
- Полученный ток передается на инвертор, который играет роль генератора высокочастотных импульсов. В транзисторном блоке, происходит обратное преобразование постоянного тока в переменный. Но получаемый ток, обладает существенно большей частотой, чем тот, который поступает из сети питания.
- Ток высокой частоты поступает на трансформатор. Это устройство снижает напряжение и одновременно повышает силу тока. Так как трансформатор, который используют для работы с токами высокой частоты, имеет небольшие габариты, все это сказывается на габаритно-весовых характеристиках инвертора.
- После прохождения трансформатора, переменный ток, с новыми параметрами поступает на выпрямитель, где он снова трансформируется в постоянный, который и используют для сварки.
Сварка инвертором для начинающих
Надо отметить, что инверторные устройства, в отличие от устройств трансформаторного типа потребляет в два раза меньшее количество энергии. Кроме этого, параметры тока, который поступает из устройства, гарантируют то, что сварочная дуга будет иметь стабильный розжиг и горение во время сварки.
Технические параметры устройств
Сварочные инверторы имеют ряд определенных характеристик, по которым можно судить о его технологических свойствах. К ним относят следующие параметры:
Конструкция сварочного инвертора
- Вид тока, который формируется на выходе из выпрямителя.
- Размер напряжения, которое используется для электроснабжения. Производители выпускают изделия, которые работают от 380 и от 220 в. Первые применяют для профессиональной сварки, вторые для работы в домашних условиях.
- Размер тока, этот параметр оказывает прямое влияние на размер электрода, который будет использоваться для выполнения сварки.
Технические параметры сварочного инвертора
- Мощность агрегата, этот параметр дает информацию о том, ток, какой силы будет формировать сварочную дугу.
- Напряжение на холостом ходу, этот параметр показывает, как быстро будет получена сварочная дуга.
- Диапазон размеров электродов, которые будут использованы для производства сварки.
- Габаритно-весовые характеристики инверторного сварочного аппарата и размер сварочного тока на выходе. Чем ниже последний показатель, тем меньше аппарат, но и соответственно такое устройство обладает меньшими эксплуатационными характеристиками.
Плюсы и минусы инверторной сварки
Инверторные устройства показывают КПД в пределах 85 – 95%, надо сказать, что это высокий показатель среди электронной аппаратуры. Используемая схема позволяет выполнять регулировку уровня сварочного тока от нескольких ампер, до сотен, а то и тысяч.
Например, инвертор марки ММА, он составляет 20 – 220 А. Инверторы могут работать длительное время. Управление источником питания можно выполнять дистанционно. К несомненным преимуществам инверторов можно отнести их малые габаритно-весовые характеристики, позволяющие перемещать устройство на месте выполнения сварки. В конструкции аппаратов использована двойная изоляция, обеспечивающая электрическую безопасность.
Технологические достоинства
Применение инверторов позволяет использовать электроды любой марки, которые работают и с постоянным и переменным током. Устройства этого типа могут быть использованы для сварки с неплавящимся электродом в среде защитного газа. Кроме того, конструкция этого оборудования позволяет легко автоматизировать сварочные процессы.
Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки Электроды для контактной сварки
Сварка может быть выполнена с применением короткой дуги, таким образом, снижаются энергопотери и повышается качество сварного шва, в частности, на поверхности свариваемых деталей практически не образуются брызги от выполнения сварки. Кстати, применение инверторов позволяет получать швы в любой пространственной конфигурации.
В управлении современными сварочными инверторами применяют микропроцессоры, и это обеспечивает стабильную связь между напряжением, током.
Минусы, которым обладают инверторы
Инверторы ремонтировать несколько сложнее, чем традиционные трансформаторные агрегаты. Если из строя выйдут некоторые элементы управления, размещенные на плате, то ремонт может встать примерно в треть от стоимости нового сварочного инвертора.
Инверторы, в отличие от оборудованиях других типов, очень боится пыли. То есть такие аппараты должны чаще обслуживаться. Работа инверторным сварочным аппаратом ограничена и низкими температурами. Кроме того, существуют некоторые ограничения на хранение инвертора при минусовых температурах. Это чревато образованием конденсата, который может привести к короткому замыканию на плате.
Как выбрать сварочный аппарат для дома и дачи на 220 В
При подборе сварочного оборудования потребитель должен определиться для решения, каких задач он будет необходим.
Если он будет использоваться для ремонта кузовных деталей, то у него должны быть одни параметры, а если для работы по изготовлению металлоконструкций то другими. Но в любом случае, устройства должны отвечать ряду требований, в частности, в домашнем аппарате должны быть реализованы такие функции, как горячий старт, антизалипание и некоторые другие. Именно этим инверторы отличаются от традиционных аппаратов.
В конструкции аппарата этого типа должен быть установлен вентилятор. Кроме того, схема должны быть защищена от скачков напряжения в питающей сети. В принципе устройство, обладающее такими параметрами, могут работать и в условиях домашней мастерской, и в условиях промышленного производства.
Какой сварочный аппарат лучше
Выбор аппарата – это по большей части дело сугубо индивидуальное. И каждый выбирает аппарат по своим потребностям, но, можно сказать, что устройства с диапазоном сварочного тока в пределах 200 – 250 А, позволяет выполнять самые сложны работы и обрабатывать детали разной толщины.
Классификация инверторов
Сварочные инверторы можно классифицировать по размеру сварочного тока. Производители выпускают три типа устройств:
- 100-160 А – маломощные;
- 160-200 А — средние;
- 200-250 А — мощные.
Существует зависимость, между размером силы тока и габаритами аппарата. При выборе аппарата для использования в домашних условиях следует руководствоваться теми задачами, которые предстоит им решать.
Самые слабые аппараты можно отнести к устройствам самого низкого уровня, многие их используют для получения навыков работы. Аппараты, которые относят к среднему классу относят к самым популярным и позволяют выполнять самые разнообразные работы начиная от сборки забора и изготовления довольно сложных металлоконструкций. Самые мощные аппараты по большей части применяют в производственных целях. Их применяют для работы с металлопрокатом большой толщины.
Электроды для ручной дуговой сварки
Большая часть инверторов предназначена для работы с электродами, покрытыми обмазкой. Но их можно использовать и для работы со сварочной проволокой. Для этого, на устройство устанавливают приспособление которое подает проволоку в сварочную зону. Проволока подается через сварочный пистолет, через него же подается и газовая смесь, защищающая рабочую зону от воздействия атмосферного воздуха.
Дополнительные функции в инверторах
В современных инверторных устройствах реализованы некоторые опции, которые заметно облегчают работу сварщика:
- Горячий старт – зачастую у начинающих сварщиков, да и не только у них, возникают сложности с розжигом и поддержанием дуги в рабочем состоянии. В момент розжига, ток вырастает до необходимого уровня и сразу после розжига возвращается к рабочим параметрам. Процесс изменения тока происходит полностью автоматически, без участия сварщика.
- Еще одна проблема, которая преследует новичков – залипание электрода. Причин тому несколько, но решение у нее одно – снижение уровня сварочного тока. Эта операция так же выполняется автоматически.
- Форсаж дуги позволяет выполнять швы в разных пространственных положениях.
- Снижение напряжения холостого хода до безопасного для рабочего и его окружающих людей уровня.
Определяемся с характеристиками
Как и любое техническое оборудование, сварочные инверторы обладают рядом технических параметров, которые определяют их возможности.
Сварочный ток
Инверторные сварочные аппараты обеспечивают генерацию сварочного тока в диапазонах от 100 до 250 А.
Напряжение холостого хода
После преобразования тока, подаваемого из электрической сети в 220 В, на выходе из аппарата получается ток с напряжением в 50 – 90 В и рабочей частотой в 20 – 50 кГц. Для розжига дуги необходимо использовать максимальное напряжение, но оно создает угрозу безопасности сварщика и окружающих людей. Поэтому после окончания работы, напряжение падает до безопасного уровня.
Режим работы на максимальном токе
Важный показатель работы любого сварочного аппарата это показатель длительности работы. Его могут называть ПН или ПВ. Этот показатель говорит о том, какое количество времени будет работать аппарат при десятиминутном сварочном цикле, до отключения.
Другими словами, если ПВ составляет 50% — это значит что время эффективной работы, составит 5 минут, если показатель составляет 70%, то время составит 7 минут. Этот показатель должен быть отражен в технической документации, входящей в состав поставки сварочного аппарата.
Рекомендации по эксплуатации бытовых инверторов
Инвертор, предназначенный для сварки – это сложное инженерное устройство, которое оснащено множеством уровней защиты.
Аппаратура этого класса показывает стабильность в работе и между тем требует к себе бережного отношения и своевременного обслуживания.
Перед приобретением аппарата целесообразно тщательно изучить руководство по эксплуатации.
Инструкция сварочного инвертора
При работе с инвертором необходимо соблюдать несколько простых правил безопасности:
Описание подключения сварочного аппарата 380В
Последовательность подключения агрегата
Общая схема подсоединения выполняется в следующей последовательности:
Схема электрических преобразований тока для сварки в инверторе
- Провести необходимые расчёты и убедиться, что подключение оборудования для сварочных работ к сети здания допустимо.
- Проверить автоматы и состояние пробок, убедиться в отсутствии «жучков».
- Выставить значение рабочего напряжения, необходимого для проведения конкретных работ в зависимости от сложности, объёма и вида металла. Настройка регулирует положение сердечника трансформатора.
- Перевести переключатель аппарата в положение 220 В или 380 В.
- При возможности подсоединения на 220 В вставить вилку в розетку.
- Для подключения сварочного аппарата в сеть 380В два питающих конца подаются на «фазу», третий – на «ноль». Рекомендуется использовать промышленную розетку и соответствующую вилку.
Единственный недостаток этих устройств заключается в том, что не всегда и не везде можно подключиться к трехфазному источнику питания на 380 В, и цена у них значительно выше, чем у однофазных аппаратов.
Особенности работы трехфазного сварочного аппарата
Виды трехфазных устройств
Преимущества и недостатки
Правила подключения сварочного аппарата
Чтобы правильно пользоваться сваркой, следует выполнять все требования и рекомендации по включению сварочного аппарата:
- Первое, что необходимо сделать, это проверить частоту и напряжение. Данные указываются производителем на корпусе оборудования. Они должны совпадать с показателями сети. Само подключение может выполняться одним из нескольких способов: использование двух фаз, одной фазы и нейтрали, использование отдельно заземления.
- Если модель сварочного оборудования позволяет, нужно сразу выбрать необходимое напряжение для питающей сети. Переключатель фиксируется в выбранном положении. Важно определить, с какой сетью будет осуществляться работа, в противном случае аппарат выйдет из строя.
- Для подключения надо использовать штепсельную вилку, характеристики которой соответствуют всем нормативам. Вилки без труда можно приобрести как отдельно, так и вместе с удлиняющими кабелями, что значительно облегчает подключение. Для вилки должен иметься в наличии наконечник с заземлением, через него и будет осуществляться подключение. Обычная розетка уже не подходит, надо использовать специальный плавкий предохранитель, допускается применять и автопереключатель, чтобы сделать подключение простым и безопасным.
- Включение сварочного аппарата осуществляется за счет обратного кабеля «земля», который крепится к клеммам в необходимой рабочей точке. При этом расстояние от будущего шва должно быть минимальным по возможности. Кабель-держатель надо фиксировать к специальному фрагменту корпуса, используя надежный зажим.
- Перед тем как начинать включение к сети, необходимо повторно проверить, чтобы все штепсели и кабели были подключены надежно и прочно. Если наблюдается плохой контакт, это может стать причиной остановки оборудования, возникновения опасной ситуации.
Перед тем как начинать работать, требуется приготовить перчатки, специальную сварочную маску с защитой для глаз. Это обязательное условие, так как во время сварки образуется высокотемпературная дуга. Она может сильно повредить глаза, если не обеспечить их защиту.
В отличие от однофазных, оборудование для сварки с использованием трех фаз на конце питающего кабеля имеют четырех или пяти штырьковую вилку. Если в помещении имеется соответствующая розетка, нужно просто подключить сварочный аппарат через нее.
Выполнение подключения оборудования для сварочных работ
Принципиальная электрическая схема соединения первичных обмоток сварочного аппарата на напряжение: а) 220 В; б) 380 В (вторичная обмотка не указана).
По своей сути, сварочный аппарат является источником инверторного сварочного тока и сварочной дуги. Понятно, что эта дуга возникает между электродом и металлом. А сам аппарат для сварки выступает как преобразователь. Для определения допустимой мощности оборудования для типа электрической проводки в помещении, нужно умножить значение напряжения в сети на максимальное значение тока, которое указано на автомате вводного щитка агрегата для такого рода работ. Для подключения самого агрегата на 380 В к нему надо правильно подключать выходящие контакты.
Важно установить заземление во избежание поражения электрическим током при выполнении сварочных работ.
Схема подключения оборудования для сварочных работ, который используется в быту будет следующей:
- Определить необходимую мощность устройства для выполнения сварки в соответствии с тем, что будет подвергаться сварке.
- Используя ручку регулятора тока, отрегулировать положение сердечника трансформатора. Этими действиями уменьшается или увеличивается сила тока.
- При необходимости установите переключатель на корпусе агрегата в положение 380 В
- Два питающих конца подсоедините к «фазе», а третий конец — к «нулю».
Запомните: толстые концы определяют выход, а тонкие — вход.
Чтобы правильно и безопасно использовать сварочный аппарат, необходимо обеспечить его подключение согласно всем особенностям обращения с этим оборудованием. Важно правильно выполнить подключение сварочного аппарата.
Внимание надо обращать на любые мелочи, включая выбор питающего кабеля для устройства. Для работы со сварочным аппаратом необходимо иметь опыт, так как оборудование это потенциально опасное, начинать работу без опыта и защиты нельзя.
Нюансы подключения и выбора
Перед тем как подключать сварочный агрегат на 380 В, нужно учесть ряд особенностей. Трехфазные сварочники бывают с четырьмя, а иногда и с пятью штырьками. Обратите на это внимание покупая питающий кабель для сварочного аппарата.
В случаях когда на производстве отсутствуют розетки необходимого напряжения, или работы проводятся на выезде, нужно заранее продумать способ подключения трехфазного аппарата к генератору или подстанции.
Подбирая промышленный трехфазный сварочный аппарат стоит выбрать универсальное оборудование, которое работает в разных режимах, как РДС и ММА (или МИГ/МАГ).
Используя такие аппараты можно проводить сварочные работы любой сложности, будь то в среде защитного газа, или применяя только электроды.
Если в домашних условиях сварки есть возможность подключить к сети 380 вольт, советуем обзавестись трехфазным сварочным аппаратом.
Потому что он не вызывает перенапряжения и отключения электричества равномерно распределяя нагрузку на сеть, и работая намного стабильнее однофазных.
Читайте также: