Принцип работы, особенности и преимущества сварочного инвертора
Для осуществления ручной дуговой сварки используют три типа источников тока: трансформаторные, выпрямительные и инверторные. В последние годы сварочные инверторы практически вытеснили с рынка конкурентов благодаря целому ряду достоинств. Во многом их преимущества обеспечивают принципиально иным и более сложным устройством.
Основной особенностью сварочного аппарата инверторного типа является использование многократного преобразования питающего тока для получения сварочного тока необходимой величины. Источник тока питается от сети с напряжением ~220В (для бытовых аппаратов) или ~380В (для промышленных). На входе устройства стоит выпрямитель, преобразующий питающий ток в переменный, при этом величина напряжения и частота остаются неизменными. Далее ток поступает уже на инвертор, который вновь преобразует ток в переменный, но уже на порядок большей частоты. В зависимости от типа и уровня устройства она может колебаться в пределах от 30 до 80 кГц. Затем высокочастотный ток подается на трансформатор, снижающий напряжение до оптимального значения, при этом сила тока пропорционально увеличивается. На выходе устройства стоит ещё один выпрямитель, вновь преобразующий ток в постоянный.
На первый взгляд такая схема работы кажется излишне сложной, однако в данном случае удается избежать необходимости использования повышающего ток трансформатора или трансформатора-выпрямителя, основным недостатком которых являются значительные габариты и вес. Понижающий высокочастотный трансформатор гораздо компактнее. В аппарате, выдающем на выходе сварочный ток величиной 160А, он весит всего четверть килограмма.
Существует две разновидности сварочных инверторов IGBT и MOSFET. В некоторых случаях при описании аппарата данные обозначения определяются как технологии, однако на самом деле они указывают на тип используемых в схеме инвертора компонентов. В первом случае каскады построены на основе биполярных транзисторов с изолированным затвором (русскоязычное обозначение БТИЗ), а во втором – на базе полевых транзисторов с изолированным затвором (МОП или МДП).
Выбор той или иной компонентной базы оказывает определенное воздействие на характеристики устройства в целом. Сварочные инверторы на базе IGBT считаются более экономичными с точки зрения расхода энергии на питание источника. Во многом благодаря этому они более популярны в европейских странах, где крайне трепетно относятся к использованию энергоресурсов. К преимуществам MOSFET-инверторов можно отнести более доступную стоимость и лучшую ремонтопригодность. На данный момент инверторы на базе IGBT все же популярнее конкурентов и в России, во многом благодаря чуть меньшим габаритам и весу, а также большей продолжительности включения. Последняя объясняется в первую очередь тем, что в данном случае температура отключения при перегреве составляет около 90 градусов по Цельсию, тогда как у MOSFET-инверторов она не превышает 60 градусов.
Вне зависимости от типа компонентов все сварочные аппараты инверторного типа обладают рядом общих преимуществ по сравнению с выпрямителями и трансформаторами:
- Стабильный сварочный ток и устойчивая дуга
- Высокий КПД (90 %-95 %) и отличная производительность
- Широкий диапазон сварочного тока
- Значительно меньшие габариты и вес
- Низкая чувствительность к перепадам питающего напряжения
- Простота и удобство эксплуатации
Большинство современных сварочных инверторов, включая самые простые модели, оснащаются рядом систем, значительно облегчающих процесс сварки. Функция Hot Start («горячий старт») обеспечивает кратковременное увеличение тока в момент касания поверхности металла электродом для облегчения возбуждения дуги. Arc Force («форсаж дуги») путем регулировки величины тока в процессе сварки способствует поддержанию дуги при изменении расстояния от электрода до соединяемых поверхностей, обеспечивая формирование качественного шва и сокращает вероятность прилипания электрода к металлу. Функция Antistick («антиприлипание») предотвращает прокаливание электрода в случае его прилипания к поверхности – в этом случае величина тока автоматически снижается.
Основными недостатками сварочных инверторов считаются менее высокая надежность, по сравнению с более простыми и практически неубиваемыми трансформаторами, а также более высокая стоимость. В то же время при условии соблюдения элементарных правил ухода за источником срок его службы вполне можно продлить – достаточно беречь его от влаги и регулярно чистить от пыли. Стоимость же инверторов постепенно снижается. К примеру, купить сварочный аппарат инверторного типа небольшой мощности от известного производителя ESAB можно по весьма доступной цене.
В корзине 