Лекция №9 Сварочные инверторы

Одним из первых шагов в развитии регулируемых источников питания стал разработанный в 1905 году австрийским профессором Розенбергом сварочный генератор поперечного поля, у которого напряжение на дуге менялось с ростом сварочного тока.

• В 1907 году первый генератор с регулируемым напряжением был выпущен заводом Lincoln Electric (США).

• Появление в 50-х годах селеновых диодов позволило создавать мощные выпрямители для дуговой сварки.

• Следующим важным этапом стало начало производства силовых кремниевых тиристоров, которое началось в 60–70-х годах.

Их применение позволило плавно изменять величину сварочного тока не за счет магнитного потока силового трансформатора или генератора, а на основе обратных связей и фазовой регулировки угла включения тиристоров.

Одним из первых образцов были выпрямители серии Tilark компании Kemppi (Финляндия), собранные по схеме «силовой трансформатор — тиристорный выпрямительный блок». Эта схема дала возможность получать различные вольт-амперные характеристики, снизить пульсации тока и стала классической для сварочных выпрямителей.

В 1977 году Kemppi выпустила на рынок сварочный выпрямитель Hilark-250. Он был собран на базе «скоростных» тиристоров, которые преобразовывали постоянный ток в переменный с частотой 2–3 кГц.

Выпуск серии выпрямителей Hilark и стал началом триумфального шествия инверторных источников питания для дуговой сварки. Использование инверторных переключателей позволило быстро перестраивать источник питания, получать различные вольт-амперные характеристики, используемые для разных сварочных процессов - MMA, TIG, MIG/MAG, - и перейти в дальнейшем к реализации принципа сварочных мультисистем. Такие мультисистемы начали поставляться Kemppi в 1981–1982 годах.

С появлением на рынке силовой электроники частота инвертирования (а следовательно, и частота работы сварочного трансформатора) выросла до 20 кГц, при этом отношение сварочного тока к массе источника питания повысилось вдвое. На базе IGBT-транзисторов стали выпускать малогабаритные источники для сварки методами MMA, TIG, MIG/MAG, плазменной резки.

Одним из первых инверторов на транзисторах IGBT был выпрямитель серии Master компании Kemppi, работающий на частоте 20 кГц. Инверторы этой серии поступили в продажу в 1991 году.

Инверторные источники сварочного тока (в отличие от «классической» схемы) не имеют силового трансформатора. Работа этого оборудования основана на принципе фазового сдвига напряжения, его инверсии. Процесс контролируется схемой с каскадным усилением тока. Это обеспечивает широкий спектр вольт-амперных характеристик, что в свою очередь позволяет получать сварочный шов высокого качества. Немаловажным становится и такой аспект, как размерные и весовые характеристики оборудования. При использовании в качестве источника сварочного тока инвертора малой мощности габариты оборудования, позволяющего добиваться высокого качества сварки значительно меньше.

Инверторный сварочный аппарат – это аппарат с инверторным источником питания, преобразующим переменное напряжение сети в напряжение и ток для сварки. Основными компонентами инверторного источника питания обычно являются:

• сетевой выпрямитель, преобразующий входное переменное напряжение в постоянное;
• инвертор, преобразующий далее постоянное входное напряжение в переменное высокой частоты;
• высокочастотный трансформатор, понижающий напряжение, преобразованное инвертором;
• выходной высокочастотный выпрямитель;
• сглаживающий дроссель.

Основным принципом работы инверторного источника питания является многократное поэтапное преобразование электрической энергии. Можно выделить основные этапы преобразования:

1. Выпрямление сетевого переменного тока с промышленной частотой 50 Гц первичным выпрямителем, собранным из силовых диодов по мостовой схеме;

2. Преобразование выпрямленного тока в переменный ток высокой частоты; понижение переменного напряжения высокой частоты импульсным высокочастотным трансформатором до значения, соответствующего напряжению сварки, с формированием необходимого вида вольт-амперной характеристики;

3.Преобразование вторичным выпрямителем переменного напряжения высокой частоты, соответствующего величине сварочного напряжения, в постоянное напряжение, со сглаживанием пульсаций тока.

Функциональная схема источника питания инверторного сварочного аппарата приведена на рисунке 12 ниже.

Рис.12Функциональная схема источника питания инверторного сварочного аппарата для трехфазного входного напряжения 380 В промышленной частоты

Технологические преимущества инверторных сварочных аппаратов:

• минимальное разбрызгивание;
• сварка короткой дугой;
• сварка плохо свариваемых сталей;
• минимальный перегрев свариваемого изделия;
• высокие КПД и быстродействие;
• меньшие габариты по сравнению со сварочными трансформаторами;
• для получения качественных швов не требуется высокой квалификации сварщика.

Инверторные сварочные аппараты также называют сварочными инверторами. (Рис.13)

Рис.13 Инверторные источники питания

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: