Переваги інвертора

Не так давно у світі зварювального обладнання існували тільки зварювальні трансформатори, які працюють за алгоритмом — зварювальний трансформатор знижує напругу, забезпечуючи одержання зварювального струму, потім відбувається випрямлення отриманого значення. Регулювання вихідного значення зварювального струму здійснювалася поступово, підключенням додаткового числа витків вторинної котушки трансформатора для певного діаметру зварювального електрода

Розвиток силової електроніки дозволило застосувати іншу схему одержання зварювального струму — інверторне.

В інверторному зварювальному апараті випрямлення змінної напруги відбувається до трансформатора. Транзисторна схема перетворює постійний струм в переривчастий. Струм, П-подібної форми з частотою до 100 КГц подається на понижуючий трансформатор і, далі, через блок управління і згладжуючий дросель, на зварювальний електрод. Така схема отримання зварювального струму дозволила:

• Знизити вага трансформатора за рахунок зниження втрат на перемагничивание пластин і високої частоти перетворення;
• Підвищити точність регулювання зварювального струму;
• Знизити вимоги до стабільності робочої напруги мережі;
• Створити можливості для автоматичного контролю і регулювання зварювального процесу (опції — Hot-Start, Anti-Stick, Arc-Force);
• Розширити функціональні можливості зварювального апарату;
• Знизити вимоги до кваліфікації зварювальника.

Зварювальні трансформатори - це громіздкі (розміром від ліжок до шафи), важкі (від 30-45кг. до 150-300 кг), зі ступінчастою (тобто не плавною), регулюванням струму, споживають з мережі величезна кількість електроенергії (десь від 7 кВт мінімум 10-12 кВт в середньому) і вимагають професійного навчання для роботи на них (Допоміжних функцій, що дозволяють проводити процес зварювання не було). Звичайно це призвело до того, що сформувався стереотип, що зварювання - це доля професіоналів, що тримати зварювальний апарат у себе вдома в інструментах, як дриль або шуруповерт просто неможливо. А якщо і придбати зварювальний трансформатор, то слабкі мережі у гаражі, на дачі просто не витримають.

Ситуація кардинально змінилася з приходом на ринок інверторної техніки. Всі перераховані вище недоліки поміняли в технічних характеристиках знак мінус на плюс і стали достоїнствами. У інверторних зварювальних апаратів – мала вага і розмір, плавне регулювання зварювального струму, мале енергоспоживання (для впевненого провару електродом діаметром 3мм., більш ніж достатньо 4 кВт). Наявність таких функцій як Hot Start (Гарячий старт), Anti-Stick (Антизалипания), Arc Force (Форсування дуги) дозволяють виробляти зварювальні роботи без професійної підготовки. Сучасна елементна база дозволяє Знизити вимоги до стабільності робочої напруги мережі і дає можливість повноцінної зварювання як при просадках в мережі до 90о!!! з 220в. (Наприклад Зварювальний Інвертор Rilon ARC 160 PFC)

Недоліки зварювального інвертора:

• Мала вага (Легко вкрасти - один з доводів прихильників трансформаторів)

Трохи про принципи роботи трансформаторного і інверторного зварювального апарату

Принцип роботи зварювального трансформатора наступний— зварювальний трансформатор знижує напругу, забезпечуючи одержання зварювального струму, потім відбувається випрямлення отриманого значення, через діодний міст. Регулювання вихідного значення зварювального струму здійснюється східчасто, підключенням додаткового числа витків вторинної котушки трансформатора для певного діаметру зварювального електрода. У сучасних моделях зварювальних трансформаторів застосовується регулювання струму за допомогою амплітудного регулювання з нормальною або збільшеною розсіюванням і способи фазового регулювання.

Зварювальні інвертори

Розвиток силової електроніки дозволило застосувати іншу схему одержання зварювального струму — інверторне. За цією схемою випрямлення змінної напруги відбувається до трансформатора. Транзисторна схема перетворює постійний струм в змінний з частотою до 100 КГц подається на понижуючий трансформатор і, далі, через блок управління і згладжуючий дросель, на зварювальний електрод. У блоці силових електричних схем, використовуються транзистори MOSFET(Польові транзистори) або IGBT. Технологія MOSFET була розроблена приблизно півстоліття тому, IGBT — більш сучасна і економічна — має безліч переваг порівняно з MOSFET.

Якщо узагальнити вищесказане, то в двох словах принцип роботи інверторного випрямляча наступний:
Мережеве напруга змінного струму (220в або 380в) подається на випрямляч, після якого силовий модуль перетворює постійний струм в змінний з підвищеною частотою, який подається на високочастотний зварювальний трансформатор, що має істотно меншу масу та розміри, ніж мережевий.

Отже, розберемо більш детально переваги інвертора перед трансформатором

Перевага перше – ВАГА інверторного зварювального апарату 

Вага інверторного зварювального апарату знизився за рахунок ваги трансформатора, маса високочастотного зварювального трансформатора менше в кілька разів, ніж маса звичайного зварювального трансформатора. Звичайний зварювальний трансформатор на 160 А важить не менше 18 кг, а силовий трансформатор зварювального інвертора на 160 А важить не більше 300 грамів і за розмірами можна порівняти з пачкою сигарет, при цьому вага всього інвертора, з корпусом і всією електронікою, становить 3-7 кг.

Перевага друге – Інверторний зварювальний апарат працює в нестабільних мережах.

Вимоги до стабільності робочої напруги мережі

Знизити вимоги до стабільності робочої напруги мережі. (Це в основному відноситься до однофазної мережі) Не секрет, що тих місцях, де необхідно проводити зварювальні роботи, а це більшості випадків, (гаражі, дачі, тощо) мережі нестабільні, в місце належних 220 вольт в них ми можемо спостерігати осідання до 180-190 вольт а то й менше. І тут нам може допомогти тільки інверторний зварювальний апарат. Зварювальні інвертори з сучасною елементною базою допускають падіння напруги до 160 В, без вбудованого коректора-стабілізатора.

Крім того інвертор SSVA-mini Самурай тримає просадки до 150В, а Rilon ARC 160 PFC Просадки до 90О.

Апарати з вмонтованим коректором-стабілізатором дорожче десь на дві тисячі рублів, але вже витримують просідання по мережі до 135 Ст. Деякі виробники випускають інверторні апарати з подвійним коректором-стабілізатором, що дозволяє проводити зварювальні роботи навіть при осіданні напруги в мережі до 90 Ст., але за вартістю вони вже дорожче.

Перевага третє – Зварювальним інверторним апаратом може варити непрофесіонал

Спрощення зварювального процесу

Створити можливості для автоматичного контролю і регулювання зварювального процесу функції Hot Start, Arc Force і -Anti-Stick.
-Hot Start До початку роботи електроніка забезпечує додатковий імпульс струму, що полегшує підпал дуги. -Arc Force Якщо електрод занадто швидко наближається до деталі, функція Arc Force збільшує зварювальний струм, перешкоджаючи залипання.
- Anti-Stick При залипанні струм знижується або відключається, виключаючи можливість перегріву електрода і самого інвертора, потім, при припиненні залипання, апарат сам переходить в робочий стан
В тій чи іншій мірі ці функції присутні у всіх інверторах, у більш дорогих моделях є можливість їх регулювання (наприклад, Hot Start при зварюванні тонких листів металу не потрібен, простіше його зменшити або зовсім відключити).
Знизити вимоги до кваліфікації зварювальника. Працювати на трансформаторі або випрямлячі набагато складніше, ніж на інверторі. Такі функції інверторного апарату як Hot Start, Anti-Stick, Arc Force, дозволяють навіть не проходячи спеціалізованого навчання, а, тільки ознайомившись з паспортом апарату та технікою безпеки, виконувати зварювальні роботи.
Для напівавтоматичного зварювання (або МИТЬ/МАГ) даний час багато компаній випускають інверторні апарати, що мають синергетичне управління. Синергетичне управління дозволяє зварнику зосередитися виключно на веденні шва, не вимагаючи застосування спеціальної техніки зварювання при зміні просторових положень, коливаннях вильоту плавкого електрода (дроту) та інших змінах умов зварювання. Процес налаштування джерела під виконання конкретної операції полягає у виборі необхідної синергетичної програми на панелі механізму подачі і завдання необхідної швидкості подачі дроту. Використовуючи адаптивне управління, системи з синергетикою підтримують постійні умови зварювання навіть при значних вильоті електрода при зварюванні важкодоступних ділянок шва. Система в прямому сенсі жонглює численними змінними зварювального процесу, одночасно підлаштовуючи сам процес так, щоб дуга завжди найкращим чином відповідала зварюванні в даний момент часу. Навіть значні коливання складу зварювальних матеріалів, зазору і стану зварювального пальника легко і автоматично компенсуються зміною епюри зварювального струму.

Перевага четверте – Енергозбереження

Сучасні інверторні апарати порівняно з трансформаторними зварювальними апаратами споживають з мережі практично в два рази менше електроенергії. Так наприклад що б працювати електродом діаметром 3мм. в побутовому режимі 2-3 години в день, достатньо купити інверторний зварювальний апарат на 145-165 ампер, який буде споживати з мережі 6-7 кВА. Для роботи електродом діаметром 4 мм у промисловому режимі у дві зміни, достатньо придбати однофазний інверторний апарат на 250А споживає з мережі всього 8,5 кВА., а трансформаторний апарат, який буде працювати з такою ж навантаженням, наприклад ТДМ-401 У2 вже буде споживати з мережі близько 17 кВт. Для більшої наочності наведемо наступний приклад. З нами працює кампанія, яка будує два блоку атомної станції в Сосновому Бору. На їхнє прохання ми порахували, що якщо перевести виробництво з трансформаторного многопостового обладнання на інверторне, то вигода від економії електроенергії, за рік, складе 500 000 рублів. Це не маленька сума навіть для великої організації.

Перевага п'яте – За відсутності електрики генератор обійдеться в два рази дешевше.

Зварювання інверторним апаратом від генератора

Це перевага безпосередньо випливає з попереднього З'являється можливість автоматичного зварювання від генератора за реальні гроші. Якщо у вас йде будівництво, а електрики на об'єкті поки немає. Так наприклад для повноцінної зварювання трансформатором, генератор повинен бути на 10-16 кВт. (ціна такого генератора від 90 000 до 450 000 рублів), а для виконання зварювальних робіт з інверторним зварювальним апаратом досить генератора 4-7 кВт. (ціна такого генератора від 25 000 до 50 000 рублів). Але якщо ви вирішили проводити зварювання з допомогою генератора, є кілька тонкощів. Завжди запитуйте продавця може даний інверторний апарат який ви хочете придбати працювати з бензо - або дизель –генератором, і навпаки може даний купується вами бензо - або дизель –генератор працювати з інверторним зварювальним апаратом. Якщо генератор інверторного типу, то обов'язково проконсультуйтеся може він працювати зі зварювальним апаратом. У багатьох випадках для коректної роботи інверторного генератора під час зварювання досить подовжити на 15-20 метрів кабель живлення від генератора до інверторного зварювального апарату.

Перевага шосте – кабелю як живлять, так і силові можна подовжувати до 50 метрів без шкоди для зварювального процесу