В сварочниках данного типа после транзисторного блока, формирующего переменный ток повышенной частоты, размещается трансформатор, уменьшающий напряжение, повышающий силу тока. Для регулирования высокочастотного тока, напряжения используются компактные мини трансформаторы, не уступающие по мощности своим громоздким аналогам.

Преимущества

• Небольшая потребляемая мощность. Для стандартного трансформатора при использовании электродов диаметром 3 мм потребуется мощность электросети порядки 8 кВт, а для инвертора необходимо не более 3 кВт при работе четырехмиллиметровыми электродами. На холостом ходу сварка инверторного типа также потребляет гораздо меньше электрической энергии.
• Высокий КПД. Минимальные затраты на электромагнитную индукцию, формирующуюся в сварочных трансформаторах стандартного типа, предоставляет возможность достигать КПД инверторного оборудования больше 90 процентов. Энергия, потребляемая сваркой, практически в полном объеме уходит на электрическую дугу.
• Малая масса, небольшие размеры. Как говорилось выше, применение для преобразования тока высокой частоты предоставило возможность существенно уменьшить размеры трансформатора, предназначенного для снижения напряжения.
• При выполнении сварочных работ разбрызгивание расплавленного металла минимальное. Это особенно заметно при работе электродами небольшого диаметра. В данном случае дуга зажигается и работает достаточно мягко, в результате практически не образуется шлак, а сварочный шов получается высокого качества.
• Плавная настройка параметров тока сварки. При эксплуатации сварочного инвертора, работающего от напряжения 140 вольт, уменьшить ток можно до 10A, а сваривание металлических образцов осуществлять электродами Ø1,6мм.
• Улучшенные показатели дуги. Благодаря постоянному контролю, корректировке параметров дуги сварки, ее показатели значительно улучшились.
• Минимальная нагрузка на электросеть. Инвертор в процессе сварки не перегружает электрическую сеть, можно даже не отключать бытовые электроприборы, так как риски их выхода из строя минимальны. Оборудование данного типа можно питать даже электрогенератором.
• Возможность сваривания заготовок из нержавеющей стали, цветных металлов. При использовании специальных электродов инверторами можно сваривать детали из меди, нержавейки. А неплавящимися электродами можно варить алюминиевые образцы в газовой защитной среде.
• Применение электродов разного типа. Плавная регулировка рабочих параметров агрегата предоставляет возможность применять электроды любого типа в зависимости от свариваемого металла. Также можно менять полярность тока.
• Удобство, простота эксплуатации. Благодаря дополнительным функциям, к примеру, горячий старт, антизалипание при помощи инверторного оборудования качественно выполнять работы могут даже молодые неопытные сварщики.

Недостатки

• Сложность конструкции. Использование для инверторного оборудования полупроводниковой электроники делает его менее надежным.
• Высока цена. По сравнению с традиционной трансформаторной сваркой инверторы стоят намного дороже.
• Чувствительность к строительной пыли. Инструмент достаточно чувствителен к строительной пыли, предполагает периодическую очистку в процессе работы на достаточно запыленных строительных участках.
• Необходимость контроля нарушений контактов. Из-за плохих контактов происходит искрение, способное формировать в выходных цепях неконтролируемые автоматикой токовые скачки.
• Негативное влияние температурных колебаний. Инверторным сварочным аппаратом не рекомендуется пользоваться сразу после резких скачков температуры. Если инструмент находился зимой в не отапливаемом помещении и его занесли для проведения сварочных работ в достаточно теплое помещение, то его не стоит включать на протяжении нескольких часов, так как существует большая вероятность выпадения конденсата. Поэтому перед началом работы нужно дать испариться влаге с электронных плат оборудования.

Итог

Несмотря на эти незначительные недостатки, при правильной эксплуатации, соблюдении правил безопасности инструмент характеризуется довольно продолжительным сроком службы.

Устройство сварочного инвертора: принцип работы, схема

Все чаще для сварки стали использовать не трансформаторные сварочные аппараты, а инверторные. Они не просаживают сеть, ими легче варить. Это обусловлено тем, что устройство сварочного инвертора значительно отличается от трансформаторного сварочного аппарата.

Содержание статьи

Чем сварочный инвертор лучше трансформатора

Начнем с того, что такое инверторный сварочный аппарат. Это устройство для ручной или полуавтоматической сварки, работающее от сетевого напряжения. Есть аппараты, которые подключают к сети 220 В, есть на 380 В. Вне зависимости от количества фаз, сварочный ток (который идет на электрод) постоянный. Так что варить инверторным сварочным аппаратом легче — дуга стабильна и не скачет. Кроме того, есть такие опции как «антизалипание» и защита от перегрева. Но это не все его плюсы.

Сварочный инверторный аппарат намного меньше и легче трансформаторного. Это важно, особенно, если надо таскать его по участку. Еще одно преимущество — он не «садит» сеть, не «дает» скачков напряжения.

В чем же дело, чем отличается инверторный аппарат от трансформаторного? Весь секрет в тройном преобразовании напряжения. Сначала переменное напряжение преобразуют в постоянное, а затем снова в переменное, но уже очень высокой частоты. Его затем на вторичном выпрямителе снова преобразуют в постоянный ток. Он и используется при сварке. Это и есть вкратце принцип работы сварочного инвертора.

Благодаря современной схемотехнике, качественные сварочные инверторы обладают высокой надежностью.

Как работает инверторный сварочный аппарат: блок-схема

Принципиальные схемы инверторных сварочников разных фирм отличаются, как отличается и элементная база. Но состоят все они из тех же блоков, так как принцип работы у всех одинаковый.

В первичном НЧ (низкочастотном) выпрямителе сетевое напряжение преобразуется в постоянное, которое подается на вход инвертора. Инвертор преобразует постоянное напряжение частотой 50 Гц в переменное напряжение высокой частоты (десятки кГц). Высокочастотный трансформатор понижает напряжение и увеличивает ток, который может превышать 250 А. Именно сила тока нужна при сварке. Вторичный выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное, а дроссель завершает преобразование и на электрод уходит постоянный ток.

Блок-схема сварочного инверторного аппарата

Это общий принцип работы инверторного сварочного инвертора. Как видите, он называется так потому что инвертор — ключевой элемент схемы.

Инвертор — это устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.

Большая часть инверторных сварочных аппаратов имеет еще контроллеры и устройства поддержания заданных параметров. Выполнены они обычно на базе процессоров, хотя есть и электромеханические модели.

Для чего нужны все эти преобразования и почему инверторный сварочный аппарат такой маленький и легкий

Для чего столько ступеней преобразования? Для того чтобы получить на выходе ток в сотни ампер и не перегрузить при этом электрическую сеть. Вторая задача — получить постоянный ток, так как варить на «постоянке» проще. Дуга стабильна, ее проще контролировать.

В простейших трансформаторных сварочных аппаратах выпрямление происходило на трансформаторе и, после некоторой стабилизации (несколько конденсаторов), сразу шло на электрод. Для преобразования сетевого напряжения частотой 50 Гц трансформатор требуется большой по размеру, так как диаметр проволоки должен быть большим. И это определяло размеры самого аппарата и его вес.

Принцип работы сварочного инвертора: ступени преобразования напряжения и тока

В инверторах путем преобразований частоту увеличивают до нескольких десятков килогерц (может быть 50-80 кГц) и уже после этого преобразуют в постоянное. Высокочастотное переменное напряжение преобразуется в постоянное на трансформаторе малого размера. Он в разы меньше и легче. Именно поэтому инверторные сварочники такие компактные и легкие. Но так как ступеней преобразования много, требуется контроль и согласование работы всех блоков. Поэтому инверторные сварочные аппараты при малых размерах и весе стоят больше. Хоть, вроде, налицо экономия материалов. А дело в том, что есть еще контролеры, которые стоят немало.

Устройство сварочного инвертора: описание работы и назначение блоков на базе схемы РЕСАНТА САИ 140

У каждого производителя принципиальные схемы инверторных сварочных аппаратов разные. Мало того, даже разные линейки одного и того же производителя могут существенно отличаться. Но устройство сварочного инвертора имеет общие черты. Блоки те же. Просто собраны смогут быть по-разному. Это входной выпрямитель на базе мощного диодного моста и сглаживающих конденсаторов, инвертор — на ключевых транзисторах (тип IGBT или MOSFET) и выходной выпрямитель на базе высокочастотного понижающего трансформатора и диодного моста с выходным конденсаторным фильтром.

Принципиальная схема инверторного сварочного аппарата РЕСАНТА САИ 140

Далее рассмотрим, как работает сварочный аппарат, основываясь на схеме инверторного сварочного аппарата РЕСАНТА САИ 140. Он не лучше и не хуже остальных, просто есть его схемы.

Первичный выпрямитель и конденсаторный фильтр

Задача первичного выпрямителя — преобразовать синусоиду частотой в 50 Гц в постоянный ток. В реалии он получается не совсем постоянным, а с некоторой пульсацией, но это уже явно не синусоида. Реализуется это обычным диодным мостом, который «переворачивает» нижнюю полуволну синусоиды.

Как работает сварочный инвертор: первая ступень преобразования напряжения в Ресанта САИ 140

Сетевое напряжение через входную стабилизирующую группу попадает на конденсаторы С1 и С2. Основная задача —  снятие статического напряжения на землю. Именно поэтому включать инверторную сварку крайне желательно в розетку с действующим заземлением, а не просто с имеющимся контактом.

Далее, диодный мост «переворачивает» нижнюю полуволну. На его выходе получается пульсирующее напряжение. Для сглаживания пульсаций ставят конденсаторы (в приведенной схеме это конденсатор С8 ёмкостью 1 микрофарад на напряжение 400 В ). На их выходе напряжение уже постоянное. Конденсаторы стоят с солидным запасом по напряжению — 400 Вольт и выше, так как на выходе диодного моста напряжение уже больше чем сетевое — порядка 320-350 В. А если учесть еще возможные скачки… вот и ставят с запасом — на 400 В.

И конденсаторы, и диоды при работе сильно греются. Для лучшего отвода тепла их монтируют на алюминиевые радиаторы. Часто еще делают дополнительный обдув — ставят вентилятор. Если вы хотите, чтобы сварочный аппарат прослужил долго, следите за тем, чтобы кулер был в рабочем состоянии.

Инвертор

Блок инвертора преобразует постоянное выпрямленное напряжение низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты. Реализуется обычно на ключевых транзисторах, которые открываются и закрываются с большой частотой. Именно они формируют переменное напряжение с частотой в десятки килогерц. Управляет их переключением контроллер.

Силовые транзисторы G30N60, при помощи которых преобразуется постоянный ток в высокочастотный переменный

G30N60 — биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBTs).

На выходе инвертора получаем не синусоиду, а практически прямоугольные импульсы. Но для дальнейшего выпрямления это не проблема. Зато частота высокая, что значит, что вторичный выпрямитель можно сделать на небольшом по размеру трансформаторе.

Выпрямление и стабилизация

Полученное высокочастотное напряжение подается на высокочастотный трансформатор. Напряжение на нем понижается, ток увеличивается. Через его первичную обмотку протекает высокое напряжение небольшой силы тока, а со вторичной снимается более низкое напряжение, но сила тока уже порядка 150-220 ампер — в зависимости от мощности и класса аппарата.

Выходное преобразование напряжения перед подачей на электрод

Для получения постоянного напряжения на выходе трансформатора стоит диодный мост. Он выдает уже практически постоянное напряжение, которое «доглаживается» выходными конденсаторами и идет на сварочный электрод. Диоды на выходном мосту стоят особые — с высокой скоростью срабатывания (не более 40-55 наносекунд). Они должны сглаживать напряжение частотой в десятки килогерц, так что скорость срабатывания должна быть очень высокой. Если в процессе ремонта возникла необходимость их замены, то надо подбирать именно с высоким быстродействием. Иначе работать аппарат не будет.

STTH6003CW — диод быстродействующий 300В, 30А, 55нс.

Остальные блоки на схеме — это как раз управление, «дополнительные опции» типа защит от перегрева и залипания электрода.

На что обратить внимание при выборе сварочного инвертора

Речь пойдет не о характеристиках, а о выборе марок и производителей. Ситуация на рынке со сварочными инверторами не лучше и не хуже, чем с остальными инструментами или бытовой техникой. Очень много товара из Поднебесной.  Ценовая категория — от самого дешевого, до среднего. Есть также российские аппараты, украинские и белорусские. Они, в основном, в среднем ценовом диапазоне, хотя есть и более дорогие линейки. «Европейцев» в последние годы очень мало и цена далеко не «средняя».

Как работает сварочный инвертор — это одно. Надо еще, чтобы он был ремонтопригодным. Схемотехника может существенно различаться

Так что же выбрать? Оптимально — нормальный Китай и аппараты производства стран СНГ. И будьте осторожны. Очень много дешевых китайских подделок, которые имитируют российские, украинские или белорусские марки или даже «нормальный» товар из Поднебесной. В «фирменных» приборах заявленные параметры соответствуют реальным. И, если вы выставили ток, скажем, 130 ампер, на выходе вы получите именно 130 ампер плюс-минус пару процентов. В дешевых же поделках приходится потом «опытным» путем переписывать цифры на регуляторах. Потому что при положении регулятора 150 А, но на выходе может быть всего 90 А. В лучшем случае — 110-120 А, что явно не радует.

Ремонт и сервис

Второй момент, на который надо обратить внимание при выборе сварочного инверторного аппарата — его ремонтопригодность и доступность элементной базы. Производители разделились на два лагеря. У одних компоненты для ремонта стоят недорого, легкодоступны. Следовательно, ремонт быстрый, без особых проблем и недорого. Вторая группа производителей исходит из того, что нечего ремонтировать — покупайте новый аппарат. Элементная база подбирается особая, просто так ее не найти, приходится заказывать. Поставляет ее тот же производитель по очень высоким ценам. Так что действительно, часто получается дешевле купить новый аппарат, чем ремонтировать вышедший из строя.

Важно чтобы заявленные характеристики совпадали с реальными

Как ни странно, сварочные инверторы «второй группы» обычно работают нормально и довольно долго. Так что отзывы о работе обычно положительные. Но вот ремонт… Это проблема.

Ну, и следует обратить внимание на наличие сервисных центров в вашем регионе. И на то, на какой срок дают гарантию. Не только производители, но и сервисники. Может получиться так, что гарантия на аппарат солидная — несколько лет. А на ремонтные работы — всего месяц-два-три. Скажем, вам не повезло, ваш сварочник сломался очень быстро. Отвезли в мастерскую, они отремонтировали, а на отремонтированный аппарат дают гарантию два месяца. И все. Дальше «за свои деньги».

Принцип работы инверторного сварочного аппарата — Знание

19 июля 2019 г.

Инверторный сварочный аппарат — это новый тип источника сварочного тока, который производится инверторным способом. Это (50 Гц) переменный ток промышленной частоты, сначала выпрямителем и фильтром в выпрямитель постоянного тока, снова через электронные компоненты мощного переключателя (тиристор SCR, GTR, полевой транзистор MOSFET и IGBT), инвертор на частоту от нескольких кГц до кГц. переменного тока (переменного тока), в то же время от трансформатора до десятков вольт напряжения, подходящего для сварочного выпрямителя и выходного фильтра реактивного сопротивления, снова довольно плавного сварочного тока постоянного тока.

Порядок преобразования может быть просто выражен как:

Частота сети переменного тока (через выпрямление и фильтрацию) → постоянный ток (через инвертирование) → среднечастотный переменный ток (понижающий, выпрямление и фильтрация) → постоянный ток.

Как: переменный ток в постоянный, переменный и постоянный

Из-за высокой частоты переменного тока после понижения инвертора индуктивное сопротивление велико, и активная мощность в сварочном контуре будет значительно снижена. Так что это нужно снова исправить. Это обычно используемый механизм инверторного сварочного аппарата.

Характеристика инвертора мощности: основной характеристикой инвертора для дуговой сварки является высокая рабочая частота, что дает много преимуществ. Поскольку трансформатор представляет собой первичную или вторичную обмотку, его потенциал E имеет следующую взаимосвязь с частотой тока f, плотностью магнитного потока B, площадью поперечного сечения сердечника S и витками обмотки W: E = 4,44fBSW

И напряжение на клеммах U обмотки примерно равно E, а именно:

U материала fBSW E = 4.44

Когда U и B определены, если f увеличивается, S уменьшается, а W уменьшается. Таким образом, вес и объем трансформатора могут быть значительно уменьшены. Вес и объем всей машины можно значительно уменьшить. Кроме того, улучшение частоты и другие факторы принесли много преимуществ. По сравнению с традиционным источником питания для дуговой сварки, его основные характеристики следующие:

1. Небольшой объем, легкий вес, экономия материала, удобство переноски и перемещения.

2. Высокая эффективность и энергосбережение, эффективность может достигать 80% ~ 90%, более чем на 1/3, чем у традиционных сварочных аппаратов.

3. Хорошие динамические характеристики, легкое зажигание дуги, стабильная дуга, красивое формирование сварного шва и небольшое разбрызгивание.

4. Подходит для объединения с роботами для создания производственной автоматической системы сварки.

5. Может использоваться в одной машине, выполнять различные процессы сварки и резки.

— Знания

Инверторный генератор постоянного тока с IGBT — это в основном инверторный источник питания для дуговой сварки, генерируемый инвертором, который также называется инвертором для дуговой сварки.Это новый тип источника сварочного тока. Это переменный ток промышленной частоты (50 Гц), который сначала выпрямляется и фильтруется выпрямителем, превращаясь в постоянный ток, а затем преобразуется в ток от нескольких кГц до нескольких десятков кГц, полевой МОП-транзистор или IGBT с помощью мощных переключающих электронных компонентов. (тиристорный SCR, транзисторный GTR). Переменный ток ПЧ снижается до напряжения в десятки вольт, подходящего для трансформаторной сварки, и повторно преобразуется, и через реактивный фильтр выводится достаточно стабильный сварочный ток постоянного тока.

Порядок преобразования может быть выражен просто как:

Частота сети переменного тока (фильтрация выпрямления) → постоянный ток (через инвертор) → промежуточная частота переменного тока (понижающий, выпрямление, фильтрация) → постоянный ток.

А именно: AC → DC → AC → DC

Из-за высокой частоты и высокого индуктивного сопротивления источника питания переменного тока после понижения инвертора активная мощность в сварочной цепи значительно снижается. Следовательно, необходимо еще раз поправить. Это механизм используемого в настоящее время инверторного сварочного аппарата.

Основной характеристикой сварочного генератора постоянного тока с инверторным IGBT является высокая рабочая частота, которая дает много преимуществ. Поскольку трансформатор представляет собой первичную обмотку или вторичную обмотку, его потенциал E имеет следующую взаимосвязь с частотой f тока, плотностью магнитного потока B, площадью поперечного сечения сердечника S и числом витков обмотки W: E = 4.44fBSW

Напряжение на клеммах U обмотки примерно равно E, то есть:

U≈E = 4.44fBSW

Когда U и B определены, если f увеличивается, S уменьшается, а W уменьшается. Таким образом, вес и объем трансформатора могут быть значительно уменьшены. Это позволяет значительно уменьшить вес и объем всей машины. Есть много преимуществ из-за увеличения частоты и других факторов. По сравнению с традиционным источником питания для дуговой сварки, основные характеристики следующие:

1. Небольшой размер, легкий вес, экономия материалов, удобство переноски и перемещения.

2.Высокая эффективность и энергосбережение, эффективность может достигать 80% ~ 90%, экономя более 1/3, чем у традиционного сварочного аппарата.

3. Хорошие динамические характеристики, легкое зажигание дуги, стабильная дуга, красивый сварной шов и небольшой разбрызгивание.

4. Подходит для использования с роботами для создания производственной автоматической системы сварки.

Его можно использовать на одном станке для выполнения различных процессов сварки и резки.

Во-первых, сравнение ламп переключателя мощности

Обычно используемые переключатели мощности — это тиристоры, IGBT, полевые транзисторы и т.п.Среди них частота переключения тиристора (тиристора) составляет, по крайней мере, около 1000 раз в секунду, что обычно не подходит для схемы переключения высокочастотной работы.

1. Характеристики трубки эффектов:

Выдающимся преимуществом полевых транзисторов является их чрезвычайно высокая частота переключения. Он может переключаться более 500 000 раз в секунду. Выдерживаемое напряжение обычно превышает 500 В, температура составляет 150 ° C (форма), а сопротивление в открытом состоянии и потери в трубке низкие. Это идеальное переключающее устройство, особенно подходящее для использования в качестве переключающего устройства в высокочастотных цепях.

Однако рабочий ток полевого транзистора очень мал, а высокая температура около 20 А обычно составляет около 9 А, что ограничивает максимальный ток в цепи и длину пути утечки вывода из-за формы корпуса полевого транзистора. (поверхностное расстояние между проводником и другими проводниками очень велико). Он небольшой и легко повреждается под высоким давлением окружающей среды, в результате чего между штырями возникает электрическая проводимость, что приводит к повреждению машины или угрозе личной безопасности.

2.Характеристики генератора сварочного аппарата постоянного тока с инверторным IGBT:

IGBT — это трубка с биполярной изоляцией. Условное обозначение и эквивалентная принципиальная схема показаны на рисунке 11.1. Частота переключения составляет от 20 до 30 кГц. Однако он может пропускать большой ток (100 А или выше), а из-за большого шага выводов внешнего корпуса длина пути утечки велика, он может выдерживать воздействие высокого давления окружающей среды и является безопасным и надежным.

Сварочные аппараты IGBT — Руководство по закупке

Сварочные аппараты используются для плавления металлов и других материалов.Есть много видов сварочных аппаратов и сварочных процессов. Сварочные аппараты IGBT являются последними в данной области. Они самые свежие, существуют только с 1980-х годов. Так что их дизайн самый последний.

IGBT обозначает биполярный транзистор с изолированным затвором . Это полупроводниковый прибор. Он очень эффективен и, как известно, быстро переключается. Он используется во многих бытовых приборах, таких как холодильник, высокотехнологичные стереосистемы, электромобили и другие энергоэффективные автомобили.Как правило, сварочный блок питания прост, но сварочные аппараты с БТИЗ довольно сложны внутри. Эти сварочные аппараты могут выдерживать высокие нагрузки дуговой сварки. Их называют инверторными сварочными аппаратами.

Принцип работы этих сварочных аппаратов заключается в том, что они преобразуют электросеть в высокое напряжение, а затем сохраняют их в конденсаторной батарее. Затем микропроцессорный контроллер переключает его на второй трансформатор, который необходим для создания необходимого сварочного тока.Есть цифровой дисплей, и он очень удобен в использовании. Цифровой дисплей очень удобен для сварщика . Эти сварочные аппараты на базе высокочастотного инвертора более эффективны и имеют больший контроль, чем сварочные аппараты без инертора. Структура состоит из биполярного транзистора, затвора и силового транзистора. Все это контролирует энергию в машине.

Сварочные аппараты IGBT имеют программное обеспечение контроллера, которое выполняет работу по импульсному сварочному току, автоматической точечной сварке и т. Д.Это окажется дорогостоящим для машины на основе трансформатора, но может быть легко выполнено с помощью инверторной машины с программным управлением.

IGBT могут быть очень полезными, поскольку они выдают мощность, которую можно использовать для различных сварочных процессов. У вас может быть возможность использовать разные типы тока или силы тока. Можно выполнять такие процессы, как TIG или сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа или MMA или ручная дуговая сварка металла . Можно использовать аппарат для сварки TIG на переменном или постоянном токе. Можно сваривать различные материалы, такие как нержавеющая сталь, углеродистая сталь и медь.

Вы можете приобрести переносные модели, которые будет удобно брать с собой куда угодно для сварки. Позаботьтесь о процедурах безопасности и убедитесь, что кабель имеет правильную длину, чтобы он не представлял опасности для сварщика и других людей, находящихся поблизости.

Обычно их вес составляет от тридцати пяти до пятидесяти пяти фунтов. К тому же они довольно дорогие. Они работают очень эффективно и позволяют сэкономить много денег. Также можно поторговаться и получить более низкую цену.

Эти автоматические сварочные аппараты очень эффективны и экономичны.Они полезны как в малых, так и в крупных компаниях, где требуется сварка. Так что их дизайн самый последний. Итак, если вы выберете сварочных аппаратов IGBT , вы выберете новейшие сварочные аппараты .

Следует проявлять осторожность при выборе сварочных аппаратов IGBT . Придется потратить много денег и обязательно пригодится. Чтобы получить лучшее, вы должны знать, как он работает, искать в Интернете и ходить в магазины, чтобы узнать о сварочных машинах IGBT. Тогда вам следует выбрать тот, который соответствует вашим потребностям. Поскольку его можно подключить к компьютеру и автоматизировать работу, он будет очень полезен во всех типах сварочных процессов.

Международный журнал инженерного менеджмента и прикладных наук

Международный журнал новейших технологий в области инженерии, менеджмента и прикладных наук — IJLTEMAS

Международный журнал новейших технологий в машиностроении, менеджменте и прикладных науках (IJLTEMAS) — это ежемесячный рецензируемый международный журнал по инженерным наукам, менеджменту и прикладным наукам с минимальными затратами на обработку и открытым доступом.Мы обеспечиваем отличную платформу для обмена мнениями между исследователями, широко заинтересованными в области инженерии, менеджмента и прикладных наук.

Научно-исследовательское и инновационное общество

Общество исследований и научных инноваций (RSIS International) — ведущее международное профессиональное некоммерческое общество, которое способствует прогрессу исследований и инноваций посредством международных конференций, дискуссий, семинаров и публикации профессиональных международных онлайн-журналов, информационных бюллетеней и проведения исследований и инноваций. на международном уровне.

Прием статей Август 2021 г.

Международный журнал новейших технологий в инженерии, менеджменте и прикладных науках — IJLTEMAS приглашает авторов / исследователей предложить свои исследовательские работы в области инженерии, менеджмента и прикладных наук. Все заявки должны быть оригинальными и содержать соответствующие результаты исследований в области инженерии, менеджмента и прикладных наук. Мы нацелены на качественную исследовательскую публикацию и предоставляем читателю достоверные исследования.

Правила подачи заявок

Почему открытый доступ?

Журналы открытого доступа доступны бесплатно в Интернете для немедленного открытого доступа во всем мире к полному содержанию статей, отвечающих интересам основных исследователей.Каждый заинтересованный читатель может бесплатно читать, скачивать или потенциально распечатывать статьи в открытом доступе! Мы приглашаем подавать документы превосходного качества только в электронном (только .doc) формате.

Инверторный сварочный аппарат | Цифровая платформа IMTS

В отличие от традиционных сварочных аппаратов, к которым привыкло большинство из нас, инверторный сварочный аппарат — это сравнительно новый и творческий вид сварщика, который имеет множество преимуществ. По сравнению с тяжелыми медными или алюминиевыми трансформаторами и выпрямителями, используемыми в обычных сварочных аппаратах, в инверторных припоях используется передовая технология на основе кремния.Нет сомнений в том, что они породили немало проблем с прорезыванием зубов, когда впервые были запущены инверторные сварочные аппараты, как и любое современное изобретение. Однако с тех пор инверторная технология оказалась очень эффективной, рентабельной и, по сути, имеет целый ряд преимуществ. Давайте подробнее рассмотрим, как работает инверторный сварочный аппарат и почему вы можете получить от него пользу!

Инверторный сварочный аппарат — это устройство для контроля электрического напряжения.Он преобразует источник питания переменного тока в более низкое функциональное выходное напряжение в случае инверторного сварочного аппарата — например, с выхода 240 В переменного тока до 20 В постоянного тока. В отличие от традиционных устройств на основе трансформаторов, которые в основном полагаются на один большой трансформатор для управления напряжением, устройства на основе инверторов используют набор электронных компонентов для преобразования электроэнергии. Инверторный сварочный аппарат работает, увеличивая частоту первичного источника питания с 50 Гц до 20 000–100 000 Гц. Это достигается за счет использования электрических элементов управления, которые невероятно быстро включают и выключают питание.Размер трансформатора можно очень резко уменьшить, регулируя подачу питания таким образом, пока она не достигнет трансформатора.

Самым большим преимуществом инверторного сварочного аппарата является то, что он имеет относительно тонкую портативную опору и его можно носить с собой, как легкий портфель. Инверторы более гладкие, легкие, легкие и гибкие по весу, в них используются трансформаторы еще меньшего размера. Это очень похоже на обычный сварочный аппарат, который, как известно, имеет большие габариты и не работает в узких помещениях.По сравнению с ними они потребляют меньше электроэнергии и могут работать от стандартной бытовой электросети. Более низкое энергопотребление означает, что инверторный сварочный аппарат можно установить в любую обычную настенную розетку на 110 В с током домашнего хозяйства, а не с током высокого напряжения. Это очень похоже на обычный сварочный аппарат, который, как известно, имеет большие габариты и не работает в узких помещениях.

Высокий КПД
Качественные инверторные сварочные аппараты будут иметь уровень производительности около 80-90 процентов, тогда как традиционные сварочные аппараты имеют немного более низкий КПД — около 50 процентов.Это связано с тем, что в традиционных устройствах трансформаторы большего размера имеют более высокое сопротивление и, следовательно, теряют большое количество энергии из-за рассеивания тепла.

Более высокие рабочие циклы
Инверторные сварочные аппараты, опять же из-за разницы в мощности трансформатора, обычно достигают значительно более высоких интервалов включения. В инверторном блоке мелкие детали легко нагреваются, но их можно охлаждать гораздо эффективнее и быстрее. Однако в стандартных сварочных аппаратах с «трансформатором» детали намного крупнее и, следовательно, имеют тенденцию накапливать тепло и дольше остывать.

Гибкость с выходом переменного или постоянного тока
Большинство типичных аппаратов для ручной дуговой сварки металла с трансформатором имеют выход только переменного тока, а это означает, что типы электродов, которыми они могут сваривать, ограничены. Однако в инверторном сварочном аппарате ток намного легче преобразовать в постоянный ток, что означает, что они могут сваривать широкий спектр различных сварочных электродов. Это также говорит о том, что такие ручные инверторы металлической дуги также подходят для сварки TIG на постоянном токе, что невозможно с обычными аппаратами переменного тока.

Повышение эффективности энергопотребления
Такая популярность означает, что использование энергии генератора гораздо практичнее с инверторными сварочными аппаратами, которые могут работать на небольших портативных генераторных установках, что по-прежнему невозможно с традиционными трансформаторными машинами. Следует напомнить, что существуют риски, связанные с использованием энергии генератора — для получения дополнительной информации прочитайте наш отчет об использовании генераторов с инверторными сварочными аппаратами.

При всем вышесказанном, инверторный сварочный аппарат, конечно, не самый лучший и идеальная система для всех видов сварочных работ.Компоненты высокотехнологичной электроники объясняют, что инверторный сварочный аппарат будет работать с током более низкого напряжения. Верный аргумент, что инверторные сварочные аппараты сравнительно слабы и поэтому уязвимы для более частых поломок, и, следовательно, их использование приведет к более высоким затратам на ампер.

IMTS объединяет производителей со всего мира.Отправьте нам сообщение с вашими требованиями, и наши эксперты IMTS с радостью ответят на ваши вопросы.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ ИНВЕРТОРА ТИПА 3КВА, 50 ГЦ, ОДНОФАЗНОЙ ДУГОВОЙ СВАРОЧНОЙ МАШИНЫ

International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 6 Выпуск 5, май 2015 г. 931

ISSN 2229-5518

Проектирование и изготовление инвертора

3 кВА, 50 Гц, однофазная дуговая сварка

Аппарат

Engr.Ovbiagele U; Engr. Obaitan B

Резюме: Сварка служит множеству целей в разных доменах. Изготовление машин и оборудования, сварка трубопроводов и манифольдов, сварка конструкций, морская сварка и декоративная сварка — вот примеры сварки, применяемой в бизнесе и промышленности. Сварочное оборудование стало одним из важнейших инструментов, которыми может владеть производитель, поэтому возникла необходимость спроектировать и построить аппарат для дуговой сварки. В этой статье авторы спроектировали и сконструировали аппарат для однофазной дуговой сварки мощностью 3 кВА, 50 Гц, используя местные материалы.Чтобы решить проблему веса и размера обычного аппарата для дуговой сварки, была также разработана инверторная схема. Инвертор обеспечивает гораздо более высокую частоту, чем 50 Гц или 60 Гц для трансформатора, используемого при сварке. Электродуговая сварочная машина местного производства, способная выдержать ток 150 А при испытании изоляции, испытании на короткое замыкание и разрыв цепи для определения рабочих характеристик, была очень удовлетворительной.

Ключевые слова: дуговая сварка, изготовление оборудования, инвертор, трансформатор.

———————————  ———————————

Сварка — это метод соединения металлов, при котором тепло и / или давление прикладываются к области контакта между двумя компонентами. ; в стык может быть добавлен присадочный металл в зависимости от процесса сварки [1].
Существует множество видов сварки, в том числе дуговая сварка, контактная сварка, газовая сварка. Особое внимание будет уделено дуговой сварке, поскольку это наиболее распространенный вид сварки, а также основная цель данной конструкции.При дуговой сварке между основным металлом и электродом образуется электрическая дуга. Тепло дуги плавит основной металл и сварочные материалы для получения металла шва для соединения элементов конструкции [2].
Оборудование, которое выполняет сварочные операции под наблюдением и контролем сварщика, называется сварочным аппаратом. Чтобы решить проблему веса и габаритов обычного аппарата для дуговой сварки, необходимо сконструировать инвертор. Инвертор обеспечивает гораздо более высокую частоту, чем 50 Гц или 60 Гц для трансформатора, используемого при сварке.Таким образом, трансформатор гораздо меньшей массы используется для обеспечения работы с гораздо большей выходной мощностью. Выбор рабочей частоты с учетом человеческих способностей снижает сварочный шум, производимый обычным аппаратом для дуговой сварки [1]. Выбор частоты 20 кГц для аппарата дуговой сварки инверторного типа соответствовал вышеуказанным ожиданиям. Управление питанием трансформатора на высокой частоте позволяет контролировать выходной сварочный ток. Этот источник питания обеспечивает преобразователь частоты. Силовой переключатель IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) или MOSFET используется для конструкции инвертора из-за его высокой степени коммутации.
Схема управления, используемая для управления выходным сварочным током, предназначена для управления переключателем мощности на высокой частоте. Переключатель питания на биполярном транзисторе с изолированным затвором более эффективен и менее подвержен сбоям, чем переключатель питания на полевых МОП-транзисторах.

Вес и размер трансформатора обычного сварочного аппарата намного выше шума сварки.

IJSER © 2015 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и технических исследований, том 6, выпуск 5, май 2015 г. 932

ISSN 2229-5518

Целью и задачей данной работы является спроектировать и сконструировать аппарат для дуговой сварки, работающий от напряжения
48 В постоянного тока с переменной частотой.Это снижает вес, размер и уровень шума трансформатора, используемого для сварки.
Иметь более эффективный дуговой сварочный аппарат, обеспечивающий аккуратную сварку.

Важность этого проекта заключается в том, что он направлен на создание рентабельного, прочного, портативного и мобильного сварочного аппарата.

Сварочный источник питания трансформаторного типа преобразует электричество высокого и слабого тока из электросети в высокое и низкое напряжение (обычно от 17 до 45 В и от 55 до 590 А).Выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный для получения постоянного тока на выходе. Перемещение магнитного шунта внутрь и наружу трансформатора помогает изменять выходной ток. Последовательный реактор к вторичной обмотке регулирует выходное напряжение от набора отводов на вторичной обмотке трансформатора. Этот тип блока питания наименее дорогой, но громоздкий. Это низкочастотные трансформаторы, которые должны иметь такую ​​высокую намагничивающую проводимость, чтобы избежать ненужных шунтирующих токов. Трансформатор также может иметь значительную проводимость утечки для защиты от короткого замыкания в случае прилипания сварочного стержня к рабочей силе.Индуктивность рассеяния может изменяться, поэтому оператор может устанавливать выходной ток [3].

С появлением мощных полупроводников, таких как полевой транзистор с изолированным затвором (IGFET), также известный как MOSFET (металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор), теперь также можно создать импульсный источник питания, способный справляться с высокими нагрузками при дуговой сварке. Эти конструкции известны как инверторные сварочные аппараты. Электроэнергия переменного тока сначала выпрямляется в постоянный ток; затем переключатель питания постоянного тока (инвертировать) в понижающий трансформатор на высокой частоте для получения необходимого сварочного напряжения или тока.Частота переключения обычно составляет от 20 кГц до 100 кГц. Высокая частота переключения резко уменьшает габариты понижающего трансформатора. Масса магнитных компонентов (трансформатор и проводники) быстро уменьшается с увеличением рабочей (коммутационной) частоты. Циркуляционный преобразователь может также обеспечивать такие функции, как управление мощностью и защита от перегрузки. Этот тип сварочных аппаратов (на основе инвертора) более эффективен и обеспечивает лучший контроль изменяемых функциональных параметров, чем обычные сварочные аппараты.Микроконтроллер управляет IGBT или IGFET в инверторной машине, поэтому электрические характеристики сварочной мощности могут быть изменены с помощью программного обеспечения [4].

Наш подход к этому проекту реализуется через проектирование и создание его подсистемы ввода, блока управления и подсистемы вывода. Сварка металла происходит, когда блок управления и выходная подсистема соединяются вместе через свариваемый токопроводящий объект. Сварка — это процесс соединения двух или более одинаковых или разнородных материалов с / без приложения тепла и / или давления с использованием или без использования присадочного материала.

IJSER © 2015 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 6, выпуск 5, май 2015 г. 933

ISSN 2229-5518

В разработке мы начали с общую систему и начинайте разбивать ее на системы. Удобным инструментом, используемым на этом этапе, является блок-схема, показанная на рис. 1. Блок-схема изображает иерархию того, как подсхемы инвертора
будут взаимодействовать и взаимодействовать друг с другом.Аппаратный прототип был реализован или реализован на экспериментальном макете. Это было достигнуто за счет реализации подсистемы ввода
инвертора в подсистему вывода. Они были тщательно выполнены в соответствии с блок-схемой проекта и окончательной принципиальной схемой.
Системная блок-схема проекта инверторного сварочного аппарата показана на рис.
Буфер генератора
Усилитель мощности
Трансформатор

O / P
Источник питания
Обратная связь

Система представляет собой гибкий источник питания, спроектированный как источник тока, соответствующий блок-схеме, показанной на рис.который состоит из следующих этапов.

для переключения питания постоянного тока. Выходной сигнал каскада генератора усиливается с помощью транзистора (9013). Этот

IJSER © 2015 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 6, выпуск 5, май 2015 г. 934

ISSN 2229-5518

усиленный сигнал запускает металлооксидный Полевой транзистор с Vgs больше порогового напряжения.Частота работы схемы определяется каскадом генератора.

Трансформаторы сварочные рассчитаны на характер сварочных работ. Для сварочного аппарата инверторного типа трансформатор имеет небольшие размеры и меньший вес по сравнению с обычным сварочным аппаратом. В аппарате для дуговой сварки для сварки используется электрический разряд. Этот разряд известен как дуга.
Напряжение, необходимое для поддержания дуги, равно
В = C + DL [5] …………………………………………………… ………………………………………….. …………………… (1) Где; C = от 15 до 20 вольт
D = от 2 до 3 вольт
L = длина дуги в мм и ее значение составляет примерно от 2 до 4 мм. Дуга поддерживается при напряжении примерно от 24 до 30 вольт. Проектная спецификация
Выходное напряжение = 25 В переменного тока
Выходной ток = 80 А Входное напряжение = 48 В постоянного тока
Номинальная мощность трансформатора = 3 кВА K = 0,45
F = 50 Гц
BM = 1,2 Т
Плотность тока, j = 3.2 A мм-2 или 3,2 x 106 A / м2
Коэффициент пространства Kw = 0,3

Вольт на оборот

Вт = K KVA [6] ……………… ………………………………………….. …………………. (2)
Для прямоугольных импульсов,
Расчет площади жилы, Ai

Vt = 0,45 3 = 0,78
Vt = 4,44 fBm Ai [6] ……………………………………… ………………………………………….. …………………………… (3)
A1 =
0,78

4.44 x 50 x 1,2
= 0,0029,28 м2 или 29,28 см2

IJSER © 2015 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 6, выпуск 5, май 2015 г. 935

ISSN 2229-5518

Общая площадь железа Ag =

Ai
0,9
3 ………………………….. ………………………………………….. ……………………………. (4)

29,28 = 32,53 см2
0,9
Принимая 0,9 в качестве коэффициента суммирования.
Ширина центральной конечности = 2 x ширина боковой конечности
= 2 x a …………………………. ………………………………………….. ………………………………………….. …………….. (5) Глубина керна, b = 2,5 x ширина центрального лимба = 2,5 x 2a = 5a
Ag = bx 2a = 5a x 2a = 10a2. ………………………………………….. ………………………………………………………. (6)
Следовательно, 10 a2 = 32,53
Поскольку a = 1,80

a = 32,53 = 1,80 см
10
b = 5 x 1,80 = 9 см
Глубина сердечника, b = высота ярма для типа оболочки, Hy

Глубина ярма Dy = ширина боковая конечность = 1,80 см

Aw =
кВА

2,22 xfx B x A x K xjx 10−3
[7] …………………. ………………………………………….. …………….. (7)
Aw =
3

2.22 x 50 x 1,2 x 2,928 x 10-3 x 0,3 x 3,2 x 106 x 10-3
Aw = 8,01 x 10-3 м2 или 80,1 см2
Aw = высота окна (Hw) x ширина окна (Ww)

HW = 3
WW
HW = 3 Ww
Aw =
3Ww
= w 2
[6] ………………………. ………………………………………….. ………………………………………. (8)

IJSER © 2015 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 6, выпуск 5, май 2015 г. 936

ISSN 2229-5518

Ww =

80.1 = 5,2 см
3
Следовательно, Hw = 3 x 5,2 = 15,6 см
Общая высота H = Hw + 2 ……………………. ………………………………………….. …………………………………… (9)
= 15,6 + ( 2 x 1,80) = 19,2 см
Общая ширина W = (2 x Ww) + (4 xa) ………………………. ………………………………………….. ……………….. (10)
= (2 x 5,2) + (4 x 1,80) = 17,6 см
Обмотка
V1

Витки первичной обмотки T1 =
Вт
…………………………………………… ………………………………………….. …… (11)

48 = 62
0,78
Общее количество витков на первичной обмотке 124 (с отводом по центру)
Ток первичной обмотки
I1 =

Мощность ………. ………………………………………….. ……………………………… (12)
V1

= 3000
48
= 62,5 A
Принимая ток 3,2 A / мм2 для первичной обмотки, площадь проводника
a1 =
62.5

3,2
= 19,53 мм2
Для расчета диаметра проводника
a1 = πr =
πd2

4
………………….. ………………………………………….. ………………………………………….. ………. (13)
Где a1 = площадь первичного проводника, d = проводник

d = (4 x 40)
3,142
= 4,996 мм
Витки вторичной обмотки T2 =

V2. ………………………………………….. ……………………………………………. (14)
Вт

IJSER © 2015 http://www.ijser.org

International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 6, Issue 5, May 2015 937

ISSN 2229-5518

T2 =
25

0,78
= 32
В то время как При расчете числа витков вторичной обмотки выбирается допуск 5%, чтобы компенсировать падение напряжения в обмотке.
Следовательно,
T = 32 +  5
+ 32  = 34

2  100 

 
Ток вторичной обмотки
I2 =

Мощность ………….. ………………………………………….. ………………………… (15)
В2

= 3000
25
= 120 А
Потребляемый ток 3,2 A / мм2 для вторичной обмотки, площадь проводника

a = 120
= 40 мм2

2 3,2

Для расчета диаметра проводника
a 2 = πr =
πd2

4
…………………………………………… ………………. (16)
Где a2 = площадь вторичного проводника, d = проводник

d = (4 x 120)
3,142
= 12,4 мм

RT (R8 + R9) и C1, подключенные к контактам 6 и 7 микросхемы SG3524 соответственно, определяют частоту колебаний. Используя приведенное ниже уравнение, мы определяем значение неизвестного параметра.

f = 1,18
C1CT
[8] ………………………………… ………………………………………………………… ………………………… (17)
Предположим, что C1 = 0,1 x 10-6 F и требуемая частота f = 50 Гц
Следовательно,

f = 1,18
0,1 x 10−6 x 50
= 236 кОм
IC SG3524 используется в секции колебаний этого инвертора. Эта ИС используется для генерации частоты 50 Гц, необходимой для генерации переменного тока инвертором. Чтобы запустить этот процесс, питание от батареи подается на вывод 15 SG3524 через транзистор NPN (TIP41).D3 у основания Q3, как показано на рис. используется для регулирования напряжения питания микросхемы SG3524. Контакт 8 подключен к отрицательной клемме аккумулятора. Штыри 6 и 7 ИС являются штырями колебательной секции. Частота, создаваемая ИС, зависит от номинала конденсатора и резистора, подключенных к этим контактам. Конденсатор (0,1 мкФ) подключен к выводу 7. Этот конденсатор определяет частоту 50 Гц на выходе ИС. Контакт 6 — это контакт синхронизирующего сопротивления. Сопротивление на этом выводе составляет

IJSER © 2015 http: // www.ijser.org

International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 6, Issue 5, May-2015 938

ISSN 2229-5518

постоянная частоты генератора. Предустановленный переменный резистор (20 кОм) подключен к земле от контакта 6 IC. Эта предустановка используется для того, чтобы значение выходной частоты можно было установить на постоянное значение 50 Гц. Фиксированное сопротивление
220 кОм подключено последовательно с переменным резистором, как показано на рис.соотношением:

F = 1,30
C1CT
[9]. ………………………………………….. ………………………………………….. …………………………… (18)
Где F — частота в кГц, RT — полное сопротивление. на выводе 6, а CT — это общая емкость на выводе 7. Следовательно, чтобы получить частоту 50 Гц,
При условии CT = 0,1 мкФ

F = 1,30
50 x (0,1 X 10-6)
= 260 кОм
Следовательно , RT необходимо изменять на 100K, чтобы получить частоту 50 Гц.В нашей конструкции мы использовали постоянный резистор 200 кОм и переменный резистор 100 кОм.
Сигналы, генерируемые в секции генератора IC, достигают секции триггера IC. Эта секция преобразует входящие сигналы в сигналы с изменяющейся полярностью. В этом сигнале изменение полярности означает, что когда первый сигнал положительный, второй будет нулевым, а когда первый сигнал станет нулевым, второй будет положительным. Следовательно, для достижения частоты 50 Гц этот процесс чаще всего повторяется каждые 50 раз в секунду i.е. пульсирующий сигнал с частотой 50 Гц генерируется внутри триггерной секции ИС.
Этот переменный сигнал частоты 50 Гц имеет выход на выводах 11 и 14 ИС.
Этот пульсирующий сигнал также может быть известен как сигнал возбуждения MOS. Этот управляющий сигнал MOS на контактах 11 и
14 находится в диапазоне 4,6 — 5,4 В. Напряжение
на этих контактах должно быть одинаковым, потому что любое изменение напряжения на этих контактах может повредить полевой МОП-транзистор
на выходе.
Так как опорное напряжение для усилителя ошибки (вывод 2) установлено равным 2.5В с использованием делителя напряжения. Следовательно, напряжение, подаваемое на контакт 1, составляет 2,5 В.
Использование делителя напряжения:

Предположим, R4 = 4700,
Vpin 1 = Vref x

R 4
R 4 + R 3
………………… ………………………………………….. ………………………………………….. .. (19)
Vpin 1 = 2,5 v
2,5 = 5 x
4700

4700 + R 3
R3 = 4700 или 4,7 K

IJSER © 2015 http://www.ijser.org

International Journal of Научные и технические исследования, Том 6, Выпуск 5, май 2015 г. 939

ISSN 2229-5518

Vpin 2 = Vout x

R s
R s + R 5
…………………………………………… ………………………………………….. ……………….. (20)
RS = R6 + R7, обратите внимание, что Vout — это положительное значение, которое в нашем дизайне равно 14,5 В. Требуемое напряжение на выводе 2 равно 2,5 В

Предположим, R5 = 100 K;
R s =

Vpin2 x R s
………………………………… ………………………………………….. ……………………………………. (21)
Vout
+ Vpin2
R s =
2.5 x 100 000

14,5 — 2,5
= 20,833 кОм


Принимая предустановку R6 как 20 кОм, тогда R7 = 0,83 кОм
Vpin 15 = VD3 — VBE (Q3)
Vpin 15 = 13 — 0,7 = 12,3 В

После Проектирование и конструкция, испытание на обрыв и короткое замыкание. Физическая работа машины также была проведена.
Клещи электрододержателя плотно захватывают электрод при различных рабочих положениях; следовательно, на ключе не было замечено дугового разряда. Производство дуги с электродом другого калибра было очень удовлетворительным для металлургического завода.
Он обладает хорошими характеристиками и высокой эксплуатационной эффективностью. Испытания показали, что конструкция соответствует ожидаемым требованиям по сравнению с обычным аппаратом для дуговой сварки.

В данной работе успешно представлена ​​конструкция инверторного аппарата для однофазной дуговой сварки 3 кВА, 50 Гц.
Успешное завершение этой работы предоставит возможности трудоустройства и повысит уровень жизни большинства людей в странах третьего мира, таких как Нигерия.Это также снизит зависимость стран третьего мира от импортных товаров.

V1 = первичное напряжение V2 = вторичное напряжение Vt = количество оборотов на вольт

IJSER © 2015 http://www.ijser.org

International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 6, Issue 5, May-2015 940

ISSN 2229-5518

I1 = первичный ток
I2 = вторичный ток
F = частота (герцы)

U1
D4 D6
+ 48V
D7 D5

PC 123

4.7 кОм R1
U2 D3
13 В
TIP41
Q3

100 кОм

R6

20 кОм

1 кОм

R5

4,7 кОм

R7

4,7 кОм

R7

4,7 кОм

R9 100K 200 кОм

R8 7

11
10 10 кОм
9 R14
10 кОм
R11
D2
9012
Q2
T2
0,1 мкФ
C2 R13
R12

47 кОм

C3

10 кОм

C3
10 кОм 2015 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 6, выпуск 5, май 2015 г. 941

ISSN 2229-5518

R17
Q4 1 кОм

T2 T1
R24
1 кОм
Q11
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Q10
R18
1 кОм
R19
1 кОм
R20
1 кОм
R21
1 кОм
R22 48v 9026 кОм
R22 48v
1 кОм
1 кОм
R28
1 кОм
R29
1 кОм
R30
Q12
Q13
Q14
Q15
Q16
Q17
1 кОм D8
D9 1 кОм
a
N1
A2 A1
N2

N1
A2 A1
первичный

902 U2 вторичный электрод
U2

IJSER © 2015 http: // www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 6, выпуск 5, май 2015 г. 942

ISSN 2229-5518

[1] А. Александер, Р. Боннарт и Е. Виткрафт, Р., Основы сварки, резки, пайки, пайки и наплавки металлов, , Лондон: John Deere Publishing, стр. 234-256, 2000.
[2] A. Althouse, K. Bowditch, & Turnquist, Modern Welding .Лондон: Goodheart-Wilcox Company, Inc., стр. 456-461, 2004 г.
[3] M.G. Скажем, Характеристики и конструкция машины переменного тока , Лондон: Pitman, pp.176-198,
1978
[4] Б.А. Эзекой, «Характеристики и характеристики твердотельного инвертора и его применение в фотоэлектрической установке
», Тихоокеанский научно-технический журнал, Том 8, вып. 1, pp.68-72, May 2007.

[5] E.Lincolin, The Procedure Handbook of Arc Welding, (14th edition), New Jersey: Prentice Hall Inc., pp

1-6, 1994.
[6] KM Murthy Vishnu, Computer-Aided Design of Electrical Machines , Sultan Bazar: Adithya Art printers, pp.95-134, 2008.

[7] BL Theraja и АК Theraja, Electrical Technology (24-е издание), Нью-Дели: S.Chand and Company

Ltd, стр.1122-1146, 2005.

[8] R..L. Бойлестад и Л. Нашельски, Устройства силовой электроники и теория схем, (6-е издание), New

Delhi: Prentice Hall, стр.415-468.1996.

[9] М. Рашид, Силовая электроника, схемы, устройства и приложения (4-е издание), Нью-Дели: Prentice

Hall, стр. 378-388, 2013
Авторы: Engr. Ovbiagele U, Engr. Obaitan B Департамент электротехники и электроники Auchi Polytechnic, Auchi
Эл. Почта: [email protected]
08062495480

IJSER © 2015 http://www.ijser.org

Информация о сварке инвертора — BSA Machine Tools

Инверторный источник сварочного тока (ИИСТ, Сварочный инвертор) — это один из современных типов источников питания сварочной дуги .

Инверторные источники сварочного тока для всех видов сварки устроены одинаково. Разница только в генерируемой вольт-амперной характеристике.

Таким образом, возможно изготовление универсальных ИИСТ, подходящих для различных видов сварки (MMA, TIG, MIG / MAG).

История:

Основное назначение всех источников сварки — обеспечение стабильной сварочной дуги в гараже и ее легкое зажигание.

Одним из важнейших параметров сварочного процесса является его устойчивость к вибрациям и помехам.Существует несколько типов источников питания сварочной дуги — трансформаторы, дизельные или бензиновые генераторы, выпрямители и инверторы.

Инверторный источник сварочного тока появился в XX веке, а в начале XXI века он стал одним из самых популярных сварочных аппаратов для всех видов дуговой сварки.

Принцип работы

Сварочный инвертор — это силовой трансформатор для понижения сетевого напряжения до необходимого напряжения холостого хода источника, блок силовых электрических цепей на основе MOSFET или IGBT транзисторов и стабилизирующий дроссель для уменьшения пульсаций выпрямленного тока.

Принцип работы инверторного источника сварочной дуги следующий: сетевое напряжение переменного тока подается на выпрямитель, после чего силовой модуль преобразует постоянный ток в переменный ток высокой частоты, который подается на высокочастотный сварочный трансформатор, который может имеют гораздо меньшую массу, чем сетевое напряжение, которое после выпрямления подводится к сварочной дуге. Дуга постоянного тока более стабильна.

Преимущества

Преимущество инверторного источника питания сварочной дуги заключается в уменьшении габаритов силового трансформатора и улучшении динамических характеристик дуги.

Использование инверторных технологий привело к уменьшению размеров и веса сварочных аппаратов , улучшению показателя качества сварочной дуги, повышению эффективности, минимальному разбрызгиванию во время сварки и позволило плавно регулировать сварку. параметры.

Недостатки

До конца 2000-х годов инверторные источники были намного дороже трансформаторных и менее надежными.

По состоянию на 2010-е годы цена инверторных устройств значительно снизилась и приблизилась к трансформаторной.Надежность IIST также значительно выросла, особенно с началом массового использования модулей IGBT.

Ограниченный коэффициент нагрузки, связанный со значительным нагревом элементов схемы.

Повышенная чувствительность к влажности воздуха и выпадению конденсата внутри корпуса.

Возникает высокий (и часто опасный) уровень высокочастотных электромагнитных помех.

Эта проблема частично решается за счет использования так называемой улучшенной широтно-импульсной модуляции и синхронных выпрямителей во вторичных цепях.

Однако эти решения значительно увеличивают стоимость и вес устройства, поэтому используются только в профессиональных стационарных моделях. В ряде стран, например в Канаде, Бельгии и Нидерландах, существуют ограничения на использование импульсных источников питания с «жесткими» переключаемыми транзисторами.

В первых сварочных инверторах (построенных на биполярных транзисторах) использовался резонансный принцип и переключение выходных транзисторов при нулевом фазном токе, что значительно сужает спектр электромагнитных помех и снижает их спектральную мощность.

По состоянию на 2015 год сварочные инверторы резонансного типа все еще производятся в России и некоторыми производителями в Китае.

Схема

Инверторные источники сварочного тока могут быть построены по самым разным схемам, но на практике преобладают три:

Преобразователь импульсов прямоточный, однотактный, с ШИМ-регулированием и рекуперацией энергии.

Такие инверторы являются наиболее простыми, легкими и компактными, но силовые транзисторы переключаются с токовым промежутком при ненулевом напряжении, что приводит к значительным коммутационным потерям и большому уровню электромагнитных помех.

Схема может быть реализована только на высокоскоростных мощных MOSFET или IGBT транзисторах, поэтому распространение она получила только в начале 2010-х годов. Также для схемы требуются мощные диоды с чрезвычайно коротким временем обратного восстановления.

Эффективность схемы во многом зависит от интенсивности переходных процессов, паразитной емкости и индуктивности компонентов, проводов и печатных плат, что требует тщательного проектирования и высокой точности изготовления.

Схема применяется в переносных сварочных аппаратах малой мощности (до 4 кВт).Несмотря на небольшое количество компонентов, такие инверторы довольно дороги, и 60-70% стоимости составляют специальные транзисторы и диоды. Схема распространена у европейских и японских производителей.

Полумостовой или мостовой двухтактный преобразователь с ШИМ управлением. Коммутационные потери и уровень электромагнитных помех в них меньше, чем в предыдущем типе, но все же достаточно высок.

Схема более сложная и требует большего количества компонентов, но мощность, развиваемая преобразователем, значительно выше, чем в однотактных схемах (до 10 кВт).

Также требуются высокоскоростные полевые МОП-транзисторы или IGBT с высокой допустимой рассеиваемой импульсной мощностью, хотя и меньшей, чем в однотактной схеме.

Требования к диодам также значительно ниже, чем в однотактной схеме. Эффективность схемы зависит, но в меньшей степени, чем у однотактных схем, от интенсивности переходных процессов на паразитной емкости и индуктивности компонентов, проводов и печатных плат.

Гибкость, скорость и точность ШИМ-управления позволяет управлять током дуги по сложным законам, что улучшает качество сварки.Схема популярна у американских и корейских производителей.

Полумостовой или мостовой резонансный преобразователь с частотным или фазовым управлением. Наличие специально введенного резонансного контура дает возможность формировать оптимальный путь переключения транзисторов при нулевом напряжении или нулевом токе, а также нивелировать влияние паразитных емкостей и индуктивностей.

К скорости переключения и мощности транзисторов особых требований нет, так как процессы переключения происходят пассивно.

Это дает возможность строить такие инверторы на недорогих транзисторах и диодах. Подойдут даже биполярные транзисторы.

Мощность резонансных инверторов может достигать десятков киловатт. Однако резонансный контур должен иметь значительные энергозатраты и соответственно большие габариты.

Следовательно, такие устройства довольно большие и тяжелые. Из-за невысокой востребованности резонансных преобразователей к характеристикам транзисторов цена на такую ​​продукцию может быть относительно невысокой.

По этой причине большинство сварочных инверторов, производимых в России и Китае, изготавливаются с использованием резонансной схемы.

Резонансные преобразователи также доступны для кустарного производства. Резонансный преобразователь имеет относительно узкий диапазон и низкую скорость регулирования, поэтому можно реализовать только относительно простые законы управления током дуги.

Виды сварочного оборудования

• Сварочные выпрямители
• Как сделать сварочный трансформатор своими руками.
• Как рассчитать обмотку.
• Аппарат для самостоятельной дуговой или контактной сварки

Сварочный трансформатор: устройство и принцип действия

Что выбрать: сварочный трансформатор или сварочный инвертор

Сварка металла применяется во многих отраслях промышленности, строительстве и даже при решении небольших бытовых вопросов. Чтобы сделать ровный шов, нужно иметь навыки и оборудование.

Сварочное оборудование — это все, с чем должен работать сварщик. Это специальные сварные устройства, защитные элементы и расходные материалы.

Используя все это, вы можете объединить большинство металлов на молекулярном уровне. Конечный продукт прочный и прослужит долго.

Тип сварочного аппарата зависит от сварочной техники, которой должен владеть работник. Выбор метода сварки зависит от поставленной задачи.

Специалисты используют следующие типы механизмов:

Трансформаторы сварочные. Этакая классика среди сварочных аппаратов. Трансформатор — надежное и простое устройство.Работая с ним, можно соединять толстые стальные листы, ведь силы сварочного тока трансформатора для таких целей вполне хватит.

Трансформатор преобразует сетевое напряжение в низкое. Сейчас инверторы встречаются гораздо чаще трансформаторов. Однако опытные сварщики по-прежнему ценят трансформаторы.

Аппарат предназначен для ручной дуговой сварки электродами. К недостаткам относятся большой вес и немалые габариты, которые вызовут затруднения с передвижением.

Неопытные сварщики также могут столкнуться с нестабильным горением дуги.

Сварочный инвертор. Сварочный аппарат нового поколения, с которым могут работать начинающие сварщики. Компактность, множество параметров и хороший выбор агрегатов на рынке — вот основные преимущества инвертора.