Содержание
Как это работает. Сварочный инвертор
Наверняка многие помнят с детства завораживающий эффект от работы сварщика, на которую ни в коем случае нельзя смотреть. Сегодня соединение металлических деталей методом электрической сварки используется повсеместно, даже под водой и в космосе. Одним из самых популярных аппаратов для сварки с применением электрической дуги является сварочный инвертор.
Инверторные источники сварочного тока и другое оборудование для сварки под маркой «Форсаж» более 20 лет разрабатывает и серийно производит Государственный Рязанский приборный завод (ГРПЗ, входит в «Концерн Радиоэлектронные технологии» Госкорпорации Ростех).
О том, как с помощью электричества соединять металлы и как устроен сварочный инвертор, – в нашем материале.
Полезная и вредная электрическая дуга
В наше время существует большое количество способов и технологий сварки металлов, самым доступным из которых является дуговая сварка. Это тип сварочного процесса, при котором электрический разряд в виде дуги создает тепло, достаточное для расплавления и соединения материалов. Дуговая сварка может быть автоматической и ручной. Это наиболее универсальный, высокопроизводительный и сравнительно недорогой метод.
Интересно, что одним из первооткрывателей электрической дуги был русский ученый Василий Петров, обнаруживший и описавший это явление еще в 1802 году. Для возникновения электрической дуги нужен источник электричества и два электрода – проводника тока, между которыми при увеличении напряжения проходит электрический пробой и возникает дуговой разряд, замыкающий электрическую цепь. Электрическая дуга применяется не только для сварки: на ее основе создавались первые источники электрического света, с ее помощью режут металл и выплавляют сталь.
Явление электрической дуги может быть незапланированным и поэтому вредным на производстве. Но дуга может навредить даже тогда, когда по идее должна приносить только пользу. Давайте разберемся, почему же нельзя смотреть на процесс сварки.
Электрическая дуга вырабатывает очень большое тепло − до 7000 °С. По мере роста температуры при сварке возникает сильное свечение, в том числе в невидимом глазу ультрафиолетовом диапазоне. УФ-лучи, попадая в глаза, могут вызвать ожог, который, в свою очередь, приводит к болезненным явлениям, светобоязни и даже катаракте. Причем вредное воздействие зависит не столько от длительности, сколько от интенсивности свечения сварки и близости наблюдателя к ней. Именно поэтому родители совершенно оправданно запрещают детям смотреть на сварку, а все сварщики пользуются специальными очками.
Устройство и работа сварочного аппарата
Если коротко, то инверторный сварочный аппарат – это преобразователь постоянного тока в переменный. Сетевой переменный ток напряжением 220 вольт преобразуется в постоянный, затем подается на выпрямитель, чтобы снова получить переменный ток, но с очень высокой частотой. Снижение напряжения тока значительно увеличивает его силу.
После этого полученный электрический ток высокой частоты, с увеличенной силой и низким напряжением, снова преобразуется в постоянный, с помощью которого и осуществляется сварка.
Расплавление металла при сварке возможно благодаря высокой температуре электрической дуги. Дуга создается между сварочным электродом и свариваемым металлом. Для этого к ним подсоединяют противоположные полюса. Если электрод подключен к «минусу», а деталь к «плюсу», такое соединение называют прямым, а если наоборот, то обратным. Оба варианта могут применяться при сварке металлов с различной толщиной.
Сварочный электрод состоит из металлического сердечника и обмазки, которая оберегает область сварки от воздействия кислорода. При контакте сердечника электрода и металла возникает электрическая дуга и начинает гореть обмазка, которая частично превращается в газы, окружающие зону сварки и защищающие от кислорода. Расплавившаяся часть обмазки покрывает металл защитным слоем, который, застывая, превращается в шлак.
Как выбрать сварочный инвертор
На российском рынке представлено множество вариаций сварочных инверторов. Применение инверторной технологии позволяет создавать компактные сварочные аппараты, которые легко транспортировать и удобно использовать. Например, инвертор «ФОРСАЖ-161», выпускаемый Государственным Рязанским приборным заводом (ГРПЗ), весит всего 4,3 кг, что дает возможность переносить его на плечевом ремне и даже производить сварку в таком положении.
Ручная дуговая сварка подходит для соединения различных металлов разной толщины. Применение такой сварки наиболее оправданно там, где нет необходимости делать швы большой длины. Это идеальный вариант для работ дома, на даче или сварки в небольшой мастерской. Впрочем, в линейке аппаратов ГРПЗ есть и профессиональные модели. Например, сварочный аппарат «ФОРСАЖ-200» сочетает в себе мобильность (масса 5,9 кг) с высокой производительностью и стабильным сварочным соединением.
Для работ, близких к промышленным масштабам, требуется оборудование с улучшенными параметрами и более широким набором возможностей. Рязанское предприятие Ростеха производит инвертор «ФОРСАЖ-315М», который адаптирован для применения в нефтегазовой отрасли, в строительно-монтажных организациях и на судостроительных предприятиях. Кроме электродуговой сварки, аппарат можно использовать и для аргонодуговой сварки, которая позволяет делать более прочные соединения. Эта модель уже прошла проверку в жестких условиях на нефтегазовых объектах и включена в реестр сварочного оборудования ПАО «Газпром».
Основные отличия инверторного сварочного аппарата от обычного трансформаторного
Сварочные аппараты становятся незаменимыми не только в промышленном производстве, но и в быту. Подтверждением тому служит огромный выбор техники бытового и полупрофессионального назначения. При этом среди других типов оборудования все большую популярность приобретают инверторные устройства. В чем же состоит отличие инверторного сварочного аппарата от обычного?
Принцип работы трансформаторного сварочного аппарата
Современные трансформаторные сварочные аппараты отличаются надежностью и неприхотливостью. Работают они на частоте 50 Гц. Электрический ток преобразовывается с помощью трансформатора. Происходит это следующим образом. Сначала ток напряжением 220В подается на первичную обмотку трансформатора. Он намагничивает составной сердечник, который создает переменное магнитное поле. В результате возникает переменный ток во вторичной обмотке, но его параметры уже другие: напряжение – 50-90В, сила тока – 100-200А. Последняя величина напрямую зависит от количества витков во вторичной обмотке трансформатора. Регулируется она механическим путем. Пример такого устройства – WESTER ARC 130.
Так выглядят сварочные трансформаторы
Впервые электросварку на практике использовал русский изобретатель Н. Н. Бенардос в 1881 году.
Преимущества трансформаторов
Сварочные трансформаторы имеют ряд преимуществ:
- Они недорогие. При равнозначных характеристиках сварочный трансформатор стоит в два раза меньше инвертора.
- Устройства имеют простую и надежную конструкцию.
- Отремонтировать их можно даже в бытовых условиях.
- Они могут работать при отрицательных температурах.
Недостатки трансформаторов
- Трансформаторы отличаются солидными габаритами и большим весом. Они мало приспособлены для частых перемещений.
- Работая на переменном токе, сложно обеспечить высокое качество швов.
- КПД устройств не более 80 %.
- Аппараты потребляют большое количество электроэнергии.
- Их нельзя подключать к внутридомовой сети.
Принцип работы сварочного инвертора
Серийное изготовление сварочных инверторов было налажено около 30 лет назад. Более точное их название – выпрямители с транзисторным инвертором. Главное отличие сварочных аппаратов этого типа – в последовательности преобразований электрического тока. В этих приборах ему приходится менять свои характеристики несколько раз. Сначала ток выпрямляется и становится постоянным, проходя через полупроводник. На следующем этапе его пропускают через фильтр для дополнительного сглаживания. Затем ток поступает в инвертор и преобразуется в переменный частотой порядка 100 кГц. После этого он попадает в трансформатор, в котором напряжение понижается, а сила тока увеличивается. Далее он поступает в высокочастотный фильтр и затем в выпрямитель. На выходе получается постоянный ток требуемых параметров.
За счет таких сложных преобразований удалось уменьшить габариты сварочного аппарата. Пример такого устройства – ELITECH АИС 200 ПНС.
Так выглядит сварочный инвертор
Преимущества инверторного аппарата
- КПД устройств достигает 95 %. Потери энергии минимальны.
- Аппараты отличаются повышенной электробезопасностью.
- Их можно без последствий подключать к обычной бытовой сети.
- Устройства имеют очень широкий диапазон регулирования силы тока. Благодаря этому возможно использовать разные типы электродов и подбирать требуемый режим сварки для металлов.
- Вся работа приборов регулируется управляющими схемами и микропроцессорами. Это обеспечивает легкий поджиг и стабильное удержание дуги.
- Напряжение и сила тока в инверторных аппаратах регулируются плавно.
- Аппараты комплектуются защитой от перепадов сетевого напряжения.
- Сварку можно вести в любых пространственных положениях.
Недостатки инверторного аппарата
- Их стоимость значительно превышает аналогичный показатель сварочных трансформаторов.
- Устройства чувствительны к пыли. Она может быть причиной выхода из строя.
- Инверторные сварочные аппараты плохо переносят повышенную влажность и низкие температуры. Хранить их нужно только при положительной температуре.
- При нарушении правил эксплуатации выходит из строя блок с силовыми транзисторами. Его замена может обойтись в половину стоимости аппарата. Ремонт устройства – очень дорогая процедура.
В итоге отличие инвертора от сварочного аппарата трансформаторного типа с точки зрения пользователя заключается в следующем: он мобильный, обеспечивает отличное качество швов, с ним удобно работать. Эти функциональные преимущества обеспечиваются электроникой и автоматизацией процессов. По этой же причине такие устройства дороже стоят. Сварочные трансформаторы – это своеобразные «рабочие лошадки». Их следует использовать тогда, когда не предполагается перемещение устройства и не требуется высокое качество сварки.
Инверторные и трансформаторные сварочные аппараты: пояснение различий
Каждый сварщик хоть раз задумывался над этим, инверторные или трансформаторные сварочные аппараты?
Основное отличие заключается в том, что инверторный сварочный аппарат значительно эффективнее и легче. Но трансформаторные сварочные аппараты более надежны в долгосрочной перспективе и лучше подходят для более суровых условий.
Итак, ответ не так прост, как вы думаете. Некоторые сварщики доверяют трансформаторному сварочному аппарату, а другие никогда не откажутся от удобства инверторного сварочного аппарата, несмотря ни на что.
Помимо этого краткого введения существует еще много различий, и в этой статье подробно рассматривается каждая технология, чтобы помочь вам решить, какая из них лучше всего соответствует вашим потребностям.
Инвертор и трансформаторный сварочный аппарат: краткий обзор
Инверторы | Трансформаторы | |
---|---|---|
Малый вес029 | Высокий | |
Размер | Компактный | Большой |
Эффективность | Высокая | Низкая |
Рабочий цикл | Более короткий 9 9 2 | |
Опора генератора | Хуже | Лучше |
Токовый выход | AC и DC | AC и DC (только с выпрямителем) |
Advanced Digital Arc Control | Да | Нет |
Несколько процессов в одном сварочном аппарате | Да | Нет |
Стабильность дуги | Лучше | 29 0022 |
Стоимость | $$ | $$$$ |
Возраст технологии | Относительно новый | Старый |
Срок службы | Короткий | Длинный 146Сварочные аппараты с трансформаторамиПо правде говоря, в каждом сварочном аппарате есть трансформатор, даже в сварочных инверторах. Однако сварщики трансформаторов не используют передовые технологии для уменьшения размера сердечника. Итак, когда мы говорим «трансформаторный» или «трансформаторный сварочный аппарат», мы имеем в виду старую технологию громоздких, тяжелых машин. Что такое сварочный аппарат с трансформаторомТрадиционный сварочный аппарат с трансформатором представляет собой надежную технологию с ограниченным контролем дуги и значительным весом. Поэтому сегодня трансформаторные сварочные аппараты в основном используются в тяжелой промышленности или в качестве стационарных рабочих лошадок в сварочных цехах. Благодаря долговечности трансформатора эти машины могут дожить до ваших внуков. Многие сварочные цеха до сих пор используют такое оборудование, которому более 50 лет. Однако, поскольку их трансформаторный сердечник огромен и тяжел, их трудно перемещать и почти невозможно транспортировать. Краткая история трансформатораПервые сварочные аппараты на основе трансформатора появились в начале 1900-х годов, но эти ранние модели были в основном экспериментальными. Прошло много лет, прежде чем инженерам удалось сконструировать машины с относительно стабильной дугой. Только в 1920-х и 1930-х годах трансформаторные сварщики получили реальное распространение. В то время соединение стали в основном осуществлялось заклепками, газовой сваркой и ковкой. Дуговая сварка стала широко применяться ближе к концу Второй мировой войны. К 1980-м годам почти все выпускаемые аппараты для дуговой сварки были трансформаторными. Таким образом, сварочные аппараты с трансформаторными сердечниками прошли почти сто лет исследований и разработок, что во многом объясняет их надежность. Как работает трансформаторный сварочный аппарат?Сварщики с трансформаторами используют «понижающий трансформатор». Эта простая технология берет высоковольтный ток с малой силой тока и преобразует его в низковольтный ток с большой силой тока. Итак, вход переменного тока высокого напряжения (110В, 220В, 380В и т.д.) с малой силой тока (30А, 40А, 60А и т. д.) становится 17В-45В при 200А-600А. Схема понижающего трансформатора «Сердечник» трансформатора состоит из трех частей:
Мостовой выпрямитель Сварочные аппараты на основе трансформатора выдают только переменный ток, если они не имеют моста выпрямителей. Добавленные выпрямители блокируют одну из двух полярностей переменного тока, оставляя чистый постоянный ток (DC), предпочтительный для большинства типов сварки. 9 Преимущества и недостатки сварочных аппаратов с трансформаторамиНедостатки
Сварочные аппараты с инверторомСварочные аппараты с инвертором используют современные технологии для повышения эффективности и резко снизить вес машины. Кроме того, инверторные сварочные аппараты могут улучшить качество дуги и обеспечить ценные функции, которые были невозможны со старыми трансформаторными сварочными аппаратами. Что такое инверторный сварочный аппаратИнверторный сварочный аппарат — это сварочный аппарат, в котором используются полупроводниковые электронные компоненты для повышения эффективности преобразования электрического тока. Инверторные сварочные аппараты легкие, портативные и часто не больше вашей коробки для завтрака. Кроме того, инверторные сварочные аппараты часто имеют множество цифровых функций для управления дугой. Они используют аппаратное и программное обеспечение для управления стабильностью дуги, частотой, шириной конуса дуги, профилем валика, начальной и конечной силой тока, балансом переменного тока, потоком защитного газа, прогоранием проволоки, индуктивностью и настройками многих других параметров сварки. Часто сварочные аппараты на инверторной основе включают цифровой дисплей, который помогает вам со всеми настройками, но некоторые современные аппараты на основе трансформатора имеют его. Таким образом, цифровое управление не обязательно означает, что сварщик использует инверторную технологию. Как работает инверторный сварочный аппарат?Сварочные инверторы работают за счет увеличения частоты входной мощности с 50 Гц до 20 000–100 000 Гц. Для этого высокочастотного тока требуется значительно меньший сердечник трансформатора, чем у старых трансформаторных сварочных аппаратов. В старой технологии трансформатор был рассчитан на использование стандартной частоты переменного тока 50–60 Гц, доступной в настенной розетке. Поскольку в инверторных сварочных аппаратах используются электронные переключатели, которые включают и выключают питание до 1 миллиона раз в секунду, эта технология позволяет инвертору значительно увеличить частоту переменного тока. Таким образом, используя более высокую частоту, инверторные сварочные аппараты «заряжают» сердечник намного быстрее, 100 000 раз в секунду вместо 60 раз в секунду. Это позволяет использовать сердечник меньшего размера без потери выходной мощности, что делает инверторные сварочные аппараты намного более эффективными. Что такое технология IGBT?Биполярные транзисторы с изолированным затвором, или IGBT, представляют собой полупроводниковую технологию с тремя выводами, используемую для высокоэффективного переключения электроэнергии. БТИЗ были разработаны для удовлетворения потребности в синтезе сигналов сложной формы и используются не только в сварочных аппаратах. Вы можете найти системы IGBT в электромобилях, поездах, холодильниках, кондиционерах и т. д. Это второй наиболее широко используемый силовой транзистор в мире. БТИЗ имеют значительное преимущество по сравнению с предыдущими системами MOSFET, особенно в высоковольтных и сильноточных системах сварочных аппаратов. Таким образом, инверторные сварочные аппараты с технологией IGBT более долговечны, чем инверторные сварочные аппараты на основе MOSFET. Преимущества и недостатки инверторных сварочных аппаратовПлюсы
Минусы
Инверторные и трансформаторные сварочные аппараты – что лучше?Хотя выбор технологии носит субъективный характер, кажется, что все больше сварщиков ежедневно присоединяются к клубу инверторных технологий. Да, инверторные машины первого поколения были не очень надежными. Но сегодня большинство инверторных сварочных аппаратов используют современные технологии. Итак, приобретя сварочный аппарат известного бренда, вы сможете воспользоваться преимуществами современной техники без особых недостатков. ПроизводительностьСварочные аппараты с трансформатором обеспечивают достаточно приличную дугу, но аппараты с инвертором обеспечивают более стабильную дугу с большей консистенцией. Поскольку трансформаторные машины не могут изменять дугу в режиме реального времени, они подвержены колебаниям напряжения дуги, возникновению дуги и другим проблемам, связанным с дугой. Внутренний микроконтроллер управляет IGBT в инверторных сварочных аппаратах, позволяя контролировать дугу в реальном времени. Это обеспечивает надежное постоянное напряжение, более стабильную дугу и позволяет использовать значительно больше функций, о которых мы поговорим позже. Таким образом, инверторные машины обеспечивают более высокую производительность. Профессионалы выигрывают от меньшей очистки после сварки, равномерного провара и стабильного профиля валика. Новичкам выгодна более легкая в управлении дуга. Надежность и ожидаемый срок службыХотя инверторные сварочные аппараты претерпели значительные улучшения за последние 30 лет, трансформаторные аппараты по-прежнему более надежны. В настоящее время нет инверторного сварочного аппарата старше 30 лет, кроме как в музее. Тем не менее, по всей территории США используются тысячи 50-летних трансформаторных блоков, и они до сих пор находятся в хорошем состоянии. Но это не значит, что инверторные сварочные аппараты ненадежны. На качественные инверторные сварочные аппараты распространяется расширенная гарантия (3 года и более), и большинство из них переживает гарантийный срок. Но сварочные аппараты на основе трансформатора имеют более длительный срок службы. ЗатратыСварочные инверторы были дорогими, когда они только появились. Но сегодня IGBT-аппараты значительно дешевле, чем трансформаторные сварочные аппараты, если только вы не покупаете бывшее в употреблении оборудование. Инверторы сделали сварочное оборудование доступным для всех. То, что раньше стоило несколько тысяч долларов, теперь стоит всего несколько сотен долларов или даже меньше. Конечно, стоимость зависит от множества факторов, таких как марка машины и качество сборки. Но нельзя отрицать влияние инверторов на рынок. Таким образом, производители постепенно отказываются от сварочных аппаратов на основе трансформаторов, и многие бренды больше не поставляют их на коммерческий рынок. Сварочные средыАппараты на основе трансформаторов лучше справляются с пыльными и влажными средами, чем сварочные аппараты на основе инверторов. Они заслужили свою надежную репутацию. Тем не менее, вы должны соблюдать рейтинг безопасности вашего устройства и руководство по эксплуатации. Многие инверторные сварочные аппараты лучше подходят для сомнительных условий, чем трансформаторные. Кроме того, многие старые аппараты на основе трансформаторов не имеют устройства снижения напряжения («VRD»), в то время как качественные инверторные сварочные аппараты MMA имеют его. VRD является важным элементом безопасности при сварке электродом. Он снижает напряжение холостого хода («OCV») до безопасного уровня, чтобы предотвратить случайное поражение оператора электрическим током. Таким образом, вы можете выполнять сварку в неблагоприятных условиях, таких как тесные пространства, высокая влажность и влажные помещения, без риска поражения электрическим током. К сожалению, многие сварщики были ранены или погибли при использовании оборудования, отличного от VRD, а старые трансформаторные системы обычно не поддерживают эту меру безопасности. ЭнергияСварочные инверторные аппараты намного эффективнее старых трансформаторных агрегатов. Они могут выдавать такое же количество энергии, но требуют на 50% меньше входной мощности. Вот почему многие инверторные машины поддерживают стандартную домашнюю розетку 110 В. Например, трансформаторный сварочный аппарат Hobart Ironman 240 требует входа 50 А и 240 В для выхода 200 А. Напротив, для инверторного устройства Eastwood MIG 250 требуется вход 46 А и 240 В для выхода 250 А. Но тот же блок Eastwood выдает 140 А при подключении к розетке 120 В с цепью 20 А. Итак, инверторы намного превосходят по энергоэффективности, обеспечивая большую мощность и часто позволяя использовать 110/115/120В. Портативность и весБлагодаря своему огромному весу трансформаторные сварочные аппараты лучше всего использовать в качестве стационарных в сварочных цехах и на производственных предприятиях. Нецелесообразно использовать тяжелые, громоздкие машины для работы, требующей мобильности. Машины на базе инвертора мобильны, легки и портативны. Кроме того, портативность инверторов позволяет быстро перемещаться на новое рабочее место. Вы можете сваривать в своем гараже или загрузить машину в кузов грузовика, чтобы работать в другом месте. Рабочий циклОбычные сварочные трансформаторы имеют массивный сердечник, который аккумулирует тепло из-за электрического сопротивления. Небольшие трансформаторы в инверторных машинах также нагреваются от сопротивления, но они могут быстро рассеивать это тепло благодаря значительно меньшей массе. Вот почему инверторные сварочные аппараты часто имеют более длительный рабочий цикл, чем старые трансформаторные блоки. Кроме того, небольшие электрические компоненты, такие как печатные платы в сварочных аппаратах на основе инвертора, имеют тенденцию быстро нагреваться, но их легко охладить. Итак, вы часто увидите инверторные машины с системами вентиляторов и решетками для потока воздуха. Их механические части легко охлаждаются благодаря малой массе. Итак, если вам нужен длительный рабочий цикл, инверторная технология — хороший выбор. Тем не менее, это сильно различается между конкретными моделями. Существуют трансформаторные сварочные аппараты с лучшими рабочими циклами, чем у некоторых инверторов. На генератореНекоторые генераторы имеют тенденцию выдавать «грязную» мощность, что является причудливым способом сказать, что их выходное напряжение может колебаться. Иногда выходное напряжение генератора может быть достаточно высоким, чтобы повредить чувствительные детали инверторных сварочных аппаратов. Однако вам не о чем беспокоиться, если вы используете качественный генератор. Ищите генератор с суммарным коэффициентом гармонических искажений («THD») ниже 6%. Чем ниже THD, тем меньше возникновение непредсказуемых скачков напряжения от генератора. Таким образом, трансформаторные сварочные аппараты более неприхотливы и не выдерживают никаких повреждений на большинстве современных генераторов. Но многие инверторные сварочные аппараты имеют системы защиты, обеспечивающие их безопасность. Например, коррекция коэффициента мощности («PFC») автоматически компенсирует скачки напряжения и обеспечивает необходимое напряжение для инвертора. Кроме того, многие производители используют высоковольтные конденсаторы для предотвращения повреждений и позиционируют эти инверторы как безопасные для генераторов. ХарактеристикиМодели на основе трансформатора не могут сравниться с многочисленными функциями, доступными на инверторных сварочных аппаратах. Таким образом, хотя у старых трансформаторных сварочных аппаратов есть свои способы обеспечения основных полезных функций с помощью механических методов, они не могут сравниться с универсальностью инверторов с цифровым управлением. Например, инверторные аппараты для сварки TIG на переменном токе могут выводить сигналы различной формы, такие как прямоугольные, треугольные и мягкие волны. Сварщики трансформаторов ограничены простой синусоидой. Одно только это изменение может значительно улучшить вашу работу. Кроме того, инверторы представили возможность выполнять импульсную TIG, что значительно улучшило результаты при сварке тонкого металла. Но MIG, FCAW и дуговая сварка также не лишены улучшений. Инверторная технология позволяет выполнять импульсную сварку MIG, что снижает тепловложение и разбрызгивание, обеспечивая при этом высокую скорость наплавки и визуально ошеломляющие сварные швы. Многие инверторные сварочные аппараты имеют «синергический» или «автоматический» режим, который автоматически обновляет скорость подачи проволоки и напряжение в режиме реального времени, что упрощает работу для новичков. Инверторная технология также позволила объединить несколько сварочных процессов в одной машине. Таким образом, вы можете носить с собой сварочный аппарат размером с чемодан, не вспотев, и иметь возможность сварки TIG, MIG, сварки с флюсовой проволокой и MMA на переменном/постоянном токе с двумя входами напряжения. Кроме того, каждый процесс имеет множество функций для точной настройки, таких как частота и ширина импульса дуги, баланс переменного тока, амплитуда EN/EP, сила дуги, горячий старт, индуктивность, контроль обратного прожига и другие. Прекрасным примером этого является аппарат для сварки и плазменной резки Yeswelder MP200 5-в-1. Известные проблемыНе все сварочные аппараты с инвертором могут работать со штучным электродом E6010. Этот целлюлозный электрод используется для сварки труб, сварки в нерабочем положении и соединения ржавой стали. Сварщики трансформаторов не испытывают затруднений с электродом E6010, потому что он имеет высокое OCV, обеспечивая достаточное напряжение для поддержания дуги. Однако большинство инверторных сварочных аппаратов не имеют достаточно высокого OCV или необходимых алгоритмов для эффективного управления дугой с помощью электрода E6010. Итак, если вам нужно использовать этот электрод, ищите инверторные сварочные аппараты, где производитель специально указывает, что сварочный аппарат поддерживает его. Эта информация обычно включается в рекламную брошюру или лист спецификаций. Сварочные аппараты на основе трансформатора также имеют одну менее известную оговорку. Так как это в первую очередь стационарные машины, для маневрирования на работе необходимо использовать очень длинные тросы. Это не проблема, если вы используете выход переменного тока. Но поскольку в большинстве сварочных процессов используется выходная мощность постоянного тока (за исключением TIG переменного тока), напряжение будет падать в длинных проводах и ухудшать результаты сварки. Wrapping ItСварочные аппараты на основе инвертора гораздо проще сваривать благодаря многочисленным полезным функциям. Кроме того, они легкие и портативные. Благодаря низкой стоимости и лучшей стабильности дуги домашние мастера и сварщики-любители получают наибольшую выгоду от инверторных аппаратов. Но профессионалы также получают большую выгоду от более дорогих, высококачественных инверторных машин. Итак, инверторные сварочные аппараты имеют значительное преимущество перед старыми трансформаторными агрегатами. Но старая трансформаторная технология заслужила репутацию долговечности. Машины на основе трансформаторов могут работать десятилетиями, поскольку они имеют простую и надежную конструкцию без каких-либо цифровых элементов. Только вы можете решить, что лучше для вас, исходя из ваших потребностей. Надеемся, что информация в этой статье предоставила вам полезную информацию, которая поможет вам с выбором. Спасибо за прочтение! Ссылки https://edisontechcenter.org/Transformers.html Инверторный или трансформаторный сварочный аппарат: что лучше для ваших нужд?Последнее обновление Электросварочные аппараты используются уже более 100 лет. Как и любая технология, сварочные аппараты в настоящее время значительно усовершенствованы по сравнению с предыдущими десятилетиями. Тем не менее, есть что сказать и о надежности старой школы. У многих профессионалов в области сварки есть выбор, когда дело доходит до трансформаторных или инверторных сварочных аппаратов. Однако ваши предпочтения должны зависеть от того, какой из них лучше подходит для текущей работы. Чтобы помочь вам, мы собрали всю необходимую информацию о сварочных аппаратах, чтобы вы могли лучше понять, как они работают, и, наконец, выбрать тот, который подходит вам лучше всего. Вот инверторные и трансформаторные сварочные аппараты в деталях. Читай дальше! Обзор инверторного сварочного аппаратаКредит: Рижка Назар, Shutterstock Как это работает?Инверторный сварочный аппарат преобразует переменный ток в более низкое полезное выходное напряжение. Например, от источника питания 240 В переменного тока до выходной мощности 20 В постоянного тока. Приборы на основе инвертора используют пару электронных частей для преобразования энергии. Напротив, традиционные приборы на основе трансформатора в основном полагаются на один большой трансформатор для управления напряжением. Инвертор работает за счет увеличения частоты первичного источника питания с 50 Гц до 20 000–100 000 Гц. Это делается с помощью электронных кнопок, которые быстро (до одной миллионной доли секунды) включают и выключают питание. Используя этот способ управления источником питания до того, как он попадет в трансформатор, размер трансформатора может быть значительно уменьшен. Отличительные особенностиПовышенная эффективность Инверторный сварочный аппарат позволяет регулировать профиль сварного шва в соответствии с требуемой толщиной. Инверторные сварочные аппараты улучшают внешний вид сварного шва и в то же время сохраняют качество сварки. Механизм инверторного сварочного аппарата очень эффективен и остается холодным даже при длительной работе. Обычно они используют минимальное количество фильтрующего металла. Они эффективно снижают тепловложение и обеспечивают превосходную производительность. Эффективность и энергосбережение Инверторные сварочные аппараты не только энергоэффективны, но и не требуют напряжения и не требуют затрат. Эти инверторные сварочные аппараты являются идеальной заменой традиционным сварочным аппаратам, когда речь идет о выработке тепла и потреблении энергии. Инверторный сварочный аппарат имеет выходную мощность до 93% по сравнению с обычными сварочными аппаратами. Уровень производства обычных сварщиков составляет 60%. Инвертор значительно уменьшает трансформатор и размер реактора, а также вес сварочного аппарата. Сопоставимые потери мощности (в основном потребление энергии в проводнике и потери в магнитном сердечнике) также значительно снижены. Охлаждающее устройство Эти великолепные инверторные сварочные аппараты оснащены внутренним охлаждающим вентилятором. Он уменьшает рабочее тепло и предотвращает выделение дополнительного тепла. С помощью охлаждающих вентиляторов машины не только перестают перегреваться, но и приводят к увеличению продолжительности жизни устройств. Авторы и права: Сергей Храмов, Shutterstock Выходное напряжение и текущая стабильность Многие традиционные сварочные аппараты используют переменный ток (AC), поэтому эти устройства не обеспечивают постоянный ток и выходную мощность. В таком случае дугам этих машин требуется несколько повторных зажиганий, от 100 до 120 раз в секунду. В отличие от обычных сварочных аппаратов, инверторный сварочный аппарат не требует много времени для выработки тепла. Эти машины могут поддерживать постоянный ток. Он останавливает нестабильность напряжения и температуры, так как эти машины защищены от помех. По сути, сварочные аппараты имеют защиту от помех и имеют меньшую вероятность перепадов температуры и колебаний напряжения. Поскольку направление тока и напряжение часто меняются, в традиционных инверторных сварочных аппаратах используется переменный ток. Дугу можно гасить и зажигать до 120 раз в секунду. Дуга не постоянна и горит стабильно. Это приводит к длительному времени нагрева. И его прочность уменьшает сварной шов. IGBT Techniques Эти инверторные сварочные аппараты могут быстро набирать мощность с помощью любого устройства управления током. Это возможно благодаря технологии биполярных транзисторов с изолированным затвором. Выключатель инверторного сварочного аппарата также работает быстро и потребляет меньше энергии для выполнения последней операции. Компактная и легкая модельБлагодаря минималистичному дизайну инверторный сварочный аппарат можно использовать практически везде. По сравнению с другими обычными сварочными аппаратами эти сварочные аппараты компактны. Вы можете разместить их в любом компактном месте благодаря компактной конструкции устройства. Конструкция достаточно компактна, чтобы ее можно было полностью хранить в ограниченном пространстве. Вес и размер трансформатора будут значительно уменьшены, поскольку частота инверторного сварочного аппарата намного выше, чем рабочая частота. Точно так же значительное увеличение размера, веса реактора и рабочей частоты будет значительно сведено к минимуму. Плюсы
Минусы
Обзор сварочного аппарата трансформатораАвторы и права: Владимир Ненезич, Shutterstock Как это работает?Сварочные аппараты-трансформеры представляют собой более традиционный вариант сварки. Эти высокопроизводительные устройства являются рабочей лошадкой отрасли и требуют питания от сети. Они в основном используются для промышленной сварки стержней. Они бывают размеров от 250А до 600А при 415В. Сварщик трансформатора позволяет сварщику выбирать выходной ток, перемещая обмотку ближе или дальше от вторичной обмотки. Он также может перемещать магнитный шунт внутри и снаружи сердечника трансформатора, используя последовательный реактор насыщения с переменным подходом последовательно с выходом вторичного тока, или просто позволяя сварщику выбирать выходное напряжение, касаясь вторичной обмотки трансформатора. трансформатор. Эти приборы трансформаторного типа обычно наиболее экономичны. Отличительные особенностиОсобенностью трансформаторного сварочного аппарата является то, что на электрод подается переменный ток. Это означает, что преобразование активировано. За счет этого увеличивается разбрызгивание металла, что, в свою очередь, влияет на качество шва. КПД трансформатора составляет около 80%, так как большая часть энергии уходит на нагрев «железа» прибора. Устройства делятся на бытовые, выдающие ток до 200 Ампер, профессиональные и полупрофессиональные, до 300 Ампер, и еще один, превышающий 300 Ампер. При использовании прибора в бытовых условиях используется однофазный электрический ток 220 вольт. Однако большинство экспертных устройств часто используют трехфазный ток 380 вольт. Надежность Многие спорят о надежности сварщика. В течение почти столетия трансформаторные сварочные аппараты подвергались всестороннему изучению и разработке для производства надежных и прочных машин, в то время как инверторным сварочным аппаратам уделялось такое же внимание всего 30 лет. Трансформаторные сварочные аппараты более надежны по сравнению с лучшими инверторными сварочными аппаратами. Однако в последние годы разрыв значительно сократился. Те дни в 1990-х годах, когда сбои инверторов вызывали кошмары, прошли. Предоставлено: kofana12, Shutterstock Возможные ограничения Общая тенденция заключается в том, что трансформаторные сварочные аппараты более просты, но надежны, в то время как инверторные сварочные аппараты могут интегрировать множество различных процедур с меньшей надежностью. Другое соображение заключается в том, как устройство будет ограничивать вас в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Если за этими устройствами правильно ухаживать, они могут прослужить значительное количество времени. Если у вас есть трансформаторный сварочный аппарат, он будет тяжелее и менее многофункциональным по сравнению с инверторным сварочным аппаратом. Хотели бы вы приобрести дополнительное оборудование, чтобы иметь такую же производительность, как инверторный сварочный аппарат? Или вам нужна надежность сварочного аппарата на основе трансформатора, но также нужно что-то, что вы можете носить с собой в качестве резервного, обеспечиваемого инверторным сварочным аппаратом? Время простоя Несколько областей применения могут привести к преждевременному выходу из строя инверторных сварочных аппаратов, например, наличие дополнительных загрязняющих веществ в воздухе и высокая влажность. Производители попытались создать продукты, которые более гибки из-за экологических проблем. Однако они всегда более склонны к неудачам. Если ваша машина выйдет из строя, вы не сможете использовать ее, пока она не будет устранена. Но как это повлияет на вашу повседневную деятельность? Если вы просто любитель, это не будет сдерживать важные проекты и не повлияет на ваш доход. Несмотря на то, что ваша машина имеет решающее значение для бесперебойной работы вашего бизнеса, вы должны учитывать влияние простоя, который у вас будет. Если окружение, в котором вы находитесь, способствует преждевременному выходу из строя и находится вне вашего контроля, стоит иметь более надежное устройство, которое проще по сравнению с универсальным устройством, которое не будет работать. В таком случае лучше всего подойдет трансформаторный сварочный аппарат, так как он долговечен, надежен и редко выходит из строя. Область примененияТрансформаторные сварочные аппараты представляют собой непритязательные устройства и используются почти во всех областях человеческой деятельности, где необходимы сварочные соединения черных металлов. Приспособления применяются для следующих целей:
Плюсы
Минусы
Сварочный аппарат с инвертором и трансформатором: что подходит именно вам?Хотя инверторные сварочные аппараты имеют преимущества перед трансформаторными сварочными аппаратами, не все из них могут быть вам полезны. Окончательный выбор в конечном итоге сводится к предпочтениям пользователя. Мы предоставили вам всю необходимую информацию, чтобы помочь вам принять во внимание ваши требования и выяснить, что подходит именно вам. Кроме того, мы составили список различий между инверторными и трансформаторными сварочными аппаратами с учетом таких факторов, как долговечность, вес, стоимость и многое другое. Начинаем прямо сейчас! Долговечность По своей природе трансформаторы имеют более высокие рабочие циклы. Поэтому теоретически они могут решать более тяжелые задачи, чем инверторные сварочные аппараты. На данный момент инверторы новые в магазинах и, следовательно, их долговечность сомнительна. Прямо сейчас мы знаем о долговечности трансформаторных сварочных аппаратов, поскольку они используются достаточно долго, чтобы проанализировать и повысить их надежность. Тем не менее, инверторная технология невероятно увлекательна, поскольку вы можете упаковать много энергии в небольшой легкий корпус. Затраты Уже давно ведутся споры о ценах на инверторные и трансформаторные сварочные аппараты. Многие трансформаторные сварочные аппараты являются экономичными, когда речь идет о первоначальных затратах. Но в долгосрочной перспективе инверторный сварочный аппарат сэкономит вам много денег. Все это сводится к стоимости с течением времени. Начнем с того, что инверторные сварочные аппараты потребляют меньше энергии. Хотя точная стоимость, как правило, завышена, многие профессионалы согласны с тем, что вы можете сэкономить около 10% на счетах за электроэнергию. Инверторные сварочные аппараты также используют меньше расходных материалов и сварочного газа благодаря повышенной стабильности дуги. Со временем не будет безумием говорить, что сварочные аппараты окупят себя. Вес По сравнению с трансформаторными сварочными аппаратами инверторные сварочные аппараты имеют малый вес. Они даже вдвое меньше нескольких машин-трансформеров. Если вы выполняете стационарные работы на большой площади, большой, здоровенный трансформаторный сварочный аппарат не будет проблемой. Однако, если вы собираетесь перемещать свой сварочный аппарат или помещение ограничено, лучшим выбором будет инверторный сварочный аппарат. Стабильность и эффективность За последние 50 лет трансформаторные сварочные аппараты прошли долгий путь. Используя сварочный аппарат высшего качества, вы можете достичь привлекательного уровня эффективности, сохраняя при этом относительно стабильную дугу. Впрочем, по сравнению с инверторными сварочными аппаратами это пустяки. Большинство инверторных сварочных аппаратов в два раза эффективнее трансформаторных сварочных аппаратов. Например, по сравнению со сварочным аппаратом с трансформатором инверторный сварочный аппарат использует половину ампер для получения аналогичного количества вольт. Благодаря этому большинство инверторных сварочных аппаратов могут работать от обычной домашней розетки, поэтому вам не нужно покупать генератор или большую розетку на 220 В. Долгое время инверторные сварочные аппараты использовали постоянный ток (DC). Хотя у них была более стабильная дуга, чем у обычных сварочных аппаратов с трансформатором постоянного тока, для сварочных аппаратов переменного тока был доступен только один вариант. В настоящее время инверторные сварочные аппараты могут использовать как постоянный, так и переменный ток. А поскольку инверторные сварочные аппараты более эффективны, они могут генерировать более стабильную дугу. Из-за этого инверторные сварочные аппараты являются лучшим выбором, когда речь идет об эффективности и стабильности. Качество выполненных сварных швов Поскольку мы обсуждаем сварочные аппараты, давайте перейдем к сути сварки и обсудим дугу и сварные швы. Если вы из тех сварщиков, которые целый день работают со спокойной сталью, каждый день, вам не нужно искать трансформаторный сварочный аппарат. Однако мы живем в мире, который требует идеальной сварки в любом положении и на любом материале. Инверторные сварщики начинают блистать в этом требовательном мире. Поскольку инверторные сварочные аппараты можно запрограммировать на выполнение любых задач, теперь мы видим, как усовершенствованная импульсная сварка MIG работает так же, как высококвалифицированная сварка TIG. Программное обеспечение и усовершенствованная электроника открывают мир, который коренным образом изменил возможности сварочного аппарата. Иногда даже средний сварщик выглядит довольно хорошо. Когда речь идет о качестве сварки и инновациях, инверторный сварочный аппарат — лучший выбор. Тем не менее, вы все еще можете сохранить его простым для стали. Рабочий цикл Как правило, инверторные сварочные аппараты могут достигать гораздо более высоких рабочих циклов благодаря размеру трансформатора. Хотя мелкие детали инверторного сварочного аппарата быстро нагреваются, их можно охладить гораздо быстрее и проще. Однако в традиционных трансформаторных сварочных аппаратах детали намного крупнее и, следовательно, склонны удерживать тепло и долго остывают.
Использование мощности генератора Эффективность означает, что использование мощности генератора более возможно при использовании инверторных сварочных аппаратов, которые могут работать от портативных генераторов меньшего размера. С обычными трансформаторными сварочными аппаратами это невозможно. Тем не менее, вы должны помнить, что существует опасность, связанная с использованием энергии от генератора. Функциональность По сравнению с традиционными трансформаторными сварочными аппаратами производительность высококачественных инверторных сварочных аппаратов значительно выше. Это особенно заметно при сварке электродом (MMA), при которой операторы считают, что сварка проще и им не нужно «бороться» с дугой. Главным образом, это связано с тем, что инверторные сварочные аппараты могут иметь более высокое напряжение холостого хода и интегрировать такие функции, как Anti-Stick, Arc Force и Hot Start. Основным примером этого является сварка тонких материалов: с использованием традиционного сварочного аппарата это печально известно сложно, если не непрактично. Однако при использовании инверторных сварочных аппаратов с неограниченной регулировкой силы тока и стабильной дугой мощность может быть значительно снижена, так что, например, стальной лист толщиной 1,6 мм или отрезки трубы можно сваривать значительно проще и контролируемее. Авторы и права: Супавит Сретбхакди, Shutterstock Что такое технология IGBT?Инициалы IGBT означают «Биполярные транзисторы с изолированным затвором». Это высокоскоростные коммутационные устройства, используемые во всех сварочных аппаратах для бессварочной сварки, которые упрощают регулирование напряжения. Некоторые инверторные сварочные аппараты используют более старую технологию MOSFET или транзисторы. Технология IGBT обеспечивает значительные преимущества по сравнению с MOSFET. Возможно, решающим преимуществом является то, что IGBT менее подвержены колебаниям мощности генератора и сети, что делает их более надежными и менее уязвимыми к отказам или повреждениям. ➜ |