Як працює інверторний зварювальний апарат? Принцип його дії.

Традиційні зварювальні апарати трансформаторного типу, які довгий час використовувалися для виконання всіх видів зварювальних робіт, в останні роки впевнено витісняються сучасними багатофункціональними зварювальними інверторними пристроями як у побутовій, так і в професійній сферах застосування. Щоб отримувати якісний результат і задоволення від роботи подібної сучасною технікою, необхідні знання про те, як вона працює, якими володіє перевагами і недоліками.

Це дозволить використовуватися її з максимальною ефективністю, а також продовжить термін експлуатації складного обладнання без дорогих поломок і ремонтів.

Принцип дії, переваги та недоліки інверторних зварювальних апаратів
На відміну від зварювальних трансформаторів в инверторах перетворення параметрів електричної енергії здійснюється комбінованим способом за допомогою силової напівпровідникової електроніки і малопотужного трансформатора. Саме перетворення проходить у кілька етапів.

1. Змінний струм з частотою 50 Гц, що надходить з мережі, проходить через первинний випрямляч і перетвориться в постійний струм, що дозволяє згладити всі його коливання фільтром.
   
2. Згладжений струм перетвориться модулятором на силових напівпровідникових приладах назад в змінний, але вже набагато більш високочастотний (20-100 кГц).
   
3. Зниження напруги змінного високочастотного струму і відповідні підвищення значення струму до величин, необхідних для здійснення процесу зварювання. Попереднє перетворення електричної енергії в високочастотну дозволяє на даному етапі використовувати в інверторних апаратах понижуючі трансформатори набагато менших розмірів. Для порівняння, щоб отримати зварювальних струм 160А в инвертор використовується трансформатор вагою близько 250 г., а на отримання аналогічного показника в традиційних зварювальних апаратах індукційного перетворення необхідний трансформатор вагою 18 кг. У цьому і полягає основний секрет компактності, невеликої ваги і високого ККД інверторних зварювальних апаратів.
   
4. Перетворення змінного високочастотного струму на вторинному випрямлячі в постійний струм і подача його на вихід.
   

Схематично це можна представити таким чином.

Така основа принципу дії зварювальних інверторів. Насправді все працює дещо складніше, оскільки існує зворотний зв'язок з дугою, параметри якої жорстко контролюються програмованими блоками мікропроцесорної електроніки. При найменшому відхиленні значень від оптимальних, ключові параметри миттєво коригуються. Все це забезпечує стабільність роботи і можливість отримання найрізноманітніших характеристик зварювального струму для виконання широкого спектру робота по зварюванню різних матеріалів.

Список достоїнств зварювальних інверторів перед їх трансформаторними аналогами вельми значний.

• Компактні габарити і невелика вага апарату. Як вже було сказано вище використання високочастотного струму для перетворення дозволило на порядки знизити розміри понижуючого напруга трансформатора.
  
• Значно поліпшені показники зварювальної дуги за рахунок постійного контролю і коректування її параметрів.
  
• Високий ККД. Відсутність великих втрат на електромагнітну індукцію, яка виникає в традиційних зварювальних апаратах трансформаторного типу дозволяє отримувати ККД інверторів більше 90%. Практично вся споживана апаратом енергія витрачається на дузі.
  
• Мінімальне розбризкування металу при зварюванні. Особливо це помітно при зварюванні електродами малого діаметра. Дуга з ними запалюється і працює дуже м'яко. Шов виходить дуже акуратним, з мінімальною кількістю шлаку.
  
• Можливість зварювання кольорових металів і нержавіючої сталі спеціальними електродами. За допомогою відповідних електродів инверторами можна варити нержавіючу сталь і мідь. При використанні неплавких електродів можлива якісна зварювання алюмінію в середовищі захисного газу.
  
• Плавне регулювання зварювальних параметрів струму. Струм можна знизити аж до 10-15A і варити найтоншими електродами діаметром 1,6 мм.
  
• Легкість використання для непрофесіоналів. Завдяки обов'язковим для будь-якого якісного інвертора функціям таким як антизалипания електрода (Anti-Stick), гарячий старт з збільшення пускового струму для початкового розпалювання дуги (Hot-Start) і стабілізація дуги під час прилипання електрода (Arc-Force) зварити метал зможе навіть людина, який ніколи не мав досвіду електрозварювальних робіт.

• Мінімальні перешкоди і навантаження для електромережі. Це знижує ризик пошкодження побутової електроніки і необхідність її відключення на час зварювальних робіт. Живити інвертор можна навіть від електрогенератора.
  
• Мала споживана потужність. У той час як звичайному трансформатору для зварювання 3 мм електродом необхідно 7-8 кВт з мережі живлення, инвертору достатньо 2-3 кВт при зварюванні електродом з діаметром 4 мм. На порядок менше електроенергії інвертор споживає і під час холостого ходу.
  
• Робота будь-якими електродами. Плавне регулювання налаштувань зварювального інвертора дозволяє використовувати будь-які типи електродів в залежності від умов та типу металу. Можлива зміна полярності струму на зворотну.
  

Як і будь-яке інше технічне рішення інверторні зварювальні апаратами крім безперечних достоїнств володіють і деякими недоліками.

• Більш висока вартість у порівнянні з аналогічними традиційними зварювальними апаратами трансформаторного типу.
  
• Набагато більш складна конструкція, із застосуванням напівпровідникової електроніки робить інверторний зварювальний апарат потенційно менш надійним пристроєм.
  
• Інвертори чутливі до будівельного пилу та потребують частої очищенню при роботі в сильно запилених умовах.
  
• Не рекомендується використовувати інвертори відразу після різких температурних коливань. Наприклад, якщо зварка зберігалася в неопалюваному гаражі і взимку ви занесли її в будинок, то перед включенням необхідно дати їй пару годин на «акліматизацію» і випаровування конденсату з електронних плат.
  
• Необхідно стежити за будь-якими порушеннями контакту в кабелях і контактних гніздах. Іскріння в цих місцях через порушення контактів може створити неконтрольовані стрибки струму в вихідних ланцюгах, які автоматика не зможе компенсувати і вийде з ладу.
  

Враховуючи гідності, а найголовніше недоліки инверторной зварювання, а також дотримуючись правил її експлуатації, ви напевно не раз порадієте якісній роботі пристрою аж до того моменту, коли на зміну їй не прийде більш сучасний апарат.