Arco-systems.ru

Журнал Арко Системс
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает сварочный аппарат от розетки

Типы сварочных аппаратов, принцип работы устройства

Сварка представляет собой способ соединения и разъединения металлов посредством электротока и основывается на образовании дуги между участком обработки — первый электрод, и подводимой к участку рукоятки — второй электрод, соединенный с соответствующим полюсом электротока. Таким способом выполняется соединение частей, разъединение металлов или разрезание их, сверление и проделывание полостей и отверстий, наплавление слоями.

  • Электрическая дуга
  • Сваривание металлов
    • Инверторы: минусы и плюсы
    • Сварочные трансформаторы
    • Сварочные выпрямители
    • Полуавтоматы: характеристика
  • Выбор модели

Дуговая сварка широко применяется, ведь благодаря этой технологии появилась возможность делать неразъемное соединение металлических деталей, а прочность шва при этом такая же, как и у массива материала. Это обстоятельство обусловлено непрерывностью образованных структур и молекулярными сцеплениями между деталями.

Подготовка к работе и подключение

После того как были подготовлены защитная одежда, обувь, сварочная маска и электроды, можно переходить к подключению аппарата. В связи с повышенной мощностью оборудования, необходимо ознакомиться с характеристиками и возможностями сети, используемой в качестве источника питания. Как правило, особых проблем не возникает, поскольку все бытовые инверторы рассчитаны на 220 вольт.

Единственным требованием, связанным с безопасностью, является установка автомата с необходимыми параметрами. Это позволит избежать негативных последствий в случае коротких замыканий и других непредвиденных ситуаций. Далее, сварочный инвертор размещается на рабочем месте с соблюдением определенных правил и технических норм:

  • Минимальное расстояние от стен и крупных предметов составляет 2 метра.
  • В обязательном порядке делается защитное заземление.
  • Поблизости не должно быть воспламеняющихся и взрывоопасных предметов и веществ.
  • Для сварочных работ следует использовать металлический стол или просто свободную площадку.

Подготовив рабочее место, можно выполнять подключение сварочного инвертора. Каждый кабель и провод вставляется в нужное гнездо инвертора. В держателе закрепляется электрод, а к металлической заготовке подключается зажим массы. В качестве источника тока может использоваться не только бытовая сеть 220 В, но и промышленная – на 380 В. При отсутствии стационарных сетей, допускается использование бензинового или дизельного генератора.

Как работает сварочный инвертор?

Продолжаем изучение сварочного инвертора Telwin. В первой части было рассказано о силовой части схемы аппарата. Пришло время разобраться в управляющей части схемы.

Вот принципиальная схема управляющей части и драйвера (control and driver).

Кликните по картинке. Рисунок схемы откроется в новом окне. Так будет удобнее более детально изучить схему.

Схема управления и драйвер.

Мозгом устройства можно считать микросхему ШИМ-контроллера. Именно она управляет работой мощных транзисторов и, так сказать, задаёт темп работы преобразователя. В зависимости от модели аппарата могут использоваться микросхемы ШИМ-контроллера типа UC3845AD (Tecnica 144-164) или VIPer20A (Tecnica 141-161, 150, 152, 170, 168GE). Микросхему ШИМ-контроллера легко найти на принципиальной схеме. Ну, а что в железе?

Далее на фото показана часть платы инвертора Telwin Force 165.

Схема управления выполнена в основном из поверхностно-монтируемых элементов (SMD). Как видно на фото поверхность платы покрыта слоем защитного лака и это затрудняет считывание маркировки с микросхем и некоторых элементов. Но, несмотря на это, можно предположительно определить, что микросхема в 14-ти выводном корпусе – это микросхема LM324. Неподалёку смонтирована микросхема в 8-ми выводном планарном корпусе. Это ШИМ-контроллер (UC3845AD).

Обратимся к схеме.

По схеме микросхема ШИМ-контроллера U1 управляет работой полевого N-канального MOSFET транзистора IRFD110 (Q4). Корпус у этого полевого транзистора довольно нестандартный (HEXDIP) – внешне похож на оптопару.

С вывода стока (D) транзистора Q4 на первичную обмотку разделителного трансформатора T1 поступают прямоугольные импульсы частотой около 65 кГц. У трансформатора T1 имеется 2 вторичные обмотки (3-4 и 5-6), с которых снимаются сигналы для управления мощными ключевыми транзисторами Q5, Q8 (см. схему силовой части). Схема на транзисторах Q6, Q7 и «обвязка» этих транзисторов нужна для правильной работы ключевых транзисторов Q5, Q8. Транзисторы Q6, Q7 в основном помогают транзисторам Q5, Q8 закрываться. Как мы уже знаем из первой части, в качестве транзисторов Q5, Q8 используются либо IGBT-транзисторы, либо MOSFET. А это накладывает некоторые требования на процесс управления ими.

Стабилитроны D16, D17, D29, D30 (на 18V) защищают IGBT-транзисторы от превышения допустимого напряжения между затвором (G) и эмиттером (E).

Цепи регулировки и контроля.

На печатной плате сварочного инвертора TELWIN Force 165 можно обнаружить занятную деталь – трансформатор тока T2.

Эта деталь участвует в работе анализатора-ограничителя тока. По принципиальной схеме видно, что трансформатор тока включен в цепь первичной обмотки трансформатора T3. За счёт индукции электромагнитного поля в трансформаторе тока T2 наводится переменное напряжение. Далее это напряжение выпрямляется и ограничивается схемой на элементах D2, D4, R49, R25,R15, R9, R3, R20, R10. За счёт этой схемы контролируется сила тока в первичной обмотке трансформатора T3, а сигналы, полученные от неё, участвуют в работе «задатчика» сварочного тока и генератора импульсов на микросхеме U1.

Читать еще:  Какое сечение медного провода для розеток

Схема контроля напряжения сети и выходного напряжения.

Для контроля напряжения в электросети, а также выходного напряжения (OUT+, OUT-) сварочного аппарата используется схема, состоящая из элементов операционного усилителя (ОУ) на микросхеме LM324: U2A и U2B.

Элементы делителя R1, R5, R14, R19, R24, R29, R36 и R38 подключены к входному сетевому выпрямителю и служат для обнаружения завышенного или заниженного напряжения в электросети.

На элементе U2C операционного усилителя LM324 выполнен суммирующий блок. Он складывает сигналы защиты по напряжению и току. Результирующий сигнал подаётся на задающий генератор импульсов – ШИМ контроллер (UC3845AD). При аварии, схема защиты и контроля подаёт сигнал на суммирующий блок. Он в свою очередь блокирует работу генератора, а, следовательно, и всей схемы.

Выходное напряжение снимается с выходов OUT+, OUT- и через элемент гальванической развязки – оптрон ISO1 (H11817B), поступает в схему контроля (U2A, U2B). Так осуществляется отслеживание параметров выходного напряжения.

В случае если напряжение в электросети завышено или занижено, сработает компаратор на элементе U2A и подаст сигнал на транзистор Q1 (BC807) через делитель на резисторах R12, R11. Транзистор Q1 откроется и закоротит на корпус (общий провод) вход 10 элемента U2C. Это приведёт к блокировке работы микросхемы U1 – генератора задающих импульсов. Схема выключится.

Одновременно с этим, за счёт подачи напряжения с выхода 1 компаратора U2A засветится жёлтый светодиод D12 (Giallo – «жёлтый»), указывающий на то, что в схеме неисправность или есть проблемы с сетевым питанием. Светодиод D12 показан на силовой части схемы и подключен к CN1-1. Таким же образом сработает схема, если на выходе выпрямителя (OUT+, OUT-) параметры выйдут за рамки установленных. Такое может произойти, например, при неисправностях выпрямительных диодов или если выйдут из строя детали узла контроля – оптрон ISO1 или элементы его «обвязки», полупроводниковый диод D25, стабилитрон D15, резисторы R57, R52, R51, R50 и электролитический конденсатор C29.

О других элементах схемы.

Биполярный транзистор Q9 подаёт напряжение питания на микросхему ШИМ-контроллера U1 (UC3845AD). Этот транзистор управляется элементом операционного усилителя U2B. На вывод 6 U2B подаётся напряжение с делителя на резисторах R64, R39 (см. схему силовой части). Если напряжение с делителя поступает, то U2B подаёт сигнал на транзистор Q9, который открывается и подаёт напряжение на микросхему U1. Можно сказать, что эта схема участвует в запуске мощного инвертора, так как именно она подаёт питание на управляющий инвертором ШИМ-контроллер.

Ручная установка сварочного тока осуществляется переменным резистором R23.

Ручка резистора выводится на панель управления аппарата.

Также в цепи регулировки задействованы резисторы R73, R74, R21, R66, R68, R13 и конденсатор C14. Напряжение с цепи ручной регулировки поступает на 10 вывод элемента U2C суммирующего блока.

Как уже говорилось, сварочный инвертор имеет в своём составе множество регулирующих, контролирующих и защитных цепей. Все они нужны для штатной работы аппарата, а также защищают силовые элементы инвертора в случае аварийного режима.

Теперь, когда мы разобрались в работе сварочного инвертора пора рассказать о реальном примере ремонта сварочного инвертора TELWIN Force 165. Об этом читайте здесь.

Целесообразность использования инверторов и их основные недостатки

Широкое применение сварочных инверторов объясняется целым рядом весомых преимуществ, которыми они обладают.

  • Устройства данного типа отличаются высокой мощностью и производительностью.
  • Сварной шов, формируемый с использованием инверторов, характеризуется высоким качеством и надежностью.
  • Наряду с высокой мощностью, устройства данного типа отличаются компактными размерами и небольшим весом, что дает возможность легко переносить их в то место, где будут выполняться сварочные работы.
  • Сварочные инверторы обладают большим КПД (порядка 90%), потребляемая электрическая энергия используется в них эффективнее, чем в трансформаторах.
  • Благодаря высокому КПД такие аппараты отличаются экономичным расходованием потребляемой электроэнергии.
  • В процессе выполнения сварочных работ с помощью инвертора расплавленный металл разбрызгивается незначительно, что отражается на более рациональном потреблении расходных материалов.
  • Инверторы обеспечивают возможность плавной регулировки сварочного тока.
  • Благодаря наличию в таких устройствах дополнительных опций уровень квалификации сварщика почти не влияет на качество выполнения работ.
  • Широкая универсальность инверторов упраздняет вопрос о том, какой аппарат выбрать для выполнения сварки по различным технологиям.
Читать еще:  Как отрезать плитку для розеток

Инверторные устройства выбирают в том случае, когда нужен аппарат, характеристики которого обеспечивают высокую стабильность горения сварочной дуги в любой ситуации. При использовании инверторов не возникает вопрос и о том, какой электрод выбрать для выполнения сварочных работ, так как с помощью этого оборудования можно варить металл электродами любого типа.

Конечно, недостатки у инверторов тоже есть, но их не так много. Сюда следует отнести достаточно высокую стоимость таких устройств, по сравнению с обычными сварочными трансформаторами. Дороги такие устройства и в ремонте, который чаще всего связан с необходимостью замены мощных транзисторов (их стоимость может составлять до 60% цены всего аппарата).

Очень чувствительны инверторы к негативным внешним факторам – пыли, грязи, осадкам и морозу. Если для работ в полевых условиях вам нужен именно инвертор, придется сооружать для него закрытую и отапливаемую площадку.

Что учесть при выборе сварочного инвертора

Если мы говорим о сварочных инверторах, то это довольно распространенный тип сварочных аппаратов. И для его выбора нужно определить цели и желание человека. В любом случае, лучше учитывать следующие параметры:

  • Область применения . Тут важно понимать, где именно будет применен сварочный аппарат. Это может быть как обычное бытовое хозяйство, так и промышленность. Поэтому все сварочные инверторы разделяют на типы: бытовой класс — небольшой ток сварки, нужно часто давать перерывы, работы преимущественно небольшого объема, профессиональный — объем работы промышленные небольшие масштабы, более длительная работа без перерыва, больший ток. Третьим типом является промышленный класс — используется на самых серьезных предприятиях, имеет большую мощность, запас работы.
  • Перепады напряжения . В зависимости от места использования, перепады напряжения должны быть разными. Для обычной сети 220 вольт характерны перепады не более 15 процентов в обе стороны. Это не отражается на инверторах почти никак, но нужно брать аппарат с запасом перепада.
  • Ток . Сварочный ток играет чуть ли не главную роль, ведь слишком слабый будет неэффективным, а слишком сильный — будет все портить. Если говорить об обычных моделях для домашнего использования, то тут стандартный то 160-200 ампер.
  • Вентиляция . В инверторах она обязательно должна быть хорошей, потому что они очень боятся пыли. Пыль попадает вместе с воздухом при охлаждении аппарата и ее сложно вытянуть. Как вариант — купить инвертор подороже, там есть функция вентиляции. Если же лишних денег нет, то можно снять корпус и самостоятельно убрать пыль тряпочкой или кисточкой.
  • Печатные платы . Это одна из самых часто выходящих из строя деталей. Узнайте о ее наличии на конкретную модель. Если она есть на складе — значит спрос есть. Если же под заказ — то ломается она не та часто. Из этого тоже стоит исходить при выборе.
  • Температура . Инверторы очень по-разному относятся к погодным условиям и температуре. Какие-то модели могут работать и при плюсе, и в минус, другие же — наоборот. Поэтому учитывайте ваш режим эксплуатации и не ошибитесь с выбором модели.
  • Цена . Конечно, важную роль играет цена. Важно то, сколько денег вы готовы выделить под такую покупку. Возможно, вам нужен аппарат на недолгий срок, а может быть, вы хотите использовать его постоянно. Иногда бывает, что людям проще купить дешевый аппарат и использовать его аккуратно, а иногда нужна скорость и важно время. Также важно, чтобы в процессе работы сварочный инвертор себя окупил. Поэтому — считайте и решайте.
  • Бренд . Если вы уже определились с ценой, то самое время перейти к марке производителя. Да, их очень много и качество всегда отличается. Каждый бренд имеет те или иные плюсы, которых нет у других. Несмотря на это, у каждого производителя есть дешевые, средние и дорогие варианты. Поэтому, если вы хотите купить аппарат определенной марки, то не переживайте за цену. Конечно, не всегда дорогая цена — признак качества, поэтому всегда читайте отзывы и интересуйтесь у владельцев похожих моделей.

Пошаговая инструкция по подключению сварочного аппарата

После того как вы проверите целостность агрегата и всех сопутствующих комплектующих, а также установите соответствие напряжений, можете приступать непосредственно к подключению вашего сварочного аппарата. Для этого вам понадобятся:

  • сам агрегат;
  • удлинитель;
  • переходник для удлинителя.

При подключении аппарата можете ориентироваться на схему на рис. 2.

Подключение выполняется в определенной последовательности, а именно:

  1. Сначала подготавливается штепсельная вилка с соответствующими параметрами термопропускной способности.
  2. Подбирается розетка с автовыключателем или предохранителем.
  3. Выполняется подсоединение обратного кабеля к клемме.
  4. Кабель-держатель подсоединяется к фрагменту электрода при помощи зажима.
Читать еще:  Розетки nilson под дерево

После того как вы все это сделаете, сварочный аппарат можно будет включать в сеть. У большинства моделей достаточно короткие провода, поэтому зачастую их подключение требует использования удлинителя. Удлинитель должен иметь провод достаточного сечения. От количества промежуточных соединений зависит надежность и безопасность работы. Чем их меньше, тем лучше.

Сварочный аппарат с инвертором для низкого напряжения сети – решение Ваших проблем

Недостатком инверторных сварочных аппаратов, работающих от сети с пониженным напряжением, является их повышенная стоимость. Как правило, они стоят на 25-30% дороже обычных аппаратов для сварки. Это объясняется наличием в их конструкции дополнительных функций: стабилизации напряжения и коррекции коэффициента мощности. Такие аппараты способны решить следующие задачи:

приспособиться к питанию от слабой сети;

гладить перепады напряжения;

обеспечить качественный шов при низких параметрах сети.

Сварочные аппараты, собранные на основе такой схемы, позволяют надёжно и качественно варить от сети 180 В. А специальные экземпляры могут работать и от 135 вольт. Для обеспечения таких показателей имеется внутренний блок стабилизатора напряжения и блок корректора коэффициента мощности PFC (Power Factop Corrector). Наличие этих блоков позволяет питать сварочный аппарат от дизель-генератора и использовать удлинители длиною до 50 метров.

Функции блока корректора коэффициента мощности сварочного инвертора:

позволяет работать в слабой сети при напряжениях от 170 до 280 вольт;

экономит до 25% электроэнергии;

допускает применять кабель питания уменьшенной площади сечения;

снижает уровень сетевых помех.

Схемы, применяемые для внутренних стабилизаторов напряжения, весьма разнообразны и не отличаются новизной. Блок корректора мощности — достаточно недавнее изобретение, которое представляет собой сложную электронную схему. Разобраться в особенностях её работы под силу только специалистам по промышленной электронике. Для обладателей таких аппаратов достаточно знать, что коррекция мощности происходит за счёт накопления индуктивной энергии на катушке индуктивности.

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».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector