Схемы инверторов

Основные элементы схемы инверторного сварочного аппарата

Инверторный сварочный аппарат имеет схему работы, которая позволяет во время сварки пользоваться надежным оборудованием. Производственная технология инверторов дает возможность получения качественного результата, который проявляется в виде сварочного аккуратного шва. Современный инвертор является превосходной заменой трансформаторного аппарата.

Схемы инверторов

Схема устройства инверторного сварочного аппарата.

Основные характеристики инвертора

Инверторы представлены в широком ассортименте на рынке приборов для проведения сварки. С помощью этих аппаратов производится аргонодуговая и ручная электродуговая виды сварок. Для каждого инвертора характерны свои схемы и их особенности, базирующиеся на применении преобразователей импульсов высокой частоты.

Поскольку сварочный инвертор является сравнительно новым оборудованием, то применяемые высокие технологии и элементные базы, которые выпускают ведущие производители для устройств, могут обеспечить эффективное действие схем аппаратов. Благодаря этому появляется возможность получать стабильность дуги, которая способна отлично держаться.

Сварочные инверторные аппараты обладают легкостью и компактностью. Их в любой момент можно передвинуть с одного места на другое, чтобы возобновить проведение сварочных операций. Масса инвертора позволяет использовать прибор в любом положении, которое является удобным для выполнения работ в определенном рабочем пространстве.

Функциональные возможности инверторных устройств для сварки и их составляющие

Схемы инверторов

Рисунок 1. Схема инвертора.

Схема инвертора представлена на рис. 1. Аппарат потребляет ток 30-32 А, работая от сети 220 В. При сварке сила тока будет достигать уровня 250 А. Данное значение является достаточным, чтобы можно было применять штучный электрод до 5 мм. Производимая длина дуги будет составлять при этом 1 см. Уровень коэффициента полезного действия аппарата по сравнению со значением КПД промышленных образцов не должен быть меньше 95%.

В блок инвертора входят следующие элементы:

  1. Блоки питания под силовую и слаботочную часть.
  2. Блок термозащиты.
  3. Элементы индикации и управления.

Схема инвертора предполагает наличие ШИМ-контроллера с трансформатором тока, датчиком тока нагрузки и блоком. В схеме управления охлаждающими вентиляторами можно отметить наличие температурных датчиков, вентиляторов и блока.

Описание основных элементов схемы

Рассматривая каждый элемент схемы, можно начать с первичного выпрямителя, работа которого связана с напряжением сети переменного тока в 220В. Питание от элемента передается той части оборудования, которая является силовой. При этом сеть переменного тока должна иметь частоту 50 Гц. Сборка первичного выпрямителя основана на применении диодных мостов, простого фильтра-конденсатора.

Схемы инверторов

Схема дросселя сварочного инвертора.

В сборке за счет зарядной цепи нелинейного типа, в схему которой входит шунтирующий тиристор, происходит лимитирование тока при включенном приборе. В схему включается также и токоограничивающий резистор. В схеме любого профессионального инвертора содержится силовая часть устройства, которая имеет оптимальную технологию.

Делая выбор аппарата, следует обратить внимание на данный элемент. Устройство силовой части осуществляется в соответствии с топологией следующих элементов:

  1. Мостового конвертера.
  2. Однотактного прямоходового мостового конвертера.
  3. Полумостового конвертера.

Силовая часть имеет соответствующие параметры и стоимость, которые позволяют при использовании инвертора применять топологию ОПМК. Источником питания для инвертора является сеть с одной фазой и наибольшим пределом тока в 150 А.

На основе определенных функций инвертора производится выбор электрической схемы устройства ШИМ-контроллера. Вместе с тем принципиальную схему выбирают, когда это позволяет стабилизировать регулировку рабочего тока относительно среднего значения нагрузки.

Измеряется ток через резистивный шунт либо трансдьюсер. За счет регулирования инвертора на основании средних значений нагрузок получают нормальную устойчивость у преобразователя.

Элементы принципиальной схемы прибора

Схема источника питания инверторного сварочного аппарата.

Среди важных элементов, относящихся к принципиальной схеме инвертора, можно выделить блок термоконтроля, позволяющий обеспечить защиту силового элемента, являющегося ключевым, от возможного перегрева. Данная функция блока термоконтроля распространяется и на устройство силового трансформатора.

Вентиляторы прибора должны действовать под управлением блока, отвечающего за контроль температуры за счет схемы. Блок термоконтроллера функционирует на основе схемы ООС (отрицательной обратной связи) относительно напряжения и нагрузки.

В схему входит температурный датчик с установленным уровнем температуры, который должен достигать только 75°, а после этого срабатывает система зашиты устройства. Устройство датчика устанавливается на силовой трансформатор. Контролирующая функция над температурой радиатора охлаждения, который относится к силовому транзистору, принадлежит интегральному датчику.

Знание технологических особенностей инвертора заслуживает такого же внимания, как и понимание его принципиальной схемы. Данным устройствам присущи следующие технологические особенности, связанные с преимуществами сварочного аппарата:

Схемы инверторов

Принцип работы инвертора.

  1. Повышенный уровень уникальности показателей.
  2. Точность настроек аппарата.
  3. Шов обладает уникальными характеристиками.
  4. Отличная система защиты от перегрузок.
  5. КПД имеет высокий уровень, который равен 95% и больше.
  6. Качественное выполнение работ при сложном соединении соответствующих материалов.
  7. Нормальное использование функций управления, предоставляемых электрической дугой.
  8. Выдаваемое напряжение имеет значительный резерв.
  9. Шов формируется на качественном уровне и является ровным.
  10. Стабильность каждого параметра дуги.
  11. Отсутствует процесс разбрызгивания металла в больших количествах.
  12. Сварка не требует последующей обработки.
  13. Можно воспользоваться штучными электродами и проволокой.

Прибор оснащен первичной обмоткой, мотающейся ПЭВ 0,3 мм, что предусматривает 100 витков. В состав цепей, которые являются вторичными, входит обмотка проводами, измеряющимися в витках (в):

  1. ПЭВ 1,0 мм – 15.
  2. ПЭВ 0,2 мм – 15.
  3. 2 одинаковые обмотки ПЭВ 0,35 мм – 20.

Мотать обмотку можно, учитывая общую ширину каркаса, что улучшает стабильность всех показателей. Первичную обмотку обязательно полностью экранируют. Намотка во вторичных обмотках должна совпасть с первичной. Изолировать намотку можно лакотканью либо малярным скотчем. На рис. 1 можно увидеть принципиальную схему устройства.

Силовой трансформатор инвертора

Схемы инверторов

Схема трансформатора с первичной и вторичной обмоткой.

Трансформатор должен быть рассчитан на работу аппарата, если частота составляет 41 кГц. В наличии должен быть двойной комплект Ш 20х28, имеющий марку 2000 НМ. Наилучшим вариантом является марка 2500 НМС с зазором 0,05 мм. Если частота составляет 41 Гц, то во вторичной обмотке имеется 12 витков, включая медную жесть, сечение которой 10 мм², 4 витка, включая медную жесть, ее сечение составляет 30 мм².

Если частота трансформатора равна 55 кГц, то вторичные обмотки будут присутствовать. Для обматывания медной ленты применяется термоизоляционная бумага (как вариант применяется лента для кассовых аппаратов), которая должна обладать толщиной в 0,25 мм и 0,75 мм при ширине 40 мм. Для изоляции каждого слоя используется фторопластовая лента, что позволяет улучшить значения показателей проводимости. Обе обмотки имеют выходные концы, которые качественно зачищены и припаяны.

С целью выполнения кольцевого трансформатора пользуются кольцевым ферритом К30х18х7, который оснащен продетым в кольцо проводом первичной обмотки трансформатора. Его вторичная обмотка включает 85 витков, имеющих сечение 0,5 мм².

Для компактной схемы исполнения используются микропроцессоры, что вместе с другими характеристиками инвертора делает его принципиально незаменимым как в бытовом отношении, так и в промышленном. Для сварочного инвертора характерна не только мобильность, но и наличие других характеристик:

  1. Приемлемый уровень потребляемой мощности.
  2. Антиприлипание электрода является режимом с возможностью плавной регулировки тока для сварки.
  3. Надежная защита от перегревов или перегрузки.

Схемы инверторов

Схема сварочного выпрямителя.

Прибор используется при напряжении сети в 220 В, а сила тока составляет 30 А. Сварка должна производиться в специальной маске сварщика для защиты лица. Любой профессионал в области сварки должен уметь легко устанавливать требуемые значения тока с последующим регулированием силы в диапазоне от 30 до 200 А при сварке.

Сварочный инвертор (Edon MIG-250) в базовой схеме содержит следующие элементы:

  1. Выпрямитель низкой частоты.
  2. Силовой трансформатор.
  3. Инвертор.
  4. Выпрямитель высокой частоты.
  5. Рабочий шунт.
  6. Блок управления.

Входное переменное напряжение в 220 В должно преобразовываться на начальном этапе за счет используемых выпрямителей в постоянное.

Затем в приборе возникает импульсное переменное напряжение, так как происходят частотные преобразования при использовании ШИМ-схем. Напряжение при этом становится высокочастотным и достигающим 200 кГц. Уменьшенные габаритные размеры и масса импульсного трансформатора позволяют передавать исходную мощность к выходу аппарата.

Технологические преимущества сварочного инвертора SSVA-180P

Схемы инверторов

Способы подключения сварочного инвертора.

Для сварочного аппарата марки SSVA-180P характерны следующие достоинства, которые повышают качество сварных соединений:

  1. Ровное и качественное формирование сварочного шва без разбрызгивания металла.
  2. Уникальные параметры и точность настроек перед началом сварки.
  3. Высокие защитные показатели схемы инвертора, обеспечивающие сохранность прибора от перегрузок.
  4. Качественные показатели схемы, связанной с принудительным охлаждением блока аппарата, который является силовым.
  5. Высокий КПД, значение которого превышает 95%.
  6. Качественная работа с такими видами материалов, которые являются трудносвариваемыми.
  7. Наличие резерва напряжения, которое позволяет устойчиво поддерживать горение электрической дуги.
  8. Наличие автоматического и ручного режима при управлении динамикой дуги.

Все это позволяет снизить расходы на электроды, обработку, специальную проволоку при выполнении больших объемов работ в среднем на 9-12%.

Поскольку в основе схем инверторов заложены соответствующие технологии широтно-импульсной модуляции, это позволяет производителям ежегодно заниматься разработкой и поставкой новейшего оборудования данного типа. Для каждого вида аппарата в зависимости от способа сварки предусмотрена соответствующая схема. Особый спрос отмечается на следующие виды аппаратов, для которых характерны:

  1. Дуговая ручная сварка (ММА) за счет использования штучного электрода “Монолит”.
  2. Аргонодуговая сварка (TIG) при постоянном или переменном токе.
  3. Полуавтоматическая сварка (MIG/MAG).
  4. Плазменно-дуговая резка (PAC), которая относится к новейшим видам передовых технологий.

Схемы инверторов

Схема внутреннего устройства сварочного инвертора.

Если подробно рассмотреть каждый из способов, то дуговая ручная сварка получила широкое применение за счет малых объемов потребления электроэнергии и значительно сниженного веса. Профессионал может с легкостью перемещать прибор, подключая его в любую точку. Инвертор может быть подключен одновременно с генератором, который обеспечивает выработку переменного напряжения в 220 В.

Аргонодуговая сварка добавляет к преимуществам используемой схемы более широкие возможности, которые связаны с точным регулированием различных параметров установленного режима. Работы выполняются при использовании электрода из вольфрама, что является важным преимуществом. Оно позволяет точно выполнять все требования, которые предъявляются к качеству выполняемого шва и его внешнему виду.

Инверторная схема устройства, которое работает на полуавтоматической сварке, связана с уникальной возможностью выбора соответствующего способа переноски металла следующими путями:

  1. Капельным.
  2. Струйным.
  3. С периодическим замыканием и др.

Такой способ работы инверторного сварочного аппарата способен полностью устранить процесс разбрызгивания металла с целью компенсации недостатков данного способа сварки. Плазменно-дуговая резка связана с обеспечением высокой стабильности дуги аппаратом во время его работы или паузы. Для данной схемы характерна высокая скорость резки, что обеспечивает аккуратную и ровную кромку. Дальнейшая обработка при этом не требуется, поскольку аппарат уже является готовым к выполнению нового качественного задания.

В основе некоторых схем заложены особенности резонансного инверторного сварочного аппарата, работа которого связана с самоограничением в мощности.

Настройки взаимосвязаны с установкой максимального тока, что позволяет потребителю не волноваться за возможное короткое замыкание при значительной нагрузке.

*****

Схема сварочного инвертора. Принципиальная электрическая схема сварочного инвертора

September 17, 2015

В статье будет рассмотрена классическая схема сварочного инвертора. На сегодняшний день они очень популярны, цена их достаточно доступна. У них очень много положительных качеств, в частности, простота работы и малый вес. Но, как и остальные электронные устройства, сварочный аппарат может выйти из строя. И чтобы провести качественный ремонт, необходимо хотя бы в общих чертах иметь представление о его устройстве, из каких элементов состоит схема инвертора. Без этого вы не сможете отремонтировать сварочники, в схеме которых используются инверторные преобразователи. Поэтому необходимо очень много теории узнать об этом устройстве.

Основные сведения про инверторные аппараты

Схемы инверторов

По сути, это блок питания, принцип его действия похож на тот, который используется в персональных компьютерах. Преобразование электрической энергии происходит по одинаковым принципам, несмотря на то, что размеры и функции этих устройств различные. Можно выделить несколько этапов, которые протекают в сварочном инверторе. Первым делом происходит преобразование переменного напряжения, которое поступает от сети 220 В, в постоянное. О том, как это происходит, будет рассказано немного ниже, равно как и приведена электрическая схема сварочного инвертора.

Затем происходит преобразование этого напряжения в переменное, но с более высокой частотой. Вы знаете, что в электрической сети частота тока 50 Гц. В инверторных сварочных аппаратах происходит повышение вплоть до 80 тысяч Гц. Затем необходимо снизить значение напряжения с высокой частотой. На последнем этапе происходит преобразование этого низкого напряжения с частотой порядка 80 тысяч Гц. Это краткое описание, на самом деле все этапы можно разбить на более мелкие составляющие. Но для понимания принципа функционирования этого достаточно.

За счет чего уменьшается вес сварочного аппарата

Схемы инверторов

А теперь о том, почему были выбраны схемы именно инверторного типа. Посмотрите на сварочные аппараты, которые использовались ранее, в том числе и самодельные. Их основное предназначение – снижение переменного напряжения, которое поступает от бытовой электросети до безопасного значения, но с большим вторичным током. По этой причине первичная обмотка мотается более тонким проводом, нежели вторичная. От толщины провода зависит то, какой ток вы получаете в обмотке. Ниже приведена принципиальная схема сварочного инвертора в статье. Внимательно ее изучите, чтобы иметь представление о том, какие элементы входят в нее. Для сварки порой обходимо несколько сотен ампер. Из-за того, что мощность таких трансформаторов очень высокая, а работают они только при частоте тока 50 Гц, кроме того, у них очень большие габариты. Как вы понимаете, частота входящего и выходящего тока одинакова. Другими словами, если подали на первичную обмотку 50 Гц, со вторичной снимите электрический ток с такими же параметрами.

Рабочая частота инвертора

Схемы инверторов

Но вот благодаря инверторным сварочным аппаратам, в которых увеличивается рабочая частота на значение порядка восьмидесяти тысяч герц, а в некоторых аппаратах и больше, можно во много раз уменьшить размеры трансформаторов, которые применяются при преобразовании электрического тока. Если увеличить рабочую частоту, то можно уменьшить трансформатор как минимум в четыре раза. Следовательно, суммарный вес всего сварочника будет очень маленьким. Себестоимость этого аппарата также уменьшается, так как происходит экономия меди и стали, которые используются при изготовлении трансформаторов. Но чтобы получить такое значение частоты, необходимо применять инверторные схемы. Они состоят из мощных полевых транзисторов, которые работают в режиме ключа. С их помощью происходит переключение тока с необходимой для работы частотой. Обратите внимание на то, что работать полевой транзистор может лишь при постоянном напряжении. Стоит отметить, что схема сварочного инвертора «Ресанта» во многом схожа с той, которая используется в других аппаратах.

Принцип работы выпрямителя

Поэтому прежде чем подать на них питание, необходимо выпрямить поступающий ток. Для этого используется выпрямитель, в котором находятся мощные диоды. Они соединены по мостовой схеме. После этого происходит отсечка переменной составляющей при помощи электролитических конденсаторов. Это происходит на первой ступени преобразования. Полевые транзисторы подключаются к трансформатору. С его помощью получается понизить напряжение. Как упоминалось выше, эти транзисторы производят переключение тока с частотой иногда даже более 80 тысяч Гц. Понятное дело, что трансформатор тоже должен быть рассчитан на работу при таких параметрах. Габариты этого устройства очень маленькие, не сравниться ему с теми, которые применяются в обычных трансформаторных сварочных аппаратах. А вот мощность у него такая же. Понятное дело, что появляется еще множество различных элементов, которые необходимы для стабильной работы сварочного аппарата. А теперь более подробно о том, как работает каждый блок обычного сварочного инвертора. В нем имеется две основных части – силовая и схема управления.

Выпрямительный каскад

Схемы инверторов

В этом блоке происходит преобразование переменного тока, который поступает от сети 220 Вольт. В нём имеется несколько полупроводниковых диодов с большой мощностью, а также электролитические конденсаторы и дроссель. Это вкупе дает то, что переменный ток с рабочей частотой 50 Гц становится постоянным. Конденсаторы необходимы для того чтобы отсечь переменную составляющую, которая все равно остается в выпрямленном напряжении. Обратите внимание, что существует несколько вариантов схем для выпрямления напряжения. Если подключение необходимо производить к трехфазной сети, то схема соединений полупроводниковых диодов будет несколько иной. Поэтому нужно определиться с тем, какая вам необходима схема сварочного инвертора. Своими руками такое устройство можно собрать достаточно просто.

Обратите внимание также, что практически в полтора раза увеличивается напряжение после того как оно поступит на фильтр, собранный на электролитических конденсаторах. Другими словами, если происходит питание от сети 220 Вольт, то на выводах конденсаторов, если произвести замер, будет 310 В. Для сглаживания пульсаций тока, чтобы не возникало высокочастотных помех, а также для избегания попадания их в электрическую сеть, необходимо установить специальный фильтр. Обычно он собирается на дросселе, который намотан на кольцевом сердечнике, а также в схему включены несколько конденсаторов.

Инверторный каскад

Схемы инверторов

Обычно для реализации инвертора используют два мощных транзистора, которые работают в режиме ключа. Стоит отметить, что они обязательно монтируются на алюминиевом радиаторе. Также имеется дополнительное принудительное охлаждение при помощи вентилятора. Благодаря этим транзисторам происходит коммутация постоянного напряжения, которое впоследствии поступает на импульсный трансформатор. Причем переключение происходит с частотой около 80 кГц. Но имеется отличие от переменного тока, который протекает в бытовой электросети. Во-первых, само значение частоты во много раз превосходит его. Во-вторых, форма импульса этого переменного напряжения, которое вырабатывается полевыми транзисторами, прямоугольная, а не синусоида. Чтобы обезопасить транзисторы от чрезмерного превышения напряжения, необходимо использовать цепи, состоящей из сопротивлений и конденсаторов. Стоит отметить, что принципиальная электрическая схема сварочного инвертора не обходится без этих элементов.

ВЧ-трансформатор

Схемы инверторов

Высокочастотный трансформатор, на который подается напряжение от транзисторов, работающих в ключевом режиме, позволяет снизить его значение до 65 вольт в среднем. Но при этом ток может составлять порядка 130 А. Можно даже провести аналогию с катушкой зажигания, которая используется в автомобилях. В сварочных инверторах на первичную обмотку подается высокое напряжение, но ток у него очень маленький. Снимается с вторичной обмотки напряжение с меньшим значением, но ток при этом увеличивается. Обратите внимание на то, что автомобильная катушка зажигания работает по обратному принципу. То есть низкое напряжение с большим током подается на первичную обмотку. А с вторичной снимается высокое напряжение, но с меньшим значением тока.

Выходной выпрямитель

Схемы инверторов

Но стоит взглянуть на то, из каких компонентов состоит еще эл. схема сварочного инвертора. На выходе также установлен выпрямитель, который собирается из полупроводниковых диодов большой мощности. У них очень высокое быстродействие, они открываются и закрываются за время, которое намного меньше, чем 50 наносекунд. Обратите внимание при проектировании сварочных инверторов на то, что нужно подбирать эти полупроводниковые элементы с таким расчетом, чтобы их параметры удовлетворяли режиму работы. Простые диоды не справятся с поставленной задачей, так как они не смогут своевременно открыться и закрыться. Сразу же начнется чрезмерный нагрев и, как следствие, выход из строя. По этой причине необходимо при проектировании или же при ремонте производить установку диодов, которые имеют очень малое время переключения.

Схемы инверторов

BLUBOO S1 прошел профессиональное тестирование качества (QC tests): видео Стартовала горячая предпродажа нового BLUBOO S1 в Gearbest. И в первые же 2 часа были заказаны 200 смартфонов. Предпродажа продлится до 17 июля. В это.

Схемы инверторов

15 симптомов рака, которые женщины чаще всего игнорируют Многие признаки рака похожи на симптомы других заболеваний или состояний, поэтому их часто игнорируют. Обращайте внимание на свое тело. Если вы замети.

Схемы инверторов

Непростительные ошибки в фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечали Наверное, найдется очень мало людей, которые бы не любили смотреть фильмы. Однако даже в лучшем кино встречаются ошибки, которые могут заметить зрител.

Схемы инверторов

Каково быть девственницей в 30 лет? Каково, интересно, женщинам, которые не занимались сексом практически до достижения среднего возраста.

Схемы инверторов

Эти 10 мелочей мужчина всегда замечает в женщине Думаете, ваш мужчина ничего не смыслит в женской психологии? Это не так. От взгляда любящего вас партнера не укроется ни единая мелочь. И вот 10 вещей.

Схемы инверторов

7 частей тела, которые не следует трогать руками Думайте о своем теле, как о храме: вы можете его использовать, но есть некоторые священные места, которые нельзя трогать руками. Исследования показыва.

*****

Как сделать инверторы (преобразователи) 12-220 В

Чтобы подключить к бортовой электросистеме автомобиля бытовые устройства требуется инвертор, который сможет повысить напряжение с 12 В до 220 В. На полках магазинов они имеются в достаточном количестве, но не радует их цена. Для тех, кто немного знаком с электротехникой есть возможность собрать преобразователь напряжения 12 220 вольт своими руками. Две простые схемы мы разберем.

Преобразователи и их типы

Есть три типа преобразователей 12-220 В. Первый — из 12 В получают 220 В. Такие инверторы популярный у автомобилистов: через них можно подключать стандартные устройства — телевизоры, пылесосы и т.д. Обратное преобразование — из 220 В в 12 — требуется нечасто, обычно в помещениях с тяжелыми условиями эксплуатации (повышенная влажность) для обеспечения электробезопасности. Например, в парилках, бассейнах или ванных. Чтобы не рисковать, стандартное напряжение в 220 В понижают до 12, используя соответствующее оборудование.

Схемы инверторов

Преобразователи напряжения есть в достаточном количестве в магазинах

Третий вариант — это, скорее, стабилизатор на базе двух преобразователей. Сначала стандартные 220 В преобразуются в 12 В, затем обратно в 220 В. Такое двойное преобразование позволяет иметь на выходе идеальную синусоиду. Такие устройства необходимы для нормальной работы большинства бытовой техники с электронным управлением. Во всяком случае, при установке газового котла настоятельно советуют запитать его именно через такой преобразователь — его электроника очень чувствительная к качеству питания, а замена платы управления стоит примерно как половина котла.

Импульсный преобразователь 12-220В на 300 Вт

Эта схема проста, детали доступны, большинство из них можно извлечь из блока питания для компьютера или купить в любом радиотехническом магазине. Достоинство схемы — простота реализации, недостаток — неидеальная синусоида на выходе и частота выше стандартных 50 Гц. То есть, к данному преобразователю нельзя подключать устройства, требовательные к электропитанию. К выходу напрямую можно подключать не особ чувствительные приборы — лампы накаливания, утюг, паяльник, зарядку от телефона и т.п.

Представленная схема в нормальном режиме выдает 1,5 А или тянет нагрузку 300 Вт, по максимуму — 2,5 А, но в таком режиме будут ощутимо греться транзисторы.

Схемы инверторов

Преобразователь напряжения 12 220 В: схема преобразователя на основе ШИМ-контролллера

Построена схема на популярном ШИМ-контроллере TLT494. Полевые транзисторы Q1 Q2 надо размещать на радиаторах, желательно — раздельных. При установке на одном радиаторе, под транзисторы уложить изолирующую прокладку. Вместо указанных на схеме IRFZ244 можно использовать близкие по характеристикам IRFZ46 или RFZ48.

Частота в данном преобразователе 12 В в 220 В задается резистором R1 и конденсатором C2. Номиналы могут немного отличаться от указанных на схеме. Если у вас есть старый нерабочий беспербойник для компьютера, а в нем — рабочий выходной трансформатор, в схему можно поставить его. Если трансформатор нерабочий, из него извлечь ферритовое кольцо и намотать обмотки медным проводом диаметром 0,6 мм. Сначала мотается первичная обмотка — 10 витков с выводом от середины, затем, поверх — 80 витков вторичной.

Как уже говорили, такой преобразователь напряжения 12-220 В может работать только с нагрузкой, нечувствительной к качеству питания. Чтобы была возможность подключать более требовательные устройства, на выходе устанавливают выпрямитель, на выходе которого напряжение близко к нормальному (схема ниже).

Схемы инверторов

Для улучшения выходных характеристик добавляют выпрямитель

В схеме указаны высокочастотные диоды типа HER307, но их можно заменить на серии FR207 или FR107. Емкости желательно подобрать указанной величины.

Инвертор на микросхеме

Этот преобразователь напряжения 12 220 В собирается на основе специализированной микросхемы КР1211ЕУ1. Это генератор импульсов, которые снимаются с выходов 6 и 4. Импульсы противофазные, между ними небольшой временной промежуток — для исключения одновременного открытия обоих ключей. Питается микросхема напряжением 9,5 В, который задается параметрическим стабилизатором на стабилитроне Д814В.

Также в схеме присутствуют два полевых транзистора повышенной мощности — IRL2505 (VT1 и VT2). Они имеют очень низкое сопротивление открытого выходного канала — около 0,008 Ом, что сравнимо с сопротивлением механического ключа. Допустимый постоянный ток — до 104 А, импульсный — до 360 А. Подобные характеристики реально позволяют получить 220 В при нагрузке до 400 Вт. Устанавливать транзисторы необходимо на радиаторы (при мощности до 200 Вт можно и без них).

Схемы инверторов

Схема повышающего преобразователя напряжения 12-220 В

Частота импульсов зависит от параметров резистора R1 и конденсатора C1, на выходе установлен конденсатор C6 для подавления высокочастотных выбросов.

Трансформатор лучше брать готовый. В схеме он включается наоборот — низковольтная вторичная обмотка служит как первичная, а напряжение снимается с высоковольтной вторичной.

Возможные замены в элементной базе:

  • Указанный в схеме стабилитрон Д814В можно заменить любым, выдающим 8-10 V. Например, КС 182, КС 191, КС 210.
  • Если нет конденсаторов C4 и C5 типа К50-35 на 1000 мкФ, можно взять четыре 5000 мкФ или 4700 мкФ и включить их параллельно,
  • Вместо импортного конденсатора C3 220m можно поставить отечественный любого типа на 100-500 мкФ и напряжение не ниже 10 В.
  • Трансформатор — любой с мощностью от 10 W до 1000 W, но его мощность должна быть минимум в два раза выше планируемой нагрузки.

При монтаже цепей подключения трансформатора, транзисторов и подключения к источнику 12 В надо использовать провода большого сечения — ток тут может достигать высоких значений (при мощности в 400 Вт до 40 А).

Инвертор с чистым синусом а выходе

Схемы денных преобразователей сложны даже для опытных радиолюбителей, так что сделать их своими руками совсем непросто. Пример самой простой схемы ниже.

Схемы инверторов

Схема инвертора 12 200 с чистым синусом на выходе

В данном случае проще собрать подобный преобразователь из готовых плат. Как — смотрите в видео.

В следующем ролике рассказано как собирать преобразователь на 220 вольт с чистым синусом. Только входное напряжение не 12 В, а 24 В.

А в этом видео как раз рассказано, как можно менять входное напряжение, но получать на выходе требуемые 220 В.

*****

Принципиальная схема сварочного инвертора: разбираемся в деталях

Схема сварочного инвертора в корне отличается от устройства его предшественника – сварочного трансформатора. Основой конструкции прежних сварочных аппаратов был трансформатор понижающего типа, что делало их габаритными и тяжелыми. Современные сварочные инверторы благодаря использованию при их производстве передовых разработок – это легкие и компактные устройства, отличающиеся широкими функциональными возможностями.

Схемы инверторов

Сварочный инвертор без крышки

Основным элементом электрической схемы любого сварочного инвертора является импульсный преобразователь, вырабатывающий ток высокой частоты. Именно благодаря этому использование инвертора дает возможность легко зажигать сварочную дугу и поддерживать ее в стабильном состоянии на всем протяжении сварки. Схема сварочного инвертора в зависимости от модели может иметь определенные особенности, но принцип его работы, который будет рассмотрен ниже, остается неизменным.

Какие виды инверторов представлены на современном рынке

Для определенного типа сварки следует правильно выбирать инверторное оборудование, каждый вид которого обладает специфической электрической схемой и, соответственно, особыми техническими характеристиками и функциональными возможностями.

Инверторы, которые выпускают современные производители, могут одинаково успешно использоваться как на производственных предприятиях, так и в быту. Разработчики постоянно совершенствуют принципиальные электрические схемы инверторных аппаратов, что позволяет наделять их новыми функциями и улучшать их технические характеристики.

Схемы инверторов

Количество разъемов и органов управления на передней панели во многом говорят об возможностях сварочного инвертора

Инверторные устройства в качестве основного оборудования широко используются для выполнения следующих технологических операций:

  • электродуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродами;
  • сварки по полуавтоматической и автоматической технологиям;
  • плазменной резки и др.

Кроме того, инверторные аппараты являются наиболее эффективным типом оборудования, которое используется для сварки алюминия, нержавеющей стали и других сложносвариваемых металлов. Сварочные инверторы, вне зависимости от особенностей своей электрической схемы, позволяют получать качественные, надежные и аккуратные сварные швы, выполняемые по любой технологии. При этом, что важно, компактный и не слишком тяжелый инверторный аппарат при необходимости можно в любой момент легко перенести в то место, где будут выполняться сварочные работы.

Схемы инверторов

Мобильность – одно из преимуществ инверторных аппаратов

Что включает в себя конструкция сварочного инвертора

Схема сварочного инвертора, которая определяет его технические характеристики и функциональность, включает в себя такие обязательные элементы, как:

  • блок, обеспечивающий электрическим питанием силовую часть устройства (он состоит из выпрямителя, емкостного фильтра и нелинейной зарядной цепи);
  • силовая часть, выполненная на базе однотактного конвертора (в данную часть электрической схемы также входят силовой трансформатор, вторичный выпрямитель и выходной дроссель);
  • блок питания элементов слаботочной части электрической схемы инверторного аппарата;
  • ШИМ-контроллер, который включает в себя трансформатор тока и датчик тока нагрузки;
  • блок, отвечающий за термозащиту и управление охлаждающими вентиляторами (в данный блок принципиальной схемы входят вентиляторы инвертора и температурные датчики);
  • органы управления и индикации.

Как работает сварочный инвертор

Формирование тока большой силы, при помощи которого создается электрическая дуга для расплавления кромок соединяемых деталей и присадочного материала, – это то, для чего предназначен любой сварочный аппарат. Для этих же целей необходим и инверторный аппарат, позволяющий формировать сварочный ток с большим диапазоном характеристик.

В наиболее простом изложении принцип работы инвертора выглядит так.

  • Переменный ток с частотой 50 Гц из обычной электрической сети поступает на выпрямитель, где происходит его преобразование в постоянный.
  • После выпрямителя постоянный ток сглаживается при помощи специального фильтра.
  • Из фильтра постоянный ток поступает непосредственно на инвертор, в задачу которого входит опять преобразовать его в переменный, но уже с более высокой частотой.
  • После этого при помощи трансформатора понижают напряжение переменного высокочастотного тока, что дает возможность увеличить его силу.

Схемы инверторов

Блок-схема сварочного аппарата инверторного типа

Для того чтобы понять, какое значение имеет каждый элемент принципиальной электрической схемы инверторного аппарата, стоит рассмотреть его работу подробнее.

Процессы, протекающие в электрической схеме сварочного инвертора

Схема сварочного аппарата инверторного типа позволяет увеличивать частоту тока со стандартных 50 Гц до 60–80 кГц. Благодаря тому, что на выходе такого устройства регулировке подвергается высокочастотный ток, для этого можно эффективно использовать компактные трансформаторы. Увеличение частоты тока происходит в той части электрической схемы инвертора, где расположен контур с мощными силовыми транзисторами. Как известно, на транзисторы подается только постоянный ток, для чего и необходим выпрямитель на входе аппарата.

Схемы инверторов

Принципиальная схема заводского сварочного инвертора «Ресанта» (нажмите, чтобы увеличить)

Схемы инверторов

Схема инвертора от немецкого производителя FUBAG с рядом дополнительных функций (нажмите, чтобы увеличить)

Схемы инверторов

Пример принципиальной электрической схемы сварочного инвертора для самостоятельного изготовления (нажмите, чтобы увеличить)

Принципиальная электрическая схема инверторного устройства состоит из двух основных частей: силового участка и цепи управления. Первым элементом силового участка схемы является диодный мост. Задача такого моста как раз и состоит в том, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный.

В постоянном токе, преобразованном из переменного в диодном мосту, могут возникать импульсы, которые необходимо сглаживать. Для этого после диодного моста устанавливается фильтр, состоящий из конденсаторов преимущественно электролитического типа. Важно знать, что напряжение, которое выходит из диодного моста, примерно в 1,4 раза больше, чем его значение на входе. Диоды выпрямителя при преобразовании переменного тока в постоянный очень сильно нагреваются, что может серьезно сказаться на их работоспособности.

Схемы инверторов

Компоненты сварочного инвертора на примере самодельного аппарата

Чтобы защитить их, а также другие элементы выпрямителя от перегрева, в данной части электрической схемы используют радиаторы. Кроме того, на сам диодный мост устанавливается термопредохранитель, в задачу которого входит отключение электропитания в том случае, если диодный мост нагрелся до температуры, превышающей 80–90 градусов.

Высокочастотные помехи, создаваемые при работе инверторного устройства, могут через его вход попасть в электрическую сеть. Чтобы этого не произошло, перед выпрямительным блоком схемы устанавливается фильтр электромагнитной совместимости. Состоит такой фильтр из дросселя и нескольких конденсаторов.

Схемы инверторов

Блок питания инвертора

Сам инвертор, который преобразует уже постоянный ток в переменный, но обладающий значительно более высокой частотой, собирается из транзисторов по схеме «косой мост». Частота переключения транзисторов, за счет которых и происходит формирование переменного тока, может составлять десятки или сотни килогерц. Полученный таким образом высокочастотный переменный ток имеет амплитуду прямоугольной формы.

Получить на выходе устройства ток достаточной силы для того, чтобы можно было с его помощью эффективно выполнять сварочные работы, позволяет понижающий напряжение трансформатор, установленный за инверторным блоком. Для того чтобы получить с помощью инверторного аппарата постоянный ток, после понижающего трансформатора подключают мощный выпрямитель, также собранный на диодном мосту.

Схемы инверторов

Транзисторы для силового модуля сварочного инвертора

Элементы защиты инвертора и управления им

Избежать влияния негативных факторов на работу инвертора позволяют несколько элементов в его принципиальной электрической схеме.

Для того чтобы транзисторы, которые преобразуют постоянный ток в переменный, не сгорели в процессе своей работы, используются специальные демпфирующие (RC) цепи. Все блоки электрической схемы, которые работают под большой нагрузкой и сильно нагреваются, не только обеспечены принудительным охлаждением, но также подключены к термодатчикам, отключающим их питание в том случае, если температура их нагрева превысила критическое значение.

Схемы инверторов

Радиаторы и вентиляторы системы охлаждения занимают значительное пространство внутри инвертора

Из-за того, что конденсаторы фильтра после своей зарядки могут выдавать ток большой силы, который в состоянии сжечь транзисторы инвертора, аппарату необходимо обеспечить плавный пуск. Для этого используют стабилизаторные устройства.

В схеме любого инвертора имеется ШИМ-контроллер, который отвечает за управление всеми элементами его электрической схемы. От ШИМ-контроллера электрические сигналы поступают на полевой транзистор, а от него – на разделительный трансформатор, имеющий одновременно две выходные обмотки. ШИМ-контроллер посредством других элементов электрической схемы также подает управляющие сигналы на силовые диоды и силовые транзисторы инверторного блока. Для того чтобы контроллер мог эффективно управлять всеми элементами электрической схемы инвертора, на него также необходимо подавать электрические сигналы.

Для выработки таких сигналов используется операционный усилитель, на вход которого подается формируемый в инверторе выходной ток. При расхождении значений последнего с заданными параметрами операционный усилитель и формирует управляющий сигнал на контроллер. Кроме того, на операционный усилитель поступают сигналы от всех защитных контуров. Это необходимо для того, чтобы он смог отключить инвертор от электропитания в тот момент, когда в его электрической схеме возникнет критическая ситуация.

Достоинства и недостатки сварочных аппаратов инверторного типа

Инверторные сварочные аппараты, которые пришли на смену привычным всем трансформаторам, обладают рядом весомых преимуществ.

  • Благодаря совершенно иному подходу к формированию и регулированию сварочного тока масса таких устройств составляет всего 5–12 кг, в то время как сварочные трансформаторы весят 18–35 кг.
  • Инверторы обладают очень высоким КПД (порядка 90%). Это объясняется тем, что в них расходуется значительно меньше лишней энергии на нагрев составных частей. Сварочные трансформаторы, в отличие от инверторных устройств, очень сильно греются.
  • Инверторы благодаря такому высокому КПД потребляют в 2 раза меньше электрической энергии, чем обычные трансформаторы для сварки.
  • Высокая универсальность инверторных аппаратов объясняется возможностью регулировать с их помощью сварочный ток в широких пределах. Благодаря этому одно и то же устройство можно использовать для сварки деталей из разных металлов, а также для ее выполнения по разным технологиям.
  • Большинство современных моделей инверторов наделены опциями, которые минимизируют влияние ошибок сварщика на технологический процесс. К таким опциям, в частности, относятся «Антизалипание» и «Форсирование дуги» (быстрый розжиг).
  • Исключительная стабильность напряжения, подаваемого на сварочную дугу, обеспечивается за счет автоматических элементов электрической схемы инвертора. Автоматика в данном случае не только учитывает и сглаживает перепады входного напряжения, но и корректирует даже такие помехи, как затухание сварочной дуги из-за сильного ветра.
  • Сварка с использованием инверторного оборудования может выполняться электродами любого типа.
  • Некоторые модели современных сварочных инверторов имеют функцию программирования, что позволяет точно и оперативно настраивать их режимы при выполнении работ определенного типа.

Как у любых сложных технических устройств, у сварочных инверторов есть и ряд недостатков, о которых также необходимо знать.

  • Инверторы отличаются высокой стоимостью, на 20–50% превышающей стоимость обычных сварочных трансформаторов.
  • Наиболее уязвимыми и часто выходящими из строя элементами инверторных устройств являются транзисторы, стоимость которых может составлять до 60% цены всего аппарата. Соответственно, ремонт сварочного инвертора является достаточно дорогостоящим мероприятием.
  • Инверторы из-за сложности их принципиальной электрической схемы не рекомендуется использовать в плохих погодных условиях и при отрицательных температурах, что серьезно ограничивает область их применения. Для того чтобы применять такое устройство в полевых условиях, необходимо подготовить специальную закрытую и отапливаемую площадку.

При сварочных работах, выполняемых с использованием инвертора, нельзя использовать длинные провода, так как в них наводятся помехи, отрицательно отражающиеся на работе устройства. По этой причине провода для инверторов делают достаточно короткими (порядка 2 метров), что вносит в сварочные работы некоторое неудобство.
*****

Самый простой сварочный инвертор своими руками

Инвертор является достаточно сложным инструментом для сварки, который заслужил в последнее время огромную популярность. Отличные рабочие характеристики обусловлены большим количеством технических узлов, в общей массе составляющей одно устройство. Чтобы добиться высокого качества получаемого шва, надежности работы и хороших технических характеристик мировые производители стараются внедрять новые разработки и делать мощную, но при этом экономичную технику. Но оказывается, что можно сделать самый простой сварочный инвертор своими руками.

Схемы инверторов

Простой сварочный инвертор своими руками

Естественно, что здесь не стоит ожидать высоких современных характеристик от таких устройств. Но вполне возможно создать все самостоятельно, так как все комплектующие для этого находятся в свободном доступе и при наличии полного комплекта и подходящей схемы можно создать недорогую компактную модель. Здесь нужно осуществить правильный подбор, исходя из расчетов мощности и других параметров. Иными словами, все детали должны быть взаимосовместимы друг с другом, как по своему типу, так и по параметрам. К примеру, самой уязвимой частью устройства являются транзисторы, поэтому, к их выбору стоит подходить с особым вниманием.

Преимущества Схемы инверторов

  • Простой сварочный инвертор своими руками обходится значительно дешевле, чем готовые модели сварочных аппаратов;
  • При самостоятельной сборке намного легче ремонтировать технику, если с ней случатся какие-либо неполадки;
  • Можно самостоятельно регулировать комплектацию, исходя из предпочтений, технических требований и бюджета.

Недостатки Схемы инверторов

  • Простой сварочный инвертор, сделанный своими руками, оказывается не столь надежным в работе, даже в сравнение с бюджетными видами техники;
  • На создание аппарата придется потратить значительное количество времени, что не всегда экономически выгодно;
  • Здесь отсутствуют дополнительные функции, которые помогут улучшить качество создаваемого шва;
  • Техника обладает узким диапазоном регулировки сварочного тока и прочих параметров;
  • Как правило, в них присутствуют проблемы с системой охлаждения;
  • Корпус создается не столь безопасно, как в заводских моделях, так что использование подобных устройств может оказаться опасным для жизни.

Устройство и схема простого инвертора Схемы инверторов

Схема простого сварочного инвертора помогает определиться, что именно должно входить в состав устройства. Естественно, что это является не единственным вариантом и возможны замены. Некоторые предпочитают создавать более сложные варианты, основываясь на схемах готовых заводских моделей, таких как сварочный инвертор Сварог Pro Arc 180 или Ресанта 250. внося свои изменения. Здесь представлена наиболее простая для самостоятельного воплощения схема.

Схемы инверторов

Схема простого инвертора

Методика расчета Схемы инверторов

Перед тем как начать делать самый простой инвертор сварочный, нужно рассчитать его мощность. Это делается путем умножения силы тока. которой должно обладать устройство, на напряжение, при котором будет гореть дуга. К примеру, для тока в 160 А, который будет возможен на напряжении дуги в 24 В, мощность должна быть 3840 Вт.

Даже простой сварочный инвертор на одном транзисторе может иметь коэффициент полезного действия в 85%. Таким образом, мощность перекачиваемая транзисторами должна составлять 4517 Вт

Исходя из этой величины, можно определить силу тока, коммутируемую транзисторами во время работы. Чтобы это осуществить, следует найти разделить мощность на напряжение в сети. 4517/220 = 20 А.

Чтобы при 20 А можно было поддерживать напряжение в 220 В, в схеме должен присутствовать фильтр емкостью 100 мкФ. Если через транзисторы проходит большой ток, то он начинает нагревать их. Как правило, скорость отвода тепла при помощи радиаторов является недостаточной, а перегревание приведет к разрушению техники. Чтобы избежать подобных неприятностей, транзисторы стоит подбирать с запасом, чтобы их рабочий ток при 1000 градусов Цельсия составлял, как минимум, 20 А.

Простой в повторении и изготовлении сварочный аппарат должен иметь напряжение на транзисторах не более, чем напряжение в источнике питания. Очень важным параметром является частота транзисторов. Для представленных выше параметров подходят изделия с частотой в 100 кГц. Напряжение на них должно быть 500 В. Это могут быть как обыкновенные полевые, так и IGBT транзисторы. Единственной проблемой при их установке является отсутствие специального крепежа.

Чтобы транзистор нормально работал, между его открытием и закрытием должна выдерживаться пауза. Время паузы должно быть около 1,2 мс. Исключением можно считать только транзисторы Mosfet, пауза в которых допускается в 0,5 мс.

Необходимые инструменты и материалы Схемы инверторов

Для того, чтобы создать простой сварочный инвертор на одном транзисторе, следует иметь следующий набор инструментов:

Это основные инструменты, при помощи которых происходит сборка, контроль и измерения. Помимо этого следует иметь еще материалы, которые нужны будут для создания самого аппарата. Для этого понадобятся:

  • Резисторы с различным уровнем сопротивления;
  • Катушка индуктивности;
  • Конденсаторы;
  • Оптопара;
  • Стабилитрон;
  • Выпрямительные диоды;
  • Диоды Шоттке;
  • Трансформатор с двумя обмотками;
  • Реле;
  • Подстроечные резисторы;
  • Диодный мост;
  • Защитные диод;
  • Линейный регулятор;
  • Вентилятор системы охлаждения;
  • Преобразователь переменного тока в постоянный.

Технология изготовления и рекомендации по настройке Схемы инверторов

Следует подать ток на схему, чтобы проверить, как срабатывает реле замыкания резистора. Далее идет проверка платы ШИМ, есть ли в ней прямоугольные импульсы, которые могут появляться после того, как сработает реле. Если импульсы имеются, то их ширина, в соотношении с нулевой паузой должна составлять 44%.

Нужно убедиться, что напряжение на транзисторах не превышает допустимое, иначе все это может привести к поломке. Затем питание подается на диодный мост, чтобы проверить правильность его изготовления и работоспособности.

Схемы инверторов

Проверка напряжения на транзисторе

Во время настройке нужно убедиться в правильности намотки трансформатора, а также в его корректном подключении и возможности управлять им. Это один из основных элементов, задающих регулировку параметров, но в то же время самый сложный по исполнению за счет наличия обмотки.

Схемы инверторов

Намотанный вручную трансформатор в 100 витков

Техника безопасности

Все процедуры должны производиться только при отключенном электропитании. Каждую деталь желательно измерить заранее, чтобы во время включения она не сломалась из-за перенапряжения. Во время работы следует соблюдать основные правила электробезопасности.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *