Сварочный преобразователь электрической энергии

Для выполнения электродуговой сварки нужен конкретный набор оборудования, в него входит сварочный преобразователь электрической энергии. На рынке есть производственные и домашние аппараты, они отличаются техническими спецификами.

Важная задача блока питания –переустройство подаваемого электричества до требуемых показателей.

Взаимное действие элементов входящих в состав сварочного блока питания, в результате, приводит генерации сварной дуги, которая размещается между рабочим инструментом и заготовкой.

Устройство сварочного блока питания и характеристики

Для появления дуги, обеспечивающей подогрев и расплавление кромок заготовки, требуется скорректировать характеристики электричества подаваемого из сети.
Сварочный преобразователь электрической энергии видоизменяет поступающее электричество так:

• напряжение уменьшает;
• силу тока поднимает.

В преобразовании электричества принимают участие следующие узлы:

Устройство сварочного блока питания

• магнитопровод;
• первая обмотка, собираемая из изолированного кабеля;
• перемещающейся второй обмотки. Выполняют ее из провода без изоляции, это нужно для увеличения отдачи тепла;
• винтовая пара;
• штурвал для управления винтовой парой;
• клеммники для сварных кабелей.

В состав сварочных агрегатов включают дополнительные элементы, которые предназначаются для совершенствования их работы.

Устройство пускового механизма

Устройство пуска включает в свой состав – магнитопровод, две обмотки и клеммы. Переключатели меняют напряжение и общее число обмоток подключаемых к выпрямителю. В первичную цепь устанавливают регулятор, собранный на основе полупроводников (тиристоров). Вторая обмотка, подключаемая к выпрямительному мосту, обеспечивает подачу 2-ух уровней изменяемого напряжения.

Устройство пускового механизма блока питания

Для работы устройства пуска требуется напряжение в 220 В. Ток находится в диапазоне от 0 до 120 А, а напряжение может достигать 70 В случае самостоятельного изготовления устройства, за основу принимают стержневой преобразователь электрической энергии, на его первой обмотке накручено 230 витков, на второй 32. Пульт управления полупроводниками устанавливают над дросселем. Для охлаждения всей системы применяют механическую вентиляцию.

Устройство магнитопровода

Основными деталями магнитопровода, являются пластинки или листы, изготовленные из электромагнитной стали. К конструктивным деталям относят крепеж, корпус и др. Магнитопроводы сварочных преобразователей электрической энергии делят на стержневые и броневые. В устройствах стержневого типа все участки магнитной цепи обладают одинаковым сечением. В магнитопроводах броневого типа полным сечением обладает только усредненный стержень, на который устанавливают обмотки.

Виды магнитопроводов блока питания

Сечения других участков магнитной цепи почти меньше практически вдвое. По ним происходит замыкание магнитного потока. На участках магнитопровода содержащего Т-образную форму, любой имеет собственное сечение. При этом его размер составляет втрое небольшой размер, чем собственно сам стержень. По любому из участков происходит замыкание третьей части потока.
Пластины, входящие в пакеты покрывают специализированным составом, который называют оксидной изоляцией.
Рабочий принцип сварочного блока питания
Аппаратура для сварки работает по алгоритму:

1. Питание подается на первую обмотку. В ней создается магнитный поток, замыкающийся на сердечнике.
2. После питание направляется на вторую обмотку.
3. Магнитопровод, который собран из ферромагнитов, вырабует постоянное магнитное поле. Индуцирующий поток создает ЭДС.
4. Разница в числе витков допускает колебание тока с требуемыми для выполнения сварки параметрами. Эти же критерии берут во внимание при расчетах аппаратуры для сварки.

Есть связь числа витков на второй катушке и напряжением на выходе. Другими словами для увеличения тока кол-во витков нужно расширить. Но так как, сварочный преобразователь электрической энергии – это понижающий вид, то число витков на второй обмотке окажется ниже, чем на первой.
Устройство и рабочий принцип сварочного блока питания обеспечивает настройку величины электрического тока. Этого могут достигать делая меньше или делая больше пространство между катушками.
Для этого в сварочном оборудовании установлены двигающиеся элементы. Расстояние между обмотками изменяет сопротивление и это позволяет подбирать собственно тот ток, который необходим для сварки.

Неженатый ход

Аппаратура для сварки работает в 2-ух режимах – рабочем и холостом. Во время сварки вторая обмотка замыкается между рабочим инструментом и деталью. Ток расплавляет кромки заготовок и в результате выходит хорошее соединение деталей. После того, как сварщик закончит работы, цепь прерывается и преобразователь электрической энергии переключается на неженатый ход.
ЭДС в первой обмотке появляются благодаря наличию:

• магнитного потока;
• его рассеивания.

Неженатый ход блока питания

Эти силы отпочковываются от направления потока в магнитопроводе и замыкаются между катушками в воздухе. Собственно эти силы и считаются основанием работы в холостую.
Работа на холостом ходу не должна представлять опасность для рабочего — сварщика и находящихся вокруг людей. Другими словами оно не должно быть более чем 46 В. Но некоторые модели оборудования для сварочных работ, имеют большие значения, к примеру, 60 – 70 В. В данном случае в конструкции сварочного устройства устанавливают ограничитель показателей хода в холостую. Скорость его срабатывания не превышает одну секунду с момента разрыва цепи и завершения работы. В целях добавочной защиты сварщика, корпус блока питания нужно заземлять.

Это дает возможность напряжению, которое может возникнуть на корпусе в результате повреждения изоляции, уйти в землю, не нанёсши ни какого ущерба рабочему – сварщику.

Схема сварочного блока питания и ее вариации

Аппаратура для сварки состоит из:

• блока питания;
• приборы для изменения размера тока.

Для розжига и поддержания дуги нужно обеспечить наличие индуктивного сопротивления второй обмотки.
Подъем индуктивного сопротивления ведет к тому, что меняется Наклон статистических показателей энергетического источника. В результате приводит к постоянству всей системы «источник тока – дуга».

Электросхема сварочного блока питания типа ТДМ

У инверторных аппаратов, которые работают под нагрузкой, кол-во мощности больше в несколько раз, чем потери, которые они несут во время работы в холостую.

Сварочная аппаратура с шунтом

Настройка рассеивания магнитного поля выполняется переменой параметров геометрии пространства между важными частями магнитопровода. Из-за того, что магнитная проницаемость железа выше чем у воздуха то придвижении шунта меняется сопротивление потока, который проходит по воздуху. Если шунт введен полностью, то индуктивное сопротивление устанавливается, зазорами между ним и элементами магнитопровода.

Сварочная аппаратура с шунтом

Преобразователи электрической энергии данного типа делают с целью решения задач производства.

Сварочные преобразователи электрической энергии с секционными обмотками

Такая аппаратура производилось в 20 века с целью решения бытовых и призводственных задач. В них реализовано несколько степеней настройки количества витков в двух катушках.

Секционная обмотка блока питания

Тиристорные сварочные преобразователи электрической энергии

Для настройки напряжения и тока используют фазовый сдвиг тиристора. При этом происходит изменение среднего значения напряжения.

Для работы однофазной сети необходимы два тиристора, включенных навстречу друг дружке. Причем их настройка должно быть синхронной и симметричной. Преобразователи электрической энергии на основании полупроводников (тиристоров) обладают жёсткой статической характеристикой. Ее регулировка выполняется по напряжению с помощью тиристоров.

Тиристоры хороши для настойки напряжения и тока в электроцепях переменного характера, А дело все в том, что закрытие происходит при изменении полярности.

В схемах с постоянным током для закрытия тиристоров используют резонансные схемы. Однако это тяжело, дорого и налаживает некотороые трудности на возможность регулирования.

Тиристорные сварочные преобразователи электрической энергии

В полупроводниковых трансформаторах тиристоры устанавливают в первой обмотке, тому имеется две причины:

1. Вторичные токи в сварочных источниках намного выше, чем максимальный ток тиристоров, он может достигать 800 А.
2. Большой коэффициэнт полезного действия так как потери на падении напряжения в открытых вентилях в первой обмотке в отношении рабочего ниже во много раз.

В современных устройствах применяют обмотки из алюминия, для увеличения надежности конструкции к ним на концах приварены медные накладки.

Отличия и разновидности оборудования

На производстве используют такие варианты инверторных аппаратов:

Разновидности оборудования для сварочных работ

• преобразователи электрической энергии;
• выпрямители;
• сварочные аппараты инверторного типа.

• полуавтоматы;
• резервные электростанции — инверторные аппараты с бензиновым или дизельным электрическим генератором;
• и другие промышленные аппараты.

Сварочные преобразователи электрической энергии

Так называют устройство, которое предназначается для изменения электрического тока получаемого из сети в напряжение нужно для выполнения электрической сварки.

Основным узлом данного устройства считается преобразователь электрической энергии, который уменьшает сетевое напряжение до отметки хода в холостую.

Плюсы и минусы сварочных преобразователей электрической энергии

К бесспорным преимуществам данного оборудования относят довольной большой коэффициэнт полезного действия от 70 до 90%, простоту работы и высокую возможность ремонта. По мимо этого аппараты данного класса выделяет маленькая цена.
К тому же, аппараты данного типа порой не в состоянии обеспечить постоянство горения дуги. Это вызвано свойствами электрического тока. Для получения хорошей сварки лучше всего использовать электроды, адаптированные для работы с электрическим током. Также, на качестве сварки отрицательно сказываются и изменения напряжения при входе.

Аппараты данного типа нельзя использовать для работы с нержавеющей сталью и цветными металлами. Большой вес аппарата и его размеры вызывают ряд трудностей при его перевозке с одного места на другое.
Но необходимо выделить, что сварочный преобразователь электрической энергии – это не неудачный выбор для бытовых нужд.

Трансформаторные аппараты

Аппаратура, которое видоизменяет переменое напряжение, поступающее из сети питания в постоянное, нужное для выполнения электросварочных работ.
В работе используют несколько схем выпрямителей, в которых выполнены разнообразные методы получения выходных показателей напряжения и тока. Используют любые способы регулировки показателей тока и вольт-амперной характеристики.

В данные способы входят:
Изменение настроек блока питания, использование дросселя, настройка при помощи полупроводников (тиристоров и транзисторов). В очень простых аппаратах для регулирования тока используют преобразователь электрической энергии, а для его выпрямления диодные схемы. В силовую часть данного оборудования входят преобразователь электрической энергии, выпрямитель, дроссель.

Плюсы и минусы трансформаторных аппаратов

Главное положительное качество выпрямителей, если сопоставлять их с преобразователями электрической энергии, заключено в том что, для сварки используют постоянный ток. Это обеспечивает качество розжига и поддержания показателей дуги и это исходя из этого приводит к качеству шва сварки. Использование выпрямителя позволяет сваривать не только привычные стали, но обрабатывать нержавеющую сталь и разноцветные металлы. Более того, нужно взять во внимание и то, что сваривание с использованием выпрямителя обеспечивает небольшое кол-во брызг.

По существу, описанные положительные качества дают четкий ответ на вопрос – какой аппарат подобрать преобразователь электрической энергии или выпрямитель, но конечно нельзя забыть и стоимости данного оборудования.
Выпрямители имеют и некоторые недочеты – внушительный вес конструкции, уменьшение мощности, падение напряжения в сети в период выполнения работ по сварке. Кстати, все сказанное полностью относится и к преобразователям электрической энергии.

Инверторные сварочные аппараты

Аппаратура данного типа предназначается для изменения постоянного тока в переменный. Преобразователь напряжения работает так. Ток, с частотой в 50 Гц, попадает на выпрямитель. На нем он, пройдя, через фильтр сглаживается и превращается в переменный. Частота такого тока оставляет несколько килогерц. Современные схемы дают возможность получать ток с частотой 100 Гц. Данный этап изменения, считается очень важным в работе преобразователя напряжения и это дает возможность добиться значительных положительных качеств если сравнивать с остальными моделями оборудования для сварочных работ.

После чего, полученное высокочастотное напряжение роняют до значения хода в холостую. А ток вырастает до размеров достаточных для выполнения работ по сварке, другими словами до величины 100 – 200 А.
Схема преобразователя напряжения и комплектующие используемые в работе дают возможность создавать? инверторные аппараты с небольшим весом и большими техническими параметрами.
Предприятия – изготовители производят аппараты для выполнения сварки:

• в ручном режиме;
• неплавящимся электродом в аргоной обстановке;
• в полуавтоматическом режиме под защитой газов и остальные.

К явным положительным качествам данного класса оборудования можно отнести – небольшой вес и размеры. Это дает возможность перемещать преобразователь напряжения на строительной или производственной площадке без больших трудностей.
В составе преобразователя напряжения нет блока питания и это дало возможность избежать потерь на нагрев обмоток и перемагничивания сердечника и получить большой коэффициэнт полезного действия. При сварке электродом в диаметр 3 мм, от сети потребляется все 4 кВт мощности, критерий сварочного блока питания или выпрямителя составляет 6 – 7 кВт.

Схема сварочного инвертора

Схемы используемые в преобразователях напряжения дают возможность вырабатывать фактически все параметры вольт-амперных параметров – это говорит про то, что аппараты данного типа допустимы для использования во всех разновидностях работ по сварке. Более того, сварочные аппараты инверторного типа предоставляют работу с легированными, нержавейками и цветными металлами.

Инверторная схема не нуждается в частых и продолжительных перерывах в работе.

Конструкция преобразователя напряжения дает возможность исполнять плавную регулировку режимов сварки во всем диапазоне токов и стрессов, нужных для выполнения работ по сварке. Преобразователь напряжения обладает большим диапазоном токов от нескольких единиц до сотен тысяч. В бытовых условиях используют аппараты, которые дают возможность варить металл относительно тонкими электродами до 3 мм. Использование аппаратов такого уровня позволяет формировать шов в самых разнообразных положениях и обеспечить очень мало брызг металла который расплавлен, появляющихся при работах связанных со сваркой.

Сварочные инверторы

Сварочные инверторы, изготавливаемые сейчас, в основном имеют микропроцессорное управление. Оно дает возможность:

• обеспечить рост тока при розжиге дуги;
• уменьшить залипание электрода и детали и еще несколько функций облегчающих работу сварщика.

После выполнения сварки при помощи блока питания или выпрямителя, работа с преобразователем напряжения может с полным Основанием считаться праздником.
Между тем сварочные аппараты инверторного типа обладают рядом минусов. В особенности, ремонт преобразователя напряжения обойдется в копеечку. Более того, у сварочных инверторов довольно большие требования к условиям хранения. Это вызвано тем что, в преобразователях напряжения содержится много компонентов микроэлектроники.

На что смотреть при подборе

Нужно понимать, что выбор оборудования для сварочных работ это сложная задача и решают ее поэтапно.

1. Важно знать марку свариваемых материалов и вид необходимого шва. Так, для обработки стали или нержавеющей стали достаточно аппарата обеспечивающего ручную дуговую сварку. Для сварки обычной стали можно применять аппараты с переменным и постоянным током. Для работы с нержавейкой приходится задействовать аппараты постоянного тока. Характеристики работы сварочного блока питания дают возможность работать с разнообразными материалами.

1. В зависимости от размера тока, аппараты в 200 А, относят к бытовым, а в 300 к профессиональным.
2. В зависимости от типа работы – полуавтоматы, обладающие трудной конструкцией и довольно большой ценой, показывают хорошую производительность и простоту в управлении.
3. Сварочные аппараты инверторного типа обладают малыми весом и размерами и широкой возможностью настроек.
4. Большое значение имеет место проведения работ, например, условия климата.
5. Конечно, принимая решение про выбор аппарата нужно смотреть на компанию – изготовителя.

Допустимые поломки и ремонт

Сварочная аппаратура, как и любое техническое устройство, всегда может поломаться. Есть некоторые признаки, по которой можно определить появившиеся поломки.

К примеру, при проведении сварки, регулярно происходит залипание электрода. Это может быть вызвано невысоким напряжением, неверной настройкой тока, неверным выбором электрода и рядом иных причин.
Отсутствие дуги может быть вызвано перебитым кабелем, перегревом оборудования для сварочных работ и большим количеством иных причин.

Для работ по ремонту сварочного блока питания нужно владеть некоторыми знаниями, другими словами нужно способность читать принципиальные электрические схемы и опыт выполнения работ по электромонтажу. Собственно поэтому целесообразно при появлении поломок обращаться в мастерскую по их ремонту и обслуживанию.

Как правильно собрать преобразователь электрической энергии

Сварочную аппаратуру нужно надежно заземлить. Для облегчения жизни, на преобразователей электрической энергии устанавливают специализированные болтовые зажимы с сопроводительной надписью «Земля».
Классификация по самым разным признакам
Сварочная аппаратура классифицируется по таким признакам – по фазам, по применяемости.
В работе используют одно и трехфазные инверторные аппараты. Однофазные аппараты, в основном используют для выполнения работ по сварке электрическим током. Трехфазные используют на строительных и производственных.

К однофазным относятся аппараты марки ТД. В сущности, это преобразователи электрической энергии с прекрасным магнитным рассеиванием и перемещающимися обмотками. Их снабжают механическими регуляторами, сделанными в виде винтовых.
Трехфазные аппараты используют для сварки трехфазной дугой. Этот способ увеличивает продуктивность сварки, дает возможность экономить электрической энергии, создает разравнивание нагрузки между фазами.

Трехфазный сварочный преобразователь электрической энергии

Трехфазные аппараты применяют для организации многопостовой сварки. В особенности, применение данного оборудования дает возможность применять как минимум два электрода одновременно. В конструкцию аппарата вносят некритичные изменения. Подобное использование аппаратуры дает поднять финансовый эффект от работ по сварке.

Устройство сварочного блока питания ТДМ

Преобразователь электрической энергии ТДМ включает в свой состав следующие части:

Устройство сварочного блока питания ТДМ

• корпус из металла;
• клеммы для сварочных;
• штурвал для настройки аппарата;
• магнитопровод;
• первая обмотка;
• вторая обмотка;
• винтовую пару для движения частей обмоток.

Рабочий принцип блока питания ТДМ

Как уже говорилось в конструкцию аппарата ТДМ входит магнитопровод, представленный в виде набор стальных пластин и изолированных обмоток. Ток, подаваемый из электросети, попадает на первичную обмотку. В данное время вторая обмотка, которая считается перемещаемой, должна быть подсоединена к электроду для сварки и отделываемой деталью.

Между обмотками есть просвет, который и определяет параметры тока для сварка и напряжения. Чем больше размер зазора, тем больше сварочный ток. Это можно достигнуть за счёт рассеивания магнитного поля.

Сварочный преобразователь электрической энергии собственными руками

Для производства аппарата для сварки собственными руками нужно понимать его основные принципы работ. В первую очередь нужно определиться с показателем мощности тока. Для сварки массивных заготовок будет популярна большая мощность генерируемого тока.

Еще, нельзя забывать и про то, что такой параметр жестко связывают с тем, какие электроды будут применяться в рабочий период. Чтобы работать с металлом от 3 до 5 мм, приходится задействовать электроды 3 – 4 мм. Если толщина металла менее 2 мм, то в полной мере достаточно электродов 1,5 – 3 мм.

Иначе говоря если предполагается применение электродов толщиной 4 мм, то сила тока должна составлять 150 – 200 А, а электроды в 2 мм, сила тока должна составлять 50 – 70 А.
Дуга сформировывается благодаря применению блока питания, состоящего из обмоток и магнитопровода.

Расчет сварочного блока питания

У каждого типа сварки собственные требования к трансформационным устройствам. Базовый расчет выполняют на основании разности количества витков на вторичной и первичной обмотке. Для понижающего оборудования работает следующее правило – если есть необходимость снижения напряжения на порядок, то кол-во витков на вторичной обмотке должно быть на порядок меньше. Необходимо выделить, что данное правило имеет обратную силу.

У каждого блока питания есть говоря иначе показатель трансформации. Он показывает размер масштаба силы тока при переходе с первой обмотки на вторичную. Руководствуясь данным принципом можно выполнить расчет сварочного блока питания пригодного для абсолютно любого типа сварки.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.