Устройство и принцип работы сварочных аппаратов: преимущества инверторов перед другими видами сварки

Общие сведения о приборе

Величайшее открытие Николы Теслы сегодня используется человечеством повсюду. Большинство приспособлений в каждом доме предназначены для работы от источника постоянного тока, но от розеток идет переменный. Именно поэтому почти всегда требуется специальное устройство или выпрямитель, который будет преобразовывать AC в DC.

Инвертор же выполняет совершенно противоположную функцию. Можно рассмотреть его работу на примере обычного фонарика. Прибор небольшой и питается от встроенного аккумулятора, который становится источником постоянного тока. Если извлечь его из приспособления, перевернуть другим полюсом и снова установить, разницы в работе или в качестве освещения не будет заметно. Однако электричество будет протекать по-другому.

Такой процесс можно сравнить с механическим преобразователем, когда человеческие руки поворачивают аккумулятор со скоростью 50−60 раз в секунду. Конечно, приборы, которые можно приобрести в специализированных магазинах, работают несколько иначе. Для постоянного изменения направления движения электронов используются магнитные переключатели. Однако такая конструкция только у приспособлений механического типа.

Электронные инверторы меняют направление плавно, исключая резкие перепады напряжения. Второй тип считается более предпочтительным вариантом, поскольку постоянные скачки напряжения отрицательно отражаются на функционировании некоторых электроприборов. Конструкция таких инверторов оснащена специальными индукторами и конденсаторами. Эти детали смягчают поток энергии на входе и выходе, за счет чего и образуется плавный источник питания для электроприборов.

В некоторых случаях инверторы применяются для трансформаторов с целью преобразования источника переменного тока на более высокую или низкую частоту в зависимости от нужд конкретного потребителя. Стоит отметить, что выходная мощность всегда меньше входной. Это необходимо для нормального функционирования устройств. Любой трансформатор или инвертор не может выделять больше энергии, чем потребляет, поскольку некоторая ее часть теряется.

Как работает сварочный аппарат инверторного типа

Инвертор благодаря своим техническим характеристикам может применяться для выполнения сварки электродами различных типов. Отличают такой аппарат компактные размеры, а также легкий вес, что делает его очень мобильным, в отличие от тяжелых и крупногабаритных трансформаторов. Удобно и то, что такой сварочник может вырабатывать как постоянный, так и переменный ток.

Для того чтобы понять, какими преимуществами обладает инвертор, необходимо разобраться в том, как он работает. В основу работы этого аппарата, который начал приобретать массовую популярность только в начале XXI века, заложен совершенно иной принцип в сравнении с функционированием обычного сварочного трансформатора.

Принципиальная схема сварочного инвертора «Дуга-200» (нажмите для увеличения)

Переменный ток, подаваемый на инвертор из обычной электрической сети, сначала выпрямляется, проходя через диодный мост, которым оснащена электрическая схема устройства. После выпрямления уже постоянный ток поступает на силовые транзисторы, которые преобразуют его обратно в переменный, но обладающий повышенной частотой. Чтобы снизить величину напряжения высокочастотного переменного тока и получить сварочный ток требуемой силы, в электрической схеме инвертора используется трансформатор.

Поскольку понижение напряжения высокочастотного тока осуществляется не по такому принципу, как в обычном сварочном аппарате, для этого нет необходимости использовать габаритные трансформаторы, вполне достаточно компактного устройства. После понижения напряжения и увеличения силы тока до требуемой величины его подают на выходной выпрямитель, в котором он преобразуется в постоянный.

Органы управления инвертором на примере аппарата «Форсаж» (нажмите для увеличения)

Использование высокочастотного тока, вырабатываемого инвертором, не только позволяет значительно уменьшить габариты устройства, но и положительно сказывается на процессе горения сварочной дуги, которая отличается высокой стабильностью. Такой сварочный аппарат отличается высоким КПД, так как в нем энергия не расходуется впустую на нагрев трансформаторного железа.

Упрощенная схема работы сварочного инвертора

Таким образом, любое инверторное устройство состоит из таких конструктивных элементов, как:

• выпрямитель, собранный на основе диодного моста (данный блок электрической схемы отвечает за выпрямление переменного тока, поступающего из электрической сети);
• сам инвертор, являющийся генератором высокочастотных электрических импульсов (основу данного блока составляют транзисторы, открывающиеся и закрывающиеся с высокой частотой);
• понижающий трансформатор, который решает задачу понижения высокочастотного напряжения и, соответственно, увеличения силы сварочного тока;
• выпрямитель выходного тока, обладающего высокой частотой (такой выпрямитель, как и входной блок, собран на основе диодного моста);
• специальный электронный блок, предусмотренный для управления режимами работы инверторного аппарата.

Конструкция инвертора

Инверторы иногда называют сварочными аппаратами постоянного тока, поскольку при их работе на первом этапе происходит преобразование переменного напряжения в постоянное.

Инверторы активно вытесняют аппараты на трансформаторах благодаря небольшому весу, компактным размерам и высокой производительности.

Сварочный инвертор состоит из высоковольтного выпрямительного диодного моста и фильтра низких частот, генератора частоты в пределах 30-70 кГц, силовых высоковольтных ключей, разделительного конденсатора и понижающего трансформатора. Он выполняет функцию преобразователя низкочастотного переменного тока в высокочастотный.

Напряжение 220 В 50 Гц подается на выпрямительный мост, где происходит его выпрямление, фильтр снижает пульсации и поступает на электронные ключи выполненные на биполярных транзисторах с изолированным затвором или полевых транзисторах.

На выходе ключей, благодаря блоку управления на основе генератора частоты, получается сигнал частотой 30-70 кГц. Проходя через разделительный конденсатор, электроток избавляется от постоянной составляющей и поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора.

На выходе вторичной обмотки получается высокочастотный переменный ток, который используется для сварки. По сути, сварочные инверторы переменного тока выполняются, как импульсные источники питания без выпрямительного блока на выходе.

Из-за быстрого перехода через ноль сварочные инверторные аппараты переменного тока имеют устойчивую, равномерную дугу, что положительно сказывается на качестве шва.

Использование инвертора позволяет получить малогабаритный аппарат большой мощности. Недостатком инвертора можно считать высокую чувствительность к скачкам напряжения.

Типы электричества

Большинство преподавателей, которые предоставляют студентам информацию об электричестве, говорят в основном о постоянном токе (DC). Он представляет собой поток электронов, которые следуют друг за другом на определенном расстоянии. Наиболее популярная аналогия от опытных учителей — сравнение потока с муравьями, идущими колонной и несущими на себе обычные сухие листья.
Такое представление довольно обобщенное, но основная идея правильная. Схема напоминает сплошную электрическую петлю, приводящую в работу обычный фонарик. Однако в больших бытовых приспособлениях электричество работает по-другому. Розетки, вмонтированные в стену, поставляют приборам источник энергии, основанный на переменном токе (AC). В нем электричество переключается с большой скоростью, составляющей 50−60 раз в секунду, то есть частота таких переключений — 50−60 Гц.

Обычному человеку, который не обладает знаниями в области электроники, не совсем понятно, как такой ток питает приборы, если постоянно меняет направление своего движения. Однако ответ на этот вопрос прост. Например, можно взять обычную настенную лампу, работающую от источника переменного тока. При включении ее в розетку электроны начинают активно двигаться, меняться местами и менять направление движения. Весь процесс происходит очень быстро, поэтому в проводах образуется тепло.

Именно это тепло и будет переходить в лампу, приводя к ее свечению. Переменный ток также эффективно питает приспособления, как и постоянный, но электроны в нем движутся на месте.

Сварочный аппарат для алюминия

Особенность сварки алюминия — малая температура плавления, и, как правило, малая толщина металла. Потому обычная ручная сварка тут не совсем подходит: требуется опыт, а он не у всех есть. Нужна сварка в среде защитных газов (полуавтоматы в режиме MIG) или аргонодуговой сварочный аппарат (TIG сварка). Процесс сварки алюминия аргоннодуговой сваркой смотрите в видео.

Есть еще универсальные многофункциональные сварочные аппараты. Один такой агрегат может работать в трех-пяти типах сварки. Но стоимость таких универсалов исчисляется уже сотнями тысяч. Для дома они совершенно ни к чему. Это уже профессиональные сварочные аппараты, причем для широкого спектра работ. Например, Мультиплаз 4000 работает в режимах:

• ручной электродной сварки (ММА)
• аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом (TIG)

Оба эти режима могут проходить в среде защитного газа в режимах переменного (AC), постоянного (DC) или имульсного (пульсирующего) (PULSE) тока. Регулировок у него не просто много, а очень много, диапазон параметров очень широк. Кроме всех «стандартных» видов стали может варить алюминий, причем даже без предварительной обработки, тонкую нержавейку, титан. Шов будет очень качественным. Но нужна ли вам дома или на даче такая установка — вопрос. Разве что вы потом планируете открыть производство или зарабатывать сваркой.

Схема инвертора напряжения

Наиболее распространённая схема инвертора напряжения состоит из четырех IGBT транзисторов VT1…VT4, включенных по схеме моста, и четырех обратных диодов, обозначенных VD1…VD4, параллельно соединенных с управляемыми полупроводниковыми ключами во встречном направлении. Преобразователь питает активно-индуктивную нагрузку. Именно она является самой распространенной, поэтому была взята за основу.

Входные клеммы инвертора подключаются к Uип. Если таким источником служит диодный выпрямитель, то выход его обязательно шунтируется конденсатором C.

В силовой электронике наибольшее применение нашли транзисторы с изолированным затвором IGBT (именно они показаны на схеме) и GTO, IGCT тиристоры. При оперировании меньшими мощностями вне конкуренции полевые транзисторы MOSFET.

В момент времени t1 открываются VT1 и VT4, а VT2 и VT3 – закрыты. Образуется единственный путь для протекания тока через нагрузку: «+» Uип – VT1 – нагрузка RнLн – VT4 – «-» Uип. Таким образом, на интервале времени t1 ‑ t2 создается замкнутая цепь для протекания iн в соответствующем направлении.

Режим работы схемы

Для изменения направления iн снимаются управляющие импульсы с баз VT1 и VT4 и подаются сигналы на открытие второго и третьего VT2,3. В точке t2 на оси времени t, первый и четвертый VT1,4 закрыты, а второй и третий – открыты. Однако, поскольку нагрузка активно-индуктивная, то iн не может мгновенно изменить направление на противоположное. Этому будет препятствовать энергия, запасенная на индуктивности Lн. Поэтому он будет сохранять прежнее направление до тех пор, пока не рассеется все энергия, запасенная на индуктивности в виде магнитного поля, равная Wм = (Lн∙i2)/2.

В связи с этим, на отрезке времени t2 – t3 ток будет протекать через диоды VD2 и VD3, сохраняя прежнее направление на RнLн, но пройдет в обратном направлении через Uипили конденсатор C, если источником энергии является диодный выпрямитель. Поэтому следует обязательно установить конденсатор C, если преобразователь подключен к диодному выпрямителю. Иначе прервется путь протекания iн, в результате чего возникнут сильное перенапряжение, которое может повредить изоляцию потребителя и выведет из строя полупроводниковые приборы.

В момент времени t3 вся запасенная на индуктивности энергия снизится до нуля. Начиная с момента t3 до момента t4 под действием приложенного Uип через открытые полупроводниковые ключи VT2 и VT3 будет протекать iн через LнRн уже в другую сторону.

В точке t4, расположенной на оси времени t, снимается управляющий сигнал с VT1,3, а VT1 и VT4 открываются. Однако iн продолжает протекать в ту же сторону, пока не расходуется энергия, запасенная в индуктивности. Это будет происходить на интервале времени t4 – t5.

Работа схемы

Начиная с момента t5 iн изменить направление и потечет от Uип через LнRн по пути через VT1 и VT4. Далее все процессы, протекающие в электрической цепи, будут повторяться. На LнRн форма напряжения будет прямоугольной, но ток на активно-индуктивной нагрузке будет иметь пилообразную форму за счет наличия индуктивности, которая не позволяет ему мгновенно вырасти и снизиться. Если потребитель имеет чисто активный характер (индуктивность и емкость практически равны нулю), то формы iн и uн будет в виде прямоугольников.

Поскольку VT1…VT4 попарно открывались на всей протяженности соответствующих полупериодов, то на выходе преобразователя формировалось максимально возможное uн, поэтому через LнRн протекал iн максимальной величины. Однако часто требуется обеспечить плавное нарастание мощности на потребителе, например для постепенного увеличения яркости освещения или частоты вращения вала двигателя.

Следует пояснить, что сигналы, поступающие из системы управления СУ, подаются не сразу на базы полупроводниковых ключей, а посредством драйвера. Так как современные СУ построены на безе микроконтроллеров, которые выдают маломощные сигналы, не способные открыть IGBT, то для увеличения мощности открывающего импульса применяется промежуточное звено – драйвер. Кроме того на часто драйвер выполняет множество дополнительных функций – защищает транзистор от короткого замыкания, перегрева и т.п.

Инверторный ИБП

Абсолютное большинство электроприборов в России, которые современный человек использует каждый день, рассчитаны на напряжение 220В-230В.

Химические источники напряжения, аккумуляторы, способные хранить заряд электричества в течении длительного времени, обеспечивают постоянное напряжение, слишком низкое для питания бытовой техники: 2 вольта, 6 вольт, 12В и т.д. Инверторы преобразуют постоянное напряжение от аккумуляторов в переменное 220В или 230В в зависимости от конструкции и настроек. На этом основана работа всех ИБП!

Видео что такое иверторный бесперебойник и как он работает

Время автономной работы бесперебойника, будет пропорционально количеству и емкости подключенных ко входу инвертора аккумуляторов. Но есть и другие факторы влияющие на время работы- Подробнее прочитать можно здесь.

Аккумуляторы могут хранить запас электрической энергии в течении длительного времени что позволяет держать в запасе большой объем накопленной электроэнергии для аварийных ситуаций, накопленный в АКБ.

При пропадании электричества на вводе в распределительный щит автоматика инвертора мгновенно перебросит питание подключенных к выходу инвертора электроприборов на аккумулятор (через электронную схему, преобразующую постоянное напряжение 12 Вольт, в переменное 220 В с заданной частотой (Гц)).

В онлайн системах переключение отсутствует-Подробнее можно прочитать здесь.

Главные преимущества электрических инверторов:

• Это экологическая безопасность (отсутствие вредных загрязнений окружающей среды)
• Низкий шум при работе, имеют низкий уровень шума вентилятора охлаждения в разы по сравнению с электростанциями…
• Не требуют, заправки топливом и постоянного технического обслуживания.
• Имеют высокий КПД, и низкую стоимость эксплуатации, привязанную к стоимости электроэнергии.
• Непрерывное питание, отсутствует пауза (как в электростанциях), при переключении на батареи.
• Возможность увеличивать время автономии путем наращивания количества батарей.

Основные области применения инверторов:

1) ИБП для котлов (ИБП для газовых котлов)

2) ИБП для насосов (ИБП на длительное время резерва)

3) Источник бесперебойного питания для систем сигнализации и видеонаблюдения (ИБП для систем сигнализации и видеонаблюдения)

Пример применения в частном доме:

Рассмотрим модель ECOVOLT PRO 1012 .

Мощность нагрузки 1000 Вт при значении параметра cos =0.8 позволяет подключить электрооборудование суммарной мощностью 1 кВт.

Приблизительный расчет мощности нагрузки может быть такой:

• Газовый котел с обвязкой – 300 Вт.
• Циркуляционный насос 70 Вт,
• Аварийное освещение – 300 Вт,
• Телевизор – 200 Вт

(значения мощности электроприборов могут отличаться от приведенных здесь, точные значения можно получить из паспорта оборудования).

Принцип работы

Действует инвертор по простому принципу, который можно понять, если привести конкретный пример. Обычный аккумулятор работает примитивно и выдает постоянный поток тока, не меняющего своего направления. Если в эту конструкцию добавить переключатель, который на выходе будет менять направление движения электронов, то к прибору будет поступать уже AC. Чтобы сделать его правильным, переключатель должен работать исправно и на протяжении секунды срабатывать не менее 50 раз. В минуту происходит около 3000 изменений в потоке электронов.
Механический инвертор работает несколько иначе и посредством специальных магнитов также быстро изменяет направление тока. Принцип его функционирования напоминает дверной звонок. При нажатии на кнопку человек воздействует на пружину, которая подает сигнал к изменению мощности и потока электроэнергии. При отпускании все возвращается в исходное положение. Устройство также оснащено специальным контроллером, который выполняет и другие функции:

• регулирование напряжения в приспособлении;
• синхронизация частоты переключения;
• обеспечение защиты от перегрузок и поломок.

Благодаря этому даже механическая модель устройства позволяет крупным электроприборам работать бесперебойно.

Достоинства и недостатки инверторов

Высокая популярность инверторов объясняется целым рядом достоинств, которыми они обладают.

• Инверторы отличаются высокой мощностью и широким диапазоном регулирования сварочного тока. — Даже при выполнении работ специалистом не слишком высокой квалификации инверторные устройства позволяют получать сварные швы высокого качества, надежности и привлекательного внешнего вида.
• Инверторы отличаются компактными размерами и незначительным весом. — Устройства данного типа имеют высокий КПД и, как следствие, экономно потребляют электрическую энергию.
• Расплавленный металл в процессе выполнения сварки инвертором разбрызгивается очень незначительно, что способствует экономии расходных материалов и формированию аккуратных сварных швов.
• Неоспорима универсальность инверторных аппаратов, благодаря чему их можно использовать для выполнения сварки по разным технологиям.

Есть у инверторов и недостатки, к наиболее значимым из которых относятся следующие.

• Инверторы стоят довольно дорого, если сравнивать их с обычными сварочными трансформаторами.
• В случае выхода из строя инверторные устройства очень дороги в обслуживании.
• Инверторы, основу конструкции которых составляют сложные электронные схемы, очень критично реагируют на пыль, повышенную влажность и низкие температуры. Именно поэтому область использования таких устройств достаточно сильно ограничена. Для их безаварийной работы необходимо создавать специальные условия и уделять их техническому обслуживанию достаточно много времени (чистка от пыли и др.).
• В комплекте с инверторными устройствами могут быть использованы провода, длина которых не превышает 2,5 метров. Такие короткие провода также относятся к факторам, серьезно ограничивающим область применения инверторов.

В целом, если взвешивать все за и против использования инверторов для выполнения сварки, преимуществ будет значительно больше. Конструкция оборудования обеспечивает быстрое зажигание сварочной дуги и ее стабильное горение в процессе выполнения работ, а благодаря своим техническим возможностям инверторы позволяют получать качественные, надежные и аккуратные соединения с электродами любого типа.

Электроды и особенности работ

Для сварки переменным электротоком электроды разработаны давно и имеют большое разнообразие. При использовании инверторов пришлось создавать новые электроды из-за специфики высокочастотного переменного тока.

Наиболее широко применяются электроды марок АНО, ОЗС, МР. Они используются для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Обеспечивают легкое разжигание электрической дуги и равномерность ее поддержания, легкое удаление шлака. Могут применяться для сварочных аппаратов переменного и постоянного тока.

Главная особенность сварки переменным током заключается в изменении полярности протекающего через электрическую дугу тока. Из-за того, что на частоте 50 Гц время перехода через ноль довольно большое, дуга почти гаснет, получается неравномерной.

Это приводит часто к пористости шва, снижению его качества. При использовании высокочастотного переменного электротока этот недостаток практически преодолевается.

Использование постоянного позволяет получать сварочные швы более высокого качества за счет равномерного выделения теплоты в сварочной ванне. На постоянном токе электрическая дуга зажигается при меньшем напряжении, и ее легче поддерживать сварщику.

Автомобильные инверторы

Преобразователи напряжения с модифицированной синусоидой (квази синус), их еще часто называют автомобильные инверторы, позволяют подключать не слишком точное оборудование, не имеющее электроники и схем управления, например дрель, болгарка, лампочки и другие устройства подобного рода. Они имеют достаточно низкий КПД и большое потребление тока на собственные нужды, и по большей части рассчитанные на непродолжительное время непрерывной работы.

Инверторы с чистым синусом

Инверторы с чистым синусом позволяют подключать любые устройства, так как имеют на выходе правильную форму напряжения, что позволяет без риска выхода из строя подключать любое оборудование и устройства, поэтому чаще всего именно эти инверторы и используются в домах для организации резервного питания. К ним можно подключать насосы, энергозависимые котлы отопления с электроникой, современные холодильники и другую бытовую технику. Не оказывая негативного влияния на ее работу. Часто эти устройства совмещают в себе функции источника бесперебойного питания (ИБП) и инвертора. Т.е. при отключении центральной электросети, автоматически за доли секунд переводят работу подключенных к нему устройств на питание от аккумуляторных батарей. Не прерывая при этом работу подключенных устройств.

Инвертор напряжения с регулированием выходных параметров

Самый простой способ изменить величину uн заключается в регулировании величины подводимого Uип, если такая возможность имеется. Например, для регулируемого выпрямителя это не проблема. Но такие источники электрической энергии как аккумуляторная батарея, суперконденсатор или солнечная батарея не имеют данной возможности. Поэтому регулировка частоты и величины выходного uн полностью возлагается на инвертор.

Для регулирования величины uн одну пару диагонально противоположных транзисторов следует открыть несколько ранее, чем в рассмотренном выше случае. Поэтому алгоритмом системы управления следует предусмотреть сдвигу управляющих сигналов. Например, подаваемых на открытие VT1 и VT4 относительно импульсов управления, подаваемых на базы VT2 и VT3, на некоторый угол, называемый углом управления α.

Обратите внимание, что амплитудное значение uн остается неизменной величины и приблизительно равно значению Uип, но действующее значение uн будет снижаться по мере увеличения угла управления α. Рассмотрим, как это работает.

На интервале времени от t1 до t2 открыта пара транзисторов VT1 и VT4; iн протекает справа налево, как показано на схеме. В момент t2 закрывается первый транзистор и открывается второй. Ток сохраняет прежнее направление, а нагрузка оказывается замкнутой, в результате чего напряжение на ней падает практически до нуля, соответственно снижается и iн.

Далее из системы управления поступает команда и VT2 открывается, а VT4 закрывается. Однако накопленная в индуктивности энергия не позволяет току iн изменить свое направление, и он протекает по прежней цепи, только уже через диоды VD2 и VD3 встречно источнику питания. Длительность этого процесса продолжается до точки времени t4. В точке t4 под действием приложенного Uип iн изменяет знак на противоположный.

Широтно-импульсная модуляция

Такой алгоритм работы полупроводниковых ключей в отличие от предыдущего алгоритма формирует паузу определенной длительности, которая в конечном итоге приводит к снижению действующего значения uн. Для формирования iн синусоидальной формы применяется широтно-импульсная модуляция ШИМ. Преобразователь с ШИМ, а точнее алгоритм его работы, предусматривающий ШИМ, мы рассмотрим отдельно.

Также следует заметить, что рассмотренный алгоритм управления полупроводниковыми ключами называется широтно-импульсным регулированием ШИР, который часто путают с ШИМ, хотя разница огромная.

В преобразовательной технике ШИМ практически вытеснила ШИР, поскольку обладает рядом положительных свойств, благодаря которым повышается КПД всего устройства и снижается уровень электромагнитных помех. Поэтому в дальнейшем мы рассмотрим инвертор напряжения с ШИМ.

Храктеристики инверторов

Кроме того, помимо формы выходного напряжения, инверторы отличаются по мощности подключаемых к ним устройств, что является не менее важной характеристикой. Поэтому стоит заранее рассчитать мощность всего оборудования, которое планируется питать от инвертора. Она не должна превышать номинальное напряжение инвертора, а лучше чтобы она была меньше на 15-20 процентов. Это позволит продлить срок службы инвертора, т.к. он не будет работать на предельных режимах.Так же стоит обратить внимание на дополнительные функции, такие, например, как спящий режим, который позволит увеличить время автономной работы и другие особенности конкретной модели. Необходимой опцией будет наличие холодного старта, т.е. заряд АКБ при появлении напряжения на входе, при полном разряде батареи, не все устройства это умеют. В некоторых устройствах дополнительно устанавливают контроллер солнечных батарей, что позволяет подключить к ним панели и заряжать акккумуляторы от солнечных батарей. Контроллеры бывают двух типов ШИМ и MPPT, лучше выбирать с последними, т.к. они имеют больший КПД и позволяют собирать больше энергии при равных мощностях панелей и погодных условиях. Стоит так же обратить внимание на мощность контроллера, от этого будет зависить какое количество солнечных батарей можно к нему подключить. Их называют солнечные инверторы. Инверторы онлайн типа — это инвертор с двойным преобразованием. Имеет встроенный выпрямитель, который преобразует переменный ток от сети на входе в постоянный ток аккумулятора, а на выходе преобразует его обратно в переменный для дальнейшего потребления. В инверторном режиме, когда происходит обрыв сети, энергия берется также, от аккумулятора. Эти устройства обладают лучшими характеристиками в плане формы напряжения, подавления скачков напряжения, и скорости переключения сеть-акб. Сетевые инверторы преобразуют энергию солнца и пускают ее напрямую в сеть потребителя, работают без акб, и служат для экономии расхода электроэнергии. Производителей инверторов тоже большое количество, и перед покупкой стоит изучить отзывы и узнать наличие ближайших сервисных центров и условий гарантийного обслуживания конкретных инверторов. Большая часть инверторов отечественного и китайского производства, есть достойные моделей и у тех и у других. Но не всегда модели с русским названием производятся в России, часто они так же собираются в Китае.

Все больше людей приобретают инверторы в качестве автономных и резервных источников питания, чтобы обезопасить себя от частых отключений электроэнергии, а так же получения электричества 220В на объектах не подключенных к центральной сети, но где оно необходимо в определенные моменты времени, используя аккумуляторные батареи. Компания ИК ЭнергоПартнер предлагает большой выбор инверторов различных типов и модификаций, от автомобильных инверторов малой мощности, до инверторов с чистым синусом, большой мощности, множеством дополнительных функций и настроек. Все устройства сертифицированы, имеют гарантию и широкую сеть сервисных центров по всей территории РФ. Так же вы можете подобрать и аккумуляторные батареи различных типов ля подключения к инвертору.

Что такое полярность

Основным различием сварки на постоянном и переменном токе является полярность. Поскольку заряженные частицы в постоянном токе движутся в одном направлении, то, соответственно, у инверторов есть плюс и минус, чего нет у аппаратов переменного тока.

Меняя плюс и минус местами при подключении электрода и массы, сварщик тем самым меняет полярность при сварке. Если плюс от сварочного инвертора подключён к электроду, то будет обратная полярность, если же наоборот, то, прямая.

Что дает обратная и прямая полярность при сварке? На самом деле очень многое, поскольку температура плавления металла разная, что напрямую влияет на характеристики сварки. При использовании обратной полярности, температура на конце электрода почти на 1000 градусов больше, чем на прямой полярности.

Соответственно, меняя полярность и подключения инвертора местами, можно существенно изменять параметры сваривания металлов. На обратной полярности варят тонкий металл, на прямой достаточно толстый. Это все что нужно знать в кратких чертах про прямую и обратную полярность при сварке.

Классификация устройств

Существует множество моделей инверторов. Они могут быть массивными и оснащенными специальными аккумуляторами. Выпускаются портативные модели, которые имеют небольшие размеры и используются в разных целях. Разделяют приспособления и по мощности, которую они потребляют и производят. Этот параметр считается основным при выборе, особенно если необходим высокий показатель, например, на производстве.
Стоит отметить, что даже самые мощные инверторы не предназначены для длительного функционирования на максимальных показателях. В зависимости от принципа действия устройства делятся на следующие:

• зависимые, которые работают только от сети;
• автономные, оснащенные аккумулятором;
• инверторы напряжения и тока.

Автономные модели обычно используются для кратковременной работы и не зависят от источника тока. Отдельные приборы предназначены специально для постоянного подключения к сети. Иногда устройства оснащают солнечными батареями.

Каждый из вариантов имеет свои преимущества. Например, автономные подойдут любым устройствам и могут выручить в сложной ситуации. Солнечные экономят электроэнергию, а зависимые не нуждаются в подзарядке или других условиях, чтобы функционировать. В ночное время солнечная батарея неуместна и не сможет служить владельцу, поэтому такие модели выбирают редко.

Существуют также универсальные устройства, которые могут работать от сети и в автономном режиме, но не одновременно. Недостатком таких приборов будет большой размер, поскольку для обеспечения функционирования в двух режимах необходимо оснастить агрегат дополнительными деталями.

Приборы, которые устанавливались до 1970 года, использовали в работе специальные ртутно-дуговые клапаны. Современные модели обычно твердотельные и считаются более эффективными и безопасными.

Различие сварочных аппаратов по типу источника

Чтобы разобраться в том, какие бывают виды сварочных аппаратов, стоит знать, что оборудование делится на типы источников тока и способы совершаемой сварки. Напряжение из сети 220 В и 6-32 А не подходит для выполнения сварочного процесса, поэтому его нужно преобразовывать. Для этого разработаны следующие варианты.

Инверторы

Это оборудование, которое потребляет переменный ток из сети с частотой 50 Гц и изменяет его колебания до 100 кГц. Кроме этого напряжение дважды выпрямляется. В конечном итоге сварка ведется на постоянном токе 30-300 А с напряжением 50-80 В, что содействует ровным швам, глубокому провару, меньшему разбрызгиванию металла.

Для реализации процесса в схеме инвертора присутствуют:

• понижающий трансформатор;
• выпрямляющий блок (диодные мосты);
• плата с ключами;
• транзисторы;
• второй трансформатор.

От аппарата исходит два кабеля, один из которых подключается к изделию, а второй к держателю электрода. Преимуществами инвертора являются компактные габариты относительно других источников сварочного тока, малый вес 3-6 кг и тихая работа (приятный шелест электрической дуги).

Сварочный инвертор.

Сами инверторы делятся по типу используемых в них транзисторов.

Инверторы Mosfet

Сварочные аппараты этого типа обычно стоят дешевле за счет использования более простых по устройству инверторов Mosfet. Транзисторы были разработаны около 50 лет назад. Они надежны и хорошо преобразовывают ток для сварки черных металлов. Но весят они больше, чем аналоги. Еще для нормальной работы инвертора, таких транзисторов должно быть около 20 в электронной схеме (у моделей на 180 А). Такие виды сварочных аппаратов имеют защиту от перегрева, срабатывающую уже после достижения 60 градусов, поэтому модели отличаются низким ПВ в 30-40%. Свободная компоновка и крупные детали упрощают доступ мастера во время ремонта.

Сварочный инвертор с транзисторами Mosfet.

Инверторы IGBT

Это более современное поколение транзисторов, которое устанавливается в дорогие сварочные аппараты. Вес IGBT меньше аналогов и требуется их до 10 единиц в инверторах с мощностью 180 А. Все это содействует еще меньшим габаритам сварочного оборудования и снижению веса. Перегрев транзисторов IGBT срабатывает после 90 градусов, продлевая общее время использования аппарата. С одной стороны в такой схеме сварочного аппарата меньше деталей, но с другой стороны они очень мелкие и что-то заменить сложнее.

Инвертор с транзисторами IGBT.

Выпрямители

Среди других видов сварочных аппаратов для ручной сварки выделяются выпрямители, отличающееся относительной дешевизной и возможностью создания качественных швов. Они потребляют от сети ток 220 В и понижают его через трансформатор до 40-80 В, а силу увеличивают до 200-400 А, в зависимости от мощности модели. Далее напряжение проходит через диодный блок и выпрямляется. В конструкции есть элементы пуска и защиты.

Сварка ведется постоянным током. Оборудование надежное и долговечное. Есть версии для бытового и промышленного использования. Подходит для сварки черных и цветных металлов, чугуна. Главными минусами являются большой вес и крупные габариты. Когда ими варят, то остальная сеть сильно «просаживается», и другие приборы могут работать некорректно.

Сварочный выпрямитель.

Трансформаторы

Самым дешевым видом сварочных аппаратов выступают трансформаторы. Они состоят из двух обмоток: первичной и вторичной. Работают устройства по принципу магнитной индукции. Расстояние между обмотками содействует повышению или понижению силы тока. Сварка ведется на переменном напряжении. Аппараты подходят для соединения черных металлов. Они просты и надежны. Из минусов этого вида оборудования выделяются большой вес, сильный гул, высокое разбрызгивание металла и крупные габариты.

Сварочный трансформатор.

Сварочные инверторы

Отдельно стоит выделить специальные инверторы, которые позволяют значительно повысить эффективность работы сварочного аппарата и быстро соединить две металлические детали без усилий и сделать конструкцию надежной. Эти инверторы обладают множеством преимуществ:

1. Отличаются высокой мощностью и производительностью.
2. Надежность и долговечность сварных швов.
3. Возможность выбрать компактную модель и переносить ее в место, где человек будет работать.
4. Высокий КПД, составляющий почти 90%. Этот показатель гораздо выше, чем у обычных трансформаторов.
5. Умеренное расходование электрической энергии и экономичность.
6. Во время работы сварочного аппарата брызги металла отделяются в меньшем количестве, что позволяет экономить не только электроэнергию.
7. Возможность регулировать подачу тока, делая ее плавной.
8. Сварщик может выполнять работу по металлу даже при отсутствии большого опыта в этой сфере.

Универсальность устройства позволяет использовать его в разных областях, а возможность выбрать лучшую модель по соотношению цены и качества считается одним из важных преимуществ.

Особенности и принцип работы сварочного инвертора

В последние десятилетия инверторная сварка все уверенней вытесняет традиционные трансформаторы и выпрямители, причем не только в промышленном производстве, но и в сфере бытового применения. Это стало возможным благодаря созданию надежной элементной базы для частотных преобразователей, а также значительному удешевлению силовых электронных компонентов. Свою роль также сыграли рост стоимости энергоносителей и меди, которой в инверторах используется на порядки меньше, чем в других сварочных аппаратах.

Принцип работы современного сварочного инвертора основан на преобразовании низкочастотного сетевого тока в импульсы высокой частоты с последующим формированием различных видов сварочных токов с регулируемыми параметрами (см. рис. ниже).

Рисунок 2 — Принцип работы сварочного аппарата
Однофазный или трехфазный переменный ток с частотой 50 Гц и напряжением 220 или 380 В поступает на входной выпрямитель, после которого сглаживается конденсаторами большой емкости. Выпрямленный ток со значительным уровнем пульсаций подается на вход инвертора, который преобразует его в переменный ток высокой частоты. Далее этот ток поступает на высокочастотный трансформатор, где его напряжение понижается до величины холостого хода. Затем он проходит через выпрямитель, после которого в силу высокой частоты уже не требуется сглаживания пульсаций. Выпрямленный ток подается непосредственно на сварочный электрод. Его характеристики отслеживаются датчиками силы тока и напряжения, подсоединенными к блоку управления инвертора, поэтому изменение частоты и скважности импульсов может осуществляться в реальном времени.
Количество витков первичной обмотки обратно пропорционально частоте тока, поэтому в высокочастотных трансформаторах меди на порядки меньше, чем в обычных. Эта зависимость является нелинейной: при частоте 10 кГц масса и размер уменьшаются в 3 раза, а при частоте 50 кГц — примерно в 15 раз (см. трансформатор на рис. ниже).

Технические возможности инверторных аппаратов

Любой инвертор, являясь сварочным аппаратом, служит для того, чтобы обеспечивать розжиг сварочной дуги и поддерживать ее горение в стабильном состоянии. За счет особенностей своей конструкции инверторный аппарат отлично справляется с такой задачей. Кроме основной функции, современные модели инверторов наделены рядом дополнительных опций, делающих их использование максимально удобным и комфортным. Сюда относятся:

• «Горячий старт» (данная опция позволяет быстрее зажигать сварочную дугу, что осуществляется за счет подачи на электрод дополнительного электрического импульса);
• «Форсаж дуги» (эта функция предполагает, что при резком приближении электрода к поверхности свариваемых деталей автоматически возрастает сила сварочного тока, что препятствует залипанию электрода в такой ситуации);
• «Антизалипание» (данная опция работает следующим образом: при залипании электрода к нему перестает подаваться электрический ток; начинает он поступать только тогда, когда электрод оторван от поверхности соединяемых деталей).

Передняя панель сварочного инвертора «БИМАрк-170»

Некоторые модели инверторных аппаратов также оснащены индикаторами перегрева и опцией автоматического отключения в том случае, если перегрев все-таки произошел. Эта полезная функция предохраняет такое дорогостоящее устройство, каким является инвертор, от перегорания и, как следствие, от затратного ремонта.

Дополнительные опции, описанные выше, особенно полезны для начинающих сварщиков, так как позволяют минимизировать влияние уровня квалификации специалиста на качество выполнения сварки.

Преимущества и недостатки аппаратов переменного тока для сварки

Сварочные трансформаторы имеют следующие минусы:

• Большое разбрызгивание металла;
• Сварочная дуга горит нестабильно и часто затухает;
• Сварка сильно трещит;
• Для сварки «переменкой» подходят не все электроды.

Однако есть и ряд плюсов, которые делают использование сварочных трансформаторов выгодным:

• Трансформаторы имеют простую конструкцию;
• Они стоят намного дешевле сварочных инверторов.

Таким образом, сравнив плюсы и минусы сварочных трансформаторов, становится понятно, что инверторы имеют ряд весомых преимуществ перед ними.

Виды инверторов на современном рынке

Сварочные инверторы, представленные на современном рынке, можно разделить на два основных типа.

Бытовые

Такое устройство, как бытовой инвертор, предназначено для выполнения периодических сварочных работ. Стоят эти аппараты недорого, но эксплуатировать их можно время от времени, для интенсивной ежедневной работы они не предназначены. Оптимальными такие инверторы являются в том случае, если вам иногда необходимо выполнять несложные и непродолжительные сварочные работы. Большинство подобных устройств производится в Китае.

Профессиональные

Такое оборудование предназначено для ежедневного многочасового использования, его конструкция изначально рассчитана на активную эксплуатацию. Стоимость этих инверторов, естественно, достаточно велика, но она адекватна их качественным характеристикам.

На рынке также представлены полупрофессиональные инверторные устройства, находящиеся по своим техническим характеристикам и стоимости между бытовым и профессиональным оборудованием. Кроме вышеперечисленных типов, существуют универсальные устройства, которые также называют комбинированными. Универсальность их состоит в том, что с их помощью можно выполнять сварку по различным технологиям. Такое инверторное оборудование из-за своей широкой функциональности также относится к категории профессионального.

Электрический сварочный аппарат для дома и дачи, виды, достоинства и недостатки

И дома и на производстве чаще всего используются электрические сварочники. В большинстве своем бытовые модели работают от сети 220 В, но можно найти и аппараты, которые питаются от трехфазной сети 380 В. Часть из них варит на постоянном, часть — на переменном токе.

Трансформаторные сварочные аппараты

Выдают на выходе переменный ток сварочные трансформаторы. Конструкция их несложна и надежна: два понижающих трансформатора с возможностью регулировки выходного тока. Регулировка не очень точная и диапазон ее невелик. И это — один из недостатков. Ломается этот агрегат редко, но весит много: даже бытовая не самая мощная модель затянет на пару десятков килограммов. Промышленные модели могут весить сотню килограммов и даже больше.

Сварочный трансформатор — конструкция простая, но громоздкая (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Около двух десятилетий назад электросварка была только на «трансах». Сегодня это далеко не так: большее распространение получили источники постоянного сварного тока. А все из-за недостатков трансформаторного сварочного аппарата. Выдаваемый им ток — переменный, его полярность постоянно меняется. При сварке это выражается в том, что дуга «скачет», что вызывает большое количество искр. Дугу при этом тяжело контролировать, получение качественного шва возможно только при высокой квалификации сварщика. Но даже при таком условии используют их только для сварки черного металла: возможности регулировки ограничены, тонкая настройка так вообще почти невозможна, что и ограничивает область их использования.

Еще один существенный недостаток: при работе, особенно при розжиге дуги напряжение в сети значительно проседает. Такие скачки очень не любит современная электроника, которой у нас более чем достаточно и в доме, и на даче. Потому для домашнего использования трансформаторные сварочные аппараты покупают очень редко. Даже несмотря на то, что они надежны и недороги. Если есть они у кого-то, то стоят в гараже или сарае как запасной вариант «на всякий случай».

Выпрямители для сварки

Сварочный выпрямитель — надежный источник постоянного сварного тока
По сути это те же сварочные трансформаторы, но на выходе у них стоит блок выпрямителей. Их иногда называют сварочными трансформаторами постоянного тока. Выдают они постоянный ток, из-за чего дуга более стабильна, работать легче, но опыт все-таки нужен, пусть и в меньшей степени, чем на трансформаторах. Их недостаток: потери мощности на выпрямителе, но постоянной дугой это компенсируется.

Конструкция надежна, особо ломаться нечему: понижающий трансформатор, блок выпрямителей и регулировки. Это все составляющие сварочного выпрямителя. Цена — немного выше, чем на трансформаторы. Но и этот тип сварочников не пользуется сегодня популярностью. Недостатки практически те же: большая масса, скачки напряжения при работе. Подключение сварочного аппарата к бытовой сети и работа с ним вызовет перепады напряжения и, следовательно, недовольство соседей.

Сварочные инверторы

Как только они появились на рынке, были дорогим удовольствием. С развитием технологий и появлением новой элементной базы (транзисторов IGBT) их характеристики стали лучше, вес меньше, а цена — ниже. Современные бытовые сварочные инверторы весить могут от 3 кг и выдавать при этом ток в 160-180 ампер, чего хватает для работы электродом 3-4 мм. Стоимость их порядка 3-6 тыс. рублей. Не очень много, учитывая расценки на услуги сварщиков.

Дугу они выдают стабильную, контролировать ее легко. Получить хороши шов может и непрофессионал, причем даже при незначительной практике. Конструкция такова, что позволяет регулировать сварочный ток и напряжение в широком диапазоне. Это позволяет использовать один и тот же аппарат для сварки разных металлов, разной толщины.

Еще одно важное достоинство — инверторная сварка не «садит» сеть. Почти никак на нее не влияет. Единственное условие: розетка для сварочного аппарата должна быть с заземлением. Класс защиты этих агрегатов IP21, что означает, что заземляются они через электросеть. Потому и подключение инверторного сварочного аппарата к бытовой сети только через розетку с заземлением.

Инверторы для сварки имеют самые небольшие размеры. Это самый компактный сварочный аппарат для дома и дачи

Если вам нужен мобильный, легкий сварочный аппарат для дома и дачи, выбирайте его из сварочных инверторов. Научиться с ним варить просто. Супер-сварщиком станете не скоро, но почти все работы по дому или на стройке сможете делать сами через непродолжительный промежуток времени.

Сварочный аппарат для дома и дачи: трансформатор или инвертор?

Вопросов, относительно того, какой сварочный аппарат лучше — инвертор или трансформатор — не возникает почти ни у кого. Даже на предприятии, где имеются хорошие трансформаторы, при появлении инверторов они простаивают без дела. А уж для дома и вопросов нет: однозначно лучше инверторы. И вот почему:

• качество сварного шва — лучше,
• размеры и вес — меньше в разы,
• регулировок больше, настройки более точные;
• на сеть не влияет, электричества «тянет» мало.

  
  Сварочный аппарат для ручной электродуговой сварки позволяет варить все виды стали

Единственную ложку дегтя добавляет цен: она выше, чем на трансформаторы. Но есть неплохие марки, которые стоят немного. Например, инверторы Ресанта. Для профессионального использования они подходят с трудом, а как сварочный аппарат для дома или для дачи — очень даже хорошо себя проявили. Цены на бытовые модификации (140-160 Ампер) 110-130$.

Сварочные автоматы (полуавтоматы)

Сварочные полуавтоматы относятся уже скорее к профессиональному оборудованию (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)
Это более сложные и намного более производительные устройства. В основе лежит один из описанных выше источников сварного тока, плюс устройство подачи сварной проволоки, горелка и блок управления. Сварка на таких аппаратах ведется в среде защитных газов, соединяются металлы с использованием специальной паяльной проволоки. Это позволяет без проблем соединять детали из тонкого металла, а также сваривать цветные металлы. Для дома такое оборудование вряд ли будет востребованным, а в автомастерских для кузовного ремонта их используют часто.

Работать полуавтоматы для сварки могут в двух режимах MIG/MAG. MIG — сварка при подаче инертных газов. Применяется при соединении нержавейки для сохранения в составе стали легирующих металлов. Режим MAG — когда в зону плавления подаются активные газы, защищающие металл от взаимодействия с кислородом воздуха. Некоторые модели могут работать и в режиме MMA сварки — ручной дуговой. Этот режим в полуавтоматах удобен при соединении тонких металлов. При сварке толстых деталей это оборудование показывает малую производительность, так что для этих случаев выгоднее брать аппараты для ручной электродуговой сварки.

Работать с ними несложно: имеется блок автоматики, который контролирует процесс. Шов получается красивый и ровный, проблем с возникновением дуги нет совсем. Даже если свариваются очень тонкие листы металла (0,5-0,8 мм), их не «ведет» и шов не тянет. Для этих целей они — идеально подходят.

Работать сварным полуавтоматом несложно, а варить хорошо получается тонкие и цветные металлы

Технические характеристики инверторных устройств

Выбирая инвертор, в первую очередь ориентируются не на его стоимость, а на его технические характеристики. От того, насколько правильно они будут подобраны, зависит, сможете ли вы использовать такое устройство для выполнения тех работ, для которых оно приобретается.

Важнейшей характеристикой любого сварочного аппарата (и инвертор не является исключением) считается сила тока, которую позволяет получить такое оборудование. Данный параметр оказывает влияние на то, какой толщины детали вы сможете варить при помощи инверторного устройства. Нет смысла переплачивать за мощный аппарат, если использовать его вы планируете только для сварки нетолстых деталей из черного металла.

Зависимость сварочного тока и используемых электородов от толщины металла

Важным параметром является не только максимальное значение сварочного тока, но и его минимальное значение. На минимальной силе тока выполняют сварку тонколистового металла. Необходимо также учитывать и то, каким образом регулируется сварочный ток – по ступенчатой или плавной схеме. Регулировка тока по плавной схеме, естественно, является более удобной.

На легкость зажигания сварочной дуги оказывает ключевое влияние такой параметр, как напряжение холостого хода. Чем оно выше, тем легче будет зажигаться дуга.

Тип электрического тока, которым питается инверторное устройство, – еще один параметр, который следует обязательно учитывать. На современном рынке представлены инверторы, которые могут работать от сети электрического тока с напряжением 220 и 380 В. Естественно, что для бытового использования целесообразнее выбирать оборудование, работающее от сети с напряжением 220 В.

Инверторы

По дрогу принципу работают сварочные инверторы, которые тоже относятся к аппаратам постоянного тока. Преобразования в них происходят несколько по-другому.

Входное сетевое напряжение 220 В сразу преобразуется выпрямителем в постоянный ток. С помощью фильтра низких частот пульсации сглаживаются, и ток, в качестве питающего, поступает на задающий генератор, силовые биполярные или полевые транзисторы.

Генератор вырабатывает сигнал частотой от 40 до 80 кГц. Изменение частоты переменным резистором, выведенным на лицевую панель, позволяет регулировать силу сварочного тока. Эта частота поступает на управляющие входы силовых транзисторов, на выходе в результате получается импульсный ток той же частоты.

Для дальнейшего преобразования он пропускается через конденсаторы, чтобы получился высокочастотный переменный ток. Затем он подается на понижающий трансформатор.

С вторичной обмотки снимается пониженное напряжение высокой частоты. Благодаря этому не требуются такие громоздкие преобразователи (понижающие трансформаторы низкой частоты). Сварочный пост в таком случае получается компактным и эргономичным.

Получившийся высокочастотный ток вновь выпрямляется диодным мостом и превращается в постоянный. Для уменьшения пульсаций устанавливаются батареи конденсаторов, а для мягкости дуги – дроссель. Благодаря электронной схеме управления силой сварочного тока и напряжения, отсутствуют проседания мощности и нестабильность дуги.

Сварочный ток не зависит от изменения сетевого напряжения. Шов получается качественным. Сварщику гораздо легче работать таким сварочным аппаратом. Единственно, при пользовании электросваркой необходимо соблюдать требования к присадочной проволоке.

Электроды для сварки нужно использовать те, которые рекомендуются для данного вида металла. Диаметр необходимо выбирать исходя из толщины свариваемого материала.

История появления преобразователя

В конце 1800-х годов американский электрик-пионер Томас Эдисон (1847−1931) вышел из своей лаборатории, чтобы продемонстрировать, что постоянный ток (DC) является лучшим способом подачи электроэнергии, чем переменный ток (AC), который был новой системой, поддерживаемой его сербским соперником Николой Тесла (1856−1943). Эдисон пробовал всевозможные хитрые способы убедить людей в том, что AC слишком опасен: от электроочистки слона до поддержки использования переменного тока в электрическом стуле для управления смертной казнью. Несмотря на это, система Tesla выиграла тот день, и мир с тех пор довольно много работает на электросети.
Единственная проблема заключается в том, что, хотя многие из наших приборов предназначены для работы с переменным током, маломощные генераторы часто производят постоянный. Это означает, что если вы хотите запустить что-то вроде гаджета с питанием от переменного тока от аккумуляторной батареи постоянного тока в мобильном доме, вам потребуется устройство, которое преобразует DC в AC-инвертор, как его называют.

Источники

• https://220v.guru/elementy-elektriki/invertor-chto-eto-takoe-i-kak-rabotaet.html
• https://met-all.org/oborudovanie/svarochnye/chto-takoe-svarochnyj-invertor.html
• https://diodov.net/invertor-napryazheniya/
• https://www.liderteh.ru/chastye_voprosy/chto_takoe_invertor
• https://enpartner.ru/novosti/dlya-chego-nuzhen-invertor-preobrazovatel-napryazheniya-i-kak-vybrat
• https://tokar.guru/hochu-vse-znat/chto-takoe-invertor-raznovidnosti-i-pricip-raboty.html

Как работает сварочный инвертор

Сказанное выше относится к большей части сварочных аппаратов, включая разновидности инверторов. Чтобы понять, в чем заключается особенность рассматриваемого класса приборов, кратко обратимся к структурной схеме. В состав сварочного инвертора входит блок для преобразования постоянного тока в переменный. Так снижается вес трансформатора. Чем выше частота, тем меньше размеры медной обмотки при равных потерях. Эта идея используется в любом импульсном блоке питания (адаптеры для ноутбуков, зарядные устройства для телефонов, системники персональных компьютеров), где установлен инвертор.

По утверждению Википедии дело обстояло так. На заре времён всеобщей электрификации требовалось решать задачи преобразования переменного тока в постоянный. Для этого применялись специфические механические устройства, где каждую половину периода направление электродов контакторов менялось на противоположное – инвертировалось. Оказалось, что устройства выполняют и обратную задачу: получение из постоянного тока переменного.

В Википедии прописана оговорка, что указанный путь толкования происхождения термина инвертор применительно к рассматриваемому контексту носит, скорее, характер предположительный. Истинные корни слова остаются неизвестными. А принцип действия понемногу эволюционировал. Если раньше применялись обычные двигатели, где вал сопрягался с контактором, сегодня часто используются электронные ключи в виде транзисторов, тиристоров и прочих силовых элементов. Путь развития последней ветки начался на заре XX столетия, когда впервые осознали полезность тиратронов.

Смысл: по слабому сигналу управляющей микросхемы большой мощности постоянное напряжение нарезается ключом на импульсы, без труда проходящих через трансформатор. Новички спрашивают: «Зачем это нужно?».

Ключ становится дозатором. В зависимости от способа нарезки он пропускает на выход необходимую мощность. Легко заметите, что в режиме на 100 А потребление ниже раза в 1,5. Ситуация реализуется при помощи инвертора. Его ключ нарезает постоянное напряжение пачками, оставляя пустой интервал. И чем пространство шире, тем меньше мощности проходит на выход. Подытожим:

1. Высокая частота нарезания импульсов позволяет пройти относительно малогабаритный трансформатор без потерь.
2. Электронный способ управления делает возможным варьирование выходной мощности в широких пределах.

Добавим, что в большинстве сварочных инверторов после трансформатора напряжение повторно выпрямляется: это делается для попадания возможностей изделия в круг задач максимального числа пользователей. Что закономерно повышает спрос на продукцию. Сварочный инвертор с режимом переменного тока понадобится далеко не каждому, вдобавок цветные металлы позволяют работать и постоянным током.