info@svartek.ru
В наступившем веке бесспорным лидером в производстве сварочной техники становятся инверторные источники питания. Это еще раз подтвердила прошедшая в сентябре 2001 года в Эссене (Германия) 15-я международная выставка Schweissen & Schneiden («Сварка и резка»), являющаяся крупнейшим мировым смотром сварочных технологий и оборудования.
Если на выставке 1997 года производители демонстрировали достижения в разработке инверторных источников, то последняя выставка показала, что почти 80% представленной сварочной техники было построено на основе инверторных выпрямителей. В одном из номеров нашего журнала (см. № 6, 2003 г.) мы рассказывали о сварочных инверторах, однако сейчас хотелось бы еще раз остановиться на этой теме.
Инверторные выпрямители
В отличие от обычных выпрямителей, у которых трансформатор работает на частоте сетевого напряжения 50 Гц, в инверторных выпрямителях он стал работать на высоких частотах (килогерцы и десятки килогерц). Повышение частоты тока, протекающего через силовой трансформатор, позволило существенно уменьшить его массу и габариты. Если у обычных выпрямителей величина, характеризующая отношение сварочного тока к массе, равна 1–1,5 А/кг, то у инверторных выпрямителей, собранных на «скоростных» тиристорах, этот показатель вырос до 4–5 А/кг.
Основным принципом работы инверторного источника питания является многократное поэтапное преобразование электрической энергии. Обратившись к блоксхеме инверторного выпрямителя (рис. 1.), можно выделить основные этапы преобразования:
- выпрямление сетевого переменного напряжения частотой 50 Гц первичным выпрямителем, собранном из силовых диодов по мостовой схеме;
- преобразование выпрямленного напряжения с повышенными пульсациями в переменное напряжение высокой частоты;
- понижение переменного напряжения высокой частоты импульсным высокочастотным трансформатором до значения, соответствующего напряжению сварки с формированием необходимого вида вольтамперной характеристики;
- преобразование вторичным выпрямителем переменного напряжения высокой частоты, имеющего величину сварочного напряжения, в постоянное напряжение со сглаживанием пульсаций тока.
Рис. 1. Блоксхема инверторного выпрямителя
Весь процесс преобразования регулируется за счет обратных связей блоком управления, который обеспечивает необходимые статические и динамические характеристики сварочного тока.
Почему же инверторные выпрямители заняли лидирующее положение в сварочных технологиях. Безусловно, основным достоинством сварочных инверторов являются их малые размеры и масса, что делает их более удобными и мобильными, в 10–12 раз снижается материалоемкость оборудования. Низкие пульсации тока (не более долей процента), высокая скорость регулировки, легкое зажигание и высокая стабильность сварочной дуги, возможность получения всего спектра вольтамперных характеристик от крутопадающих до жестких и возрастающих — все это обусловило хорошие сварочные качества инверторных выпрямителей. Кроме того, они имеют высокий кпд (до 90%), потери электроэнергии у них снижаются до 10 раз, а нагрузка источника (ПВ) возрастает до 80–100%. Высокая мобильность позволяет использовать подобные источники питания при выполнении монтажных работ в стационарных и полевых условиях.