Инверторные сварочные источники

   Инверторное устройство преобразующее постоянное Uи Iв переменное повышенной частоты. Инвертор обратен выпрямителю.

Блок-схема

 

Изменение напряжения во времени

Свыше 400-500А нет смысла делать инверторные источники

Ф – фильтр – конденсатор большой емкости в фильтре. Фильтр сглаживает выпрямленное напряжение.

И – инвертор

Т – понижающий трансформатор

Это когда сварка ведется постоянным током

«+» 1 Относительно малые габаритные размеры и масса.

В обычных U₁ = 4,44 ¦ w₁S Вm

Вm – максимальная индукция магнитопровода

Чем ближе к линейчатому участку, тем меньше

искажение напряжения

Вт = 1,6 Тл для электротехнической стали

U_о = 4 ¦ w₁S Вm – для инверторных

Вm £ 0,4 Тл

   Инверторы выполняются либо на тирристорных, либо на транзисторных ключах. Частота тиристорных инверторов не более 4¸5 кГц, частота транзисторных инверторов примерно 16¸200 кГц достаточно 50 кГц. w₁S  уменьшается в 10-ки раз.

А следовательно размеры и масса транзистора инверторного источника уменьшается в 10-ки раз.

   Массо-амперный показатель, который у инверторных источников от 10 до 20 А/кг. Источник на 200 А – будет весить примерно 10 кг. А обычный источник на 200А – будет весить под 100 кг.

   Инверторный источник становится переносным, они выполняются в ранцевом положении.

2. Значительно более высокие динамические свойства по сравнению с обычными, выше быстродействие. Высокое быстродействие позволяет реализовать сложные алгоритмы управления I_сви U благодаря этому достигается гораздо лучшее формирование шва исключается разбрызгивание в любых пространственных положениях. В результате шов получается чистым, почти не требуется отдельных операций после сварки.

3. Минимальное потребление первичного тока (тока из сети) режиме холостого хода и короткого замыкания (ток близкий к нулю).

4. Коэффициент мощности близок к 1 важно в эксплуатации в промышленных условиях.

5. Достаточно высокий КПД хотя есть потери в выпрямителях, в ключах инвертора, в трансформаторе КПД≈0,9.

‹‹ - ›› 1. Сложность устройства системы управления.

    2. Снижается надёжность.

    3. Более дорогой (значительно дороже).

Зарубежные источники 2000$ на ток 200-300А.

 

Формирование ВХ.

Регулирование тока и напряжения осуществляется инвертором, либо за счёт изменения частоты, либо за счёт изменения длительности импульса при постоянной частоте.

 

Можно использовать ОСТ или ОСА и получим разные ВХ.

Схема - чисто ключевая

                                                                                                   Мостовая схема

 

                                       Вместо ключей ставят транзисторы, тиристоры.

 

На тиристорах используется резонансная схема выпрямления. На транзисторах все попросту.

Алгоритм управления

Крупно капельный перенос металла

 

Это все короткие интервалы. И обычный источник не может реализовать этот алгоритм.

Наложение импульсов тока во время сварки импульсы сбрасывают каплю металла, мелко капельный перенос.

   Практически можно сформировать любую ВХ используя соответствующие обратные связи. В инверторных источниках используются горячий пуск, когда Iкз достаточно большой для начала расплавления электрода при ручной сварке.

   Используется синергетические источники управления. Система управления выполнена на микро ЭВМ. Вводятся данные: марка стали, толщина изделия, скорость сварки. Не требуется настройки.

Инверторные источники:

Технотрон – Чебоксарская фирма;

ФЕБ – в Санкт-Петербурге;

ИНВЕРТОР – практически немецкая фирма – мощные источники с синергетическим управлением.

ВДУЧ – 315 – на Украине;

ФОРА, ФОРСАЖ – Г. Рязань;

Линкольн электрик – американская;

Кемппи – финская;

Даликс – немецкая;

Фромус – австрийская;

ESAB – Швеция.