Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Понять, как работает сварочный инвертор, проще всего по цепочке преобразований: переменное сетевое напряжение выпрямляется и сглаживается, инверторный каскад превращает его в переменное высокой частоты, малогабаритный высокочастотный трансформатор понижает напряжение и поднимает ток, а выходной выпрямитель формирует стабильный сварочный ток на электроде. Высокая рабочая частота позволяет резко уменьшить массу и габариты трансформатора по сравнению с классическим сварочным аппаратом на сетевой частоте 50 Гц.
Сварочный инвертор — это профессиональный электронный источник питания для дуговой сварки. Требования к таким источникам, в том числе к безопасности и рабочим характеристикам, устанавливает действующий ГОСТ Р МЭК 60974-1-2023.
Сварочный инвертор — это источник питания для дуговой сварки, в котором преобразование сетевой энергии в сварочную ведётся через высокочастотный полупроводниковый каскад. По сравнению с классическими сварочными трансформаторами на промышленной частоте 50 Гц и выпрямителями инвертор существенно компактнее, легче и обеспечивает более стабильную сварочную дугу при широком диапазоне регулирования тока.
Инверторные источники применяются практически во всех способах дуговой сварки:
Терминология и определения параметров источников питания (номинальный сварочный ток I2, рабочее сварочное напряжение U2, напряжение холостого хода U0, продолжительность включения и т. д.) приведены в ГОСТ Р МЭК 60974-1-2023.
Типовая блок-схема инверторного сварочного источника состоит из семи функциональных узлов, выстроенных в один силовой тракт.
В источниках для способов, требующих переменного тока (например, аргонодуговая сварка алюминия), за выходным выпрямителем устанавливается дополнительный инверторный каскад вторичной стороны, формирующий переменный сварочный ток с требуемой формой и частотой.
Цепочка преобразований внутри сварочного инвертора подчиняется одной идее: уменьшить размеры трансформатора, перейдя с сетевой частоты 50 Гц на десятки килогерц, и при этом сохранить нужную мощность.
Главная инженерная идея инвертора — перенести точку преобразования энергии с сетевой частоты 50 Гц на частоту в десятки килогерц, что позволяет резко сократить массу и габариты магнитопровода.
Размеры магнитопровода трансформатора при заданной мощности уменьшаются с ростом рабочей частоты: чем выше частота, тем меньшее сечение сердечника требуется для передачи той же мощности. Переход с 50 Гц на десятки килогерц позволяет уменьшить массу и габариты трансформатора в разы.
В современных сварочных инверторах рабочая частота инверторного каскада обычно составляет порядка 20…50 кГц; встречаются конструкции и с более высокой частотой переключения. Конкретное значение выбирается компромиссом между уменьшением магнитопровода и ростом коммутационных потерь в силовых ключах и трансформаторе при увеличении частоты.
Силовые ключи инверторного каскада выполняются на двух типах транзисторов.
В обоих случаях ключи работают в режиме «открыт/закрыт» под управлением ШИМ-контроллера, а средний ток на выходе регулируется изменением скважности импульсов.
Стабильная сварочная дуга — это автоматически поддерживаемый режим работы источника, при котором ток и напряжение на дуге согласованы с физикой процесса плавления электрода и металла. Электронная схема инвертора непрерывно контролирует выходные параметры и быстро реагирует на их изменения.
Источник питания формирует внешнюю вольт-амперную характеристику нужного вида: «крутопадающую» для ручной дуговой сварки покрытыми электродами и сварки неплавящимся электродом в защитных газах (когда длина дуги изменяется, ток меняется незначительно) или «жёсткую» для механизированной сварки плавящимся электродом в защитных газах. В инверторе нужный тип характеристики формирует не магнитная схема, а алгоритм управления силовыми ключами.
Высокая частота инвертирования (десятки килогерц) обеспечивает короткий шаг регулирования — соизмеримый с длительностью переходных процессов в сварочной ванне. Это и даёт характерное преимущество инверторных источников: устойчивая, эластичная дуга с минимальным разбрызгиванием металла.
Современные инверторы для ручной дуговой сварки покрытыми электродами оснащаются набором сервисных функций, реализованных в блоке управления.
В одних аппаратах эти функции имеют фиксированные значения, заданные изготовителем, в других — регулируются с лицевой панели. Регулируемые функции удобнее: сварщик подбирает параметры под марку и диаметр электрода и под условия работы.
Паспортные параметры сварочного инвертора нормируются по ГОСТ Р МЭК 60974-1-2023. К основным относятся:
На сварочный инвертор как источник питания для дуговой сварки распространяется группа взаимосвязанных стандартов.
При выполнении сварочных работ дополнительно соблюдают общие требования техники безопасности при эксплуатации электроустановок и санитарные правила при сварке, наплавке и резке металлов. Электробезопасность сварщика повышают применением источников с функцией VRD, штатных электрододержателей по ГОСТ IEC 60974-11-2014, кабельных соединителей по ГОСТ IEC 60974-12-2014 и средств индивидуальной защиты.
Большинство отказов инверторных источников связано не с принципиальными недостатками схемы, а с условиями эксплуатации.
Сетевое напряжение сначала выпрямляется и сглаживается. Затем силовые транзисторы превращают постоянное напряжение в переменное с частотой в десятки килогерц. Малогабаритный высокочастотный трансформатор понижает это напряжение и поднимает ток. Выходной выпрямитель формирует постоянный сварочный ток на электроде, а блок управления непрерывно следит за параметрами и поддерживает заданный режим.
Сетевой фильтр, входной выпрямитель, сглаживающий фильтр (конденсаторы), инверторный каскад на IGBT- или MOSFET-транзисторах, высокочастотный трансформатор, выходной выпрямитель и блок управления. Корпус с органами управления и вентилятором охлаждения объединяет всё это в один аппарат.
В классическом сварочном трансформаторе преобразование энергии идёт на сетевой частоте 50 Гц через массивный магнитопровод. В инверторе сетевое напряжение сначала превращается в постоянное, затем — в переменное высокой частоты, и только потом поступает на компактный высокочастотный трансформатор. Поэтому инвертор существенно легче и компактнее при сопоставимой мощности.
Типовая рабочая частота инверторного преобразования — порядка 20…50 кГц; встречаются конструкции с более высокой частотой. Конкретное значение выбирается по компромиссу между уменьшением магнитопровода и ростом коммутационных потерь.
Hot Start кратковременно повышает ток в момент поджига дуги, облегчая её зажигание. Arc Force поддерживает дугу при уменьшении её длины и помогает капле металла оторваться от электрода. Anti-Stick резко снижает ток при залипании электрода, не давая ему «привариться» к изделию.
VRD (Voltage Reduction Device) — устройство снижения напряжения холостого хода. После разрыва дуги напряжение на сварочных выводах автоматически понижается до безопасного уровня, что повышает электробезопасность сварщика при работе в стеснённых, сырых и токопроводящих условиях.
Основной действующий стандарт — ГОСТ Р МЭК 60974-1-2023 «Оборудование для дуговой сварки. Часть 1. Сварочные источники питания», идентичный международному МЭК 60974-1:2021. Дополнительно применяются другие части ГОСТ Р МЭК/IEC 60974 (ЭМС, периодические испытания, аксессуары) и ГОСТ 12.3.003-86 по безопасности электросварочных работ.
Продолжительность включения — доля времени работы источника под номинальным током в стандартном цикле без перегрева, определяемая по ГОСТ Р МЭК 60974-1-2023. При превышении ПВ срабатывает тепловая защита, и источник отключается до остывания. Поэтому сварочный аппарат подбирают так, чтобы ПВ при рабочем токе соответствовала длительности реальных сварочных проходов.
IGBT-ключи рассчитаны на более высокие рабочие напряжения и токи; обычно поставляются в виде модулей, в которые собраны несколько транзисторов и диодов. MOSFET-ключи быстрее переключаются и проще заменяются по отдельности. В промышленных и профессиональных инверторах преобладают IGBT, в бытовых и маломощных нередко применяются MOSFET.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.