Сварочный инвертор

Виды инверторов

  1. По типу элементной базы частотного преобразователя, от которой напрямую зависит максимальная частота преобразования входного постоянного тока. Обычно речь идет о трех разновидностях: тиристорные — до 5 кГц; на биполярных транзисторах с изолированным затвором (IGBT) — до 20 кГц; на полевых МОП-транзисторах (MOSFET) — до 100 и более кГц.
  2. По схемотехническому типу инверторного преобразователя (различные виды мостов) и методу регулирования переменного высокочастотного тока (ШИМ, ЧИМ).
  3. По виду сварочной технологии. Существуют инверторы для MMA, MIG/MAG, TIG, импульсной инверторной сварки и их разновидностей. Отдельным видом такого оборудования являются плазморезы (CUT), в которых также используются инверторы.
  4. По массогабаритным показателям. Здесь выделяют мини-устройства, а также переносные, передвижные и стационарные инверторы.
  5. По сфере применения. В этом случае инверторы делят на бытовые, профессиональные, производственные, предназначенные для робототехнических комплексов и специализированные.
  6. По уровню механизации и автоматизации. Новинкой в этом виде характеристик инверторов является синергическое управление (Synergic Control). Эта интеллектуальная система позволяет адаптивно чередовать различные режимы и полностью контролирует весь сварочный процесс.

Критерии выбора

Главный вопрос для многих покупателей — как правильно выбрать гибридный инвертор

Чтобы не ошибиться в покупке, важно учесть несколько критериев

Производитель

Первое, чему необходимо уделить внимание — производитель специального оборудования. Во избежание преждевременных поломок желательно покупать модели проверенных производителей

Наиболее популярные бренды:

  • ABi-Solar10 (Тайвань).
  • А-электроника (Россия, г. Новосибирск), выпускает инвертеры PROGRESS.
  • Altek (Украина).
  • Axioma Energy (Украина).
  • EYEN (Китай).
  • Growatt (Китай).
  • INVT (Китай).
  • LogicPower (Украина).
  • Sila.
  • MUST Power и другие.

В продаже легко найти модели и других производителей — Sila, Sofar Solar, OPTI-Solar, Q-Power, Stark Pro и т. д.

Мощность

При выборе гибридного инвертора важно учесть максимальную нагрузку на сеть и потенциальное время автономной работы. Важно учесть, что в пусковом режиме многие устройства потребляют больше тока

Это характерно для холодильников, стильных машин и другого оборудования с двигателями.

Диапазон мощностей от 500 Вт до 60 кВт. Для бытовых целей достаточно маломощных устройств на 3-5 кВт.

Напряжение АКБ

В распоряжении покупателей четыре варианта гибридных инверторов, отличающихся по напряжению аккумулятора — на 12, 24, 48 и 384В. Наибольшее распространение получили первые два. Что касается 48-вольтовых и 348-вольтовых устройств, они используются в промышленной сфере.

Степень защиты

Надежный гибридный инвертор должен иметь несколько ступеней, обеспечивающих защиту оборудования.

На сегодня доступны следующие варианты:

  • принудительное охлаждение;
  • предупреждение попадания внутрь влаги и пыли;
  • прочие виды защиты.

Показатель защиты аппаратуры указывается с учетом нормы IES 952. Для эксплуатации на открытом пространстве подходят устройства с показателем IP 65. Они отличаются достаточной стойкостью, надежностью и устойчивостью к влаге.

В продаже доступны модели с одним, двумя, двойными, квадро или тройными выходами.

Тип контроллера

В продаже представлены гибридные инверторы с двумя видами контроллеров — МРРТ и ШИМ. Последний тип считается устаревшим вариантом и применяется редко. По функциональности и возможностям он уступает МРРТ, имеет большую точность алгоритмов и высокую эффективности работы.

Рабочая температура, вес и размеры

При покупке обратите внимание на диапазон температур, заявленных производителем

Это особенно важно, если вы планируете монтаж гибридного инвертора вне помещения

Не менее важный фактор — масса изделия. Считается, что чем больше оно весит, тем выше его качество, и тем больше мощность. Большая масса свидетельствует о наличии в составе оборудования преобразователя.

В более легких устройствах установлен простой трансформатор, что может стать причиной преждевременного выхода из строя при подаче пускового тока.

Еще один параметр — размеры, которые необходимо учесть при выборе места для крепления. При установке изделия в шкафу заранее согласуйте его длину, ширину и глубину.

КПД

Эксперты рекомендуют брать инверторы, имеющие КПД от 90% и более. Только с таким параметром можно рассчитывать на высокую эффективность. Потери в размере 10% вполне допустимы для солнечной энергии.

Цена

Важный критерий — стоимость. В зависимости от типа и характеристик этот параметр находится в диапазоне от 10 до 300 тысяч рублей или от 3700 до 125 тысяч гривен

Чтобы не переплачивать за товар, важно делать выбор с учетом текущих потребностей

Что такое гибридный инвертор, принцип действия

Начнем с теоретической части и разберемся с особенностями оборудования.

Гибридный инвертор — устройство, позволяющее параллельно использовать напряжение от источников постоянного (DC) и переменного (AC) тока. Приоритет отдается какому-то одному источнику, а второй находится «на подхвате» и подключается в случае потери напряжения.

Основная функция — преобразование постоянного тока в переменный с дальнейшим подключением к электрической сети дома для бесперебойного электроснабжения.

В качестве источника DC может выступать солнечная батарея, небольшая гидроэлектростанция, ветряная мельница и т. д.

Принцип действия гибридного оборудования зависит от времени суток:

  1. День. В этот период энергия солнца попадает на фотоэлемент, преобразуется в электричество и подается к инвертору для преобразования. На выходе получается напряжение, максимально подходящее для бытовой сети. После этого устройство питает электрическую сеть дома, заряжает АКБ, а при чрезмерном заряде сбрасывает «лишнее» в общую сеть по «зеленому» тарифу.
  2. Вечер, ночь. С учетом выбранного режима гибридный инвертор подает напряжение на дом от АКБ или от бытовой сети.

Благодаря переключению режимов, обеспечивается круглосуточная подача электричества в бытовую сеть без сбоев (даже при потере одного из источников питания).

В зависимости от применяемой модели гибридный инвертор может иметь следующие возможности:

  • «подмешивание» энергии от АКБ;
  • добавление мощностей оборудования и электросети;
  • регулировка частоты тока на выходе;
  • подключение сетевых фотоэлектрических инверторов;
  • автоматическое переключение цепи питания потребителей и т. д.

Литература

  • Бушуев В.М., Деминский В. А., Захаров Л.Ф., Козляев Ю.Д., Колканов М.Ф. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций. — М.: Горячая линия — Телеком, 2009. — 384 с. — ISBN 978-5-9912-0077-6.
  • Китаев В.Е., Бокуняев А. А., Колканов М.Ф. Электропитание устройств связи. — М.: Связь, 1975. — 328 с.
  • Ирвинг М., Готтлиб. Источники питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы. = Power Supplies, Switching Regulators, Inverters and Converters. — 2-е изд. — М.: Постмаркет, 2002. — 544 с. — ISBN 5-901095-05-7.
  • Раймонд Мэк. Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению = Demystifying switching power supplies. — М.: Додэка-ΧΧΙ, 2008. — 272 с. — ISBN 978-5-94120-172-3.
  • Угрюмов Е. П. Теория и практика эволюционного моделирования. — 2-е изд. — СПб: БХВ-Петербург, 2005. — С. 800. — ISBN 5-94157-397-9.
  • Костиков В.Г. Парфенов Е.М. Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для ВУЗов. — 2. — М.: Горячая линия — Телеком, 2001. — 344 с. — 3000 экз. — ISBN 5-93517-052-3.

Плюсы и минусы

При выборе инверторного оборудования нужно знать его положительные и отрицательные качества. Для удобства сведем их в таблицу.

Преимущества

Недостатки

Возможность использования в автономном режиме.

Отключение при полном разряде АКБ, что приводит к сбоям в работе.

Применение на напряжение 220 или 380В в зависимости от типа.

Нет возможности эксплуатировать изделие при отсутствии напряжения в сети.

Удобство установки и настройки.

При поломке одного из элементов (контроллер, инвертор) необходимо выводить из работы все устройство.

Отсутствие шума во время работы.

Высокая стоимость.

Нет вредных выбросов, опасных для атмосферы.

Большой ток холостого хода на большей части моделей.

Возможность применения в системах с разными параметрами на входе.

 

Возможность зарядки АКБ.

 

Программирование режимов потребления.

 

Продажей «лишней» энергии по зеленому тарифу.

 

Независимость от стационарной сети.

 

Рекомендации по эксплуатации бытовых инверторов

Аппаратура этого класса показывает стабильность в работе и между тем требует к себе бережного отношения и своевременного обслуживания.

Инструкция сварочного инвертора

При работе с инвертором необходимо соблюдать несколько простых правил безопасности:

  1. Все токопроводящие рукава не должны иметь повреждений, клеммы для подключения должны надежно фиксироваться в аппарате.
  2. Если в конструкции аппарата предусмотрен вентилятор и во время включения он не вращается, эксплуатация такого устройства недопустима.
  3. При работе с аппаратом необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

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 Uип или 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 tiн 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.

Популярные модели

Современный рынок предлагает большой выбор гибридных инверторов.

Выделим несколько популярных моделей:

  1. Прогресс 48-6000-Hybrid — надежный инвертор для альтернативных источников питания. Работает автономно с возможностью подключения параллельно бытовой сети. Имеет мощное зарядное устройство до 80 А. Производитель — А-электроника. Напряжение на входе от 100 до 270 В, а на выходе от 38 до 67 В. КПД 92%. Предусмотрена защита выхода от перегрузки и выгода от КЗ. Имеется предохранитель в цепи АКБ. Имеется гальваническая развязка. Вес — 4,6 кВт Мощность (долговременная / пусковая) — 5 кВт.
  2. Прогресс 24-6000-Hybrid — еще ода модель нового поколения, умеющая работать параллельно с сетью и в автономном режиме. Комплектуется зарядным устройством до 100 А. Мощность устройства (долговременная и пусковая) — 4 и 6 кВт соответственно. Напряжение на входе и выходе — 100-270 В и 19-33 В. Потребляемый ток в режиме сна — 20 мА. Устройство работает с КПД в 92%. Габариты составляют 11,5х14,5х42,5 см, а вес — 4,6 кг. Предусмотрена защита выхода от КЗ и перегрузка. Стоит предохранитель в цепи АКБ на 160 А. Имеется гальваническая развязка.
  3. Прогресс 12-5000-Hybrid — качественный инвертор гибридного типа с возможностью автономной работы, в том числе параллельно с сетью. Имеет мощность 3 и 6 кВт для долговременной и пусковой характеристики. Подключается к напряжению от 100 до 270 В переменного тока. Рабочее U от 9,5 до 16 В. Потребляемый ток 20 мА. Устройство работает с КПД 92%. Способно выдерживать температурный режим от -40 до +40 градусов Цельсия. Есть защита выхода от перегруза и КЗ, а также от перезаряда аккумулятора. Размеры — 11,5х14,5х42,6 см, вес — 4,2 кг.
  4. ИС2-24-300 — продукт компании СибКонтакт. Не относиться к гибридным, но про него стоит упомянуть. Изделие рассчитано на входное напряжение от 21 до 30 В с выдачей на выходе 220 В (50 Гц). Рабочая мощность — 300 Вт, а максимальная — 60 Вт. Рабочая температура от -40 до +40 градусов Цельсия. КПД — 92%. К устройству можно подключить любое оборудование, рассчитанное на питание от бытовой сети. Имеется защита от повышения напряжения, КЗ, перегрузки и перегрева. Имеется режим энергосбережения и от полной зарядки.
  5. SILA PV 4000P — солнечный гибридный инвертор, мощностью 4000 Вт, сочетающий в себе опции контроллера заряда АКБ, инвертора и ЗУ для аккумулятора на 220 В. Работает в диапазоне напряжений от 180 до 270 В. Номинальное U — 48 В. Температурный режим — от 0 до +55 градусов Цельсия. Размеры — 46,8х29,75х12,5 см.

При желании можно выбрать и другие модели — Solax X3-Hybrid-6.0-D-E, Solax X1-1.1, Solax X3 20KW, Solax X1-Hybrid-3.7-D-E, ИС2-12-300, Сибвольт 4024 и другие. Главное — внимательно подойти к изучению характеристик.

Что такое преобразователь и его суть

Благодаря техническому прогрессу, эти приборы стали на порядок меньше, и удобнее. Их легко переносить, и они не займут много места. Преобразователи способны поднять аккумуляторное напряжение до 220В. Работают даже от прикуривателя. С помощью подобных инверторов можно легко установить освещение в палатке, а так же питать от них планшет, ноутбук, и телефон.

ШИМ контролеры сделали такие устройства более продвинутыми. Заметно повысилось КПД, и форма тока стала подобна чистому синусу. Но это только в дорогих устройствах. Появилась возможность повышать мощность до нескольких кВт.

Продолжительность работы зависит от мощности, и емкости аккумуляторных батарей. Поэтому отправляясь в поездку лучше ограничиться электроприборами с низким потреблением энергии.

Сегодня, возможно, купить различные виды преобразователей тока, которые могут производить мощность от нескольких сотен ватт, до нескольких кВт. Но для туристических поездок стоит приобрести маломощный инвертор.

Есть 3 вида конструкции преобразователя:

  • Автомобильный;
  • Компактный;
  • Стационарный.

Стоит отметить, что повышая нагрузку, КПД преобразователя снижается. Стационарные инверторы могут производить синусоиду. Их удобно использовать для повышения напряжения от ветряных генераторов, и солнечной батареи.

О категориях и ценах

Все инверторные сварочные аппараты ручной дуговой сварки, работающие с плавящимися электродами, обозначаются MMA условно можно разделить на две большие группы:

  • Бытовые — для периодического использования и несложных работ. Если вы не планируете масштабной стройки, аппарат вам нужен будет раз в два-три месяца, чтобы что-то починить, подварить и т.д., то рабочего ресурса агрегатов этой группы достаточно. Это самые дешевые из инверторных сварочников. Стоят они 3-5 тысяч рублей или около того, выпущены в Китае.
  • Профессиональные — для ежедневной многочасовой работы. Это вариант для тех, кто будет использовать инвертор на производстве или планирует масштабное строительство: построить дачу или дом, сварить металлический забор и лестницы. Стоимость этих агрегатов порядка 300-400$.

Есть еще промежуточный класс — полупрофессиональные. По характеристикам и цене они находятся примерно посередине. Это хороший выбор для тех, кто любит что-то мастерить, а еще любит хороший инструмент. Все градации очень условны, но если вы скажете продавцу о том, какого класса хотите иметь аппарат, он вас поймет и предложит несколько вариантов.

Ассортимент даже в обычном строительном магазине может поставить в тупик, а в специализированном….

Есть еще универсальные или комбинированные сварочные инверторы. Они могут варить в нескольких режимах, один из которых обычно — ручная электродуговая сварка.  Эти агрегаты относятся к классу профессиональных, удобны своей универсальностью — некоторые могут работать и как резак, а также варить в среде инертных газов, что позволяет без проблем сваривать тонкий металл и нержавейку. Это оборудование пригодится, если у вас есть еще и машина — сможете делать ремонт самостоятельно, а также варить всякую «мелочь» по хозяйству.

Как выбрать сварочный инвертор для дома

Само собой разумеется, что ничего такого в бытовых целях не требуется и с решением самых разнообразных задач, способен справиться относительно недорогой инвертор для ручной дуговой сварки

Тем не менее, и здесь, очень важно учитывать определенные характеристики инвертора, чтобы выбрать его, исходя из специфики сварочных работ

Поэтому, для того чтобы правильно выбрать инвертор для бытового использования, обратите внимание на следующие его характеристики:

Номинальное значение тока — данный параметр важно учитывать, зная, какой по толщине металл придется варить. Многие инверторы имеют максимальный ток в 160

А, для большинства работ со сваркой дома, его вполне будет достаточно. При этом от силы тока сварочного инвертора, напрямую зависит и допустимый диаметр используемых электродов. Чем выше ток, тем больше по диаметру электрод можно использовать для сварки толстых металлов. Для использования в бытовых условиях вполне хватит сварочного инвертора с номинальным током в 160-200 Ампер.

Чувствительность к пониженному напряжению — сварочные инверторы свалятся не только своим малым весом и небольшими габаритами, но и умением варить при пониженном напряжении в электросети. Поэтому, перед тем, как выбрать сварочный инвертор для дома, задумайтесь над тем, насколько стабильное напряжение у вас дома и не придется ли подключать инвертор к бензиновому генератору. Большинство моделей сварочных инвертором умеют работать при пониженном напряжении в 140-160 Вольт, и это очень важный момент, если в доме постоянно прыгает напряжение.

Мощность инвертора — от мощности инвертора зависит многое, но в первую очередь, сложность выполнения задач по сварке. Мощный инвертор способен справиться с более толстыми металлами, однако и нагрузку на электросеть он будет создавать, также несколько большую. Большинство бытовых инвертором для сварки имеет мощность в 4-5 кВт, и этого вполне достаточно для бытовых целей. Кроме того, сварочный инвертор небольшой мощности можно будет подключить к генератору на 2,5-3 кВт и варить электродом в 2-3 мм, без каких-либо проблем. Следует знать, что в техническом паспорте к инвертору его мощность чаще всего указывается в кВА, которые нужно перевести в кВт, для того, чтобы знать не полную мощность инвертора (кВА), а полезную (кВт).

Рабочий цикл — очень важный параметр, который указывает на то, сколько непрерывно можно варить инвертором, до тех пор, пока не сработает защита. Большинство бытовых инверторов имеют цикл непрерывной работы всего лишь 5 минут, но и этого достаточно для того, чтобы справиться с большинством задач по сварке дома. Навряд ли вы будете варить беспрерывно и более одной минуты, поскольку в любом случае, вам нужно будет отбить шлак, что-то подогнать или заменить электрод новым.

Дополнительные функции — современный сварочный инвертор оборудуется дополнительными функциями, которые позволяют без труда варить новичку-сварщику и справляться с этим очень легко. Самые распространенные функции сварочных инверторов, такие как: «Антизалипание», «Горячий старт» и «Форсаж дуги» позволят с большим комфортом использовать рассматриваемый аппарат для сварки. О том, из чего состоит сварочный инвертор, вы можете прочесть в другой статье.

Ну и, конечно же, нужно смотреть на стоимость, производителя, и гарантийный срок на сварочный инвертор, чем он будет больше, тем, конечно же, лучше. Порой нет необходимости брать чересчур дорогой инвертор, только из-за «брендового названия», здесь лучше всего искать как всегда «золотую середину».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector