Автор публикации: А. Пашковский, студент 1 курса
Пояснительная записка
Реферат выполнен студентом в качестве самостоятельной работы при изучении темы программы "Источники питания сварочной дуги" по МДК 01.02 Основное оборудование для производства сварных конструкций".
Цель реферата: развить у студентов самостоятельность в познавательной деятельности, научить их самостоятельно овладевать знаниями, формировать свое мировоззрение; научить студентов самостоятельно применять имеющиеся знания в обучении и практической деятельности.
Актуальность написания реферата включает в себя знакомство, восприятие, самостоятельную переработку, осознание и принятие этих умений и понятий, полученных в процессе обучения.
МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНВЕРТОРЫ:
РИТМ ЭНЕРГИИ В МИРЕ СВАРКИ
Реферат по МДК 01.02 ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: 15.02.19 СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Выполнил: студент гр.15СП-2025
Пашковский Анатолий
Преподаватель: Шишкина Л.Н.
Алчевск, 2025
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1.Виды инверторов
1.1 По форме выходного напряжения
1.2 По виду источника питания
2. Устройство сварочного инвертора
3. Преимущества инверторов
4. Недостатки инверторов
Заключение
Литература
Введение
Сварочные инверторы стали важными инструментами в современном сварочном производстве, обеспечивая высокую эффективность и качество сварочных процессов. Они позволяют преобразовывать переменный ток в постоянный с помощью инверторной технологии, что дает множество преимуществ, таких как уменьшение габаритов устройства, снижение веса и меньший расход энергии. В данном реферате будут рассмотрены принципы работы сварочных инверторов, их преимущества и недостатки, а также применение в различных областях. Сварочный инвертор — это электронное устройство, преобразующее переменный ток сети в постоянный ток высокой частоты, необходимый для сварки. Его компактность и эффективность обусловлены использованием высокочастотных компонентов и современных полупроводниковых технологий. Основные узлы инвертора включают силовой блок, управляющий блок и систему охлаждения.
1.Виды инверторов
Встречается несколько типов инверторов как отдельных устройств. Все они имеют схожий внешний вид. Однако будут отличаться по входным и выходным характеристикам, виду нагрузки и источнику питания то которого работают. Разберем основные виды, которые в основном применяются в бытовой сфере.
1.1 По форме выходного напряжения:
с прямоугольной волной (Square Wave Inverter). Производят сигнал на выходе прямоугольной формы. Практически не используются в бытовых условиях из-за гармонических искажений, которые они вносят на выходе. Они недопустимы для питания многих электрочувствительных приборов (например, аудиотехники, электроники отопительного оборудования, компьютерных систем и др.), так как приводят к снижению производительности и срока их службы, а также возникновению неисправностей. Могут применяться для лам накаливания и обогревателей;
с модифицированной волной (Modified Sine Wave Inverter). На их выходе создается напряжение с формой, приближенной к синусоидальной. У них более низкие гармонические искажения по сравнению с первым типом, однако они также могут создавать проблемы с производительностью подключенного оборудования. Поэтому такие инверторы подходят для обычной бытовой техники, которой не важна чистая синусоидальная волна, например, некоторым моделям холодильников, насосам, электроинструментам, компьютерам и осветительным приборам;
с чистой синусоидой (Sine Wave Inverter). На выходе таких приборов напряжение всегда имеет стабильную и чистую синусоидальную волну. Гармонические искажения во время их работы не возникают. Поэтому их можно использовать для любой техники, даже с весьма чувствительной электроникой качеству сигнала, например, измерительной аппаратуры, медицинской техники и др.
1.2 По виду источника питания:
для автомобилей (также сюда можно отнести и другие виды транспорта – железнодорожный, воздушный, водный или специализированный). При работе от внутреннего генератора приборы позволяют создавать переменный ток, необходимый для питания бытовой техники, которой пользуются, например, во время путешествий;
для электросети. Для выработки переменного тока подключаются к центральной электросети через отдельный прибор – выпрямитель. Также могут иметь выпрямитель в качестве внутреннего блока, совмещая функцию инвертора и классического ИБП для обеспечения потребителей резервным электропитанием на требуемое время в период отключения электричества. Некоторые модели могут обеспечивать одновременное электропитание потребителей постоянного и переменного тока;
для альтернативных источников энергии. Подключаются к ветрогенераторам или солнечным панелям для выработки переменного тока, например, в период блэкаутов. Также могут совмещать несколько режимов работы, в том числе запитываться от электросети для зарядки аккумуляторных батарей.
2. Устройство сварочного инвертора
Сварочный инвертор представляет собой силовой трансформатор для понижения напряжения сети до необходимого напряжения холостого хода источника, блок силовых электрических схем, в основу которых заложены транзисторы MOSFET или IGBT и стабилизирующего дросселя для уменьшения пульсаций выпрямленного тока.
Принцип действия инверторного источника сварочной дуги следующий: сетевое переменное напряжение подается на выпрямитель, после которого силовой модуль преобразует постоянное напряжение в переменное с повышенной частотой, которое подается на высокочастотный сварочный трансформатор, имеющий существенно меньшую массу, чем сетевой, напряжение которого, после выпрямления, подается на сварочную дугу. Дуга на постоянном токе более устойчива.
Выпрямитель — его роль играет обычный диод. Именно в этот блок сначала поступает переменный ток с промышленной частотой 50 Гц.
Фильтр — состоит из дросселя и конденсатора. Выпрямленный ток попадает в фильтр и сглаживается. В результате образуется постоянный ток, который инвертором преобразуется в переменный с частотой 20-50 кГц. На сегодняшний день существуют технологии, с помощью которых можно получить ток частотой 100 кГц.
Силовой трансформатор снижает высокочастотное переменное напряжение до 25-40В и повышает значение тока до необходимого для сварки. Получается, что требуемой силы сварочный ток достигает благодаря преобразованию высокочастотных токов. Такое многоступенчатое преобразование тока и позволяет использовать трансформатор малых размеров. Приведем пример для сравнения: чтобы получить ток 160 А, в обычном сварочном аппарате нужно установить медный трансформатор, который весит почти 18 кг. В инвертор же нужно поставить трансформатор весом всего 250 грамм. Разница просто колоссальная!
Высокочастотный выпрямитель выравнивает переменный ток, который далее проходит высокочастотный фильтр, и в итоге мы получаем постоянный сварочный ток.
Габариты генераторов инверторного типа почти в 2 раза меньше размеров обычных. Поэтому их второе название — портативные.
Их характеризует высокий уровень экономичности благодаря автоматическому регулированию оборотов двигателя. Поэтому выдаваемая ими мощность зависит от нагрузки в конкретный момент. Если она небольшая, то установка самостоятельно перейдет на экономичный режим работы.
Применяемый двойной шумоизолирующий кожух или специальный глушитель гарантируют вам низкий уровень шума, даже при работе на максимальных оборотах. Поэтому генератор можно располагать в непосредственной близости от жилых помещений.
Стабильный ток, получаемый с помощью установки, имеет высокоточные характеристики. Так, искажения синусоиды при полной нагрузке составляют не более 2,5%.
При работе инверторные станции выделяют в окружающую среду намного меньше вредных веществ, чем обычные агрегаты. Это обеспечивает улучшенная система сгорания топлива.
3. Сварочные инверторы обладают рядом преимуществ, среди которых можно выделить:
-Компактность и легкость. Инверторы значительно компактнее традиционных трансформаторных аппаратов, что делает их удобными для транспортировки и использования в ограниченных пространствах.
- Эффективность. Современные инверторы имеют высокий коэффициент полезного действия, что позволяет значительно снизить затраты на электроэнергию.
- Лучшее качество сварки. Возможность регулирования параметров сварки в реальном времени позволяет получать более точные и качественные швы.
- Широкий диапазон регулировок. Инверторы позволяют варьировать параметры сварки в пределах широкого диапазона, что делает их универсальными для различных материалов и условий.
4.Несмотря на множество преимуществ, сварочные инверторы обладают и некоторыми недостатками:
- Чувствительность к внешним условиям. Инверторы могут быть менее устойчивы к воздействию высоких температур, влаги и пыли, что может ограничить их использование в агрессивных условиях.
- Сложность в ремонте. В случае поломки инвертора, его ремонт может оказаться более сложным и дорогим, чем у традиционных сварочных аппаратов.
Заключение
Сварочные инверторы представляют собой важный шаг вперед в развитии сварочной технологии. Их преимущества, такие как компактность, высокая эффективность и качество сварки, делают их незаменимыми в современных условиях. Несмотря на некоторые недостатки, сварочные инверторы становятся все более популярными и востребованными на рынке.
Литература:
1. Захаров, И.Н. «Инновационные технологии в сварочном производстве». Москва: Профессорское издательство, 2021.
2. Романов, А.С. «Современные сварочные технологии и оборудование». СПб: Санкт-Петербургский политехнический университет, 2019.
3. Шариков, В.П. «Электросварочные машины: теория и практика применения». Екатеринбург: Издательство УГТУ, 2020.
4. Фролов, Л.Н. «Основы инверторной сварки: новые технологии» // Журнал «Сварка и резка». 2022. С. 22-25.
5. Кузнецов, Н.П. «Сварочные инверторы: устройство и принцип работы» // Журнал «Электрическая энергия» 2020. С. 13-17.
