Главная | Обратная связь

Инверторные источники.

Инвертор — это устройство, преобразующее постоянное напряжение в высокочастотное переменное. Конвертор — устройство для понижения или увеличения постоянного напряжения, иногда с промежуточным высокочастотным звеном.

С появлением инверторных источников более простые неинверторные стали называть конвенциональными, т. е. традиционными.

Регулирование режима сваркиосуществляется несколькими способами. Например, если входной выпрямительный блок выполнить тиристорным, то при увеличении напряжения U_вс увеличивается и амплитуда высокочастотного напряжения U₂ и среднее значение U_в выпрямленного напряжения (рис. 4.43,а)

Возможно также регулирование изменением частоты импульсов (рис. 4.43,6):

Но наибольшее распространение получил способ широтно-импульсного регулирования (рис. 4.43,в):

Поскольку при постоянной частоте облегчается выбор параметров выходного фильтра, а также снижается спектр электромагнитных помех, которые легче устранить входным фильтром.

В выпрямителес инвертором используется амплитудное, частотное и широтное регулирование режима.

Внешние характеристики выпрямителя с инвертором зависят главным образом от конструктивных особенностей инвертора и трансформатора (рис. 4.44,а). Естественная внешняя характеристика собственно инвертора АИН почти жесткая (линия 1). Но поскольку индуктивное сопротивление трансформатора Х_Т, пропорциональное частоте инвертирования f, велико даже при небольшом магнитном рассеянии, то характе­ристика выпрямителя в целом получается падающей (линия 3). Обычно же внешние характеристики формируются искусственно с помощью системы управления. Например, для получения крутопадающих характеристик вводится отрицательная обратная связь по току, при которой с увеличением сварочного тока частота инвертирования снижается, что приводит к уменьшению выпрямленного напряжения (линия 2):

Подобным же образом для получения жестких характеристик вводится обратная связь по выпрямленному напряжению

В выпрямителе с инвертором сравнительно легко получить комби­нированную внешнюю характеристику (рис. 4.44,6), сформированную из нескольких участков. Крутопадающий участок 1 необходим для задания сравнительно высокого напряжения холостого хода, что полезно при зажигании дуги. Пологопадающий основной участок 2 обеспечивает эффективное саморегулирование при механизированной сварке в углекислом газе. Вертикальный участок 3 ограничивает сварочный ток, что предотвратит прожог при сварке тонкого металла. Последний участок 4 задает величину тока короткого замыкания. Разумеется, положение каждого участка настраивается с помощью отдельных регуляторов. Так, при сварке в углекислом газе перемещением по вертикали участка 2 регулируется сварочное напряжение, а при сварке покрытыми электродами перемещением участка 3 устанавливается сила тока.

Естественные внешние характеристики выпрямителя зависят от конструкции инвертора и трансформатора. Искусственные характеристики формируются с помощью обратных связей по току и напряжению.

Сварочные свойства выпрямителей с инвертором, как правило, лучше, чем у конвенциональных источников, и объясняется это высоким быстродействием инвертора. Если у неинверторного однофазного выпрямителя длительность переходного процесса составляет не менее полупериода стандартного переменного тока, т. е. около 0,01 с, то у выпрямителя с инвертором быстродействие характеризуется значениями 0,0005 с и меньше. При механизированной сварке в углекислом газе такой выпрямитель способен обеспечить сложный алгоритм изменения тока (рис. 2.30) с целью управления переносом электродного металла при длительности отдельных этапов цикла около 1 мс. В этом случае легко обеспечивается горячий пуск в начале сварки, быстрый переход от одного из заранее настроенных режимов к другому при попеременной сварке то нижних, то вертикаль­ных швов, сварка пульсирующей дугой с регулируемой формой импульса и т. д.

Достоинства и недостаткиСердечник высокочастотного трансформатора имеет очень малые сечение и массу. Поскольку масса связана с частотой соотношением т = то обычно сердечник весит в десятки раз меньше, чем сердечник трансформатора на 50 Гц. В целом выпрямитель также имеет замечательные массо-энергетические характеристики: 0,02—0,1 кг на 1 А сварочного тока и 1-4 кг на 1 кВт потребляемой мощности, т. е. весит в 5-15 раз меньше других выпрямителей. И все же выпрямитель с инвертором дороже конвенциональных источников, поэтому его рекомендуют использовать в тех случаях, где имеют значение малые масса и габариты — при сварке на монтаже, в быту, на ремонтных работах. В эксплуатации такой источник чрезвычайно экономичен. Его коэффициент мощности близок к 1, КПД не ниже 0,7, а иногда достигает 0,9. Главный недостаток выпрямителя с инвертором заключается в чрезмерной сложности устройства и связанных с этим низких надежности и ремонтопригодности. Специфическим недостатком является также повышенный шум, издаваемый высокочастотным трансформатор ром, выходным фильтром и дугой. Радикальный способ борьбы с глумом заключается в повышении рабочей частоты сверх 20 кГц, что выводит акустический эффект за пределы слышимого звука.