Официальный дилер сварочного оборудования
Информация
1. Основные особенности сварочных аппаратов NEON
Схемотехника сварочного оборудования NEON полностью разрабатывалась силами конструкторского отдела предприятия-изготовителя АО «ЭлектроИнтел» и довольно уникальна для этого рынка.
Основой аппарата является квазирезонансный полумостовой инвертор с частотным управлением с формированием безопасной траектории переключения силовых транзисторов. Главное преимущество такого решения по сравнению с наиболее распространенной схемой на широтно-импульсной модуляции это то, что силовые транзисторы, преобразующие напряжение сети в напряжение высокой частоты, работают с нулевыми коммутационными потерями, то есть меньше нагружены, меньше греются и имеют более высокий КПД.
Вольт-Амперные Характеристики (ВАХ) сварочной дуги
Сварочный аппарат это источник питания, преобразующий энергию сети. Его выходные характеристики должны удовлетворять условию горения сварочной дуги. Дуга – это физический процесс, основным описанием которого является её вольт-амперная характеристика.
При стабилизации тока на дуге, на ней возможно изменение напряжения в небольших пределах, примерно ±5 В. Чем длиннее дуга, тем больше на ней напряжение, тем больше выделяется мощности. Применяется, как правило, для резки металла. На короткой дуге напряжение меньше. Применяется для сварки тонкостенных деталей.
Для качественной сварки аппарат должен стабилизировать установленный ток в диапазоне изменения напряжения на дуге. Для комфортной сварки аппарат должен иметь определённые динамические характеристики, которые вносят дополнения в ВАХ для поддержания горения дуги в случае попытки её обрыва или замыкания.
У аппаратов НЕОН сложная ВАХ, позволяющая работать любыми видами электродов.
Она имеет небольшой наклон. Выставленный ток стабилизируется не абсолютно, а немного увеличивается с уменьшением длины дуги. Тем самым происходит стабилизация мощности в зоне сварки. Чем короче дуга, тем меньше на ней напряжение, ток слегка увеличивается, и наоборот, чем длиннее дуга, тем выше на ней напряжение, ток слегка уменьшается. Угол наклона выбран таким образом, чтобы процесс сварки был проще, но качество при этом не страдало. Такая ВАХ позволяет варить любыми видами электродов.
Функции
Сварочные аппараты НЕОН обладают такими функциями, как «форсаж дуги», «антизалипание», «горячий старт» и функцией «снижения холостого хода» в профессиональной линейке.
«Форсаж дуги» предотвращает залипание электрода на детали. Когда электрод поносится к детали слишком близко, напряжение на дуге становится слишком низким для поддержания её горения и она тухнет. Как следствие – электрод прилипает к детали. Чтобы это предотвратить, в момент, когда напряжение на дуге становится ниже критического, включается функция «форсаж дуги», аппарат увеличивает сварочный ток, тем самым добавляя энергию в зону сварки. Металл плавится сильнее, расстояние между электродом и деталью увеличивается, сварка продолжается.
Нужно понимать, что срабатывание этой функции приводит к нарушению качества сварного соединения, так как в месте срабатывания получаются дефекты из-за увеличенной зоны расплавления основного металла. Поэтому для сварки ответственных деталей срабатывание этой функции недопустимо. Но для сварки деталей, когда допустимы незначительные дефекты, эта функция сильно облегчает работу сварщика, особенно если он не обладает высокой квалификацией.
На всех аппаратах НЕОН реализована эта функция. На аппаратах бытовой линейки (НЕОН ВД-163 и 183) она всегда включена. Экспериментальным путём были подобраны такие параметры, чтобы её негативное влияние на качество сварки было минимальным. На аппаратах профессиональной линейки (НЕОН ВД-203 и выше) предусмотрена возможность отключения этой функции.
Функция «антизалипание» или «антистик» включается, когда «форсаж дуги» не помог, и сварщик всё-таки прилепил электрод к детали. Она срабатывает, когда касание электродом свариваемой поверхности длиться дольше критического времени. При этом аппарат отключает сварочный ток, оставляя только минимальный ток индикации касания. Электрод при этом прилипает к свариваемой поверхности, но не успевает привариться и его легко оторвать от детали.
Функция «горячий старт» кратковременно увеличивает сварочный ток в момент поджига дуги. Это необходимо для дополнительного прогрева металла в начале процесса сварки, пока материал ещё холодный. Также она облегчает процесс поджига дуги.
На профессиональных моделях аппаратов (от НЕОН ВД-221 и выше) есть возможность понижения напряжения холостого хода. Это необходимо при работе в условиях повышенной опасности поражения электрическим током, например, при работе внутри металлической цистерны. Сразу после поджига дуги напряжение увеличивается до рабочей величины.
Продолжительность нагрузки
Важным параметром сварочного аппарата является его продолжительность нагрузки, ПН. Этот параметр показывает, как долго аппарат может непрерывно работать с максимальной мощностью и сколько после этого ему необходимо остывать.
Чем выше показатель ПН у аппарата, тем более тяжелые задачи он может выполнять. Также это является показателем его надёжности, потому что чем выше ПН, тем меньше греются детали аппарата, тем выше их ресурс. У всех аппаратов НЕОН показатель ПН не ниже 60%, а у ВД-315 – 100%.
Сварочный аппарат – это инструмент, предназначенный для работы в тяжелых условиях. В первую очередь имеется в виду большая вилка диапазона рабочих температур. Паспортный режим работы сварочных аппаратов НЕОН – от -40 до +40 °С, влажность воздуха до 100%.
Все аппараты НЕОН подготовлены для работы при низких температурах:
Надежность
Невысокая рабочая температура узлов аппарата. Имеется ввиду не продолжительность нагрузки, а температура, до которой нагреваются детали аппарата в процессе работы, и критическая температура, при которой происходит отключение аппарата по датчику перегрева.
Да, оно работает. Но для обеспечения заявленной выходной мощности элементы аппарата работают при предельных значениях температуры. Так, силовой трансформатор может греться до 200° С. Он может работать при такой температуре. Железу и меди ничего не будет. Но от больших перепадов температуры трескаются изоляционные материалы обмотки, нарушается контакт с выходными клеммами.
Кристалл полупроводникового прибора может греться до 170 ° С. Но температура корпуса должна быть на 30° ниже, а температура радиатора ещё на 30° ниже, за счёт температурного сопротивления. Превышение температуры приводит к тому, что высыхает термопаста, деформируется корпус элемента. Всё это ведёт к увеличению температурного сопротивления между кристаллом и радиатором и, следовательно, к его перегреву и выходу из строя. В сварочных инверторах НЕОН такая проблема отсутствует.
Защита от пыли и грязи.
Там где сварка, всегда присутствует металлическая пыль. Зачастую нет возможности избежать работы шлифмашинкой в непосредственной близости от аппарата. Попадания металлической пыли в аппарат не избежать. Но она токопроводна и может вызвать замыкание внутри аппарата. Конструкция аппарата должна предусматривать защиту о этого. Сварочные аппараты НЕОН конструктивно выполнены таким образом, что радиаторы образуют тоннель для прохождения воздуха от вентилятора, препятствующий попаданию пыли на платы и схемы.
Все печатные платы и моточные узлы (трансформаторы, датчики) покрыты не просто тонким слоем лака, а кремнийорганическим компаундом (двухкомпонентный герметик), слоем, толщиной не менее 0,5 мм. Он надежно закрывает точки пайки, поверхность печатных плат, радиодетали планарного монтажа, обмотки трансформаторов от грязи, металлической пыли и влажности воздуха.
Стойкость к внешним механическим воздействиям.
Несущая основа корпуса сварочных аппаратов НЕОН металлическая.
Крепёжные детали изготовлены из стеклотекстолита, толщиной 2 и 3 мм, нет хрупкого пластика. Силовые печатные платы выполнены из толстого стеклотекстолита ( 2.5 мм), а дорожки из меди увеличенной толщины (70 мкм). Платы не имеют прямого контакта с корпусом. Деформация корпуса не приводит к деформации плат.
Безопасность
В России довольно высокие требования к электробезопасности. Но, как ни странно, не все аппараты, продаваемые на рынке им удовлетворяют.
Аппарат должен иметь устройство защиты питающей сети от короткого замыкания в аппарате. Все аппараты NEON снабжены автоматическими выключателями и отключают аппарат от сети в случае критической неисправности.
2. Что такое сварочный инвертор?
Инвертор – ( от латинского inverto – переворачиваю, изменяю) – это устройство для преобразования постоянного тока в переменный. Выполняется на электронных, газоразрядных или полупроводниковых приборах, обладающих свойствами вентиля. Инвертор в сварочном аппарате необходим для того, чтобы повысить частоту тока с целью уменьшения габаритно-массовых характеристик силового трансформатора, а также для повышения управляемости выходными характеристиками устройства. Сварочный инвертор структурно состоит из выпрямителя сетевого напряжения, сглаживающего фильтра, непосредственно инвертора с системой управления, высокочастотного силового трансформатора, выходного выпрямителя и выходного фильтра. В обычном сварочном трансформаторе (без инвертора) ток в его первичной обмотке, а следовательно и в сетевых проводах, жестко связан через коэффициент трансформации с током во вторичной обмотке. Например, в сварочном трансформаторе с напряжением холостого хода в 60 вольт, при токе во вторичной обмотке в 200Ампер, ток в его первичной обмотке будет равен 54,5Ампер без учета тока холостого хода. Следовательно, если этот трансформатор будет подключен к бытовой сети, такой же ток будет протекать и по сетевым проводам, разогревая их и оплавляя вилку с розеткой. Именно поэтому, при выполнении сварочных работ обычным трансформатором от бытовой сети, наблюдаются резкие провалы и броски напряжения в этой сети, которые могут привести к выходу из строя других подключенных потребителей. В инверторе, в отношении токов в обмотках, действуют те же законы, но контуры протекания этих токов существенно отличаются, а именно, ток в первичной обмотке силового трансформатора течет из емкостного накопительного фильтра, а при наличии реактивных токов (в режимах близких к короткому замыканию) в него же и возвращается. Таким образом, в инверторе осуществляется циркуляция энергии из емкостного накопителя в силовой трансформатор и обратно при индуктивном характере нагрузки. Из сети при этом инверторный сварочный аппарат потребляет только такую мощность, которая израсходовалась и выделилась в виде тепла в дуге и ушла на незначительные потери в проводах и других элементах. Следовательно, максимальный потребляемый ток из сети инвертором происходит при максимальной длине дуги, а у трансформаторного сварочного аппарата в режиме короткого замыкания и режимах близких к нему. Поэтому инвертор не перегружает сеть и является таким же потребителем энергии, как и обычная нагрузка. Из-за низкого потребляемого из сети тока инверторы, по отношению к другим потребителям подключенным в эту же сеть, являются устройствами «невидимыми», не влияющими существенно на саму сеть и следовательно на других потребителей.
3. В чем отличие сварочного аппарата NEON от других инверторов?
Существует несколько структурных способов построения сварочных инверторов:
Однотактные и двухтактные инверторы с ШИМ и ФИМ имеют паузы в выходном токе, что является негативным фактором, требующим установки дополнительного выходного дросселя для сглаживания пульсаций тока. Кроме того, инверторы бывают с «жесткой» коммутацией (одновременный разрыв тока и напряжения), при которой происходит максимальное выделение коммутационных потерь силовых элементов и «мягкой» коммутацией (при этом разрыв тока происходит при нуле напряжения, либо разрыв напряжения при нуле тока).
Традиционно, большинство аппаратов, кроме NEON, выполнено по схеме косого полумоста с «жесткой» коммутацией. Силовые транзисторы инвертора, работающие в таком режиме, в соответствии с техническими условиями на них имеют ресурс всего 10 000 часов, в то время как эти же транзисторы, работающие в режиме «мягкой» коммутации, будут иметь ресурс в 1 500 000 часов.
Инвертор сварочного аппарата NEON построен по двухтактной полумостовой схеме с использованием частотно-импульсной модуляции. При этом открывание силовых транзисторов осуществляется по технологии ZCS (zero-current switch коммутация при нулевом токе), а закрывание транзисторов – по технологии ZVS (zero-voltage switch переключение при нулевом напряжении), что обеспечивает минимальное выделение мощности на ключевых элементах, и, соответственно, максимальный КПД и надежность. Инверторы импортного производства, схожие с инвертором NEON по способу управления силовыми ключами, в России встречаются крайне редко ввиду очень высокой стоимости. По подобной технологии управления выполнены некоторые из инверторов «Kemppi» и «Fronius».
4. Правда ли, что NEON – российская разработка?
Сварочные инверторы NEON – это полностью российская разработка, созданная творческим коллективом конструкторов и имеющая ряд схемотехнических, конструкционных и технологических особенностей, отличных от инверторов других производителей. В инверторах NEON заложены иные оригинальные алгоритмы работы системы управления и силовых ключей, а созданные методы расчета позволяют разрабатывать новые и совершенствовать старые инверторы под любые задачи. На базе АО «Электро Интел» создана целая школа по обучению и развитию специалистов–конструкторов, успешно работающих над созданием мощных источников питания промышленного и специального назначения.
5. Как правильно подобрать генератор?
Генераторы, представленные на сегодняшнем рынке, имеют один существенный недостаток – ограниченный максимальный выходной ток. Все простые генераторы выдают максимальную мощность при строго определенном сопротивлении нагрузки, а сварочные инверторы являются для генераторов нагрузкой с переменным сопротивлением и далеко не оптимальным. Поскольку сварочный инвертор, по сути, является стабилизатором выходного тока, то при снижении напряжения питания инвертор попытается увеличить потребляемый ток с целью сохранения своего выходного тока. Если при этом инвертор будет подключен к генератору, то при большой нагрузке (сварка максимальными токами), на выходе генератора начнет уменьшаться напряжение. Инвертор при этом для сохранения заданного своего выходного тока, попытается увеличить свой потребляемый ток, что вызовет ещё больший провал напряжения на выходе генератора, и, в конечном счете, может вызвать полное падение напряжения. Как только напряжение упадет ниже величины при которой происходит отключение инвертора, последний выключится, что вызовет скачок напряжения на выходе генератора, поскольку отключилась его нагрузка. Процесс равносилен обрыву нагрузки. На выходе генератора произойдет резкий выброс ЭДС индукции, который приведет к выходу из строя инвертора. Вышеописанный процесс происходит при условии, что активная выходная мощность генератора меньше или равна максимальной потребляемой мощности инвертора. Для предотвращения развития событий по изложенному сценарию при выборе генератора необходимо обратить внимание на его мощность. Реальная мощность генератора должна быть минимум в 1,5раза больше, чем максимальная выходная мощность инвертора. В противном случае возможен выход инвертора из строя.
6. В чем отличие аппаратов с НАКС?
Аппараты НАКС и не НАКС одной и той же модификации имеют абсолютно идентичную конструкцию и технологию изготовления, отличаются лишь дополнительным комплексом проводимых приемо-сдаточных испытаний, что подтверждается Свидетельством Национального Агентства Контроля и Сварки об аттестации сварочного оборудования в соответствии с требованиями РД 03-614-03.
Схемотехника сварочного оборудования NEON полностью разрабатывалась силами конструкторского отдела предприятия-изготовителя АО «ЭлектроИнтел» и довольно уникальна для этого рынка.
Основой аппарата является квазирезонансный полумостовой инвертор с частотным управлением с формированием безопасной траектории переключения силовых транзисторов. Главное преимущество такого решения по сравнению с наиболее распространенной схемой на широтно-импульсной модуляции это то, что силовые транзисторы, преобразующие напряжение сети в напряжение высокой частоты, работают с нулевыми коммутационными потерями, то есть меньше нагружены, меньше греются и имеют более высокий КПД.
Вольт-Амперные Характеристики (ВАХ) сварочной дуги
Сварочный аппарат это источник питания, преобразующий энергию сети. Его выходные характеристики должны удовлетворять условию горения сварочной дуги. Дуга – это физический процесс, основным описанием которого является её вольт-амперная характеристика.
При стабилизации тока на дуге, на ней возможно изменение напряжения в небольших пределах, примерно ±5 В. Чем длиннее дуга, тем больше на ней напряжение, тем больше выделяется мощности. Применяется, как правило, для резки металла. На короткой дуге напряжение меньше. Применяется для сварки тонкостенных деталей.
Для качественной сварки аппарат должен стабилизировать установленный ток в диапазоне изменения напряжения на дуге. Для комфортной сварки аппарат должен иметь определённые динамические характеристики, которые вносят дополнения в ВАХ для поддержания горения дуги в случае попытки её обрыва или замыкания.
У аппаратов НЕОН сложная ВАХ, позволяющая работать любыми видами электродов.
Она имеет небольшой наклон. Выставленный ток стабилизируется не абсолютно, а немного увеличивается с уменьшением длины дуги. Тем самым происходит стабилизация мощности в зоне сварки. Чем короче дуга, тем меньше на ней напряжение, ток слегка увеличивается, и наоборот, чем длиннее дуга, тем выше на ней напряжение, ток слегка уменьшается. Угол наклона выбран таким образом, чтобы процесс сварки был проще, но качество при этом не страдало. Такая ВАХ позволяет варить любыми видами электродов.
Функции
Сварочные аппараты НЕОН обладают такими функциями, как «форсаж дуги», «антизалипание», «горячий старт» и функцией «снижения холостого хода» в профессиональной линейке.
«Форсаж дуги» предотвращает залипание электрода на детали. Когда электрод поносится к детали слишком близко, напряжение на дуге становится слишком низким для поддержания её горения и она тухнет. Как следствие – электрод прилипает к детали. Чтобы это предотвратить, в момент, когда напряжение на дуге становится ниже критического, включается функция «форсаж дуги», аппарат увеличивает сварочный ток, тем самым добавляя энергию в зону сварки. Металл плавится сильнее, расстояние между электродом и деталью увеличивается, сварка продолжается.
Нужно понимать, что срабатывание этой функции приводит к нарушению качества сварного соединения, так как в месте срабатывания получаются дефекты из-за увеличенной зоны расплавления основного металла. Поэтому для сварки ответственных деталей срабатывание этой функции недопустимо. Но для сварки деталей, когда допустимы незначительные дефекты, эта функция сильно облегчает работу сварщика, особенно если он не обладает высокой квалификацией.
На всех аппаратах НЕОН реализована эта функция. На аппаратах бытовой линейки (НЕОН ВД-163 и 183) она всегда включена. Экспериментальным путём были подобраны такие параметры, чтобы её негативное влияние на качество сварки было минимальным. На аппаратах профессиональной линейки (НЕОН ВД-203 и выше) предусмотрена возможность отключения этой функции.
Функция «антизалипание» или «антистик» включается, когда «форсаж дуги» не помог, и сварщик всё-таки прилепил электрод к детали. Она срабатывает, когда касание электродом свариваемой поверхности длиться дольше критического времени. При этом аппарат отключает сварочный ток, оставляя только минимальный ток индикации касания. Электрод при этом прилипает к свариваемой поверхности, но не успевает привариться и его легко оторвать от детали.
Функция «горячий старт» кратковременно увеличивает сварочный ток в момент поджига дуги. Это необходимо для дополнительного прогрева металла в начале процесса сварки, пока материал ещё холодный. Также она облегчает процесс поджига дуги.
На профессиональных моделях аппаратов (от НЕОН ВД-221 и выше) есть возможность понижения напряжения холостого хода. Это необходимо при работе в условиях повышенной опасности поражения электрическим током, например, при работе внутри металлической цистерны. Сразу после поджига дуги напряжение увеличивается до рабочей величины.
Продолжительность нагрузки
Важным параметром сварочного аппарата является его продолжительность нагрузки, ПН. Этот параметр показывает, как долго аппарат может непрерывно работать с максимальной мощностью и сколько после этого ему необходимо остывать.
Чем выше показатель ПН у аппарата, тем более тяжелые задачи он может выполнять. Также это является показателем его надёжности, потому что чем выше ПН, тем меньше греются детали аппарата, тем выше их ресурс. У всех аппаратов НЕОН показатель ПН не ниже 60%, а у ВД-315 – 100%.
Сварочный аппарат – это инструмент, предназначенный для работы в тяжелых условиях. В первую очередь имеется в виду большая вилка диапазона рабочих температур. Паспортный режим работы сварочных аппаратов НЕОН – от -40 до +40 °С, влажность воздуха до 100%.
Все аппараты НЕОН подготовлены для работы при низких температурах:
- Сетевой и сварочный кабель марки КГ (ТУ 16.К73.05-93) – в резиновой изоляции, не трескается на морозе, стоек к воздействию высоких температур, в том числе к брызгам расплавленной окалины, касанию раскалённого электрода;
- Весь внутренний крепёж выполнен из стали, алюминия или стеклотекстолита – нет пластика, который становится хрупким при низких температурах. В профессиональной линейке корпуса только металлические – менее подвержены внешнему механическому воздействию.
Надежность
Невысокая рабочая температура узлов аппарата. Имеется ввиду не продолжительность нагрузки, а температура, до которой нагреваются детали аппарата в процессе работы, и критическая температура, при которой происходит отключение аппарата по датчику перегрева.
- Все токопроводящие элементы аппарата (провода, дорожки печатных плат, шины) рассчитаны на плотность тока не выше 10 А/мм2, а обмотки силового трансформатора – не выше 5 А/мм2.
- Все полупроводниковые приборы установлены на алюминиевые радиаторы. Для уменьшения теплового сопротивления места контакта покрыты теплопроводной не сохнущей пастой КПТ-8. Причём силовые транзисторы и выходные диоды (полупроводниковые силовые ключи) установлены на радиаторе без изолирующих пластин, которые являются существенным препятствием для отвода тепла.
- Таким образом достигается то, что элементы аппарата не доходят до критических температур в процессе работы. Максимальная температура силового трансформатора 115 °С, радиаторов силовых ключей 100 °С.
Да, оно работает. Но для обеспечения заявленной выходной мощности элементы аппарата работают при предельных значениях температуры. Так, силовой трансформатор может греться до 200° С. Он может работать при такой температуре. Железу и меди ничего не будет. Но от больших перепадов температуры трескаются изоляционные материалы обмотки, нарушается контакт с выходными клеммами.
Кристалл полупроводникового прибора может греться до 170 ° С. Но температура корпуса должна быть на 30° ниже, а температура радиатора ещё на 30° ниже, за счёт температурного сопротивления. Превышение температуры приводит к тому, что высыхает термопаста, деформируется корпус элемента. Всё это ведёт к увеличению температурного сопротивления между кристаллом и радиатором и, следовательно, к его перегреву и выходу из строя. В сварочных инверторах НЕОН такая проблема отсутствует.
Защита от пыли и грязи.
Там где сварка, всегда присутствует металлическая пыль. Зачастую нет возможности избежать работы шлифмашинкой в непосредственной близости от аппарата. Попадания металлической пыли в аппарат не избежать. Но она токопроводна и может вызвать замыкание внутри аппарата. Конструкция аппарата должна предусматривать защиту о этого. Сварочные аппараты НЕОН конструктивно выполнены таким образом, что радиаторы образуют тоннель для прохождения воздуха от вентилятора, препятствующий попаданию пыли на платы и схемы.
Все печатные платы и моточные узлы (трансформаторы, датчики) покрыты не просто тонким слоем лака, а кремнийорганическим компаундом (двухкомпонентный герметик), слоем, толщиной не менее 0,5 мм. Он надежно закрывает точки пайки, поверхность печатных плат, радиодетали планарного монтажа, обмотки трансформаторов от грязи, металлической пыли и влажности воздуха.
Стойкость к внешним механическим воздействиям.
Несущая основа корпуса сварочных аппаратов НЕОН металлическая.
Крепёжные детали изготовлены из стеклотекстолита, толщиной 2 и 3 мм, нет хрупкого пластика. Силовые печатные платы выполнены из толстого стеклотекстолита ( 2.5 мм), а дорожки из меди увеличенной толщины (70 мкм). Платы не имеют прямого контакта с корпусом. Деформация корпуса не приводит к деформации плат.
Безопасность
В России довольно высокие требования к электробезопасности. Но, как ни странно, не все аппараты, продаваемые на рынке им удовлетворяют.
Аппарат должен иметь устройство защиты питающей сети от короткого замыкания в аппарате. Все аппараты NEON снабжены автоматическими выключателями и отключают аппарат от сети в случае критической неисправности.
2. Что такое сварочный инвертор?
Инвертор – ( от латинского inverto – переворачиваю, изменяю) – это устройство для преобразования постоянного тока в переменный. Выполняется на электронных, газоразрядных или полупроводниковых приборах, обладающих свойствами вентиля. Инвертор в сварочном аппарате необходим для того, чтобы повысить частоту тока с целью уменьшения габаритно-массовых характеристик силового трансформатора, а также для повышения управляемости выходными характеристиками устройства. Сварочный инвертор структурно состоит из выпрямителя сетевого напряжения, сглаживающего фильтра, непосредственно инвертора с системой управления, высокочастотного силового трансформатора, выходного выпрямителя и выходного фильтра. В обычном сварочном трансформаторе (без инвертора) ток в его первичной обмотке, а следовательно и в сетевых проводах, жестко связан через коэффициент трансформации с током во вторичной обмотке. Например, в сварочном трансформаторе с напряжением холостого хода в 60 вольт, при токе во вторичной обмотке в 200Ампер, ток в его первичной обмотке будет равен 54,5Ампер без учета тока холостого хода. Следовательно, если этот трансформатор будет подключен к бытовой сети, такой же ток будет протекать и по сетевым проводам, разогревая их и оплавляя вилку с розеткой. Именно поэтому, при выполнении сварочных работ обычным трансформатором от бытовой сети, наблюдаются резкие провалы и броски напряжения в этой сети, которые могут привести к выходу из строя других подключенных потребителей. В инверторе, в отношении токов в обмотках, действуют те же законы, но контуры протекания этих токов существенно отличаются, а именно, ток в первичной обмотке силового трансформатора течет из емкостного накопительного фильтра, а при наличии реактивных токов (в режимах близких к короткому замыканию) в него же и возвращается. Таким образом, в инверторе осуществляется циркуляция энергии из емкостного накопителя в силовой трансформатор и обратно при индуктивном характере нагрузки. Из сети при этом инверторный сварочный аппарат потребляет только такую мощность, которая израсходовалась и выделилась в виде тепла в дуге и ушла на незначительные потери в проводах и других элементах. Следовательно, максимальный потребляемый ток из сети инвертором происходит при максимальной длине дуги, а у трансформаторного сварочного аппарата в режиме короткого замыкания и режимах близких к нему. Поэтому инвертор не перегружает сеть и является таким же потребителем энергии, как и обычная нагрузка. Из-за низкого потребляемого из сети тока инверторы, по отношению к другим потребителям подключенным в эту же сеть, являются устройствами «невидимыми», не влияющими существенно на саму сеть и следовательно на других потребителей.
3. В чем отличие сварочного аппарата NEON от других инверторов?
Существует несколько структурных способов построения сварочных инверторов:
- Двухтактные мостовые инверторы
- Двухтактные полумостовые инверторы.
- Однотактные прямоходовые инверторы (косой полумост).
Однотактные и двухтактные инверторы с ШИМ и ФИМ имеют паузы в выходном токе, что является негативным фактором, требующим установки дополнительного выходного дросселя для сглаживания пульсаций тока. Кроме того, инверторы бывают с «жесткой» коммутацией (одновременный разрыв тока и напряжения), при которой происходит максимальное выделение коммутационных потерь силовых элементов и «мягкой» коммутацией (при этом разрыв тока происходит при нуле напряжения, либо разрыв напряжения при нуле тока).
Традиционно, большинство аппаратов, кроме NEON, выполнено по схеме косого полумоста с «жесткой» коммутацией. Силовые транзисторы инвертора, работающие в таком режиме, в соответствии с техническими условиями на них имеют ресурс всего 10 000 часов, в то время как эти же транзисторы, работающие в режиме «мягкой» коммутации, будут иметь ресурс в 1 500 000 часов.
Инвертор сварочного аппарата NEON построен по двухтактной полумостовой схеме с использованием частотно-импульсной модуляции. При этом открывание силовых транзисторов осуществляется по технологии ZCS (zero-current switch коммутация при нулевом токе), а закрывание транзисторов – по технологии ZVS (zero-voltage switch переключение при нулевом напряжении), что обеспечивает минимальное выделение мощности на ключевых элементах, и, соответственно, максимальный КПД и надежность. Инверторы импортного производства, схожие с инвертором NEON по способу управления силовыми ключами, в России встречаются крайне редко ввиду очень высокой стоимости. По подобной технологии управления выполнены некоторые из инверторов «Kemppi» и «Fronius».
4. Правда ли, что NEON – российская разработка?
Сварочные инверторы NEON – это полностью российская разработка, созданная творческим коллективом конструкторов и имеющая ряд схемотехнических, конструкционных и технологических особенностей, отличных от инверторов других производителей. В инверторах NEON заложены иные оригинальные алгоритмы работы системы управления и силовых ключей, а созданные методы расчета позволяют разрабатывать новые и совершенствовать старые инверторы под любые задачи. На базе АО «Электро Интел» создана целая школа по обучению и развитию специалистов–конструкторов, успешно работающих над созданием мощных источников питания промышленного и специального назначения.
5. Как правильно подобрать генератор?
Генераторы, представленные на сегодняшнем рынке, имеют один существенный недостаток – ограниченный максимальный выходной ток. Все простые генераторы выдают максимальную мощность при строго определенном сопротивлении нагрузки, а сварочные инверторы являются для генераторов нагрузкой с переменным сопротивлением и далеко не оптимальным. Поскольку сварочный инвертор, по сути, является стабилизатором выходного тока, то при снижении напряжения питания инвертор попытается увеличить потребляемый ток с целью сохранения своего выходного тока. Если при этом инвертор будет подключен к генератору, то при большой нагрузке (сварка максимальными токами), на выходе генератора начнет уменьшаться напряжение. Инвертор при этом для сохранения заданного своего выходного тока, попытается увеличить свой потребляемый ток, что вызовет ещё больший провал напряжения на выходе генератора, и, в конечном счете, может вызвать полное падение напряжения. Как только напряжение упадет ниже величины при которой происходит отключение инвертора, последний выключится, что вызовет скачок напряжения на выходе генератора, поскольку отключилась его нагрузка. Процесс равносилен обрыву нагрузки. На выходе генератора произойдет резкий выброс ЭДС индукции, который приведет к выходу из строя инвертора. Вышеописанный процесс происходит при условии, что активная выходная мощность генератора меньше или равна максимальной потребляемой мощности инвертора. Для предотвращения развития событий по изложенному сценарию при выборе генератора необходимо обратить внимание на его мощность. Реальная мощность генератора должна быть минимум в 1,5раза больше, чем максимальная выходная мощность инвертора. В противном случае возможен выход инвертора из строя.
6. В чем отличие аппаратов с НАКС?
Аппараты НАКС и не НАКС одной и той же модификации имеют абсолютно идентичную конструкцию и технологию изготовления, отличаются лишь дополнительным комплексом проводимых приемо-сдаточных испытаний, что подтверждается Свидетельством Национального Агентства Контроля и Сварки об аттестации сварочного оборудования в соответствии с требованиями РД 03-614-03.