Что такое сварочный выпрямитель. Устройство, принцип работы, виды

Назначение сварочного выпрямителя сводится к тому, чтобы модулировать ток, исходящий от бытовой сети. На выходе он должен быть преобразован в постоянный ток с определенными параметрами. Основным показателем оборудования для сварочных работ является генерируемая сила тока, выраженная в Амперах. Данный показатель зависит от технических характеристик выпрямителя, который по своей сути является более совершенным трансформатором. Он не только способен модулировать электрический ток, но и выпрямить его.

Это основное отличие между сварочными аппаратами переменного и постоянного тока. Дополнительно (помимо выпрямителей) устройства оснащают конденсаторами и полупроводниковыми фильтрами, призванные нивелировать импульсы постоянного тока и сделать его равномерным. В соответствии с требованиями технологии выполнения сварочных работ применение выпрямителей целесообразней нежели трансформаторов. В этом случае более стабильной является дуга, а металл разбрызгивается намного меньше.

Что такое сварочный выпрямитель

Устройство является преобразовательным блоком с возможностью регулировки силы тока (ампераж) и напряжения (вольтаж). На выходе сварочного выпрямителя есть провода с клеммами – плюсовой и минусовой. Один из них подключается к электроду, а другой контактирует с заготовкой. В результате замыкания цепи образуется электрическая дуга. Ее высокая температура позволяет расплавлять металлы и сваривать их.

В зависимости от назначения выпрямители отличаются уровнем сложности и функционалом. Тем не менее, принципиальная рабочая схема остается типовой. Его основу составляет преобразователь – трансформатор, модулирующий нужное для конкретной ситуации напряжение. Помимо этого, в схеме есть определенное количество полупроводников, которые отсекают отрицательную часть синусоиды переменного тока, пропуская только положительный заряд.

Устройство и принцип работы сварочного выпрямителя

Ниже перечислены основные элементы, которые включаются в любую схему оборудования такого рода. Итак, сварочный выпрямитель состоит из:

• трансформатора – узла, позволяющего регулировать напряжение. Сетевой ток проходит через трансформатор и преобразуется. В результате снижается силовая нагрузка;
• блока выпрямления, который состоит из набора полупроводников, преобразующий переменный ток в постоянный;
• регуляторов частотности и силы тока;
• накопителей – сглаживают импульсы.

Чтобы разобраться в принципе работы оборудования, необходимо обратить внимание на механику работы полупроводников. Они открыты для прохождения электродов исключительно в положительном полупериоде. При условии, что схема содержит несколько полупроводников генерируется соответствующее количество полупериодных кривых. Они накладываются друг на друга, образуя постоянное напряжение.

Читайте также: Сварочный трансформатор: устройство и принцип действия

Использование сварочных выпрямителей

Сварочные выпрямители применяются в работе при прямой и обратной полярности, с низкими и высокими токами. При выборе силовых параметров учитывается толщина заготовки, пластичность и тугоплавкость материала.

Устройства подходят для подключения:

• тугоплавких вольфрамовых электродов;
• легкоплавных угольных расходников;
• насадок автоматов и полуавтоматов.

Принципиальная схема сварочного выпрямителя всегда идет в комплекте к оборудованию. Она используется специалистами при необходимости ремонта сварочного аппарата.

Основные типы сварочных выпрямителей

Преобразователи сварочного тока отличаются по двум показателям: типу конструкции и способу регулировки силовых показателей подключения.

Основные виды выпрямителей:

• регулировка осуществляется посредством изменений в работе трансформатора;
• модели с дросселем. Используется индукционная катушка, исключающая резкие перепады напряжения;
• тиристорные. В качестве регуляторов, изменяющих напряжение, используются тиристоры.
• транзисторные. В схему оборудования включены полупроводники, которые сглаживают амплитуду импульсов тока;
• инвертор. Аппарат оснащен преобразователем с частотным повышением напряжения и регулятором силы тока.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Основные отличия сварочных аппаратов в зависимости от силовых показателей и особенностей их регулировки:

• Модели для электрической дуговой сварки, подключаемые к трехфазной сети. Характеризуются большими размерами. Работа преобразователя сопряжена с ощутимыми потерями электричества. Возможности аппарата ограничиваются мощностью трансформатора и параметрами дополнительного сопротивления.
• Автоматы и полуавтоматы. Сила тока на выходе зависит от мощности магнитного поля, которая в свою очередь управляется реостатом. Он позволяет изменить количество витков вторичной обмотки (за принципом вольтамперной регулировки). Помимо этого, устанавливается осциллограф, позволяющий контролировать импульсную регулировку. Изначально ток выпрямляется, после чего преобразовывается в переменный высокочастотный.
• Трехфазные выпрямители дроссельного типа устанавливаются в дуговой аргоновой сварке. В их конструкции предусмотрен дополнительный сердечник с обмоткой. Его роль заключается в накоплении заряда, подаваемого на конденсатор-выпрямитель.

Читайте также: Типы электродов для ручной дуговой сварки

Преимущества и недостатки

Современные сварочные аппараты отличаются хорошим функционалом и большой мощностью при скромных размерах. Наиболее компактными моделями являются инверторные. Специалисты определяют их в отдельную группу. Трансформатор в таких устройствах занимает не больше пятой части общего объема.

Основное отличие прочих выпрямителей от трансформаторов заключается в том, что они могут генерировать постоянный ток в то время как для трансформаторов эта функция недоступна. Именно такая особенность является фундаментом большого перечня достоинств аппаратов с выпрямителями:

• электрод накаляется намного быстрее, когда на него вместо переменного тока подать постоянный;
• значительно снижается непродуктивное потребление электричества и, соответственно, возрастает значение коэффициента полезного действия;
• для дуги характерна стабильность горения;
• равномерное плавление расходных материалов сопровождается минимальным количеством брызг расплава. Благодаря этому снижается вероятность травматизма среди сварщиков;
• стабильность горения дуги дает возможность лучше контролировать шов. Он получается максимально ровным и прочным;
• функционал сварочного аппарата с выпрямителем богаче, чем аналога с трансформатором;
• уменьшен расход присадочного материала. Экономия становится тем ощутимее, чем больше объем выполненной работы.

Помимо достоинств выпрямителям свойственны и недостатки:

• исключить потерю мощности полностью не удалось;
• аппараты с выпрямителями хуже работают, чем трансформаторные, в случае понижения напряжения сети;
• очень чувствительны к возникновению коротких замыканий в сети энергоснабжения. Выходят из строя при малейшем замыкании проводки;
• большая часть моделей не рекомендуется использовать в условиях повышенной запыленности или влажности.

Основные неисправности и обслуживание сварочных аппаратов

Перед первым включением в сеть новые преобразователи необходимо продуть. Для этих целей подходит обыкновенный бытовой фен. Его включают на максимальные обороты при среднем уровне прогрева. Это делается для того, чтобы высушить возможное скопление влаги внутри и убрать пыль, снижающую сопротивление медной обмотки. Продувку нужно повторять примерно раз в квартал.

Если был длительный перерыв в работе оборудования (до 1 года), то перед его включением нужно «прокачать» полупроводники. Суть процедуры заключается в том, чтобы дать выпрямителю поработать на разных режимах, начиная с холостого. Подобная «обкатка» продолжается примерно два часа. После этого сварочный аппарат будет работать безотказно и стабильно в разных условиях. Необходимо следить за состоянием основных узлов и не давать оборудования перегреваться.

Наиболее распространенные неисправности сварочного оборудования и способы их устранения:

1. Оборудование не работает при подключении к сети энергоснабжения. Возможные причины:
   • перелом жилы подающей проводки. При этом контакты в вилке «болтаются». Необходима замена вилки;
   • нет напряжения в сети. Следует проверить рубильник на входе и убедиться, что он включен;
   • вышел из строя один из узлов системы. Починить самому без соответствующей подготовки будет очень сложно. Лучше отнести аппарат в мастерскую;
   • ресурс полупроводников исчерпан. Требуется перепайка схемы.
2. Электроды залипают и в этот момент слышен гул преобразователя. Что можно предпринять:
   • проверить исправность конденсатора и полупроводников;
   • измерить показатели сети энергоснабжения и убедиться в том, что напряжение соответствует номиналу;
   • убедиться в целостности проводки дросселя.
3. Во время работы преобразователь неожиданно отключается. Такое может иметь место:
   • в случае перегрева. Следует убедиться в исправности системы охлаждения и вентилятора;
   • при нарушении целостности обмотки встроенного трансформатора. Нужно старую заменить новой.
4. Нестабильно напряжение при работе в нагрузку или на «холостых оборотах». Следует проверить:
   • ручку регулятора;
   • установленный на первичную обмотку предохранитель;
   • надежность контактов клеммы пускателя.

Если сварочный аппарат перестает выдерживать нужные рабочие параметры, то вероятной причиной может стать перегрев. Чтобы убедиться в этом, достаточно потрогать корпус. Если он горячий, то нужно дать передышку генератору и проверить насколько свободно проходит воздух к вентилятору.