Сравнение бытового сварочного трансформатора с инвертором

Бытовой сварочный аппарат становится неотъемлемым атрибутом домашних мастерских в частных домах, гаражах и на дачах. При выборе конкретного экземпляра у многих возникает один и тот же вопрос, какой сварочный аппарат лучше?

До недавнего времени, возможность сделать выбор практически отсутствовала. Рыночный сегмент оборудования для бытового использования был пуст. В настоящее время вниманию покупателя представлены модели различных ценовых диапазонов, способные выполнять множество функций.

Среди них можно найти бытовой сварочный трансформатор и малогабаритный инвертор.

Конструкция

Наряду со сварочными трансформаторами появились представители нового поколения сварочной техники – бытовые инверторные преобразователи. В связи с этим, покупатель задумывается, инвертор или трансформатор лучше выбирать.

Чтобы справиться с этой задачей, надо рассмотреть, что представляют собой бытовые устройства и какими особенностями обладают.

Конструктивно прибор выполнен как обычный понижающий двухобмоточный трансформатор. В однофазном исполнении обмотка высокого напряжения включается в сеть 220 Вольт.

Обмотка низкого напряжения рассчитана на протекание значительного сварочного тока, в режиме холостого хода ее напряжение составляет порядка 48 Вольт.

Сварка таким трансформатором ведется только на переменном токе. Однофазное выпрямление не обеспечивает устойчивого горения дуги ввиду существенных пульсаций вторичного напряжения.

Следует упомянуть о сварочных трансформаторах в трехфазном исполнении. В основной массе, это большие аппараты для профессионального использования, но имеются компактные варианты исполнения, пригодные для бытовых нужд при наличии соответствующего питания.

Бытовые сварочные трехфазные трансформаторы оснащены диодными выпрямительными мостами и обеспечивают на выходе качественное выпрямленное напряжение для сварки на постоянном токе.

Способы регулирования тока

Регулирование тока сварки трансформатора может быть осуществлено тремя путями. Самый простой – использование изменяемого балластного сопротивления из высокоомного материала.

Другой способ заключается в изменении магнитного потока магнитопровода. Реализуется этот вариант путем изменения положения обмоток трансформатора, регулирования воздушного зазора в магнитопроводе или введения магнитного шунта.

Это требует внесения конструкционных изменений в магнитную систему трансформатора для обеспечения подвижности обмоток или частей магнитопровода.

Третий способ управления током заключается в том, что во вторичную цепь трансформатора встраивается электронный (чаще всего тиристорный) регулятор.

В его основе – фазовый метод управления электронными ключами, то есть тиристоры открыты в течение некоторой регулируемой части периода, обеспечивая заданное среднее значение тока сварки.

Особенности способов управления

Каждый из способов управления током имеет свои особенности. Применение балласта не влечет за собой усложнение схемы трансформатора, следовательно, не снижает ее надежность.

Регулирование осуществляется в самых широких пределах, при этом, не изменяется напряжение холостого хода, что обеспечивает надежное зажигание дуги. К недостаткам можно отнести только некоторую громоздкость оборудования, так как сопротивление выполнено в виде отдельного блока.

Регулирование магнитного потока применяется редко ввиду существенного усложнения конструкции и снижения надежности за счет наличия движущихся частей магнитопровода.

Электронный способ более распространен, и с развитием электронной промышленности стоимость компонентов снижается. Этот способ обеспечивает наиболее удобное управление (достаточно повернуть ручку потенциометра на лицевой панели), но все же, он сопряжен с усложнением схемы.

Кроме этого, диапазон изменения сварочного тока ограничен, так как при фазовом управлении, регулирование среднего значения тока достигается изменением соотношения времени открытого и закрытого состояния ключа. В случае, когда значительную часть периода ключ закрыт, устойчивость зажигания и горения дуги снижается.

Не упомянут еще один, четвертый способ, заключающийся в переключении отпаек вторичной обмотки. В схемах лучших сварочных трансформаторов он не применяется ввиду усложнения конструкции вторичной обмотки, дискретности регулирования и малого его диапазона.

Последнее обусловлено изменением напряжения вторичной обмотки, значительное снижение которого уменьшает устойчивость зажигания дуги.

Инверторные аппараты

Изобретение инверторной технологии сварочных преобразователей без преувеличения можно назвать революционным событием. Работает сварочный аппарат следующим образом.

Входное напряжение (220 Вольт) выпрямляется диодным мостом и поступает на вход инвертора. Инвертор, построенный на мощных IGBT-транзисторах, преобразует постоянное напряжение в переменное с частотой, достигающей нескольких десятков килогерц. Затем, высокочастотное напряжение трансформируется до необходимого уровня и вновь выпрямляясь, поступает на сварочный электрод.

Может возникнуть вопрос, каков смысл в этой цепочке преобразований? Ведь, если в традиционном сварочном аппарате преобразование сводится к трансформации (плюс выпрямление для трехфазных аппаратов постоянного тока), здесь происходит выпрямление, инвертирование, трансформация, и вновь выпрямление.

Секрет кроется в свойствах токов высокой частоты. Дело в том, что с увеличением частоты, резко снижается площадь магнитопровода трансформатора при той же мощности.

Кроме этого, уменьшаются величины емкости фильтровых конденсаторов. Эти факторы позволили создать бытовой аппарат, который можно переносить на плечевом ремне, выполняющий сварку токами, доступными трансформаторам, которые весят несколько десятков килограммов.

Кроме этого, выпрямленный ток, содержащий пульсации высокой частоты, генерируемый инверторным аппаратом, позволяет работать с электродами любого типа, которые предназначены как для переменного, так и для постоянного тока.

Сравнение и выбор

Подытоживая, необходимо рассмотреть основные преимущества бытовых сварочных аппаратов двух типов.

Итак, бытовые сварочные трансформаторы превосходят бытовые инверторные аппараты по следующим показателям:

  • простота и надежность конструкции;
  • сравнительно невысокие квалификационные требования к персоналу, осуществляющему ремонт;
  • невысокая стоимость ремонта;
  • сравнительно невысокая цена самого аппарата.

В свою очередь, бытовой инвертор лидирует по компактности и легкости, обеспечивающей его высокую мобильность. Качество работы на постоянном токе очень высокое, даже при питании от домашней бытовой розетки. У бытовых инверторов высокий КПД и наличие дополнительных функций.

Таким образом, сварочный бытовой трансформатор больше подходит для тех, кому мобильность устройства не важна, а классическая, проверенная десятилетиями схема ближе по духу.

Бытовой сварочный инвертор незаменим, когда его нужно часто возить с собой. Например, на дачу, где даже при отсутствии электроэнергии, его можно подключить к переносному электрическому генератору.

Похожие публикации