Сегодня мы хотим поделиться с вами правилами выбора инвертора для обучения сварочному делу, а также для повседневных задач на даче или в частном доме. Ведь развитие электроники позволило сделать сварочное оборудование доступным как по стоимости, так и с точки зрения удобства применения его простым обывателем.
Кратко об устройстве и работе ММА-инверторов
В отличие от распространённых ранее трансформаторов и выпрямителей, в инверторах используется строго электронный принцип преобразования тока. На выходе получается та форма кривой, которая наилучшим образом подходит для сварки электродами с покрытием — практически чистый меандр (пульсирующая «постоянка») с изменяемой частотой.
При этом частота меандра и стабильность уровней напряжения почти никак не зависят от параметров и колебаний в питающей сети. Достигается это за счёт работы высокочастотных силовых транзисторов, управляемых микроэлектроникой. Это могут быть как обычные интегральные схемы (драйверы ШИМ), формирующие сигнал определённого типа, так и прошиваемые микроконтроллеры.
Основную работу выполняют два элемента (участка) силовой схемы. Набор IGBT транзисторов задаёт требуемый уровень тока на выходных клеммах инвертора. Блок тиристорных ключей (БТК) формирует пульсацию сварочного тока с требуемой частотой. В зависимости от текущего режима работы, частота и сила тока на выходе могут мгновенно меняться для более качественного поддержания дуги.
Комплект и форма поставки
Кажется странным, но при выборе сварочного инвертора для бытовых задач первым делом нужно обращать внимание вовсе не на содержимое основного блока. Гораздо важнее определить список оборудования с максимально полным и содержательным комплектом поставки, а потом среди выбранных вариантов выбрать лучший в техническом плане.
Происходит так потому, что большинство инверторов для домашнего и любительского пользования имеют типовое устройство и редко обладают выдающимися отличиями. А вот наличие кейса, например, очень даже показательно, такой инвертор гораздо удобнее хранить, а о транспортировке без удобного ящика не стоит даже думать.
Комплект поставки должен включать полезные вещи и исключать бесполезные. В приоритете инверторы, снабжаемые паспортной документацией, содержащей принципиальную и электрическую схемы устройства, руководство по ремонту и подробное описание режимов работы. Также в комплекте, по возможности, должны быть сменные расходные части, такие как предохранители или накладки держателя. Естественно, оборудование должно иметь гарантию не менее года.
А вот всевозможная мелочь вроде щитков и щёток на деле оказывается совершенно бесполезной. По причине «калечности» эти изделия можно выкинуть в первый же день после покупки. Намного лучше, если продавец снабжает инвертор небольшим акционным подарком, например, парой сварочных перчаток.
Что внутри блока: отличия по начинке
Немногие начинающие сварщики могут похвастать обширными познаниями в схемотехнике, а потому инвертор для них остаётся чем-то вроде чёрного ящика. А вот продавец подробности устройства сварочного аппарата должен знать и уметь описать сильные стороны.
Важнейшее отличие заключено в форм-факторе силовых электронных компонентов. Это могут быть либо отдельные транзисторы и тиристорные ключи, либо же они объединены в один модуль с общим теплоотводом. Нельзя однозначно сказать что лучше. С точки зрения ремонтопригодности отдельные компоненты более выгодны, в то же время качественно исполненные модули в едином корпусе распространяют меньше помех на остальную электронику и лучше работают в схеме параллельного моста, где разброс параметров полупроводниковых компонентов оказывает губительное влияние на всю сборку. В любом случае радиаторы этих компонентов должны быть как можно более массивными и с как можно большим числом рёбер.
Управлять работой инвертора могут либо интегральные схемы, где алгоритмы формирования сигнала реализованы на «железном» уровне, либо программируемые МК. В последнем случае инвертор может обладать более широким набором защит: от залипания электрода, перегрева, перегрузки, а также функциями холодного старта, заваривания кратера, автоматической подстройки интенсивности дуги в зависимости от длины и прочими. Такой набор «плюшек» — это однозначно хорошо, но в некоторых приборах недостаточно хорошо продуман вопрос помехозащищённости чувствительного контроллера при том, что блоки управления и формирования сигнала расположены в одном, довольно компактном корпусе.
Наличие расширенного спектра защит и прочих функций возможно и при управлении на непрограммируемых контроллерах. Такая схема устройства реализована, к примеру, в инверторах Kemppi. На производство специализированных ИС решается далеко не каждый производитель, но наличие таковых говорит о повышенном уровне надёжности. Цена у подобных инверторов соответствующая. С другой стороны, схемы на более распространённых компонентах потребуют меньше вложений при возможной поломке.
Около 90% современных радиоэлектронных компонентов производятся в Китае. По этой причине утверждение о чисто японской или американской начинке инвертора стоимостью менее 30 000 руб. выглядит как минимум смешно. С другой стороны, даже филиалы таких известных фирм как Texas Instruments или Toshiba с производственной базой в Китае производят продукцию на порядок надёжнее дешёвых китайских no-name компонентов.
Жилы, держатель, масса
Поломки непосредственно инверторного блока — это наиболее серьёзный, но в то же время один из самых редких типов неисправностей. Гораздо чаще происходит отгорание жил, поломка держателя и оплавление губок держателя массы.
Оптимально, если втулки и гнёзда на соединениях кабеля имеют размер 12,5 мм. Разница с более распространёнными 9 мм соединителями в реальной работе очень существенная, плюс желательна комплектация разборными штекерами, ибо в этом месте кабели отгорают достаточно часто.
Стандартное сечение жил у большинства сварочных инверторов 16 мм2, длина около 2–2,5 метров. Сечение на деле оказывается лишь заявленным, в реальности оно чуть выше 10 мм2. Ситуация усугубляется низким качеством медного сплава, из-за чего жила постоянно греется. Опять же, при наличии разборных коннекторов поменять жилы на более качественные не будет проблемой. Однако длину их нельзя безразмерно наращивать: большинство дешёвых инверторов при длине жил свыше 4–5 метров начинают заметно сбоить при розжиге и поддержании дуги или выдают не вполне верную величину силы тока.
Зажим массы и держатель электродов почти никогда не бывают достойного качества. Их лучше заменить сразу после покупки, чтобы не тратить лишние нервы: держатель с мощной пружиной и универсальными губками и винтовой зажим на массу. В любом случае покупайте запасной держатель и зажим вместе с аппаратом — эти детали ломаются особенно часто.
Размеры, эргономика, управление
Современные бюджетные инверторы отличаются высокой компактностью, что не всегда на руку. Из-за слишком плотно сбитой начинки может наблюдаться затруднение обдува теплоотводов и влияние помех силовой части на управляющую.
Оптимальные габариты блока — 150х200х300 мм (ШхВхГ). В меньшем корпусе возможно наличие описанных выше проблем, больший по размерам будет попросту неудобен в транспортировке. Средний вес инвертора — порядка 4,5–5 кг. Более тяжёлый инвертор может иметь как более массивные теплоотводы, так и корпус из более толстой стали. Если не планируется работать на высоте или на весу, то массивность предпочтительна как с точки зрения меньшей чувствительности к ударам и падениям, так и в плане устойчивости — тяжёлый инвертор элементарно сложнее опрокинуть, зацепив петлёй кабеля.
Для корпуса оптимальной степенью защиты является IP32, что встречается довольно редко из-за сложностей в организации обдува. Гораздо чаще корпуса защищены степенью IP21, поэтому инвертор остаётся чувствительным к попаданию металлической пыли, например, если рядом с ним работает болгарка.
Наличие ручки и плечевого ремня однозначно полезно. Кроме этого, обращайте внимание на жёсткость вращения регулировочного потенциометра — слишком мягкие могут случайно сбиваться при распутывании жил и прочих неосторожных движениях. Также приветствуется наличие цифрового индикатора, на котором указывается фактическое значение тока, особенно если планируется вести «ювелирное» сваривание. Кнопка включения должна иметь встроенные предохранитель и фильтр перенапряжений.
Резюме и рекомендуемые параметры
Как уже говорилось, большинство инверторов имеют типовое устройство, и небольшие различия в архитектуре особой выгоды не сулят. Основная разница заключается в предельно допустимых токах для компонентов силовой электроники, которыми определяется рабочий токовый диапазон аппарата. Для уверенной сварки «четвёркой» хватит и 140 А, 5 мм электродом можно варить при 180 А, а инверторы более 200 А вполне неплохо режут электрической дугой. При недостаточно высоком сетевом напряжении максимальный сварочный ток также снижается.
Значительный токовый диапазон может компенсироваться сильно сниженной продолжительностью включения, ибо внутри находятся всё те же дешёвые радиокомпоненты. В работе наиболее оптимальным считается инвертор, способный включаться на 30–40% при максимальном токе. Для домашнего мелкосерийного производства (ковка, ворота) желательно ПВ около 50–55% на максимальном токе.
Не забывайте, что сварочный инвертор есть ничто иное, как импульсный блок питания, соответственно, имеет ключевое значение его КПД. Золотой серединой в этом плане считаются 80%, соответствующую поправку нужно брать при организации питающей сети.
Подведём итог: для домашнего пользования оптимальны инверторы стоимостью в 6000–9000 с мощностью порядка 6–7 кВт и однофазным подключением. Подобную продукцию весьма годного качества представляют торговые марки «Ресанта», VOLTA, «Сварог» и подобные им отечественные и китайские производители приборов по импортным схемам. Чуть более высоким качеством и надёжностью обладает продукция Tesla или Aurora, но и ценник у этих аппаратов соответствующий.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
