Inverterski aparat za zavarivanje - princip rada - uvod

     Inverterski aparati za zavarivanje su zadnjih godina postali veoma popularan izbor, te se vremenom sa usavršavanjem poluprovodničke tehnologije, usavršavaju i sami aparati za zavarivanje. Sama inverterska tehnologija je toliko višenamenska, da skoro ne postoje sofisticirani uredjaji koji ne koriste neke od prednosti ove tehnologije. To je takodje kontrolni sistem, koji kad se primeni na zavarivanje, omogućava izgradnju kompaktnog izvora snage, sa malom potrošnjom energije, kao i veoma sofisticiranom kontrolom.

     Tradicionalni aparati za zavarivanje koriste velike transformatore sa željeznim jezgrom da bi konvertovali visoki naizmenični napon male struje u niski naizmenični napon velike struje. Ispravljački modul (diode), zatim konvertuju naizmenični (AC) u istosmerni (DC) napon koji je upotrebljiv za proces zavarivanja. Dakle, jedan od problema je nezgrapni transformator koji treba da je prilično velikih dimenzija da bi radio korektno.

     Sa druge strane, inverterski aparat za zavarivanje prvo koristi ispravljački modul za konverziju naizmeničnog napona napajanja u istosmerni napon. Veoma brzim uključenjem i isključenjem, kreira se pulsna, visoko-frekventna, istosmerna struja. Tipični frekventni opseg se kreće izmedju 10,000Hz I 30,000Hz, mada su moguće i frekvencije od preko 100,000HZ. Ova visoko-frekventna, niska struja se dovodi na primar transformatora posebno prilagodjenog jezgra, gde se transformiše u visoko-strujni, nisko-naponski pulsirajući istosmerni izvor energije, pre no što se ponovo ispravi. Upravo ovde nastaje velika prednost inverterskih nad klasičnim aparatima za zavarivanje.

     Za  oba načina zavarivanja je potreban transformator koji će konvertovati ulaznu struju na odgovarajuću struju za zavarivanje, s’tim, što sa inverterskim načinom je  da se to uradi mnogo efikasnije na visokoj frekvenciji, te je rezultat mnogo manji transformator  koji smanjuje veličinu i težinu samog uredjaja. Takodje, energija potrebna za čitav proces se daleko smanjuje (do 40%), zato što efikasniji transformator gubi manje energije na grejanje, tako da je na tipičnoj mrezi napona 230V sada moguće postići veću struju varenja. Takodje, zbog veće frekvencije izlazne struje, inverterski aparati za zavarivanje ostvaruju “mekšu“ ravnomerniju varnicu tokom procesa varenja.

     Druga velika prednost je konstantan monitoring i regulacija struje i napona tokom zavarivanja, što kao za posledicu ima rezultat uštede na elektrodama (ARC), žici za zavarivanje (MIG), kao i zaštitnom gasu (TIG). Kontrola izlaznih karakteristika moze biti različita, a o istoj ćemo takodje govoriti u nekom od sledećih tekstova. Sada ćemo se zadržati malo uopšteno na principu rada.

Bazični princip rada je prikazan na sl.1

     Naizmenična struja glavnog napajanja je ispravljena i filtrirana konvertujući AC u DC. Kontrolisani Pwm signal u oscilatoru dostize do 30KHz (pretvarajući tako istosmerni u pulsirajući napon). Tako kontrolisani signal drajva izlazne tranzistore koji u pulsirajućem modu na primaru isporučuju visok napon, a malu struju.Tako na  izlazu transformatora dobijamo visokofrekventnu jaku struju niskog napona koji je upotrebljiv za zavarivanje.Kao rezultat visoke frekvencije na primaru, transformator nije samo manji po dimenzijama nego ima nisku apsorbciju. Ispravljačke diode brzo pokrivajućeg dejstva zatim ispravljaju takav napon sekundara i preko filtera se dobije upotrebljiv napon, koji je takodje izuzetan po kvalitetu, što obezbedjuje konstantan monitoring kontrolnog modula preko povratne sprege.

Kontrola PWM signala i oscilatora se vrši uvek na dva načina, analognim ili digitalnim putem. Najnovije generacije aparata za zavarivanja ( Kempi i dr ), koriste mikrokontrolere i procesore sa već zadatim parametrima zavarivanja, te je sam proces zavarivanja podignut na viši nivo i prilagodjen je za manje iskusne varioce.

Pogledajte seriju tekstova o principu rada Igbt-a i njegovoj vezi sa drajverom!!!