Aktualno Partnerji

Kaj je inverterski varilni aparat? O inverterski tehnologiji in varjenju

 

Inverterski varilni aparati so že leta najbolj pogosta izbira tako profesionalnih kot ljubiteljskih varilcev. Zato v današnjem prispevku zapišemo, kaj je inverterski varilni aparat in kaj je sploh inverterska tehnologija. Pogledamo tudi, kako delujejo inverterski varilni aparati in kakšne so njihove prednosti.

 

Kako deluje inverterska tehnologija (v varilnih aparatih)?

Preprosto povedano, inverter je elektronski sistem za regulacijo napetosti. V primeru inverterskega varilnega aparata pretvori izmenični napajalnik v nižjo uporabno izhodno napetost – na primer iz 240V AC napajanja v 20V DC izhod.

Torej, kaj je inverterski varilni aparat? Naprave na osnovi inverterja uporabljajo vrsto elektronskih komponent za pretvorbo moči. V nasprotju z običajnimi napravami na osnovi transformatorjev, ki so odvisne predvsem od enega samega velikega transformatorja za uravnavanje napetosti.

Inverter deluje tako, da poveča frekvenco primarnega napajanja s 50 Hz na 20.000 – 100.000 Hz. To se naredi z uporabo elektronskih stikal, ki izjemno hitro vklopijo in izklopijo napajanje (do 1 milijoninke sekunde). S takim nadzorom napajanja se lahko velikost transformatorja znatno zmanjša, še preden vstopi v transformator.

Kakšne so prednosti uporabe inverterskih varilnih apratov?

Izdelki, ki temeljijo na inverterju, ponujajo številne prednosti pred običajnimi aparati, ki temeljijo na transformatorjih:

Teža in velikost

To je najpomembnejša in impresivna prednost, ki jo ima inverterski varilni aparati pred običajnimi napravami. Na primer, pretvornik, ki tehta manj kot 5 kg, je manjši od kovčka in ga je mogoče udobno obesiti čez ramo, ima lahko primerljivo izhodno zmogljivost kot 50-kilogramska naprava s transformatorjem.

Učinkovitost

Kakovostni inverterski aparati, kot so določene serije inverterskih varilcev Lincoln Electric (trgovina SQS), bodo imeli oceno učinkovitosti približno 80-90 %. Medtem ko imajo običajni aparati znatno nižjo učinkovitost, približno 50 %. To je posledica dejstva, da imajo večji transformatorji v običajnih aparatih večji upor in zato izgubijo znatno količino moči (ali energije) z odvajanjem toplote.

Uporaba generatorske moči

Zelo učinkovita naprava pomeni, da je uporaba generatorske energije veliko bolj izvedljiva z inverterskimi varilniki. Te je mogoče upravljati z manjšimi prenosnimi generatorskimi sklopi – nekaj, kar pogosto ni mogoče s tradicionalnimi transformatorskimi stroji. Upoštevati je treba, da obstajajo tveganja, povezana z uporabo energije generatorja.

Delovni cikel ali intermitenca

Na splošno so veliko višji delovni cikli dosegljivi z aparati, ki temeljijo na pretvorniku, spet zaradi razlike v velikosti transformatorja. Čeprav se manjše komponente v inverterskem varilnem aparatu hitro segrejejo, jih je mogoče veliko lažje in hitreje ohladiti. Pri običajnih “transformatorskih” varilnikih pa so sestavni deli veliko večji. Zato se nagibajo k shranjevanju toplote in se dlje časa hladijo.

Kaj je inverterski varilni aparat
Shema delovanja inverterskega varilnega aparata (VIR 1)

Izhod enosmernega toka

Veliko običajnih “transformatorskih” MMA (ročno obločnih) varilnikov ima samo izhod izmeničnega toka, kar pomeni, da so omejeni glede vrst elektrod, s katerimi lahko varijo. Vendar pa je pri aparatih na osnovi inverterja tok veliko lažje preusmeriti v enosmerni, kar pomeni, da lahko varijo široko paleto različnih varilnih elektrod. To tudi pomeni, da so nekateri MMA (ročno obločni) inverterji primerni tudi za DC TIG varjenje, kar pri klasičnih AC aparatih ni mogoče.

Učinkovitost

Učinkovitost kakovostnih inverterskih varilnikov je bistveno boljša od običajnih varilnikov. To je še posebej opazno pri MMA (ročno obločnem) varjenju, kjer operaterji ugotovijo, da je varjenje veliko lažje in se jim ni treba ‘boriti’ z oblokom. To je predvsem posledica sposobnosti inverterskih strojev, da imajo višje napetosti odprtega tokokroga in vključujejo funkcije, kot so Hot Start, Anti-Stick & Arc-Force. Odličen primer tega je varjenje tankih materialov – z uporabo običajnega ročno obločnega varilnega aparata je to precej težko, če ne celo nemogoče, toda z inverterskimi napravami, kot so serije Linciln Electric, ki imajo neskončno nastavitev amperaže in zelo stabilen oblok, je to moč zelo zmanjšati. Izhod se lahko tako zelo nizko, da bo varil recimo 1,6 mm pločevino ali odsek cevi z relativno lahkoto in nadzorom.

Funkcije

Elektronika inverterskih naprav se veliko lažje prilagodi zmožnosti vključevanja dodatnih funkcij (kot je način TIG) in omogoča boljše nadzorovanje obstoječih funkcij.

Kaj je IGBT inverterska tehnologija?

Kratica IGBT pomeni Insulated Gate Bipolar Transistors ali bipolarni tranzistorji z izoliranimi vrati. To so hitre preklopne naprave, ki se uporabljajo v vseh varilnih aparatih, ki olajšajo regulacijo napetosti.

Nekateri inverterski aparati uporabljajo starejšo MOSFET tehnologijo/tranzistorje. Tehnologija IGBT ponuja znatne prednosti pred MOSFET-ji – morda najpomembnejša prednost je ta, da so IGBT-ji manj občutljivi na nihanja električne energije v omrežju in generatorju, zaradi česar so veliko bolj zanesljivi in manj nagnjeni k poškodbam ali okvaram.

VIR (1) ResearchGate