Как в сварочном инверторе регулируется ток без изменения напряжения на выходе?

Question

Вот подключил я к нему нагрузку. Замеряю напряжение. при вращении крутилки тока, напряжение не меняется. Частота на выходе 102кгц. Или это пиковое напряжение в импульсах и сквжность меняется?

Answer 1

Вы правы в своем предположении! В сварочном инверторе регулировка тока происходит не за счет изменения напряжения на выходе, а за счет изменения скважности импульсов и среднего тока.

Как работает сварочный инвертор

Преобразование переменного тока в постоянный: Переменный ток сети (50 Гц или 60 Гц) выпрямляется и преобразуется в постоянный ток.
Инвертирование постоянного тока: Постоянный ток преобразуется в высокочастотный переменный ток (102 кГц) .
Трансформатор: Ток подается на сварочный трансформатор, где напряжение понижается, а ток увеличивается.
Выпрямление: Ток выпрямляется обратно в постоянный ток для сварки.
Регулировка тока: Выходной ток регулируется за счет широтно-импульсной модуляции (ШИМ) .

ШИМ и скважность

Импульсы: Напряжение на выходе формируется в виде импульсов.
Скважность: Отношение длительности импульса к периоду следования импульсов.
Большая скважность: Длинные импульсы, короткие паузы – средний ток выше.
Меньшая скважность: Короткие импульсы, длинные паузы – средний ток ниже.
Регулировка тока: Крутилка тока регулирует ширину импульсов, изменя скважность. При увеличении тока длительность импульсов увеличивается, при уменьшении – уменьшается.

Почему напряжение на выходе не меняется?

Постоянное пиковое напряжение: Напряжение в импульсах определяется параметрами трансформатора и схемы выпрямления, оно относительно постоянное.
Средне напряжение: Мультиметр измеряет средне напряжение, которое практически не меняется из-за коротких импульсов и длинных пауз. Ток меняется.

Аналогия

Представьте, что вы наполняете ведро водой из крана.
Напряжение: Напор воды (давление) в кране остается постоянным.
Ток: Количество воды в ведро за единицу времени.
Регулировка тока (ШИМ) : Вы открываете и закрываете кран на разное время. При длительном открытии в ведро нальется много воды (большой ток) , при коротком – мало (маленький ток) .

Что вы измеряете

Напряжение: Мультиметр измеряет средне напряжение, которое остается относительно постоянным.
Ток: Амперметр измеряет средний ток, несмотря на импульсный характер тока.

Итог

В сварочном инверторе регулировка тока происходит за счет изменения скважности импульсов (ШИМ) при постоянном пиковом напряжении. На выходе вы видите практически постоянное напряжение, но ток меняется за счет изменения длительности импульсов. Частота 102 кГц – это частота импульсов.

Надеюсь, объяснение было понятным и полезным. Если есть вопросы, не стесняйтесь спрашивать.