En el pasado, los equipos y las fuentes de alimentación de las soldadoras se basaban en transformadores. La fuente de alimentación que se tomaba era de 50 Hz 230, o 415 voltios. Un transformador metálico la cambiaba de una tensión de entrada relativamente alta a una corriente de 50 Hz a una tensión más baja. Esta corriente de baja tensión se rectificaba entonces mediante una especie de puente rectificador para obtener una salida de soldadura de corriente continua (DC). Algún tipo de amplificador magnético relativamente lento solía realizar el control de esta salida.
Los transformadores son equipos relativamente ineficientes cuando funcionan a 50 o 60 Hz. Se genera mucho calor en el transformador y éste debe ser relativamente grande y pesado. Una parte importante del costo de la energía se destina a calentar el transformador y el aire circundante. La mayoría de estas fuentes de alimentación para soldadura pesan unos 100 kg y tienen una forma parecida a la de un cubo de 800 – 1000 mm.
- Además, si se utilizan 50 Hz, las señales de control se limitan a emitirse a un máximo de 100 por segundo, por lo que es imposible pulsar la corriente de soldadura más rápido que esto.
En las fuentes de alimentación controladas por inversor, se utiliza la misma potencia de entrada de 50 Hz. Sin embargo, en lugar de introducirse directamente en un transformador, primero se rectifica a 50 Hz de CC. A continuación, se introduce en la sección del inversor de la fuente de alimentación, donde se conecta y desconecta mediante interruptores de estado sólido a frecuencias de hasta 50.000 Hz.
Esta corriente continua pulsada, de alta tensión y alta frecuencia, pasa al transformador de potencia principal, donde se transforma en corriente continua de baja tensión de 20.000 Hz, adecuada para la soldadura. Por último, se somete a un circuito de filtrado y rectificación. El control de salida se realiza mediante controles de estado sólido, que modulan la velocidad de conmutación de los transistores de conmutación.
Una premisa básica del diseño de los equipos y fuentes de potencia de soldadura es que una frecuencia de funcionamiento más rápida permite a la fuente de potencia utilizar menos bobinas de cobre y un núcleo más pequeño en su transformador e inductor (los componentes más pesados de una soldadora).
La otra ventaja significativa de las fuentes de alimentación con inversor es que, al “cortar” la CA entrante tan finamente, acabamos con una CC muy estable, sin la típica ondulación de 50 Hz. Esto da como resultado un arco de soldadura de CC mucho más suave y estable).
La nueva tecnología minimiza la generación de calor al llevar la potencia total a cero antes de la conmutación. Esto reduce la temperatura de funcionamiento del IGBT y permite a los fabricantes aumentar la frecuencia de conmutación en 40.000 Hz respecto a su diseño actual. Como resultado del funcionamiento a altas frecuencias, el transformador y el inductor de un inversor para soldar pesan mucho menos que los diseños anteriores. Los disipadores de calor también son más pequeños debido a su diseño eficiente.
Ventajas de los inversores
En comparación con las fuentes de potencia convencionales, las fuentes de potencia para soldadura basadas en inversores ofrecen las siguientes ventajas:
Son equipos ligeros y portátiles
- Pueden obtener un rendimiento superior en la soldadura con varilla con todos los tipos de electrodos.
- Salida de soldadura multiproceso sin sacrificar el rendimiento del arco en ningún modo.
- Rápida respuesta a los cambios en las condiciones del arco (por ejemplo, mantiene una salida de soldadura estable incluso si el operario da la mano).
- Control superior de los procesos de soldadura pulsada.
- Independiente de la tensión de la línea: utiliza la potencia de entrada monofásica o trifásica y múltiples tensiones de entrada sin ningún mecanismo de reconexión manual.
- Mejor factor de potencia (uso más eficiente de la energía de la compañía eléctrica).
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