IGBTインバータ対SCR整流器溶接機：違いを説明

何十年もの間、従来のサイリスタ制御溶接機が市場を支配し、消費者に広く受け入れられてきた。しかし、省エネルギーと排出削減に対する国の重点が高まるにつれ、エネルギー効率の高いインバーター溶接技術が、溶接業界を一変させる技術革新として台頭してきた。

インバーター溶接機は、主に2つのタイプに分類される：MOSFET方式のインバータ溶接機とIGBT方式のインバータ溶接機である。中でもIGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）インバータ溶接機が主流となっている。IGBTインバータ溶接機と従来のサイリスタ制御溶接機との主な違いを見てみよう：

IGBTインバータ溶接機は、高性能、省エネルギー、省資源を実現した新世代の溶接電源であり、現在の溶接技術の進歩の軌跡を体現している。大容量IGBTモジュールの製品化により、溶接電源の応用範囲が大幅に拡大し、さまざまな溶接プロセスや溶接材料に対応できるようになりました。

インバーター溶接機と制御可能シリコン整流器溶接機の違い

インバーター溶接機と制御可能なシリコン整流器溶接機は、その電力変換プロセス、性能特性、全体的な設計が大きく異なる：

電力変換：
制御可能なシリコン整流器溶接機は、50Hzの交流電 力を直接直流に変換し、シリコン制御整流器の伝導角 を変更することで出力を調整する。その結果、出力波形が平滑でなくなり、溶接性能 が最適化されず、アーク制御が劣ることになる。

対照的に、IGBTインバーター溶接機は、高度なAC-DC-AC-DC変換プロセスを採用している。まず50Hzの交流を直流に整流し、IGBT技術を使って20～30kHzの中間周波数の矩形波に反転させる。この高周波交流は次に降圧、整流され、滑らかな直流電力に安定化される。出力は、IGBTインバータのPWMまたは位相シフト制御によって正確に制御されます。

パフォーマンス
インバーター溶接機は、滑らかな出力波形と高度な 制御機構により、優れたアーク点火および制御 能力を発揮する。インバーター溶接機は、特に精密な用途や薄い材 料の溶接において、溶接品質の向上を実現する。

制御可能なシリコン整流器溶接機は、堅牢ではあ るが、インバーター式溶接機のようなきめ細かな制御とスムーズ な電力供給ができないため、特に要求の厳しい溶接シーンで は、スパッターが多くなったり、アークが安定しなくなったりする可能 性がある。

サイズと携帯性：
インバーター溶接機は、高周波変換（20～30 kHz）を利用してトランス・サイズを大幅に縮小し、モバイル用途や狭いスペースに最適な小型軽量ユニットを実現します。

低周波数で作動する制御可能なシリコン整流器溶接機は、大型の変圧器と部品を必要とするため、かさばり、携帯性に劣る。

効率が良い：
IGBTインバータ溶接機は、制御可能なシリコン整流器モデルと比較して約30%高い電力効率を誇ります。これは、エネルギー消費の低減、運転コストの削減、デューティ・サイクルの延長につながります。

信頼性とメンテナンス：
インバータ溶接機は、制御回路と主回路が単純化されているため、故障箇所が少なく信頼性が高い可能性があります。しかし、頻繁な短絡、アーク発火、開回路変化といった過酷な溶接環境は、ユーザーにとって重要な懸念事項であるIGBTの信頼性に課題をもたらします。

制御可能なシリコン整流器溶接機は、効率が低い可能性はあるが、設計が単純なため、厳しい条件下でも堅牢な耐久性を示すことが多い。

技術の成熟度：
IGBT制御技術は高い成熟度に達しており、高度な溶接電源の現在の業界標準となっています。現在進行中の研究は、過酷な溶接条件下におけるIGBTの信頼性と性能の向上に重点を置いています。

制御可能なシリコン整流器技術は、古いものではあるが、精密な制御よりも単純さと頑丈さが優先される特定の用途では、依然として適切である。

結論として、インバーター溶接機と制御可能なシリコ ン整流器溶接機のどちらを選ぶかは、溶接品質、可搬性、 効率、使用環境などの要素をバランスさせながら、具体的 な用途要件によって決まる。