Інвертор зварювальний своїми руками зібрали сотні майстрів. Як показує практика, нічого надскладного у цьому процесі немає. За наявності досвіду і бажання можна придбати необхідні деталі і витратити деякий час на роботу.
Для виготовлення приладу необхідно запастись усіма необхідними деталями та комплектуючими.
Зварювальний апарат трансформаторного типу був настільки громіздким і проблемним при експлуатації, що інвертори, що прийшли йому на зміну, на тиристорах швидко завоювали загальну популярність.
Подальший розвиток технологій виготовлення напівпровідникових компонентів дозволив створити потужні польові транзистори. З їхньою появою інвертори стали ще легшими та компактнішими. Поліпшені умови регулювання та стабілізації зварювального струму дозволяють з легкістю працювати навіть новачкам.
Вибір конструкції інвертора
Як корпус можна використовувати старий комп'ютерний блок.
Компонування саморобного зварювального інвертора неоригінальне і схоже на більшість інших конструкцій. Більшість деталей можна замінити на аналоги. Визначати розміри пристрою та починати виготовлення корпусу потрібно за наявності всіх основних елементів.
Можна використовувати готові радіатори (від старих комп'ютерних блоків живлення чи інших пристроїв). За наявності алюмінієвої шини товщиною 2-4 мм та шириною понад 30 мм їх можна виготовити самостійно. Ви можете використовувати будь-який вентилятор від старих пристроїв.
Всі габаритні деталі необхідно розташувати на плоскій поверхні, переглянути можливості з'єднання за принциповою схемою.
Потім визначити місце встановлення вентилятора, щоб гаряче повітря від одних деталей не нагрівало інші. При скрутній ситуації можна використовувати два вентилятори, які працюють на витяжку. Вартість кулерів невелика, вага також незначна, надійність всього пристрою значно підвищиться.
Найбільш габаритні та важкі деталі – трансформатор та дросель для згладжування пульсацій. Їх бажано розташувати в центрі або симетрично по краях, щоб їхня вага не перетягувала пристрій в один бік. Працювати з пристроєм, одягненим на плече і постійно сповзає в один бік під час зварювання, дуже незручно.
При задовільному розташуванні всіх деталей потрібно визначити розміри днища пристрою і вирізати його з наявного матеріалу. Матеріал має бути неелектропровідним, зазвичай використовуються гетинакс, склотекстоліт. За відсутності даних матеріалів можна використовувати дерево, оброблене засобами від займання та захисту від вологи. Останній варіант у якомусь плані має свої переваги. Для кріплення деталей можна використовувати шурупи, а не різьбові з'єднання. Це дещо спростить та здешевить процес виготовлення.
Електрична схема інвертора
Усі інвертори мають подібну блок-схему:
- вхідний діодний міст, що перетворює змінну напругу мережі на постійне;
- перетворювач постійної напруги в змінну високої частоти;
- будову зниження напруги високої частоти до робочого;
- перетворювач у постійну напругу з фільтром для згладжування пульсацій.
Вибрана для саморобного виготовлення схема влаштована за класичним способом. Основою схеми є косий міст, який забезпечує найкращі характеристики роботи при максимальній простоті та такій вартості. Управління силовою схемою виконується контролером TL494. Контрольні функції та регулювання струму зварювання здійснює мікроконтролер PIC16F628. Захист пристрою від перегріву також реалізований через нього. Залежно від максимального струму та деталей, що використовуються, можливо кілька версій прошивки пристрою з різним максимально допустимим зварювальним струмом.
Блок живлення логічних елементів схеми та низьковольтного обладнання виконаний на ШІМ-контролері TNY264.
Принципова схема, незважаючи на велику кількість елементів, виготовляється досить легко. Вся система управління виконана на кількох платах:
- плата силових елементів; два варіанти;
- випрямляч;
- дві плати управління.
На платі силових елементів встановлені випрямні діоди із захисними ланцюгами, силові транзистори, трансформатор, вимірювальний опір. Необхідну версію плати потрібно вибрати за наявними компонентами для зварювального інвертора.
Для інверторного апарату потрібна плата силового управління.
На платі випрямлячів встановлені елементи мостів, конденсатори, що згладжують, реле плавного пуску, опору, що компенсують зміни параметрів від температури (термістори).
На платах силового управління розташовані схеми:
- ШИМ-контролер із елементами розв'язки на оптронах;
- цифровий індикатор із кнопками управління;
- елементи блоку живлення;
- мікроконтролер.
Перед складання плат доріжки для встановлення силових елементів необхідно підсилити мідним дротом перетином 2,5-4 мм. Для лудіння доріжок бажано використовувати тугоплавкий припій.
Трансформатор та дросель для інвертора
При виготовленні сердечника для трансформатора зварювального інвертора можна використовувати малі трансформатори від старих телевізорів. Знадобляться шість трансформаторів типу ТВС110ПЦ15.У. З трансформаторів потрібно зняти скобу, що стягує (відкрутити дві гайки М3 і витягти скобу). Обмотку можна розпиляти з двох боків ножівкою по металу або болгаркою, дотримуючись необхідних запобіжних заходів. Якщо після видалення обмотки осердя не поділяється на дві частини, потрібно затиснути його в лещата і легким ударом поділити. Поверхні деталей необхідно очистити від епоксидної смоли. Після заготівлі магнітопроводів потрібно виготовити каркас. Оптимальним матеріалом для каркасу буде склотекстоліт завтовшки 1-2 мм, але можна використовувати гетинакс або картон. Технічні характеристики зібраного магнітопроводу:
Трансформатори можна запозичити у старого телевізора.
- середня довжина магнітної лінії kp = 182 мм;
- розміри вікна S 0 = 6,2 см 2;
- переріз магнітопроводу S м = 11,7 см 2;
- коерцитивна сила H c =12 А/м;
- залишкова магнітна індукція B г =0,1 Тл;
- магнітна індукція B s =0,45 Тл (якщо H=800 А/м), B m=0,33 Тл (якщо H=100 А/м та t=60° С).
Перетин та кількість витків обмоток необхідно розрахувати, виходячи з максимально допустимого робочого струму для пристрою.
Обмотки необхідно розташовувати по всій ширині вікна зниження непродуктивних втрат.
Як матеріал для обмоток можна використовувати мідну фольгу або літцендрат потрібного перерізу для усунення скін-ефекту. Ізолюючим матеріалом між шарами та обмотками можуть бути вощений папір, лакоткань, ФУМ стрічка.
При необхідності контролю зварювального струму можна зробити струмовий трансформатор. Для його виготовлення знадобляться два кільця типу К30х18х7. На них потрібно намотати 85 витків мідного дроту в лаковій ізоляції перетином 0,2-0,5 мм. Кільце надягає на будь-який із вихідних проводів пристрою.
Використання інвертора у трифазній мережі
Іноді при навантаженні мережі не вистачає потужності для нормальної роботи інвертора. При можливості підключення однофазний інвертор можна переробити трифазний.
При підключенні до однофазної мережі (вилка входить у розетку) вмикається пускач К1. Одна пара його контактів з'єднує дроти, що йдуть від вилки до штатного вимикача (вкл./вимк.) інвертора. Інша пара з'єднає розрізані на платі доріжки від вимикача до стаціонарного випрямляча.
Пускач К1 повинен мати контакти з максимально допустимим струмом не менше ніж 25 А.
Для підключення напруги від трифазного випрямляча використовується пускач К2. Максимально допустимий струм контактів повинен бути не менше 10А. Для підключення до трифазної мережі бажано використовувати розетку 3p + N + E (три фазні дроти, нульовий та заземлюючий). Пристрій можна вбудувати в інвертор або виготовити як окремий блок. Виготовлення у вигляді окремого блоку оптимальне під час роботи на одному місці. При частих переміщення носити два пристрої не зручно.
Висновок на тему
Зварити інвертор своїми руками не так складно. При нестачі досвіду можна проконсультуватися у фахівців.
В результаті можна отримати відмінний пристрій із додатковими функціями, які відсутні у інверторів промислового виготовлення.
Ремонт пристрою, виготовленого своїми руками, не створить особливих проблем, а використання в роботі інструменту приноситиме задоволення.
Нещодавно збирав зварювальний інвертор від Бармалея на максимальний струм 160 ампер, одноплатний варіант. Названо цю схему на честь її автора - Barmaley. Ось електрична схема та файл із друкованою платою.
Схема інвертора для зварювання
Робота інвертора: живлення від однофазної мережі 220 Вольт випрямляється, згладжується конденсаторами і подається на транзисторні ключі, які з постійної напруги роблять високочастотне змінне, що подається на феритовий трансформатор. Завдяки високій частоті ми маємо зменшення габаритів силового трансу і, як наслідок, застосовуємо не залізо, а ферит. Далі знижуючий трансформатор, за ним випрямляч та дросель.
Осцилограми керують польовими транзисторами. Заміряв на стабілітроні кс213б без силових ключів, коефіцієнт заповнення 43 та частота 33.
У своєму варіанті силові ключі IRG4PC50Uзамінив на більш сучасні IRGP4063DPBF. Стабілітрон кс213б замінив на два 15 вольтових потужністю 1.3 Вт зустрічно включених, тому що в минулому апараті кс213б трохи грілися. Після заміни проблема одразу зникла. Решта все залишається як у схемі.
Це осцилограма колектор-емітер нижнього ключа (за схемою). При подачі живлення 310 вольт через лампу 150 Вт. Осцилограф коштує 5 вольт поділ та 5 мкс справ. через дільник помножений на 10.
Силовий трансформатор намотаний на сердечнику B66371-G-X187, N87, E70/33/32 EPCOS Моточні дані: спочатку підлога первинки, вторинка, і знову залишки первички. Провід що на первинці, що на вторинному - діаметром 0.6 мм. Первинка - 10 дротів 0.6 скручених разом 18 витків (всього). У перший ряд влазить 9 витків. Далі залишки первички убік, мотаємо 6 витків дротом 0.6 складеного в 50 штук так само скрученого. І далі знову залишки первинки, тобто 9 витків. Не забуваємо міжшарову ізоляцію (використовував кілька шарів касового паперу, 5 або 6, більше не стараємось, інакше обмотка не влізе у вікно). Кожен шар просочував епоксидкою.
Потім все збираємо, між половинками Е70 фериту потрібен зазор 0.1 мм, по крайніх керна кладемо прокладку зі звичайного касового чека. Все стягуємо, склеюємо.
Я пофарбував із балончика чорною матовою фарбою, потім лаком. Так, мало не забув, кожну обмотку, коли скрутили, обмотуємо малярським скочем – ізолюємо, так би мовити. Не забуваємо помічати початок і кінці обмоток, знадобиться для подальшого фазування та складання. При неправильному фазуванні трансформатора апарат варитиме в півсили.
При включенні інвертера в мережу починається зарядка вихідних конденсаторів. Початковий струм їх зарядки дуже великий, можна порівняти з КЗ, і може призвести до вигоряння діодного мосту. Не кажучи вже про те, що для кондерів це теж загрожує виходом з ладу. Щоб уникнути такого різкого стрибка струму в момент увімкнення, ставлять обмежувачі заряду конденсаторів. У схемі Бармалея це 2 резистора по 30 Ом, потужністю по 5 ватів, разом 15 Ом х 10 Ватт. Резистор обмежує струм зарядки конденсаторів і після їх зарядки можна вже подавати живлення безпосередньо, минаючи ці резистори, що робить реле.
У зварювальному апараті за схемою Бармалея застосовано реле WJ115-1A-12VDC-S. Живлення котушки реле - 12 вольт DC, комутоване навантаження 20 Ампер, 220 Вольт AC. У саморобках дуже поширене застосування автомобільних реле на 12 Вольт, 30 Ампер. Однак вони не призначені для комутації струму до 20 Ампер мережної напруги, але, дешеві, доступні і цілком справляються зі своїм завданням.
Струмообмежуючий резистор краще ставити звичайний дротяний, він витримає будь-які навантаження і дешевше, ніж імпортні. Наприклад С5-37 10 (20 Ом, 10 Ватт, дротяний). Замість резисторів можна поставити струмообмежуючі конденсатори, послідовно в ланцюг змінної напруги. Наприклад К73-17, 400 Вольт, сумарною ємністю 5-10 мкф. Конденсатори 3 мкФ, що заряджають ємність 2000 мкФ, приблизно за 5 секунд. Розрахунок струму зарядки конденсаторів такий: 1 мкФ обмежує струм на рівні 70 міліампер. Виходить 3 мкФ на рівні 70х3 = 210 міліампер.
Нарешті зібрав усе в один запустив. Струм з обмеження виставив 165 ампер, тепер оформимо зварювальний інвертор у гарний корпус. Собівартість саморобного інвертора приблизно 2500 рублів – деталі замовляв в інтернеті.
Провід у перемотному цеху брав. Ще можна провід зняти з телевізорів з контуру, що розмагнічує, з кінескопа (це практично готова вторинка). Дросель виготовив із E65мідною смугою шириною 5 мм і товщиною 2 мм - 18 витків. Індуктивність підібрав 84 мкГн шляхом збільшення зазору між половинками, він становив 4 мм. Можна і не смугою мотати, а також 0.6 мм дротом, але її складніше буде укласти. Первинку на трансформаторі можна мотати проводом 1.2 мм, набором з 5 штук 18 витків, але можна і 0.4 мм так само порахувати кількість проводів під потрібний перетин, тобто наприклад 15 штук 0.4 мм 18 витків.
Після монтажу та налаштування схеми на платі, зібрав усе воєдино. Випробування Бармалей пройшов успішно: трійку та четвірку електрода тягне спокійно. Струм з обмеження поставив 165 Ампер. Зібрав і випробував пристрій: Арсі .
Обговорити статтю ЗВАРЮВАЛЬНИЙ ІНВЕРТОР БАРМАЛЕЙ
Зібрати саморобний інверторний зварювальний апарат під силу навіть домашньому майстру, що не має глибоких знань в електротехнічних процесах. Основною вимогою є дотримання технології монтажу, відповідність схемі та розуміння принципу роботи пристрою. Якщо своїми руками створити інвертор, то його параметри та продуктивність не стануть значно різнитися із заводськими моделями, але економія може вийти пристойною.
Простий саморобний апарат інверторного типу дозволить якісно здійснювати зварювальні операції. Навіть інвертор із простою схемою дозволяє працювати з електродом від 3 до 5 мм та дугою до 1 см.
Характеристики
Подібний зварювальник для домашнього застосування може мати наступні параметри:
- Рівень напруги – 220 вольт.
- Вхідна сила струму – 32 ампери;
- Вихідна сила струму – 250 ампер.
Для побутового застосування підходить інвертор, який функціонує від побутової електромережі 220 В. Якщо є необхідність, то можливо зібрати потужніший пристрій, що працює від 380 В. Він відрізняється більш високою продуктивністю порівняно з однофазним зварювальним інверторним апаратом.
Особливості функціонування
Спочатку необхідно розібратися, як функціонує інвертор. По суті він є комп'ютерним блоком живлення. У ньому можна спостерігати перетворення електроенергії у такій послідовності:
- Вхідна змінна напруга трансформується на постійну.
- Споживаний струм частотою 50 Гц перетворюється на високочастотний.
- Знижується вихідна напруга.
- Вихідний струм випрямляється, потрібна частота зберігається.
Подібні перетворення необхідні зниження маси устаткування та її габаритів.
Трансформаторні зварювальні апарати мають чутливу вагу і розміри. За рахунок значної сили струму у них можна здійснювати дугове зварювання. Для підвищення сили струму та зниження напруги вторинна обмотка передбачає наявність меншої кількості витків, а перетин дроту збільшується. У результаті трансформаторний зварювальник важкий і габаритний.
Інверторний принцип дозволяє знизити ці показники в рази. Схема подібного апарату передбачає підвищення частоти до 60-80 кГц, що сприяє зниженню його габаритів та ваги. Щоб реалізувати подібне перетворення, застосовуються силові польові транзистори. Вони повідомляються між собою саме з цією частотою. Живить їх постійний струм, що надходить від пристрою, що випрямляє, в якості якого застосовується діодний міст. Значення напруги вирівнюють конденсатори.
Після транзисторів струм передається до понижуючого трансформатора. Він є невеликою котушкою. Мінімальні розміри трансформаторної котушки інвертора забезпечені частотою, багаторазово збільшеною польовими транзисторами. У результаті виходять аналогічні з трансформаторним апаратом показники, але з меншою вагою та розміром.
Що необхідно для збирання
Щоб створити подібну саморобку необхідно враховувати характеристики схеми, тобто напруга, що споживається, і струм. Вихідної сили струму 250 ампер достатньо для створення міцного шва. Для реалізації задуму знадобляться такі деталі:
- Трансформатори.
- Первинна обмотка (100 витків із проводом ⌀ 0,3 мм).
- 3 обмотки. У зовнішній: 20 витків, ⌀ 0,35 мм. У середній: 15 та ⌀ 0,2. У внутрішній 15 і ⌀ 1 мм.
Крім цього, до початку збирання інвертора необхідно приготувати інструменти та елементи для розробки електронних схем. Потрібні:
- Викрутки;
- Паяльник;
- Ножовка по металу;
- Кріплення;
- електронні елементи;
- Мідні дроти;
- Термопапір;
- Електротехнічна сталь;
- Склотканина;
- Текстоліт;
- Слюда.
Схеми
p align="justify"> Принципова електрична схема інвертора - один з найбільш відповідальних моментів при проектуванні або ремонті інверторного апарату. Тому рекомендуємо спочатку докладно вивчити варіанти, та був приступати до реалізації.
Список радіоелементів
Силова частина
Блоку живлення приділяється одна з провідних ролей в інверторному апараті. Він є трансформатором, який намотаний на ферриті. Він забезпечує стабільне зниження напруги та підвищення значення струму. Необхідно 2 сердечника Ш20х208 2000 нм.
Для створення термоізоляції між обмотками інвертора застосовується термопапір.Щоб мінімізувати негативний вплив при постійних перепадах напруги в електромережі, обмотка повинна проводиться по всій ширині сердечника.
Для обмотки трансформатора фахівці рекомендують застосування мідної жерсті, що має ширину 40 мм та товщину 0,3 мм. Її потрібно обернути в термопапір 0,05 мм (касова стрічка). Фахівці пояснюють це тим, що під час зварювання високочастотний струм витісняється на поверхню товстих дротів, а серцевина не задіюється та виділяється багато тепла. Тому звичайні провідники не підходять. Виключити подібний ефект можна за допомогою провідників із значною поверхневою площею.
Аналогом мідної жерсті, що дозволяється використовувати, є провід ПЕВ з перетином 0,5-0,7 мм. Він багатожильний з повітряними зазорами між жилами, що дозволяє зменшити нагрівання.
Після створення первинного шару в цьому напрямку намотується екрануючий провід зі склотканини. Цей провід (подібного діаметра) повинен повністю перекрити склотканину. Так само необхідно діяти і з іншими обмотками трансформатора. Їх необхідно ізолювати один від одного за допомогою вказаних вище ізоляторів.
Щоб напруга від трансформатора до реле була лише на рівні 20 – 25 вольт, необхідно правильно вибрати резистори. Головним завданням живильного блоку інвертора є зміна змінного струму постійний.Реалізує це діодна бруківка схема типу «косий міст».
У роботі діоди інверторного апарату грітимуться. Тому їх потрібно розміщувати на радіаторі. Дозволяється використовувати радіатори від комп'ютерів. Добре, що вони зараз широко поширені і недорогі. Потрібно 2 радіатори. Верхній елемент моста фіксується однією, а нижня – другому. При цьому при монтажі першого необхідно використовувати прокладку зі слюди, а в другому – термопасту.
Вихід діодного мосту – у тому напрямі, як і вихід транзисторів. Використовувати дроти завдовжки трохи більше 15 див. Основа інверторного блоку – транзистори. Міст потрібно відокремлювати від блоку живлення листом металу, який згодом прикріплюється до корпусу.
Монтаж діодів на радіаторі
Інверторний блок
Основним завданням цього вузла інвертора є трансформація випрямленого струму на високочастотну змінну складову. Виконувати цю функцію покликані силові транзистори, що відкриваються та закриваються на високій частоті.
Створювати вузол інверторного апарату, що перетворює, краще не з одним транзистором потужніше, а з використанням декількох слабших.За рахунок цього стабілізується частота струму та мінімізується шумовий ефект під час зварювання.
У схемі інвертора мають бути присутніми конденсатори. З'єднуються у послідовному ланцюзі. Виконують 2 основні завдання:
- Мінімізують резонансні викиди блоку живлення.
- Знижують втрати транзисторного блоку, що виникають після включення. Пояснюється це тим, що транзистор відкривається швидше. Швидкість закриття помітно менша. При цьому відбувається втрата струму та нагріваються ключі в транзисторному блоці.
Система охолодження
Силові елементи перетворювача під час зварювання значно нагріватимуться. Це може бути причиною поломки. Для виключення цього, крім згаданих вище радіаторів, слід застосовувати вентилятор, що виключає перегрів і забезпечує стабільне охолодження.
Одного вентилятора достатньої потужності може бути достатньо. Однак при використанні елементів старого ПК може знадобитися до 6 штук, 3 з яких необхідно розміщувати біля трансформатора.
Щоб повністю захистити саморобний інвертор від перегріву, можна задіяти датчик температури. Його слід змонтувати на елемент, що найбільш гріється, з радіатором. Елемент зможе вимкнути живлення при досягненні певної температури, а індикація сигналізуватиме про критичний рівень.
Для ефективної та стабільної роботи системи вентиляції інвертора необхідно забезпечити постійний правильний забір повітря. Для цього отвори, за якими забиратиметься повітря, не повинні нічим перекриватися. У корпусі інвертора слід передбачити достатню кількість отворів. При цьому розміщувати їх слід на протилежних поверхнях корпусу.
Управління
При розміщенні електронних плат апарату можна використовувати фольгований текстоліт з товщиною 0,5 - 1 мм.
Щоб забезпечити автоматичне керування роботою інверторного зварювання, слід купити та змонтувати ШІМ-контролер. Він стабілізуватиме силу зварного струму та рівень напруги. Для зручного керування в лицьовій частині розміщуєте всі органи керування та точки підключення.
Корпус
Після створення основних елементів інверторного зварювання можна приступати до підготовки корпусних деталей. При плануванні потрібно враховувати ширину трансформатора, тому що він повинен безперешкодно розміщуватись у корпусі. Виходячи з цього розміру, слід додати приблизно 70% простору для інших деталей. Захисний кожух можна зробити з листового заліза, товщиною 0,5-1 мм. Поєднання елементів можна проводити за допомогою зварювання, болтів. Більш вишуканим варіантом буде цілісна конструкція із вигнутих вихідних матеріалів. Обов'язкові ручки та кріплення для ременя, щоб переносити апарат.
При розробці інвертора потрібно врахувати можливість простого розбирання для доступу до внутрішніх компонентів, щоб легко відремонтувати. Лицьова сторона також повинна містити:
- Перемикач сили струму;
- Кнопка, якою апарат включатиметься/вимикатиметься;
- Світлові елементи індикації;
- Роз'єм для підключення кабелів.
Заводські інвертори фарбуються порошковим фарбником. У побуті можна використовувати звичайну фарбу. Нанести покриття варто для виключення появи іржі.
Підключення
Зібраний зварювальний апарат потрібно підключати до електромережі. При підключенні до розетки слід передбачити наявність запобіжника або автоматичного вимикача. Для захисту на вході до інвертора можна встановити автоматичний вимикач на 25 ампер.
Якщо точку підключення видалено, можна використовувати подовжувач.
Увімкнення апарата відбувається за стандартною схемою – за допомогою кнопки «вкл/вимк». Повинна спалахнути індикація, зазвичай для цього використовується зелений світлодіод.
Здійснювати підключення до мережі необхідно дротом, що має переріз мінімум 1,5 мм 2 .Однак оптимальним перерізом буде провід 2,5 мм2.
Перед включенням апарата в мережу слід перевірити наявність ізоляції всіх високовольтних елементів від корпусних деталей.
Перевірка працездатності
Після проведення всіх робіт зі складання та налагодження необхідно здійснити перевірку працездатності створеного інвертора.
За рекомендаціями фахівців необхідно провести перевірку сили струму та напруги апарата з використанням осцилографа. Нижня петля за напругою повинна становити до 500 вольт, не перевищуючи значення 550 В. Якщо всі конструктивні вимоги дотримані, то рівень напруги становитиме 330 – 350 вольт. Але цей метод доступний не завжди, адже не кожен будинок має свій подібний вимірювальний прилад.
Найчастіше перевірка проводиться у дії безпосередньо зварювальником. Для цього проводиться створення пробного шва з повним вигорянням електрода. Після закінчення пробного зварювання необхідно перевірити температуру на трансформаторі. Якщо вона зашкалює, то в схемі є якісь недоробки і слід все перевіряти ще раз.
Якщо температура силового блоку в нормі, то можна провести ще 2-3 пробні заходи. Після цього перевірити температуру радіаторів. Вони також можуть перегріватись. Якщо після двох-трьох хвилин вони приходять у норму, то можна сміливо продовжувати роботу.
Процедура збирання апарата не відрізняється складністю. Найбільш важливим етапом є налаштування інверторного апарату. Можливо, доведеться звернутися за допомогою до фахівця.
1. Для початку потрібно підключити 15 вольт до ШИМ з одночасним підключенням одного конвектора. Так можна знизити нагрівання та шумність під час роботи.
2. Щоб замикати резистор, потрібно підключати реле. Воно підключається після закінчення зарядки конденсаторів. За рахунок цього можна значно зменшити коливання напруги під час підключення до електромережі 220 вольт. Без резистора під час прямого підключення можливий вибух.
3. Перевірити спрацювання реле замикання резистора через пару секунд після подачі струму до плати ШІМ. Проконтролювати наявність на платі імпульсу прямокутної форми після відпрацювання реле.
4. Подача живлення 15 вольт на міст для перевірки його працездатності та правильності складання. Сила струму має бути не вище 100 мА на холостому ході.
5. Перевірка коректності розміщення фаз. Застосовувати осцилограф. На бруківку від конденсаторів через лампу подається 200 вольт з навантаженням 200 Вт. На ШІМ виставляється частота 55 кГц. Приєднується осцилограф, перевіряється форма сигналу та рівень напруги (не більше 350 вольт).
Для визначення частоти апарата слід повільно знижувати частоту ШІМ, доки на ключі IGBT не відбудеться невеликий заворот. Отримане значення частоти слід розділити на 2 і додати частоту перенасичення. У результаті вийде робоче коливання частоти трансформатора.
Трансформатор апарата не повинен видавати жодних шумів. За наявності необхідно перевіряти полярність. До діодного мосту можна підключати живлення для тесту через відповідну побутову техніку. Наприклад, підійде чайник, що має потужність 3000 Вт.
Провідники, які йдуть до ШИМ, потрібно виконувати короткими. Їх потрібно скручувати та розміщувати далі від джерела перешкод.
6. Поступово підвищується струм за допомогою резистора. При цьому необхідно прислухатися до інвертора та контролювати значення на осцилографі. На нижньому ключі повинно бути більше 500 вольт. Середнє значення – 340. Якщо є шуми, то можлива поломка IGBT.
7. До зварювання починати після 10 секунд. Перевіряються радіатори, якщо не нагрілися, роботу продовжувати ще на секунд 20. Після повторної перевірки зварювання може тривати від однієї хвилини і довше.
Безпека
Всі операції, за винятком перевірки працездатності, необхідно проводити виключно на знеструмленому обладнанні. Кожен елемент рекомендується заздалегідь перевірити, щоб після встановлення він не вийшов з ладу через перенапругу. Основні правила електробезпеки також є обов'язковими до виконання.
Таким чином зробити саморобне інверторне зварювання під силу практично кожному. Запропонований опис має допомогти розібратися у всіх нюансах. Якщо вивчити відео уроки і фото матеріали, то зібрати пристрій не важко.
Доброго часу доби панове радіоаматори. Кожен радіоаматор і не тільки у своїй практиці стикається з проблемою з'єднання металу, причому такої товщини, що паяльник уже ні до чого. Ось і в мене була така проблема, тож повідаю вам про те, як збирав зварювальний інвертор. Але відразу попереджаю, пристрій не легкий. Якщо ви ніколи не працювали з перетворювачами – не варто братися за таку складну схему.
Схема інвертора для зварювальних робіт
Вже давно почав займатися силовою електронікою, починаючи від автомобільних інверторів та закінчуючи зварювальними апаратами на 160 ампер! Так, як сам студент і грошей не так багато вибрав схему з гарною повторюваністю і небагатьом числом деталей!
Силові конденсатори взяв на роботі, там же взяв пару вентиляторів від кулерів, вони добре підходять так як швидкісні та забезпечують хороший потік повітря, один вентилятор взяв великий, але не такий швидкісний, він стоїть на видуві теплого повітря.
Мікросхема генератора, що задає UC3842, також можна використовувати UC3843...UC3845, для розкачування силового транзистора використовував комплементарну пару КТ972-КТ973, силовий ключик irg4pf50w один спалив, але нічого, на радіоринку їх багато:)
Силові доріжки посилив мідним дротом. Процес намотування трансформатора не сфотографував, скажу лише первинка - 32 витка проводом 1.5 мм, вторинка - петля від кінескопа, якраз добре підійшла! Про трансформатори на феритових кільцях.
Апаратик вийде невеликий, загалом те, що потрібно для дачних робіт. Результатом дуже задоволений. З повагою, Колонщик.
Виготовити зварювальний інвертор своїми руками, навіть не володіючи глибокими знаннями в електроніці та електротехніці, цілком можливо, головне – суворо дотримуватись схеми та постаратися добре розібратися в тому, за яким принципом працює такий пристрій. Якщо зробити інвертор, технічні характеристики та ККД якого мало відрізнятимуться від аналогічних параметрів серійних моделей, можна заощадити пристойну суму.
Не слід думати, що саморобний апарат не дасть вам змоги ефективно проводити зварювальні роботи. Такий пристрій, навіть зібраний за простою схемою, дозволить вам виконувати зварювання електродами діаметром 3-5 мм та на довжині дуги, що дорівнює 10 мм.
Характеристики саморобного інвертора та матеріали для його збирання
Зібравши зварювальний інвертор своїми руками за досить простою електричною схемою, ви отримаєте ефективний пристрій, який має наступні технічні характеристики:
- величина споживаної напруги - 220 В;
- сила струму, що надходить на вхід апарату – 32 А;
- сила струму, що формується на виході пристрою, - 250 А.
В процесі роботи діоди такого мосту сильно нагріваються, тому їх обов'язково треба монтувати на радіаторах, як можна використовувати охолоджуючі елементи від старих комп'ютерів. Для монтажу діодного мосту необхідно використовувати два радіатори: верхня частина моста через слюдяну прокладку кріпиться до одного радіатора, нижня через шар термопасти – до другого.
Висновки діодів, з яких сформований міст, повинні бути спрямовані в той же бік, що й висновки транзисторів, за допомогою яких постійний струм буде перетворюватися на високочастотний змінний. Провід, що з'єднує ці висновки, повинен бути не довшим 15 см. Між блоком живлення та інверторним блоком, основу якого і складають транзистори, розташовується лист металу, що прикріплюється до корпусу апарату за допомогою зварювання.
Силовий блок
Основою силового блоку зварювального інвертора є трансформатор, з якого знижується величина напруги високочастотного струму, яке сила – збільшується. Для того щоб зробити трансформатор для такого блоку, необхідно підібрати два осердя Ш20х208 2000 нм. Для забезпечення проміжку між ними можна використовувати газетний папір.
Обмотки такого трансформатора виконуються не з дроту, а з мідної смуги товщиною 0,25 мм та шириною 40 мм.
Кожен її шар для забезпечення термоізоляції обмотується стрічкою від касового апарату, що демонструє хорошу стійкість до зносу. Вторинна обмотка трансформатора формується із трьох шарів мідних смуг, які ізолюються між собою за допомогою фторопластової стрічки. Характеристики обмоток трансформатора повинні відповідати наступним параметрам: 12 витків х 4 витки, 10 кв. мм x 30 кв. мм.
Багато хто намагається зробити обмотки понижуючого трансформатора з товстого мідного дроту, але це неправильне рішення. Такий трансформатор працює на струмах високої частоти, що витісняються на поверхню провідника, не нагріваючи його внутрішню частину. Саме тому для формування обмоток оптимальним варіантом є провідник із великою площею поверхні, тобто широка мідна смуга.
Як термоізоляційний матеріал можна використовувати і звичайний папір, але він менш зносостійкий, ніж стрічка від касового апарату. Від підвищеної температури така стрічка потемніє, але її зносостійкість від цього не постраждає.
Трансформатор силового блоку в процесі своєї роботи сильно нагріватиметься, тому для його примусового охолодження необхідно використовувати кулер, в якості якого може бути застосований пристрій, що раніше використовувався в системному блоці комп'ютера.
Інверторний блок
Навіть простий зварювальний інвертор повинен виконувати свою основну функцію – перетворювати постійний струм, сформований випрямлячем такого апарата, змінний струм високої частоти. Для вирішення цього завдання застосовуються силові транзистори, що відкриваються та закриваються з високою частотою.
Принципова схема інверторного блоку (натисніть , щоб збільшити)
Інверторний блок апарату, що відповідає за перетворення постійного струму на високочастотний змінний, краще збирати на основі не одного потужного транзистора, а декількох менш потужних. Таке конструктивне рішення дозволить стабілізувати частоту струму та мінімізувати шумові ефекти при виконанні зварювальних робіт.
В електронній також присутні конденсатори, послідовно з'єднані. Вони необхідні для вирішення двох основних завдань:
- мінімізації резонансних викидів трансформатора;
- зниження втрат в транзисторному блоці, що виникають при його виключенні і обумовлених тим, що транзистори відкриваються набагато швидше, ніж закриваються (у цей момент і можуть виникати втрати струму, які супроводжуються нагріванням ключів транзисторного блоку).
Система охолодження
Силові елементи схеми саморобного зварювального інвертора сильно нагріваються в процесі роботи, що може призвести до їхнього виходу з ладу. Щоб цього не сталося, крім радіаторів, на яких монтують блоки, що найбільш нагріваються, необхідно використовувати вентилятори, що відповідають за охолодження.
Якщо у вас є потужний вентилятор, можна обійтися і ним одним, направивши потік повітря від нього на понижувальний силовий трансформатор. Якщо ж ви використовуєте малопотужні вентилятори від старих комп'ютерів, їх потрібно близько шести штук. Одночасно три таких вентилятори слід встановити поряд із силовим трансформатором, спрямувавши потік повітря від них на нього.
Для запобігання перегріву саморобного зварювального інвертора слід також використовувати термодатчик, встановивши його на радіатор, що сам нагрівається. Такий датчик у разі досягнення радіатором критичної температури відключить надходження електричного струму на нього.
Щоб система вентиляції інвертора працювала ефективно, у його корпусі повинні бути правильно виконані огорожі повітря. Грати таких паркан, через які всередину пристрою надходитимуть потоки повітря, не повинні нічим перекриватися.
Складання інвертора своїми руками
Для саморобного інверторного пристрою необхідно підібрати надійний корпус або зробити його самостійно, використовуючи листовий метал товщиною не менше 4 мм. Як основа, на якій буде змонтований трансформатор зварювального інвертора, можна використовувати лист гетинаксу товщиною не менше 0,5 см. Сам трансформатор кріпиться на такій основі за допомогою скоб, які можна виготовити своїми руками з мідного дроту діаметром 3 мм.
Для створення електронних плат пристрою можна використовувати фольгований текстоліт завтовшки 0,5-1 мм. При монтажі магнітопроводів, які в процесі роботи нагріватимуться, треба передбачати зазори між ними, необхідні для вільної циркуляції повітря.
Для автоматичного керування вам потрібно придбати та встановити в нього ШІМ-контролер, який відповідатиме за стабілізацію сили зварювального струму та величини напруги. Щоб було зручно працювати з вашим саморобним апаратом, в лицьовій частині його корпусу необхідно змонтувати органи управління. До таких органів відносяться тумблер включення пристрою, ручка змінного резистора, за допомогою якої регулюється зварювальний струм, а також затискачі для кабелів та сигнальні світлодіоди.
Діагностика саморобного інвертора та його підготовка до роботи
Зробити – це половина справи. Не менш важливим завданням є підготовка до роботи, в процесі якої перевіряється коректність функціонування всіх елементів, а також їх налаштування.
Перше, що потрібно зробити під час перевірки саморобного зварювального інвертора, - це подати напругу 15 В на ШІМ-контролер і один з вентиляторів, що охолоджують. Це дозволить одночасно перевірити працездатність контролера та уникнути його перегріву у процесі виконання такої перевірки.
Після того, як конденсатори апарата зарядилися, до електричного живлення підключають реле, яке відповідає за замикання резистора. Якщо подати на резистор напруга безпосередньо, минаючи реле, може статися вибух. Після того, як реле спрацює, що має відбутися протягом 2-10 секунд після подачі напруги на ШІМ-контролер, необхідно перевірити, чи замикання резистора сталося.
Коли реле електронної схеми спрацюють, на платі ШІМ повинні сформуватися прямокутні імпульси, що надходять до оптронів. Це можна перевірити, використовуючи осцилограф. Правильність складання діодного моста пристрою також необхідно перевірити, для цього на нього подають напругу 15 (сила струму при цьому не повинна перевищувати 100 мА).
Фази трансформатора під час складання пристрою могли бути неправильно підключені, що може призвести до некоректної роботи інвертора та виникнення сильних шумів. Щоб цього не сталося, правильність підключення фаз необхідно перевірити, для цього використовується двопроменевий осцилограф. Один промінь приладу підключається до первинної обмотки, другий до вторинної. Фази імпульсів, якщо обмотки правильно підключені, повинні бути однаковими.
Правильність виготовлення та підключення трансформатора перевіряється за допомогою осцилографа та підключення до діодного мосту електричних приладів з різним опором. Орієнтуючись на шуми трансформатора та показання осцилографа, роблять висновок про те, що необхідно доопрацювати в електронній схемі саморобного інверторного апарату.
Щоб перевірити, скільки можна працювати безперервно на саморобному інверторі, необхідно почати його тестувати з 10 секунд. Якщо при роботі такої тривалості радіатори не нагрілися, можна збільшити період до 20 секунд. Якщо такий часовий проміжок не позначився негативно на стані інвертора, можна збільшити тривалість роботи зварювального апарату до 1 хвилини.
Обслуговування саморобного зварювального інвертора
Щоб інверторний апарат служив тривалий час, необхідно правильно обслуговувати.
У тому випадку, якщо ваш інвертор перестав працювати, необхідно відкрити його кришку і продути нутрощі пилососом. Ті місця, де залишився пил, можна ретельно почистити за допомогою пензлика та сухої ганчірки.
Перше, що потрібно зробити, проводячи діагностику зварювального інвертора, - це перевірити надходження напруги на його вхід. Якщо напруга не надходить, слід діагностувати працездатність блока живлення. Проблема в цій ситуації також може полягати в тому, що згоріли запобіжники зварювального апарату. Ще однією слабкою ланкою інвертора є температурний датчик, який у разі поломки не підлягає ремонту, а заміні.
Під час виконання діагностики необхідно звертати увагу на якість з'єднань електронних компонентів апарату. Визначити неякісно виконані з'єднання можна візуально або за допомогою тестера. Якщо такі з'єднання виявлено, їх необхідно виправити, щоб не зіткнутися надалі з перегріванням та виходом з ладу зварювального інвертора.
Тільки в тому випадку, якщо ви приділяєте належну увагу питанням обслуговування інверторного пристрою, можна розраховувати на те, що він прослужить вам довгий час і дасть змогу виконувати зварювальні роботи максимально ефективно та якісно.
5 , середня оцінка: 3,20
із 5)
