Заваръчен инвертор със собствени ръце: схеми и монтажен ред

Инверторните заваръчни машини са широко използвани в строителната индустрия поради тяхната висока производителност и ниско тегло. Въпреки това, не всеки може да си позволи

Обща информация за заваръчния инвертор

Традиционните заваръчни машини имат сравнително ниска цена, лесна поправка, но много сериозен недостатък е не само теглото им, но и зависимостта от напрежението. Входът на електромера е ограничен от мощността от 4 до 5 kW. За заваряване на дебел метал, машината консумира значителна мощност и в много случаи работата става невъзможна. Те бяха заменени от инверторни заваръчни машини.

Цел и характеристики на функционирането

Използва се за заваряване у дома, както и в предприятия, околоосигурява постоянно изгаряне и поддържане на заваръчната дъга с помощта на високочестотен ток (различен от 50 Hz).

Инверторът за заваряване е обикновен импулсен захранващ блок, чиято работа се основава на следните принципи:

1. Входното напрежение (мрежово захранване на заваръчния инверторен блок 220 V AC) се превръща в постоянно напрежение.
2. Токовият ток се преобразува в високочестотна променлива.
3. Процесът на преобразуване на напрежението се намалява.
4. Изправяне и преобразуване при заваряване при поддържане на честотата.

Благодарение на тези моменти масата и размерите на устройството намаляват. За да монтирате сами инверторната заварка, е необходимо да знаете принципа на работа на този апарат.

Принцип на действие на оборудването

При предишните модели основният елемент е огромен мощен трансформатор на мощност, който позволява да се получат във вторичната намотка мощни токове, необходими за заваряване. За да се получи този ток, е необходимо да се използва тел с голям диаметър, който влияе върху теглото на заваръчната машина.

С изобретяването на импулсен захранващ блок е по-лесно да се реши проблемът с маса и размери, тъй като размерите и теглото на самия трансформатор са намалени с няколко десетки или стотици пъти. Например, с увеличаване на честотата от 6 пъти, можете да намалите размери трансформаторно 3 пъти. Това води до значително спестяване на материали.

Поради мощните ключ транзистори, използвани в инверторната схема, превключването става с честота от 50 до 80 kHz. Тези транзистори работят само от DC напрежение.

Както е известно от курса по физика, просто полупроводниково устройство - диод - се използва за получаване на постоянно напрежение. Диодът преминава ток в една посока, отрязвайки отрицателните стойности на синусоидното напрежение. Но използването на един диод води до големи загуби, така че се използва група, състояща се от мощни диоди, която се нарича диоден мост.

На изхода на диодния мост се получава постоянно пулсиращо напрежение. За да се получи нормално DC напрежение, се използва кондензаторен филтър. След тези трансформации на изхода на филтъра се появява DC напрежение над 220 V.

Блок, състоящ се от ректификационен мост и филтърни елементи, се нарича захранващ блок (PSU).

Електрическото захранване служи за захранване на веригата на инвертора. Транзисторите са свързани към трансформатор, който е стъпков надолу, който е импулсен и работи на честоти в обхвата от 50 до 90 kHz. Силата на такъв трансформатор е същата като тази на огромния му колега - заваръчен трансформатор.

Модернизиране на такова устройство става по-лесно, защото поради размера и теглото му има допълнителни възможности за увеличаване на стабилността на заваръчната машина.

Има огромно количество производство на самопроизводствени заваръчни инвертори, чиито схеми са разнообразни по отношение на функционалността и методите на инсталиране. Ние ще анализираме подробно всеки един от моделите.

Производство на резонансен инвертор

Въз основа на това е необходимо да се използва захранващ блок на компютъра на форм-фактор АТ, от който се изискват охладител и радиатори. Подробностите са взети от елементарната база данни на монитори и телевизори, в противен случай, ако те не са налични, те се купуват на пазара. Всички компоненти са с ниска цена.

Препоръки за производство:

1. За да се опрости схемата PWM, тя е напълно отстранена, тъй като ще се изисква стабилизирано напрежение, получено от главния генератор.
2. Използвайте Zener диоди KC213, за да предотвратите разпадането на транзисторите.
3. За да се намалят смущенията и смущенията, е необходимо да се монтират високочестотни силови транзистори до трансформатора.
4. Пътища за моста мощност и единица мощност на борда на гъста платка (не по-малко от 4mm) трябва да бъдат по-широки (течове течения до 30 а) и zaludit спояване (не по-малко от 2 мм).
5. KИзползван захранващ кабел не по-малко от 3 квадрата.
6. Използвайте двойна изолация (незапалима камера от слюда или фибростъкло) за вериги с високо напрежение.
7. Дроселът трябва да е без метална обвивка.
8. Добра постоянна вентилация.
9. Силовите диоди (изход) трябва да бъдат защитени от разрушаване чрез RC верига.

След това е необходимо да се определят параметрите на инверторното заваряване на ръка. Също така е възможно да се използват следните характеристики:

1. Изходящ ток на товара: от 5 до 120 A.
2. Напрежение (на празен ход): 90 V.
3. Продължителността на товара може да варира. Всичко зависи от диаметъра на електрода: 2 mm = 100%, 3 mm = 80%. Необходимо е да се вземе предвид влиянието на високата температура.
4. Входен ток: около 10А.
5. Приблизително тегло: около 3 кг.
6. Трябва да има регулатор на ампераж при заваряване.
7. Вид характеристика волт-ампер, осигуряваща работа в полуавтоматичен режим: падане.

Диаграма на оборудването

Основната част - главният генератор е монтиран на чип SG3524, който се използва във всички непрекъсваеми токозахранващи устройства. Инверторът има ниска консумация на енергия от около 2,5 kW, което прави възможно използването на апартамента.

Трансформаторът трябва да бъде сглобени ядра тип E42, която се използва в стари тръбни монитори. За производството на приблизително 5 броя такива трансформатори.

Друг трансформатор трябва да се използва за дросела. Останалите елементи на индуктивността се сглобяват от сърцевината на типа 2000HM. Диодите и транзисторите трябва да бъдат инсталирани на радиатори с KTP-8 или друг вид термо паста. Напрежението на празен ход е приблизително равно на 36 V с дълга дъга от 4 до 5 мм, което позволява на начинаещите строители да работят с него. Изходните кабели трябва да се поставят във феритни тръби или пръстени от феритен захранващ блок.

Структурната характеристика на схемата е възникването на максималния ток в намотката I по време на резонанса.

Схема 1 - Заваръчна резонансна инверторна схема

Поради ниското тегло и размери е възможно да надстроите устройството.

Предотвратете залепването на електрода

За този случай се използва транзисторът IRF510, който е полеви транзистор. В допълнение, той осигурява равномерен старт и прекъсване на входа на SG3524:

1. При висока температура температурният датчик се задейства.
2. Прекъсване чрез превключвател.
3. Блокиране при късо съединение (късо съединение).

Проста заваръчна машина

Този модел е предназначен за 220V и 32А ток, след преобразуване ще достигне 280А. Тази стойност е достатъчна за здрав шев на разстояние до 1,5 сантиметра.

Схема и компоненти

Основният елемент е трансформатор, който е достатъчно труден, но е доста реалистичен.

Основна информация:

1. Състои се от феритна сърцевина (7 × 7 или 8 × 8).
2. Първичната намотка е приблизително 100 оборота и нейният диаметър е 0,3 мм.
3. Вторични намотки - 3 броя: 15 оборота и диаметър на жицата 1 mm - 15 оборота - 0.2 mm - 20 оборота - 0.35 mm.
4. Материали за трансформатора: медни проводници с подходящ диаметър, фибростъкло, текстолит, електрическа стомана (за желязна руда), памучен материал.

За ясно разбиране на принципа на работа е необходимо внимателно да се проучи диаграмата на основните възли.

Фигура 1 - Структура на инверторната заваръчна машина

Обяснение на схемата:

1. Мрежов токоизправител, който преобразува AC напрежение в DC.
2. Мрежовият филтър изглажда пулсациите.
3. Честотният преобразувател се изпълнява на транзистори.
4. Високочестотен заваръчен трансформатор участва в трансформацията на стреса.
5. Токоизправителят извършва коригиране на тока в константа на дадена честота.
6. Честотният преобразувател се управлява под формата на регулатор за настройка на режима на работа.

Захранване и захранващо устройство

Блок, състоящ се от трансформатор, токоизправител и филтър (или филтърна система), е отделен от секцията за захранване.

Схема 2 - Схематична схема на захранващия блок

Проводници (не повече от 15 см) за контрол zatvorkami транзистори трябва да бъдат запоени близо до последния, при което проводниците са свързани по двойки един до друг, им напречно сечение е без значение.

В основата на единица мощност е понижаващ трансформатор ядро ​​SH20 х 208 2000 пМ и II намотка е навита в няколко слоя на проводника, които не са повредени изолация. Необходимост от вторичен удар разстояние следва, изолационни слоеве 3 слоя, и след това полагане-флуоропласт слой 3 след това отново и отново тефлоново подложка. Това се прави, за да се увеличи устойчивост на претоварване. След това, втората намотка да се постави кондензатор не по-малко от 1000 V.

За да се осигури циркулация на въздуха между слоевете намотки да се събира върху феритно ядро ​​токов трансформатор свързан с положителен, и тя трябва да бъде ядро ​​приключи топлинна хартия (касов апарат лента). Пречистващи диоди за закрепване към радиатора.

Схема 3 - Захранваща секция на инвертора

Инверторен блок и охлаждане

Основната цел на инверторния блок е процесът на преобразуване на константа в редуващ се високочестотен ток. За тази цел се използват захранващи транзистори, въпреки че в някои случаи е възможно да се замени по-мощен транзистор с 2 или повече средни захранващи транзистори.

Важен елемент на цялото устройство е сравнително доброто охлаждане. За да направите това, трябва да използвате охладител с компютърно оборудване, но не се ограничавайте само с него, защото трябва да осигурите достатъчно охлаждане на електрическата верига, чиито радиатори служат за отстраняване на топлината, но тази топлина трябва да се разсее. За пълна защита е необходимо да се монтира термичен датчик (монтиран на отоплителния елемент), който ще отвори захранването.

Запояване, настройка и тестване на оперативността

Ключовият фактор е запояване, тъй като при правилното разполагане на частите зависи размерът на целия продукт и възможността за оптимално охлаждане. Диодите и транзисторите се монтират в противоположна посока. Входната схема се изчислява с обхват около 300 V.

За да конфигурирате операцията, трябва да я направите свържете модулатора на ширината на импулса до 15 V за охладителното захранване. Релето се включва заедно с резистора R11 и трябва да извежда 150mA.

След извършените манипулации е необходимо да се извърши директно тестването на функционалността на устройството:

1. Доставете уреда от мрежата.
2. Задайте висок ток.
3. Проверете показанието на осцилоскопа: напрежението в долната верига е около 500 V, но не повече от 550. При правилния монтаж стойността на това напрежение ще бъде не по-малко от 350 V.
4. Изключете осцилоскопа и изключете инвертора. Подгответе електродите.
5. Започнете операциите по заваряване и следвайте трансформатора, ако се свари, след това отново пресметнете схемата.
6. След 3-4 шева радиаторите се нагряват. За охлаждане е необходимо да се позволи на устройството да се охлади, преди да го изключите от мрежата (охлаждането ще изпълни своята функция).

Ако тази схема изглеждаше много сложна, тогава ще разгледаме схемата на много просто устройство.

Най-простото устройство за заваряване с инвертор

Моделът на това звено е много прост и бюджетен. Лесно е да се сглоби поради проста концептуална схема.

Процесът на цялото събрание може да бъде разделен на етапи, освен това е необходимо да се съберат всички детайли, материали:

1. Прекратяване трансформатор включва: навиване на меден лист 4 cm и диаметър 0.3 mm, хартиени ленти за касови или лакирано плат, като се използва повторно навиване на трета лента, и където е необходимо да ги изолира. Вместо меден калай може да се използва проводник, състоящ се от няколко вени с диаметър до 0,7 мм (I - 100 оборота, II - 15, II - 15 II - 20).
2. Монтиран охладител.
3. Основата на заваръчния апарат е свързана с трансформатор, състоящ се от диоди, транзистори.
4. Кондензаторите са необходими за елиминиране на резонансните емисии.
5. Необходимо е да използвате сноуборди за разсейване на мощност (sv-81 и k78-2).
6. Инсталирайте всички елементи на дъската Getinax, въз основа на размера на конфигурацията.
7. Изведете светодиодите и променливия резистор (копче) на панела за настройка и показване.
8. Поставете всичко в случая.

Схема 4 - Диаграма на най-простия заваръчен инвертор със собствените си ръце

След монтажа устройството трябва да бъде настроено и диагностицирано при първото стартиране, за да открие оперативни грешки.

Настройка на инвертора:

1. 15 V връзка към PWM.
2. Свържете релето след зареждането на кондензаторите, за да затворите резистора. Когато се използва директно, съществува риск от експлозия!
3. При празен ход мостовият ток трябва да бъде по-малък от 100 mA.
4. Проверка на правилното монтиране на фазите на трансформатора, като се използва осцилоскоп в две лъчи. Задайте PWM честотата на 55kHz и в този случай напрежението не трябва да надвишава 330V.
5. За да се определи честотата на самото устройство, струва си да се намали честотата на PWM постепенно, докато IGBT се покачи, фиксирайки този индекс (разделете на 2 и добавете честотата на насищане). Това е колебание на работната честота на трансформатора.
6. Консумацията на мост е 150mA.
7. Трансформаторът не трябва да прави много шум, ако има шумови ефекти, след това обърнете внимание на полярността.
8. Увеличете плавно инверторния токпроменлив резистор. В този случай стойностите на осцилоскопа не надвишават 550 V. Оптимумът е 340 V.
9. Започнете заваряването след 5 секунди и постепенно увеличете времето. Кук за не повече от 3 минути, оставяйки устройството да се охлади.

По този начин можете да монтирате инвертора за заваряване. Не е необходимо да се използват сложни схеми, тъй като радиолюбителите откриват оптималното решение в бюджетния вариант. А нивото на сложност на схемите варира от сравнително сложни до прости. За да сглобите себе си на заваръчен инвертор, не е необходимо да купувате скъпи части или можете да използвате импровизирани инструменти.