У большего количества сварочных аппаратов установлены инверторные схемы, где в роли силовых переключателей применяются полевые транзисторы. Такая схема позволяет снизить вес и размеры установки. Сегодня, воспользовавшись широким ассортиментом, в магазине можно приобрести сварочный аппарат, однако он, скорее всего, будет иметь принцип действия, который походит на тот, что есть у остальных.
Схема устройства сварочного инвертора.
Для того чтобы сделать сварочный инвертор самостоятельно, а также в случае необходимости его ремонта следует ознакомиться с его устройством.
Характеристики будущего сварочного инвертора
Установка должна иметь в составе некоторые элементы, среди них:
- драйвер силовых ключей;
- силовая составляющая;
- блок питания.
Сварочный инвертор, самостоятельное изготовление которого будет описано ниже, станет обладать следующими характеристиками:
- ток сварки может достигать показателя в 250 А;
- стандартное напряжение сети равно 220 В;
- наивысший потребляемый ток — 32 А.
С помощью такой установки можно будет работать посредством электрода, диаметр которого равен 5 мм, при этом длина дуги может достигать 1 см. Производительность аппарата не станет уступать тем, что можно приобрести в магазине.
Технология изготовления сварочного инвертора
Рисунок 1. Схема блока питания инвертора.
На рис. 1 содержится схема блока питания установки, которая должна помочь мастерам, намеревающимся осуществить работы самостоятельно.
Для того чтобы добиться уравновешивания показателя напряжения, следует делать обмотки на ширину каркаса. В общем их количество должно быть ограничено четырьмя:
- первичка — ПЭВ 0,3 мм, 100 оборотов;
- вторичка (2) — ПЭВ 1 мм, 15 оборотов;
- вторичка (3) — ПЭВ 0,2 мм, 15 оборотов;
- вторичка (4) — ПЭВ 0,3 мм, 20 оборотов.
Устанавливать плату, на которой станет крепиться блок питания, рекомендуется отдельно.
От силовой составляющей она отделяется стальным листом, который крепится к корпусу.
Проводники, имеющие цель, выраженную в управлении затворками, следует припаивать максимально приближенно к транзисторам, их предстоит скрутить между собой, чтобы они образовывали пары. Сечение не критично, но длине проводников не стоит придавать показатель больше 150 мм.
При изготовлении инверторов своими руками следует использовать схемы. Одна из них, с изображением силовой части, содержится на рис. 2. Блок (рис. 3) в подобной установке представлен обычным флайбэком. Первичку трансформаторного блока следует защитить экранирующей обмоткой, выполненной из того же провода.
Рисунок 2. Схема силовой части инвертора.
При этом уложенные витки должны полностью перекрывать первичку, а их направление должно совпадать. В пространство между ними следует уложить изоляцию из малярного скотча, последний из которых можно заменить лакотканью.
Для обустройства блока питания следует подобрать сопротивление, чтобы напряжение, подаваемое на питание реле, было эквивалентно показателю в пределах от 20 до 25 В.
Схема, представленная выше, отображает все характеристики силовой части. Наиболее приоритетно для входных выпрямителей подобрать качественные радиаторные составляющие. Отлично подойдут те, что монтировались в старых компьютерах, которые функционировали на основе процессоров Pentium 4 или Alton 64. Приобрести их на вторичном рынке есть возможность за символичную стоимость.
Схемы управления описываемых установок имеют термический датчик в единственном экземпляре. Его следует располагать во внутреннем пространстве корпуса радиатора, температура нагревания которого является наивысшей.
Для того чтобы изготовить блок управления, следует приобрести ШИМ-контроллер. Он работает только от одного канал регулирования, посредством которого осуществляется корректировка тока в дуге. Схема сварочного инвертора позволяет определить расположение конденсатора C1, который станет определять напряжение ШИМ, от последней характеристики зависит величина тока при осуществлении сварки.
Инструменты и материалы
Рисунок 3. Схема блока питания инвертора.
Для проведения процесса изготовления сварочных инверторов своими руками предстоит подготовить:
- малярный скотч;
- ШИМ-контроллер;
- системный блок старого ПК.
В зависимости от схемы, которая будет использоваться в работе, можно использовать и иные составляющие для проведения работ.
Альтернативный вариант изготовления инвертора
Для изготовления сварочного инвертора своими руками нужно использовать медную полоску в 40 мм, толщина которой равна 0,3 мм, с ее помощью следует сделать намотку. В роли термопрослойки необходимо применить бумагу от кассового аппарата. Можно использовать и другую, которая имеет схожие характеристики, в качестве единственного требования к этой составляющей обмотки выступает прочность материала. Стоит учесть, что в процессе работы аппарата бумага станет темнеть, однако это никак не повлияет на ее технические и прочностные характеристики.
Намотку толстым проводом производить нельзя, несмотря на то, что некоторые мастера делают именно так.
Это требование обусловлено тем, что подобное может выступить в качестве причины перегрева трансформатора. Вторичка может быть обустроена из 3 полос меди, отделить которые можно фторопластовой прослойкой. В этом случае тоже используется качественная прочная бумага.
Трансформаторы сварочных инверторов дополняют вентиляторами, так как обмотка станет греться в любом случае. Допустимо использовать кулер из системного блока на 220 В. Достаточно будет снабдить инвертор 6 вентиляторами, половину из которых следует направить прямо на обмотку мотора. Недопустимо забывать о заборщиках воздуха, необходимо монтировать их напротив вентиляторов, это позволит исключить препятствие забору в нужном количестве.
Схема сварочного трансформатора.
Далее конструкцию инвертора нужно снабдить силовым косым мостом на двух радиаторах. При этом верхняя часть должна располагаться на одном конце, тогда как нижняя может быть укреплена посредством слюдяной прокладки на оставшийся мост. Выводы диодов нужно расположить навстречу транзисторам. Плата должна содержать 14 конденсаторов по 0,15 мк и 630 В, их наличие необходимо для понижения резонансных выбросов.
Для обеспечения наименьших потерь IGBT следует монтировать в цепочку снабберы, которые будут снабжаться конденсаторами. Использовать рекомендуется исключительно качественные устройства, что касается даже простейшего инвертора. В качестве оптимального варианта можно использовать модель СВВ81. Несмотря на то что IGBT открывается в более короткие сроки, обратный процесс предполагает гораздо большой период.
Даже если при изготовлении вы будете использовать схемы сварочных инверторов и произведете работу правильно, это не значит, что без труда удастся настроить аппарат на последнем этапе. Первоначально предстоит подать питание на ШИМ, отметка должна соответствовать 15 В, вместе с этим предстоит подать разряд на кулер, это позволит запустить систему охлаждения, при этом нужно проанализировать синхронность.
Необходимо проверить, стартовало ли функционирование реле замыкания резистора инвертора, что произойдет максимально через 8 секунд подключения платы ШИМ.
Необходимо проверить и плату, следует идентифицировать прямоугольные импульсы после того, как сработает реле. Затем подается питание на мост, что позволит удостовериться в его исправности, при этом стоит выставить холостой ход.
Сварочный инвертор своими руками можно изготавливать, используя разные схемы, инструкции и чертежи, однако стоит проверить, правильно ли монтированы фазы трансформатора. Осуществить это можно с использованием лучевых осциллографов. Первый луч нужно кинуть на первичную обмотку, другой — на вторичную. При этом напряжение не должно прыгать больше 330 В на нижнем эмиттере. Для того чтобы определить рабочую частоту аппарата, следует понижать частоту ШИМ до момента, пока на нижнем IGBT не покажется загиб. Полученное значение нужно отметить, после предстоит разделить число на 2, прибавить частоту перенасыщения.
После проведения всех работ рекомендуется проверить, есть ли шум на фазах трансформатора. Если он присутствует, в этом случае следует проверить полярность, т.к. достаточно легко совершить ошибку.
Подачу проверочного питания на мост следует осуществить посредством любого бытового прибора, рекомендовано при этом 2200 Вт. В качестве наиболее подходящего варианта прибора выступит электрический чайник. Важно помнить, что мосты драйвера следует располагать под радиатором над IGBT, однако не нужно устанавливать их ближе чем на 3 см к резисторам. Проводники, соединяющие оптроны и ШИМ, не рекомендуется располагать вблизи источника помех, они должны быть короткими.
На этом этапе можно считать, что инверторная сварка готова, теперь можно переходить к полевым испытаниям, после которых удастся получить результаты, позволяющие понять, требуются ли дальнейшие корректировки.
