Выпрямитель сварочный предназначен для питания электротоком поста сварки при ручной и электродуговой сварке. Он используется для того, чтобы преобразовывать ток переменной частоты в непрерывный разряд электричества, который нужен для осуществления плавления заготовки. Сварочный выпрямитель своими руками изготавливается чаще всего для использования конструкции в бытовых условиях и мелко-подрядном бизнесе.
Сварочный выпрямитель необходим, чтобы питать пост сварки, преобразовывая переменный ток в непрерывный разряд.
Бытовые аппараты для сварки — это конструкции небольшой мощности, которые имеют относительно невысокий номинальный ток сварки. Устройства имеют паузу для остывания между этапами работы большой длительности, потому конструкции неэффективны в процессе выполнения объемных работ в промышленных условиях.
Стандартная компоновка конструкции для сварки состоит из таких элементов:
- трансформатор для понижения;
- выпрямитель (мост из составляющих полупроводника);
- блок конденсатора (отвечает за подавление пульсаций на выходе преобразовательного элемента).
Перед тем как изготовить аппарат для сварки, понадобится определить, для выполнения каких работ будет использоваться конструкция. От этого будут зависеть различные показатели конструкции, размер электрода и характеристики материала соединяемых заготовок.
Электрическая схема самодельного сварочного аппарата на постоянном токе.
Лучшими показателями по качеству тока на выходе обладают трехфазные приспособления, которые подключаются к электрической сети 380 В. Их можно использовать длительный период, при этом не понадобится делать перерывы для остывания. С помощью подобных конструкций можно обрабатывать более крупные конструкции из стали. Устройства отлично подходят для соединения контейнеров, ворот от гаражей и т.д. Приспособление подходит для малого бизнеса.
Значительным недостатком конструкции является затрудненный доступ к сети питания. Не все села и гаражные кооперативы имеют доступ к подобным коммуникациям. Следует понимать, что аппарат для сварки, который обладает трехфазным трансформаторным приспособлением, будет весить в 1,5-2 раза больше однофазного устройства. Общий вес конструкции в большинстве случаев превышает 100 кг.
Одному человеку подобный вес не под силу, потому понадобится установить колеса для перемещения. Можно также использовать специальное трансформаторное приспособление, которое снижает общий вес на 20-40%. Однако следует учитывать, что наматывать его нужно будет самостоятельно.
Однофазный сварочный выпрямитель, который установлен на однофазной трансформаторной конструкции для электросети 220 В, имеет меньший вес. Его масса в большей степени зависит от веса трансформатора для понижения и составляет приблизительно 40-70 кг. Подобный сварочный аппарат способен обеспечить шов отличного качества при соединении простых конструкций. Легкость и доступность электросети делают однофазные приспособления мобильными. Их можно использовать не только на верхних этажах высоких домов, но и в местах, где отсутствует электричество. В последнем случае можно использовать бензиновый генератор.
Как сделать сварочный выпрямитель для однофазной электросети
Однофазная мостовая схема выпрямления (а). Графики напряжений и тока в трансформаторе (б), напряжения и тока в нагрузке (в).
Переменный ток представляет собой волну, которая образует колебания с частотой 50 Гц. Следовательно, 1 секунду электричество 25 раз будет течь в одном направлении и 25 раз в другом. Для сварочного процесса будет нужно протекание электричества лишь в одном направлении.
Если цепочка вторичной обмотки трансформаторной конструкции будет дополнена полупроводником, то она сможет пропустить электричество исключительно в одну сторону, следовательно, будет получен постоянный ток. Однако в данном случае ток будет переменным и иметь частоту 25 Гц. После каждой волны будет пауза без тока, что недопустимо.
Понадобится поставить полупроводник наоборот, чтобы он пропустил электроны в обратную сторону. Установив несколько полупроводников по направлению друг к другу, получают ток, который представляет собой волны, увеличивающиеся от нуля до максимально возможного значения направления, на которое рассчитывается вторичная обмотка трансформаторной конструкции. Также будут получены волны, спадающие до нуля, после достижения которого начинается другая волна.
Трехфазная мостовая схема выпрямления (а). Графики напряжений и токов (б).
Таким образом можно получить положительный полюс тока, отрицательный полюс будет размещаться в центральной части вторичной обмотки трансформаторной конструкции. По этой причине данная схема может использоваться исключительно в случае, если у трансформаторной конструкции есть необходимый вывод. Если трансформаторную конструкцию намотать самому, то можно сделать и вывод.
Если его не сделать, то понадобится разбирать обмотку, что делать не рекомендуется. Преимуществом подобной схемы является небольшое количество применяемых полупроводников. В данном случае вторичная обмотка конструкции разделяется на несколько частей. Это означает, что некоторое время будет использоваться одна часть обмотки.
Чаще всего используется мостовая схема выпрямления. Она являет собой квадрат, во всех сторонах которого находятся полупроводники. С двух других углов фигуры будет сниматься постоянное напряжение, а на остальных углах напряжение будет исходить со вторичной обмотки трансформаторной конструкции. Преимуществом подобного выпрямителя является то, что в данном случае отсутствует необходимость выводить отдельный провод со вторичной обмотки. Недостаток — применение большого количества вентилей полупроводника. Среднее напряжение во всех вышеописанных схемах меньше, чем напряжение, которое выходит со вторичной обмотки.
Ток сварки будет небольшой, потому диаметр установленного электрода и толщина соединяемой заготовки тоже будут небольшими. Для того чтобы уменьшить колебания напряжения, на выходе сварочный аппарат, который изготавливается, должен иметь параллельно включенное нагрузке конденсаторное приспособление.
Как изготовить выпрямительную конструкцию для трехфазной электросети
Выпрямители, сконструированные для питания трехфазной электросети, имеют небольшую пульсацию напряжения на выходе.
В данном случае фазы электросети будут перекрывать друг друга, при этом напряжение не сможет снизиться до нуля. Один из способов изготовления сварочного аппарата для трехфазной электросети — включение в каждую из фаз полупроводника за обмоткой трансформаторной конструкции. Подобные выходы от полупроводников нужно будет обязательно коммутировать в единый вывод.
Полупроводниковый мост способен пропускать лишь половину волны от каждой фазы. Пульсации у подобной схемы в несколько раз чаще, чем у схем с одним полупроводником, однако сила колебаний гораздо меньше. Преимущество подобного приспособления — использование трех полупроводников. Недостатком является нулевой вывод с обмотки трансформаторной конструкции. Это означает, что соединять обмотки трансформаторной конструкции для питания можно исключительно по схеме “звезда”.
Конструкция сварочного аппарата для выпрямления
Выпрямитель для устройства сварки строится вокруг полупроводников, которые используются для того, чтобы пропускать потоки электричества в едином направлении. В схемах выпрямления можно использовать следующие приспособления:
Чертеж сварочного аппарата, изготовленного своими руками.
- Диод. Рекомендуется использовать данное приспособление, так как в случае его применения в схему конструкции для выпрямления не понадобится включать блоки управления.
- Тиристор. Чтобы протекал ток, элемент должен получить сигнал от системы управления. Вентиль запрется, когда проходящий ток опустится до нуля или напряжение на элементе уменьшится.
- Транзистор. Вентиль, которым можно управлять. Чтобы его открыть или закрыть, понадобится подать сигнал на электрод управления. Данное приспособление является наиболее дорогостоящим.
Следует заметить, что в процессе использования диодов электрическая цепочка потребует добавления резистора, чтобы была возможность производить регулировку силы тока.
Любой из вышеописанных компонентов следует подбирать с запасом, иначе они выйдут из строя. Протекающий по цепочке ток должен быть в несколько раз меньше, чем номинальный.
Процесс изготовления выпрямителя для сварки
Элементы, которые будут необходимы для изготовления сварочного аппарата для выпрямления:
Сварочный выпрямитель должен состоять из таких элементов, как: трансформатор, радиатор, диод, электрод, дроссель, конденсатор, сердечник, проволока никелиновая.
- Трансформатор.
- Диод.
- Радиатор.
- Дроссель.
- Электрод.
- Конденсатор.
- Керамический сердечник.
- Никелиновая проволока.
- Схема подобной конструкции.
Первым делом надо будет попытаться подобрать готовую трансформаторную конструкцию для понижения с необходимыми параметрами.
В большинстве случаев данное приспособление подобрать не получается, потому понадобится намотать его самостоятельно.
Полупроводник, который собран по мостиковой схеме, понадобится установить на радиатор для обмена тепла и охлаждения. Диоды с большой мощностью будут выделять большое количество тепла в процессе работы. Чтобы была возможность обеспечить падающую характеристику тока, в цепочку нужно последовательно включить дроссель. Активное переменное сопротивление в последовательной цепочке позволит выполнить плавную регулировку тока сварки. Один полюс нужно будет подключить к электроду для сварки, второй полюс подключается к соединяемой заготовке. Электролитическое конденсаторное устройство будет использоваться в качестве фильтра для сглаживания и снижения пульсаций.
Реостат можно намотать самостоятельно. В данном случае рекомендуется использовать керамический сердечник и никелиновую проволоку. Диаметр проволоки будет зависеть от величины регулируемого сварочного тока. Расчет сопротивления реостата можно произвести на основании удельного сопротивления проволоки, ее сечения и длины. От диаметра витков зависит шаг регулировки сварочного тока.
Сделать сварочный аппарат подобного типа несложно, если иметь в наличии все необходимые инструменты и материалы. Понадобится также обязательно знать технологию изготовления конструкции.
