Varilni pretvornik z lastnimi rokami: vezja in montažni red

Inverterji varilni stroji so se v veliki meri uporabljajo v gradbeništvu zaradi njihove visoke produktivnosti in nizke teže. Vendar, lahko vsi privoščijo

Splošni podatki o varilnem pretvorniku

Tradicionalni varilni stroji imajo precej nizko ceno, enostavno repairability, vendar zelo pomembna pomanjkljivost ni le njihova teža, temveč tudi odvisnost od napetosti. Vhod elektronskega merilnika je omejen z močjo od 4 do 5 kW. Za varjenje debele kovine stroj porabi veliko moč in v mnogih primerih delo postane nemogoče. Zamenjali so jih stroji inverterjev.

Namen in značilnosti delovanja

Uporablja se za varjenje doma, pa tudi pri podjetjihzagotavlja stalno pekoč občutek in vzdrževanje varilnega loka z uporabo visokofrekvenčnega toka (razen 50 Hz).

Varilni pretvornik je običajna impulzna napajalna enota, katere delovanje temelji na naslednjih načelih:

1. Vhodna napetost (omrežna napetost varilnega pretvornika 220 V AC) pretvori v konstantno napetost.
2. Tok DC se pretvori v visokofrekvenčno spremenljivko.
3. Obstaja proces pretvorbe napetosti z zmanjšanjem.
4. Ravnanje in pretvorba pri varilnih postopkih ob ohranjanju frekvence.

Zaradi teh trenutkov se masa in mere naprave zmanjšajo. Da bi sami zbrali pretvornik, je potrebno poznati načelo delovanja te naprave.

Načelo delovanja opreme

V prejšnjih modelih je bil glavni element ogromen močnostni transformator, ki omogoča v sekundarnem navijanju močne tokove, potrebne za varjenje. Za pridobitev tega toka je potrebno uporabiti žico z velikim premerom, ki vpliva na težo varilnega stroja.

Z izumom impulzne napajalne enote je bilo lažje rešiti problem z maso in dimenzijami, saj so dimenzije in težo transformatorja sami zmanjšani za nekaj deset ali več sto krat. Na primer s povišanjem frekvence 6-krat lahko zmanjšate dimenzije transformatorjavendar 3-krat. To vodi v znatne prihranke pri materialu.

Zaradi močnih ključnih tranzistorjev, ki se uporabljajo v pretvorniku, se preklopi s frekvenco 50 do 80 kHz. Ti tranzistorji delujejo samo z enosmerne napetosti.

Kot je znano iz tečaja fizike, se za doseganje konstantne napetosti uporablja preprosta polprevodniška naprava - dioda. Dioda potuje v eni smeri, odrezuje negativne vrednosti sinusne napetosti. Toda uporaba ene diode vodi do velikih izgub, zato se uporablja skupina, sestavljena iz močnih diode, ki se imenuje diode most.

Na izhodu diodnega mosta dobimo konstantno pulzirajočo napetost. Za pridobitev normalne enosmerne napetosti se uporablja kondenzatorski filter. Po teh transformacijah se na izhodu filtra pojavi enosmerna napetost nad 220 V.

Blok, ki sestoji iz prečnega mostu in filtrskih elementov, se imenuje napajalna enota (PSU).

Napajanje služi kot napajanje za pretvorniško vezje. Tranzistorji so priključeni na step-down transformator, ki je impulzen in deluje na frekvencah v območju od 50 do 90 kHz. Moč takšnega transformatorja je približno enak kot pri svojem ogromnem kolegu - varilnem močnostnem transformatorju.

Posodobitev takšne naprave postane lažje, ker zaradi svoje velikosti in teže obstajajo dodatne možnosti za povečanje stabilnosti varilnega stroja.

Obstaja ogromna proizvodnja samozaposlenih varilnih inverterjev, katerih sheme so različne glede funkcionalnosti in načinov vgradnje. Podrobno bomo analizirali vsakega posebej izdelanega modela.

Izdelava resonančnega pretvornika

Za osnovo je potrebno uporabiti močnostno enoto računalnika oblike faktorja AT, iz katerega so potrebni hladilnik in radiatorji. Podrobnosti so povzete iz osnovne podatkovne zbirke monitorjev in televizorjev, drugače, če niso na voljo, jih kupijo na trgu. Vse komponente so poceni.

Priporočila za proizvodnjo:

1. Za poenostavitev sheme PWM se popolnoma izloči, saj bo potrebna stabilizirana napetost, ki jo dobi glavni oscilator.
2. Uporabite Zenerove diode KC213, da preprečite razbitje tranzistorjev.
3. Za zmanjšanje motenj in motenj je potrebno namestiti visokofrekvenčne močnostne tranzistorje poleg transformatorja.
4. Poti za mostom moči in pogonske enote na krovu debele PCB (ne manj kot 4 mm) je treba širši (uhajanja tokove do 30 A) in zaludit spajkanje (najmanj 2 mm).
5. DaUporabljen je napajalni kabel ne manj kot trije kvadratki.
6. Za visokonapetostna vezja uporabite dvojno izolacijo (negorljiva sljuda ali kremenčev kamen).
7. Plin mora biti brez kovinskega ohišja.
8. Dobro konstantno prezračevanje.
9. Napajalne diode (izhod) morajo biti zaščitene pred poškodbami s pomočjo RC-verige.

Po tem je potrebno ročno določiti parametre varjenja z inverterjem. Poleg tega je mogoče uporabiti naslednje značilnosti:

1. Izhodni tok bremena: 5 do 120 A.
2. Napetost (pri prostem teku): 90 V.
3. Trajanje bremena se lahko spreminja. Vse je odvisno od premera elektrode: 2 mm = 100%, 3 mm = 80%. Treba je upoštevati vpliv visoke temperature.
4. Vhodni tok: okoli 10A.
5. Približna teža: približno 3 kg.
6. Pri varjenju mora obstajati regulator jakosti.
7. Vrsta volt-ampere karakteristike, ki zagotavlja delovanje v polavtomatskem načinu: padanje.

Diagram opreme

Glavni del - glavni oscilator je sestavljen na čipu SG3524, ki se uporablja v vseh neprekinjenih napajalnikih. Pretvornik ima majhno porabo energije okoli 2,5 kW, kar omogoča uporabo stanovanja.

Transformator je treba sestavitiin jedra tipa E42, ki se uporablja v starih monitorjih cevi. Za izdelavo približno 5 kosov takšnih transformatorjev.

Za plin se uporablja še en transformator. Preostali elementi induktivnosti so sestavljeni iz jedra tipa 2000HM. Diode in tranzistorje je treba namestiti na radiatorje s KTP-8 ali drugo vrsto toplotne paste. Napetost v prostem teku je približno enaka 36 V z dolgim ​​lokom od 4 do 5 mm, kar omogoča začetnikom, da delajo z njim. Izhodne kable je treba namestiti v feritne cevi ali obročke feritne moči.

Strukturna značilnost vezja je pojav največjega toka v I navijanju med resonanco.

Shema 1 - Varilni rezonantni pretvorniški tokokrog

Zaradi majhne teže in dimenzij je mogoče nadgraditi napravo.

Preprečite lepljenje elektrode

V tem primeru se uporablja tranzistor IRF510, ki je poljski tranzistor. Poleg tega zagotavlja enak mehak zagon in prekinitev vhoda na SG3524:

1. Pri visoki temperaturi se sproži temperaturni senzor.
2. Izklop prek preklopnega stikala.
3. Blokada pri kratkem stiku (kratek stik).

Preprost varilni stroj

Ta model je zasnovan za tok 220V in 32A, po pretvorbi pa doseže 280A. Ta vrednost zadostuje za trdni šiv na razdalji do 1,5 centimetra.

Shema in komponente

Glavni element je transformator, ki je dovolj težko narediti, vendar je povsem realističen.

Osnovni podatki:

1. Sestoji iz feritnega jedra (7 × 7 ali 8 × 8).
2. Primarni navoj je približno 100 vrtljajev in njegov premer je 0,3 mm.
3. Sekundarne navitje - 3 kosi: 15 zavojev in premer žice 1 mm - 15 obratov - 0,2 mm - 20 zavojev - 0,35 mm.
4. Materiali za transformator: bakrene žice ustreznega premera, steklena vlakna, tekstolit, električno jeklo (za železovo rudo), bombažni material.

Za jasno razumevanje načela delovanja je potrebno skrbno preučiti diagram glavnih vozlišč.

Slika 1 - Strukturni diagram varilnega stroja

Pojasnilo sheme:

1. Omrežni usmernik, ki pretvori AC napetost v DC.
2. Omrežni filter izravnava valovitost.
3. Frekvenčni pretvornik se izvaja na tranzistorjih.
4. Visokofrekvenčni varilni transformator sodeluje pri preoblikovanju stresa.
5. Napajalni usmernik opravi rektifikacijo toka v konstanto določene frekvence.
6. Frekvenčni pretvornik se regulira v obliki regulatorja za nastavitev načina delovanja.

Napajanje in napajalna enota

Blok, ki sestoji iz transformatorja, usmernika in filtra (ali sistema filtriranja), je ločen od razdelka moči.

Shema 2 - Shematski diagram PSU

Vodniki (ne več kot 15 cm) za nadzor zatvorkami tranzistorjev treba spajkati bliže slednji, pri čemer so prevodniki povezani parno med seboj, njihov presek je nepomembno.

Osnova pogonske enote je transformator s stopnicami navzdol s središčem Š20 × 208 2000 nm, drugi zavoj pa je ovit v več plasti žice, katerega izolacija ni poškodovana. Na sekundarni je potrebno vetrovi, kot sledi, izoliranje plasti: 3 plasti, nato tesnilo-fluoroplastično, nato spet 3 plasti in spet tesnilo-fluoroplastično. To se naredi za povečanje odpornost proti preobremenitvi. Po tem, drugi navitje, da kondenzator ne manj kot 1000 V.

Da bi zagotovili, da bodo zbrane na feritno jedro sedanjega transformator priključen na pozitivno kroženje zraka med plastmi navitij, in to bi moralo biti jedro zaviti termični papir (blagajno trak). Odpravne diode za pritrditev na radiator.

Shema 3 - Napajalni del pretvornika

Pretvornik in hlajenje

Funkcija pretvornika enote je proces pretvorbe DC AC visokofrekvenčnega toka. Uporabi za to močnostnih tranzistorjev, čeprav je v nekaterih primerih lahko močnejša zamenjava za 2 ali več tranzistorjev povprečne moči.

Pomemben element celotne naprave je dokaj dobro ohlajanje. Za to uporabite hladilnik z računalniško tehnologijo, vendar ne sme biti omejena na eno, saj je treba zagotoviti zadostno hlajenje tokokrogu, ki je služil kot ponorov toplote za odvajanje toplote, vendar je potrebno za odvajanje toplote. Za popolno zaščito je potrebno namestiti toplotni senzor (nameščen na grelnem elementu), ki bo odprl električno omrežje.

Spajkanje, nastavljanje in testiranje obratovalnosti

Ključni dejavnik je spajkanje, saj je s pravilno namestitvijo delov odvisna velikost celotnega izdelka in možnost optimalnega hlajenja. Diode in tranzistorji so nameščeni v nasprotni smeri drug proti drugemu. Vhodno vezje se izračuna z robom približno 300 V.

Če želite konfigurirati operacijo, morate priključite pulzni modulator na 15 V za dovod hladilnika. Rele se vklopi skupaj z uporom R11 in bi moral izhajati 150mA.

Po izvedenih manipulacijah je potrebno neposredno preizkusiti delovanje naprave:

1. Napravo napajajte iz omrežja.
2. Nastavite visoki tok.
3. Preverite odčitavanje na osciloskopu: napetost v spodnji zanki je približno 500 V, vendar ne več kot 550. Pri pravilnem sestavljanju bo vrednost te napetosti ne manjša od 350 V.
4. Odklopite osciloskop in izklopite pretvornik. Pripravite elektrode.
5. Začeti izvajati varjenje delo in spremlja transformator, če se začne vreti, nato pa še enkrat iti skozi vezje.
6. Po 3-4 šivih grelniki segrejejo. Za hlajenje je treba omogočiti, da se naprava ohladi, preden jo izklopite iz omrežja (hlajenje opravlja svojo funkcijo).

Če se je ta shema zdela zelo zapletena, potem velja, da je shema zelo preproste naprave.

Najenostavnejša varilna naprava za pretvornik

Model te enote je zelo preprost in proračunski. To je enostavno sestaviti zaradi enostavne konceptualne sheme.

Proces celotnega sklopa lahko razdelimo na faze, poleg tega pa je potrebno zbrati vse podrobnosti, materiale:

1. Navitja transformatorja vsebuje: navitje bakreno folijo 4 cm in premer 0,3 mm, izdelana iz papirni trakovi za blagajne ali lakirana krpo, ob uporabi ponovno navijanje tretji trak, in kjer je treba, da jih izolirati. Namesto bakrene pločevine je mogoče uporabiti žico sestavljena iz več žil do 0,7 mm v premeru (I - 100 vrtljajev, II - 15, II - 15 II - 20).
2. Montiran hladilnik.
3. Podstavek varilnega aparata je povezan s transformatorjem, sestavljenim iz diode, tranzistorjev.
4. Kondenzatorji so potrebni za odpravo resonančnih emisij.
5. Potrebno je uporabljati snubbers za odvajanje moči (sv-81 in k78-2).
6. Namestite vse elemente na ploščo Getinax, glede na velikost konfiguracije.
7. Izvedite LED in spremenljiv upor (gumb) na plošči za nastavitev in prikaz.
8. Vse v primeru.

Shema 4 - Diagram najpreprostejšega varilnega pretvornika z lastnimi rokami

Po montaži mora biti naprava prvič nameščena in diagnosticirana, da zazna operativne napake.

Nastavitev inverterja:

1. 15 V povezava s PWM.
2. Po polnjenju kondenzatorjev povežite rele, da zaprete upor. Če se uporablja neposredno, obstaja nevarnost eksplozije!
3. V prostem teku mora biti tok mostu manj kot 100mA.
4. Preverjanje pravilne namestitve faz transformatorja z osciloskopom v 2-žarkih. Nastavite frekvenco PWM na 55kHz in v tem primeru napetost ne sme preseči 330V.
5. Za določitev frekvence naprave bi morali zmanjšati pogostost PWM postopoma, dokler, dokler se ne pojavi IGBT inverzije, določitev stopnje (deljenje z 2 in dodaj stopnjo nasičenosti). To je nihanje delovne frekvence transformatorja.
6. Poraba mostov je 150mA.
7. Transformator ne sme povzročati veliko hrupa, če so prisotni učinki hrupa, potem bodite pozorni na polarnost.
8. Gladko povečajte tok pretvornikaspremenljiv upor. V tem primeru odčitki osciloskopov ne presegajo 550 V. Optimalnost je 340 V.
9. Začnite varjenje po 5 sekundah in postopoma povečajte čas. Kuhajte največ 3 minute, pustite, da se enota ohladi.

Tako lahko sami zberete pretvornik. Ni treba uporabljati zapletenih shem, ker so radijski amateri našli optimalno rešitev v proračunski različici. In stopnja kompleksnosti shem se razlikuje od precej zapletenega do preprostega. Če želite sami sestaviti varilni pretvornik, ni treba kupovati dragih delov, ali pa lahko uporabite improvizirana orodja.