Меню

Стабилизатор напряжения для сварочного аппарата своими руками

Стабилизатор напряжения для сварочного аппарата своими руками

Стабилизатор тока сварочной дуги.

Автор: Филипович Алексей
Опубликовано 14.03.2012
Создано при помощи КотоРед.

Основным недостатком сварочных трансформаторов переменного тока является циклическое прерывание горения дуги, вызванное периодическими переходами сварочного тока через нулевые значения при смене полярности на электроде и изделии, что негативно сказывается на качестве сварного шва. Стабилизатор сварочной дуги (ССД) позволяет устранить некоторые недостатки, а так же расширить возможности сварочного аппарата и повысить качество сварного шва.

Подключение стабилизатора сварочной дуги к сварочному трансформатору делает его универсальным по сварочно-технологическим свойствам, т.е. в этом случае сварочный трансформатор может заменить выпрямитель или установку для аргонно-дуговой сварки, что дает возможность осуществлять сварку переменным током в таких случаях:

а) при ручной дуговой сварке черных сталей плавящимися электродами, предназначенными для переменного тока (типа АНО-4, МР-3 и пр.) и для постоянного тока (типа УОНИ, ТМЛ, ТМУ и пр.);

б) при ручной дуговой сварке нержавеющих и специальных сталей плавящимися электродами (типа ОЗЛ, ЦЛ, ЦТ и пр.);

в) при ручной дуговой сварке чугуна плавящимися электродами (типа МНЧ, ЦЧ и пр.);

г) при аргонно-дуговой сварке неплавящимся электродом нержавеющих сталей, алюминия и его сплавов в тех случаях, когда допускается начальное зажигание дуги от короткого замыкания.

Применение сварочных трансформаторов совместно со стабилизатором сварочной дуги позволяет получить существенный экономический эффект благодаря:

1) увеличению на (10..15) % времени горения дуги в общем времени работы сварщика за счет более раннего поджига дуги в каждый полупериод синусоиды сварочного тока;

2) уменьшения расхода электродов и увеличения коэффициента наплавки за счет увеличения стабильности процесса сварки и уменьшения разбрызгивания металла;

3) снижения требований к квалификации сварщика, так как высокая стабильность горения дуги позволяет сварщику выполнять работы более качественно;

4) многофункциональности, позволяющей использовать трансформатор взамен выпрямителя или установки для аргонодуговой сварки.

Предлагаемое читателям устройство собрано на широкодоступной элементной базе. Благодаря применению современных компонентов отличается малыми габаритами и весом, что позволяет использовать его совместно с любым сварочным трансформатором переменного тока. Подключается ССД к сварочному аппарату параллельно его вторичной (силовой) обмотке и монтируется в любом свободном месте внутри корпуса сварочного трансформатора. При использовании ССД сварочный аппарат варит «мягко», как при постоянном токе, шов получается блестящим с минимальным количеством посторонних включений в виде шлака.

Принцип действия подобных устройств, в принципе одинаков. Он основан на явлении ЭДС самоиндукции трансформатора, возникающей при отключении нагрузки в момент нарастания синусоидального напряжения. В данном случае в качестве нагрузки выступает резистор R1 и открытый переход полевого транзистора с индуцируемым каналом VT1. По сварочной цепи, образованной зажимами, кабелями, сварочным электродом и свариваемыми поверхностями ток не протекает, так как напряжение на выходе трансформатора ещё не достигло значения, необходимого для «поджига» дуги. Таким образом для получения повышенного напряжения на выходе сварочного трансформатора не нужно применять какие-либо преобразователи напряжения, накопительные конденсаторы и т.п., достаточно лишь после начала роста выходного напряжения сварочного трансформатора, после перехода сети через «ноль» кратковременно закоротить вторичную обмотку этого трансформатора. Возникающий после снятия КЗ выброс напряжения достигает в пике значения 150…400 В. Однако такое значение напряжения получается лишь при холостом ходе сварочного аппарата. При поднесении сварочного электрода на расстояние 1…2 мм. К свариваемым поверхностям воздушный промежуток пробивается и протекающий ток сварочной дуги мгновенно гасит возникающий импульс напряжения. Поэтому, подключив осциллограф к сварочному аппарату и зажигая дугу, видно, что выброс напряжения достигает лишь пикового значения в 30…60 В., что соответствует напряжению зажигания дуги. Лавинный рост тока дуги в этом случае препятствует росту напряжения до значительных значений. Чего не скажешь о режиме холостого хода. По этому необходимо использование двойной изоляции рукоятки держателя электродов и соблюдение необходимых предосторожностей при работе со сварочным аппаратом с установленным ССД.

Читайте также:  Напряжение зажигания дуги постоянного тока не превышает

Схемотехнически принцип работы устройства заключается в следующем: Диодный мост VD1-VD4 выпрямляет поступающее от сварочного трансформатора через предохранитель FU1 напряжение. По мере роста напряжения сначала, током протекающим через резистор R5 открывается транзистор VT3, затем напряжение, поступающее с резистора R6 отпирает тиристор VS1. В результате отпирается пара транзисторов VT2-VT1 и нарастающий ток короткого замыкания сварочного трансформатора начинает протекать через резистор R1. Падение напряжения на резисторе и открытом силовом транзисторе составляет 1…2В. Этого значения достаточно для удержания тиристора VS1 в открытом состоянии. С ростом напряжения на выходе сварочного трансформатора увеличивается и ток, протекающий через R1, вызывая рост напряжения на управляющем электроде тиристора VS2. По достижению напряжением на R1 значения около 3 В. тиристор открывается и шунтирует базу транзистора VT3, вызывая лавинное запирание всей цепочки транзисторов. Ток через устройство снижается до значения 5…10 мА., а сварочный трансформатор генерирует высоковольтный выброс. Стабилитрон VD5 предназначен для защиты транзистора VT1, хотя может быть он и лишний, но как говорится надёжность прежде всего. Параллельно с резистором R3 можно включить резистор R11 и светодиод, который будет индицировать работу ключевого транзистора. Светодиод при этом монтируется на плату со стороны печатных проводников.

Следует заметить, что нормальная работа устройства при указанных на схеме номиналах не гарантируется. Это объясняется значительным разбросом параметров активных элементов, и в первую очередь тиристоров. Кроме того даже правильно настроенный ССД, идеально работающий с одним сварочным трансформатором не даст никакого эффекта при подключении к другому. Это делает невозможным массовое производство подобных устройств.

Настройку устройства следует проводить при его подключении к сварочному трансформатору, причём к тому, на котором в дальнейшем оно будет установлено. Настройка производится на холостом ходе сварочного трансформатора при подключенном параллельно устройству осциллографе. Подбором R5 добиваются максимальной амплитуды выброса, следя за тем, чтобы транзистор VT1 не перегревался. Затем подбором R6 импульс «сдвигают» максимально близко к началу перехода сетевого напряжения через ноль, следя за тем, чтобы его амплитуда значительно не уменьшилась, затем снова подбором R5 добиваются максимальной амплитуды выброса, не забывая контролировать температуру силового транзистора. При значительном нагреве VT1 следует уменьшить длительность импульса короткого замыкания, уменьшая сопротивление R10. Как примерно должна выглядеть осциллограмма напряжения, полученная на выходе сварочного трансформатора при правильно настроенном устройстве показано на рис.2.

Конструктивно ССД размещён в подходящем пластмассовом корпусе (в авторском экземпляре использована обычная мыльница), к основанию которого прикручена алюминиевая пластина-теплоотвод, к которой внутри корпуса, сквозь печатную плату, прикручены силовые элементы VD1-VD4 и VT1 (рис.3).

Читайте также:  Нет напряжения при включении зажигания

В пластине предусмотрены отверстия для крепления к корпусу сварочного трансформатора. Чертёж проводников печатной платы и расположение элементов на ней, изображено на рисунках 4 и 5 соответственно.

Схема подключения к сварочному трансформатору показана на рис.7.

Внимание! Устройство генерирует импульсы напряжением до 400 В. при настройке и эксплуатации соблюдайте необходимые меры техники безопасности. Автор не несёт ответственности за возможную порчу оборудования или иной ущерб, вызванный использованием или невозможностью использования данного устройства.

Источник



Стабилизатор напряжения для сварочного аппарата

Автор: Игорь

Дата: 24.11.2017


8741

Практически у многих владельцев частных домов имеются небольшие инверторные аппараты, которые имеют мощность до 4 кВТ. Аппарат нужен в хозяйстве для проведения сварки или прочих технологических операций, но частые перепады напряжения негативно оказывают влияние на работоспособность устройства, и стабилизатор напряжения для сварочного аппарата поможет справиться с возникшей проблемой.

Чаще всего перепады в сети бывают в тех случаях, когда в частном доме к общей схеме подключены иные электронагревательные приборы. Если для летнего периода такое явление бывает редким, то зимой, при подключении котельной установки, отопительных систем и прочего оборудования, эффект падения напряжения возникает постоянно. В данном случае правильным решением станет монтаж стабилизатора напряжения для сварочного инвертора.

Использование стабилизатора напряжения для работ со сваркой

Использование стабилизатора напряжения для работ со сваркой

Как решить проблему с работоспособностью сварочного инвертора?

Падение подачи сети в общей системе не редкость в зимний период года. Если в сети есть данные подачи до 180 вольт, то будет проблематично запустить инвертор в работу. Зажечь электрическую дугу будет сложно, а если вы еще используете электроды диаметром свыше 3 мм, то для аппарата нужна рабочая сеть напряжения, не менее 220 Вольт. В противном случае качество шва будет отвратительным, и вы не сможете добиться желаемого результата работы, тогда вам на помощь придёт монтаж стабилизатора напряжения 220в для сварочного инвертора.

Входящее напряжение со стабилизатором перед сваркой

Входящее напряжение со стабилизатором перед сваркой

Входящее напряжение после начала сварки

Входящее напряжение после начала сварки

Эксперты считают, что решить проблему можно будет несколькими путями, которые мы укажем детально.

  • Если вам позволяют финансы, то не обязательно нужно будет покупать стабилизатор напряжения для сварочного полуавтомата. Достаточно купить трансформаторное устройство и поставить его на входе в бытовую электросеть. Таким образом, вы не только сохраните в целостности ваши приборы, но и добьётесь необходимого режима энергопотребления в доме.
  • Нельзя подключать сварочный аппарат к стабилизатору напряжения, если он имеет различные функциональные характеристики эксплуатации сети. То есть, есть в продаже устройства для однофазной сети и отдельно устройства для трёхфазной сети.
  • Правильно определяем основные параметры мощности стабилизатора напряжения для сварочного аппарата инверторного типа. Нет необходимости выбирать устройство, которое рекомендовано по данным сварочного оборудования, то есть, не стоит полагаться на данные коробки, так производитель изначально даёт завышенные цифры в целях общей безопасности эксплуатации инверторного оборудования. Оптимальным выходом из данной ситуации станет замер потребления мощности в рабочем процессе нагрузки сварочного аппарата, то есть под максимальной нагрузкой. Чтобы правильно решить вопрос, какой стабилизатор напряжения выбрать для сварочного инвертора, рекомендуем для «слабеньких» аппаратов использовать данные из расчёта на 3 кВА, а для мощных инверторных устройств оптимальным показателем станет показание прибора из расчёта 8-10 кВА.
  • Определяем прибор по принципу действия, например, нам нужно решить вопрос моргает свет стабилизатора напряжения для сварочного аппарата. В данном случае нужно помнить, что устройство реагирует только на резкий скачок перепада сетевых данных. В этом ситуации рекомендуемым вариантом станет электронный вариант устройства, который имеет второе рабочее название – инверторный стабилитрон. Во втором случае, рекомендацией станет применение электромеханического стабилизатор, который имеет режим встроенного сервопривода.
Читайте также:  Упражнения для снятия напряжения глазных мышц

Какой стабилизатор выбрать – электронный или электромеханический?

Предпочтительным вариантом установки станет электронный вариант, но многих потребителей пугает его конечная цена, которая действительно завышена.

Электронный стабилизатор напряжения

Электронный стабилизатор напряжения

Но и применение электромеханического варианта устройства не сильно ударит по карману потребителя. Если для первого электронного варианта характерно практически моментальное срабатывание на реагирование скачка напряжения, то для второго варианта предусмотрен определённый временной интервал, который в ряде случаев негативно оказывает влияние на работу инверторной техники, да и всех приборов, подключённых к общей сети энергопотребления.

Электромеханический стабилизатор, несмотря на его низкую стоимость, имеет ряд недочётов, которые проявят себя в процессе работы аппарата для сварки:

  • Естественный шум работы аппарата.
  • Имеются трущиеся элементы деталей.
  • Через определённый промежуток времени эксплуатации, встроенный элемент.

Электромеханический стабилизатор

В любом случае, эксперты считают, что покупка стабилизатора поможет лишь частично решить вопросы целостности и сохранности работы инверторного оборудования, поможет обеспечить качество сварочных работ. Вместе с этим общая рекомендация, кроме покупки устройства заключается в установке трансформаторных установок на повышение при подаче напряжения в дом. Как показывает практика, чаще всего вместо заданных 220 Вольт, в сети фактически бывает 180-190 Вольт, а в отдалённых местностях и вовсе не превышает 150 вольт.

Особенности выбора стабилизаторов

Сварочное оборудование стало неотъемлемым атрибутом в частном доме или на производстве. Трудно назвать ситуации и случаи, когда бы ни понадобились сварочные инверторы. Ремонт автомобиля, установка металлического забора, изготовление металлических каркасов и многое другое обязательно потребуется в доме и на производстве. При выборе подходящего варианта стабилизатора для сварочного устройства, учитывайте принципиальные характеристики работы прибора, которые подразделяются на следующие категории:

  • Трансформаторное устройство.
  • Выпрямитель.
  • Инверторное сварочное оборудование.

Кроме этого имеются соответствующее разделение по классовым характеристикам эксплуатации:

  • Полуавтоматический прибор.
  • Аппарат, работающий на дизельном топливе или на бензиновом аналоге.

Заключение: выводы и рекомендации

Пари выборе стабилизатора учитывайте также диаметр электродов, которые вы используете в своей работе. Если диаметр электродов до 3 мм, то понадобится несложный прибор стабилизации, а для постоянного применения электродов диаметром свыше 3 мм потребуется мощный стабилизатор, обеспечивающий постоянную поддержку напряжения в сети.

Если вы не можете самостоятельно рассчитать, как стабилизатор подойдёт для вашего инверторного устройства, рекомендуем обратиться к специалисту, который проведёт грамотный расчет и подберёт соответствующий тип устройства, обеспечивающий качественную работу агрегата, и поддерживает требуемое напряжение для безопасной работы сварочного оборудования.

Источник