Меню

Сварочный аппарат сделаны из трансформатора тока

Какой сварочный полуавтомат лучше инверторный или трансформаторный

Какой сварочный полуавтомат лучше инверторный или трансформаторный

Аватар пользователя

Содержание

Содержание

На вопрос: «Какой сварочный полуавтомат лучше инверторный или трансформаторный?» можно ответить по-разному. Можно коротко: «Исходи из потребности!», а можно аргументированно разобраться в плюсах и минусах каждой технологии сварки, и на основе этого анализа принять взвешенное решение.

При всей кажущейся простоте, сварить несколько металлических элементов — целое искусство. Как в каждом другом деле, для его освоения нужно заручиться теоретическими знаниями, практическими навыками и подходящим инструментарием.

Как работает сварочный трансформатор

Первые трансформаторы появились в конце XIX века, когда электричество стало обычным явлением. В начале XX века было обнаружено, что при помощи трансформатора можно управлять процессом дуговой сварки, что и дало импульс к развитию трансформаторных сварочных аппаратов.

Самый простой, если можно так выразиться, прапрадед сварочных трансформаторов представляет собой две обмотки, заключенные в набранный из изолированных металлических пластин сердечник.

При приложении напряжения на первичную обмотку, по ней начинает протекать ток. Под действием электромагнитной индукции, возникающей в сердечнике трансформатора, электрический ток начинает течь и по виткам вторичной обмотки.

В сварочном трансформаторе число витков вторичной обмотки значительно меньше, чем первичной, а сама обмотка выполнена из проводника большого сечения. В итоге ток, протекающий по вторичной обмотке, имеет значительную величину, достаточную для того, чтобы зажечь и поддерживать горение электрической дуги.

К слову сказать, в 20–30 годы прошлого столетия трансформаторные сварочные аппараты стали обычным явлением на производстве, а к концу Второй мировой войны их использование переживало настоящий бум. С 30-х по 80-е годы XX века в основе всех сварочных аппаратов лежал трансформатор.

Технологии сварки с помощью трансформатора более 100 лет. Она довольно проста, но за это время отточена практически до совершенства.

Регулирование силы сварочного тока осуществляется по-разному:

  • введением в цепь реостата;
  • механическим изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками;
  • изменением зазора в магнитопроводе трансформатора.

Как работает сварочный инвертор

Развитие полупроводниковой техники, ее бурный рост и повсеместное использование открыли новую эру в технологии сварки. Свет увидели инверторные сварочные аппараты.

Принцип действия такого аппарата довольно прост. Питающее напряжение, пройдя через выпрямитель, преобразуется в постоянное. В инверторе обратно трансформируется в переменное, но уже высокой частоты (60–80 кГц). После чего происходит процесс повторного выпрямления напряжения, поскольку сварка постоянным током имеет ряд преимуществ.

Использование сварочных токов высокой частоты позволяет избавиться от «лишнего» трансформаторного железа, позволяя тем самым снизить массу и габариты сварочного аппарата.

Именно частота — основополагающий фактор функционирования инверторного сварочного аппарата. С ее помощью производится регулирование сварочного тока — чем ниже частота, тем меньше выходная мощность, а соответственно и сварочный ток.

На заре становления технологии инверторной сварки не обошлось и без разочарований. Первые серийные образцы были крайне капризны к условиям сварки и не очень надежны. Но со временем улучшение схем и элементной базы позволило устранить большинство слабых мест инверторной технологии.

Трансформатор VS инвертор. Плюсы и минусы

Каждая из технологий сварки имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим подробно самые значимые.

Надежность

Тема, об которую до сих пор ломаются копья и которая разделила сварщиков на два противоборствующих лагеря. Аргументы «трансформаторщиков» — сварочные трансформаторы совершенствуются вот уже более ста лет. Схемотехника аппарата проста, но, тем не менее, доведена до совершенства. Чтобы «убить» такой аппарат — нужно сильно постараться. А вот инверторные модели этим похвастаться пока не могут. Они еще относительно молоды, им есть куда «расти».

Современные реалии таковы, что последний аргумент разбивается в пух и прах появляющейся новой, более надежной элементной базой и постоянным совершенствованием схем инверторных полуавтоматов.

Многофункциональность

В этом аспекте инвертор на голову переигрывает трансформатор. В инверторном полуавтомате благодаря контроллеру можно настроить любую электрическую переменную. Причем ее значение будет отслеживаться и регулироваться постоянно в течение проведения сварочных работ. А это открывает широкое поле деятельности не только при сваривании черных, но и цветных металлов.

Габариты, вес

Из-за массивного железа, принимающего непосредственное участие в трансформации энергии, идущей на сварку, трансформаторные модели тяжелы и громоздки. Даже самый простой аппарат имеет вес, приближающийся к 20 кг.

На их фоне инверторные модели выгодно выделяются. При сопоставимой мощности — они легки и компактны.

Качество дуги и сварных швов

Качество сварного шва — визитная карточка каждого уважающего себя мастера. Чтобы получить хороший шов, помимо твердой руки, нужно иметь аппарат, который будет удерживать параметры тока на заданной величине. Не секрет, что самые простые трансформаторные модели сильно зависимы от изменения величин питающего напряжения. При его просадках — снижается сварочный ток, и мастеру приходится уменьшать зазор между деталями и электродом, чтобы «удержать» дугу. При резких скачках реакции может и не хватить — при резком возрастании тока зачастую можно получить прожиг заготовок насквозь, особенно при сваривании тонкостенного металла.

К тому же к сварочным трансформаторам, не оборудованным выпрямителем, нужно приноровиться. Дело в том, что сварка переменным током более сложна физически. Она приводит к так называемой «жесткой» дуге, шипению электрода и разбрызгиванию металла по заготовке.

На рисунке: слева — шов, выполненный трансформаторным аппаратом, справа — инвертором.

Работать на трансформаторном сварочном аппарате несколько сложнее. Зато освоив технику сварки, без труда можно «творить чудеса» на инверторе. Обратный переход без привыкания, наработки навыка и определенного «доучивания» невозможен!

Всепогодность

По этому признаку — однозначный фаворит трансформаторный полуавтомат. Дело в том, что напичканные электроникой инверторы боятся влаги и пыли, которые способны вывести из строя плату аппарата.

Сварка в запыленных помещениях, особенно с содержащейся в воздухе металлизированной пылью, не для инвертора!

Еще одно ограничение, накладываемое производителями на инверторные аппараты — использование оборудования для работы в мороз. Виной тому — возможный конденсат, который может образоваться на платах устройства.

Трансформаторным аппаратам все вышеперечисленное нипочем. Они будут работать и в жару и в холод, и даже при повышенной влажности. Единственное чего не стоит делать, так это проводить сварочные работы под дождем! Это опасно!

Продолжительность включения

Как известно, этот параметр характеризует соотношение времени работы аппарата к необходимым для его остывания простоям при максимальных нагрузках. Чем интенсивнее сварочные работы, тем более продолжительные потребуются паузы.

При работе в нагруженных условиях, больше шансов побороться за симпатии потребителей у трансформаторных решений. Если нужно делать много сварных швов не самого лучшего качества, а то и вовсе, просто резать металл, то альтернативы трансформатору нет. Ведь делать то же самое на инверторном аппарате даже звучит кощунственно.

Работа в режиме повышенных нагрузок с большой долей вероятности приведет к выходу из строя электронных компонентов инверторного аппарата.

Сегодня при выборе сварочного полуавтомата большая часть пользователей наверняка отдаст предпочтение инверторному решению. И это не удивительно, ведь де-факто именно инверторные модели являются стандартом в области сварки.

Но сбрасывать со счетов трансформаторные модели все же преждевременно, поскольку для них еще есть определенные ниши, в которых им нет равных. В конце концов, все сводится к конкретным условиям работы и собственному взвешенному решению.

Источник

Самодельная точечная сварка из трансформатора

Время чтения: 8 минут

Что только не сделаешь из сварочного трансформатора… Ведь трансформатор — это буквально сердце любого сварочного аппарата. Именно он преобразовывает поступающее из розетки напряжение в ток, пригодный для сварки. Контактная сварка (или точечная сварка) не является исключением. При этом точечная сварка позволяет сформировать довольно прочное и эстетичное соединение даже в домашних условиях.

самодельная контактная сварка

Из трансформатора можно сделать полноценный аппарат для точечной сварки, который будет простым и надежным. Его единственный недостаток — это отсутствие возможности регулировать ток. Но в домашних условиях вам будет достаточно и самодельного устройства. В этой статье мы очень подробно расскажем, какой трансформатор использовать и как вообще собрать точечную сварку своими руками из сварочного трансформатора.

Особенности сборки

Трансформатор

Тема нашей статьи — точечная сварка из трансформатора. Мы будем использовать трансформатор, снятый со старой микроволновки. Он отлично подходит для наших целей. Подбирая трансформатор обращайте внимание на его мощность. Для изготовления точечного аппарата нужен трансформатор мощностью от 1 кВт. Аппарат, построенный на базе этого трансформатора, сможет варить металл толщиной до 1 миллиметра. Если вам нужно больше мощности, можно использовать два трансформатора. Но об этом мы расскажем позже.

трансформатор от микроволновки

Возьмите трансформатор и отсоедините от него магнитопровод с первичной обмоткой. Зачастую на таких трансформаторах «первичка» состоит из нескольких витков толстого провода. Не обязательно снимать эти перечисленные детали с каркаса, достаточно убрать вторичную обмотку. Это можно сделать с помощью ножовки или стамески.

А если «вторичка» приклеена, то придется применить силу и в буквальном смысле вырвать обмотку. Иногда целесообразно высверлить «вторичку», если иные способы не помогают. Постарайтесь не повредить «первичку» и сам магнитопровод при снятии вторичной обмотки. Если у трансформатора есть шунты, то уберите их вместе со «вторичкой».

Далее вам нужно намотать новую «вторичку». Для этого возьмите медный провод с сечением от 100 мм2 (или 1 см в диаметре). Провода толстые, но необходимо именно это сечение. Всего нужно сделать около трех витков. Если вам удастся сделать больше витков, то аппарат получится мощнее. Но мы все-таки рекомендуем увеличивать мощность другим методом. Об этом мы расскажем далее.

Увеличение мощности

Как мы уже писали выше, вы можете использовать ни один трансформатор для точечной сварки, но и два. Это необходимо для того, чтобы получить большую мощность, а значит и больший сварочный ток. Такая связка из двух трансформаторов позволит собрать аппарат, способный сваривать толстые металлы.

Читайте также:  Как сделать из 220 вольт 24 вольта постоянного тока

Конечно, вы можете просто сделать больше витков при наматывании трансформатора, но зачастую окно сердечника не позволяет это сделать из-за толщины провода. В таком случае лучше соединить концы вторичных обмоток у двух трансформаторов. Соединение должно быть последовательным. Это значит, что один провод нужно протягивать через оба трансформатора. Количество витков должно быть одинаковым.

соединение двух трансформаторов

Обязательно следите за направлением витков. У вас не должно быть противофазы.Если вам нужно сделать еще более мощный аппарат, то можно соединить большее количество трансформаторов. Соединение производится тем же методом, что и для двух трансформаторов. Но учитывайте вашу электросеть и заранее подумайте, сможет ли она выдержать такой аппарат. Особенно, если вы собираетесь варить на даче. Применение таких мощных устройств часто приводит к скандалам с соседями и к выбитым пробкам.

Управление

Простота самодельного аппарата для точечной сварки выражается не только во внутреннем конструктиве, но и в органах управления. Все, что вам понадобится — это кнопка «вкл/выкл» и самодельный рычаг для сварочных клещей.

С выключателем все просто. Выберите тот, который вам больше нравится. Установите его в цепь с первичкой. Ни в коем случае не устанавливайте на вторичку, потому что там ток слишком большой и контакты у вашей кнопки могут расплавиться.

С рычагом все немного сложнее. Вы должны помнить, что при точечной сварке применяется не только местный нагрев металла, но и усилие прижима. Чем толще свариваемый металл, тем больше должно быть усилие. Если вы будете варить тонколистовые заготовки, то вам будет достаточно собственной илы, чтобы опустить рычаг и сжать металл между электродами. Но если вы планируете собрать более универсальный аппарат, то лучше прикрепить его к столу и сделать рычаг подлиннее и потяжелее.

Если есть желание, рычаг можно доработать, добавив к нему винтовую стяжку. Стяжка должна устанавливаться между основанием и самим рычагом. Тогда вам не придется применять собственное усилие для сжатия.

Если у вас будет рычаг с самым простым исполнением, то кнопку включения/выключения можно поставить прямо на него. Опускаете рычаг и одновременно включается ток. При этом вторая рука будет свободна, и вы сможете держать заготовки.

Электроды

Также не стоит забывать про электроды. В точечной сварке используются медные электроды. Чем толще электрод, тем лучше. Электроды можно купить или сделать самому на станке. Но купить проще и быстрее. Если собираете маленький маломощный аппарат, что в качестве электрода можете использовать жало от паяльника.

Электроды — материал расходные. Их нужно подтачивать, поскольку они теряют форму. При окончательной потере исходной формы электрод нужно выбросить и поставить новый.

медные электроды

Электроды подключаются к трансформатору с помощью проводов. Их длина должна быть по возможности минимальной. Соединений тоже должно быть немного, поскольку каждое соединение — это всегда потеря мощностей. Лучше всего, если вы наденете на провода специальные наконечники из меди, с помощью которых провод будет соединяться с электродами.

Наконечники из меди должны быть не просто надеты на провода, а спаяны с ними. Это необходимо, чтобы на месте соединения наконечника с проводом не происходило сопротивление и аппарат мог стабильно работать. На самом деле, это очень непростая работа и спаять наконечник с проводов довольно трудно. Но вы можете купить готовые луженые наконечники, предназначенные для пайки. Тогда задача облегчится.

Некоторые умельцы припаивают не наконечники, а сами электроды, чтобы упростить себе жизнь. Но на деле они только все усложняют, поскольку электроды нужно периодически заменять на новые, а значит отпаивать их. Лучше просто припаяйте один раз наконечники и не делайте больше лишнюю работу. Тем более, наконечник просто почистить от следов окислов.

Нюансы применения

Наш самодельный аппарат обладает очень простой конструкцией и неприхотлив, но все же необходимо знать некоторые особенности, чтобы устройство работало исправно на протяжении долгих лет.

Прежде всего, аппарат необходимо включать или выключать только в том случае, когда электроды сжаты. Иначе могут появиться искры и электроды просто подгорят. Также позаботьтесь о принудительном охлаждении устройства. Для этого можно использовать обычный вентилятор. Если не позаботиться об этом заранее, придется постоянно контролировать температуру нагрева аппарата, чтобы он не перегрелся. Из-за этого придется часто делать перерывы.

Качество получаемых сварных точек будет зависеть не только от того, насколько правильно вы собрали аппарат, но и от того, насколько вы опытный мастер и как долго сжимаете заготовку между электродами. Здесь нет однозначных рекомендаций, необходимо экспериментировать с заготовками различной толщины и проверять все на своем опыте.

Вместо заключения

Как видите, точечная сварка своими руками из подручных средств собирается не так уж сложно. У опытного мастера уйдет пара часов на сборку такого устройства. А новичку придется изучить теорию и потренироваться, прежде чем он получит работающий экземпляр. Тем не менее, у самодельной точечной сварки есть множество преимуществ перед покупным аппаратом. Ведь самоделка всегда стоит дешевле и при этом гораздо надежнее, поскольку вы сами выбираете, какое качество будет у деталей.

Чтобы собрать точечную сварку в домашних условиях, вам понадобится минимальный набор инструментов. Все детали можно купить в интернете или с рук. Себестоимость такого устройства будет очень маленькой. В теории также возможна микроточечная сварка, она же мини точечная сварка или даже микроимпульсная сварка, которую возможно собрать из подручных средств. Но собираются такие аппараты по совсем другому принципу. Это тема для отдельной. А пока делитесь своим опытом в комментариях ниже. Так вы поможете новичкам быстрее разобраться в вопросе. Желаем удачи в работе!

Источник



Делаем сварочные аппараты своими руками

Сварочные работы в домашних условиях давно стали обычным делом. Доступность аппаратов и расходных материалов, возможность недорого обучиться на курсах сварщиков, различные методички для получения самостоятельных навыков. Все эти факторы дают возможность сэкономить на оплате труда профессионального сварщика, и повысить оперативность работ.

Однако, если внимательно изучить рынок сварочных аппаратов, выясняются неприятные моменты:

  • Качественные сварочники имеют высокую стоимость, выгоднее несколько раз нанять специалиста (если, конечно, вы не занимаетесь этими работами постоянно).
  • Доступные по цене агрегаты имеют ряд недостатков: низкая надежность, плохое качество шва, зависимость от питающего напряжения и типа расходников.

Сварочный аппарат 1

Отсюда вывод: если необходимо высокое качество оборудования по доступной цене, придется сделать сварочный аппарат из доступных материалов своими руками.

Прежде чем рассматривать варианты самодельных сварочников, разберем принцип их работы

В основе работы любого агрегата лежит закон Ома. При неизменной мощности, имеется обратная зависимость между током и напряжением. Для нормальной работы требуется сила тока 60–150 А. Только в этом случае металл в зоне сварки будет плавиться. Представим себе сварочный аппарат, который работает напрямую с напряжением 220 вольт. Для достижения требуемой силы тока, потребуется мощность 15–30 кВт. Во-первых, для этого надо будет прокладывать отдельную линию энергоснабжения: большинство вводов в жилые помещения ограничены техническими условиями на уровне 5–10 кВт. Кроме того, для такой силы тока потребуется проводка сечением не менее 30 мм². Варить придется с соблюдением мер защиты при работе в электроустановках до 1000 вольт: резиновые боты, перчатки, ограждение рабочего места, и прочее.

Разумеется, обеспечить такие условия в реальности невозможно.

Поэтому любой сварочный аппарат преобразует напряжение (в сторону понижения): на выходе получаем искомый ток при сохранении разумной мощности.

Оптимальное значение напряжения — 60 вольт. При сварочном токе 100 А, это вполне приемлемые 6 кВт мощности. Как преобразовать напряжение?

Существуют четыре основных типа сварочных аппаратов

  1. Трансформатор. Устройство работает на переменном токе. Основной узел ничем не отличается обычного блока питания: на входе 220 вольт, на выходе требуемые 60 вольт. За счет возможности механического перемещения вторичной обмотки по сердечнику, меняется значение рабочего тока.Сварочный аппарат 2Преимущества: простота и дешевизна конструкции, ремонтопригодность.Недостатки: большие размер и вес, переменный ток приводит к нестабильному формированию сварочного шва, для работы требуется высокая квалификация специалиста.
  2. Выпрямитель. По сути, это тот же трансформатор, только с диодным (тиристорным) выпрямителем в цепи вторичной обмотки.Сварочный аппарат 3После преобразования напряжения на трансформаторе (с традиционным механическим регулятором силы тока), вторичное переменное напряжение выпрямляется одним из способов. В примитивных (недорогих) конструкциях применяется диодный мост. Более продвинутые схемы работают на тиристорной схеме, с возможностью регулировки параметров.Преимущества: стабильные параметры сварки, возможность работать с различными металлами, не требуется высокая квалификация мастера.Недостатки: более высокая стоимость, сложность в ремонте и обслуживании.Некоторые мастера переделывают простейший трансформаторный сварочник в аппарат постоянного тока. Для этого необходимо лишь собрать мощный выпрямитель, и подключить его к выходу вторичной обмотки. Для этого потребуются мощные диоды (собираем мост) и радиаторы для рассеивания тепла.Сварочный аппарат 4

Общий недостаток рассмотренных схем — зависимость выходных параметров от качества электросети. Если есть просады напряжения (при сварке — это нормальное явление), меняются характеристики выходных напряжения и тока. За счет этого страдает качество сварочного шва. Поэтому ручная регулировка силы тока (перемещением обмоток) обязательна.

Любой из перечисленных аппаратов можно собрать самостоятельно. Проведем обзор технологий изготовления по моделям:

Трансформаторы (с выпрямителем или без него)

Сердце трансформатора — сердечник. Он набирается из пластин трансформаторной стали, изготовить которые вручную довольно проблематично. Правдами и неправдами исходный материал добывается на заводах, в строительных бригадах, на пунктах сбора металлолома. Полученная конструкция (как правило, в виде прямоугольника) должна иметь сечение не меньше, чем 55 см². Это довольно тяжелая конструкция, особенно после укладки обмоток.

Читайте также:  Будет ли проходить ток через электролитическую ванну с раствором медного купороса если

При сборке обязательно надо предусмотреть регулировочный винт, с помощью которого можно двигать вторичную обмотку относительно неподвижной первички.

Сварочный аппарат 5

Чтобы не вдаваться в сложности расчетов сечения проводов, возьмем типовые параметры:

  • сила тока на вторичке 100–150 А;
  • напряжение холостого хода 60–65 вольт;
  • рабочее напряжение при сварке 18–25 вольт;
  • сила тока на первичной обмотке до 25 А.

Исходя из этого, сечение провода первички должно быть не менее 5 мм², если делать с запасом — можно взять провод 6–7 мм². Изоляция должна быть жаростойкой, из материала, не поддерживающего горение.

Вторичная обмотка набирается из провода (а лучше медной шины), сечением 30 мм². Изоляция тряпичная. Пусть толщина вас не пугает, количество витков на вторичке небольшое.

Количество витков первичной обмотки определяется по коэффициенту 0.9–1 виток на вольт (для наших параметров).

Формула выглядит так:

W(количество витков) = U(напряжение) / коэффициент.

То есть, при напряжении в сети 200–210 вольт, это будет порядка 230–250 витков.

Соответственно, при напряжении вторички 60–65 вольт, количество ее витков составит 67–70.

С технической точки зрения трансформатор готов. Для удобства использования рекомендуется выполнить небольшой запас по вторичной обмотке, с несколькими ответвлениями (на 65, 70, 80 витках). Это позволит уверенно работать в местах с пониженным напряжением сети.

Прятать агрегат в корпус, или оставлять открытым — это вопрос безопасности использования. Типовой изготовленный сварочный трансформатор своими руками выглядит так:

Сварочный аппарат 6

Оптимальный материал для корпуса — текстолит 10–15 мм.

Добавляем выпрямитель

Самодельный мощный сварочный трансформатор с точки зрения схемотехники — обычный блок питания. Соответственно выпрямитель устроен так же просто, как в сетевом заряднике для мобильного телефона. Только элементная база будет выглядеть на несколько порядков массивнее.

Как правило, в простую схему из диодного моста добавляют пару конденсаторов, гасящих импульсы выпрямленного тока.

Сварочный аппарат 7

Можно собрать выпрямитель и без них, но чем ровнее ток, тем качественней получается сварочный шов. Для сборки собственно моста применяются мощные диоды типа Д161–250(320). Поскольку при нагрузке на элементах выделяется много тепла, его нужно рассеивать с помощью радиаторов. Диоды крепятся к ним с помощью болтового соединения и термопасты.

Сварочный аппарат 8

Разумеется, ребра радиаторов должны либо обдуваться вентилятором, либо выступать над корпусом. Иначе вместо охлаждения они будут греть трансформатор.

Мини сварочный трансформатор

Если вам не нужно варить рельсы или швеллера из стали 4–5 мм, можно собрать компактный сварочник для спайки стальной проволоки (изготовление каркасов для самоделок) или сварки тонкой жести. Для этого можно взять готовый трансформатор от мощного бытового прибора (идеальный вариант — микроволновка), и перемотать вторичную обмотку. Сечение провода 15–20 мм², потребляемая мощность не более 2–3 кВт.

Сварочный аппарат 9

Расчет схемы производится также, как и для более мощных агрегатов. При сборке выпрямителя можно использовать менее мощные диоды.

Микросварочник

Если сфера применения ограничена спайкой медных проводов (например, при монтаже распределительных коробок), можно ограничиться конструкцией размером с пару спичечных коробков.

Выполняется на транзисторе КТ835 (837). Трансформатор изготавливается самостоятельно. Фактически — это высокочастотный повышающий преобразователь.

В отличие от традиционных сварочников, в данной схеме используется высокое напряжение, до 30 кВ. Поэтому при работе следует соблюдать осторожность.

Трансформатор мотаем на ферритовом стержне. Две первичные обмотки: коллекторная (20 витком 1 мм), базовая (5 витков 0.5 мм). Вторичная (повышающая) обмотка — 500 витков 0.15 проволоки.

Сварочный аппарат 10

Собираем схему, припаиваем по схеме резисторную обвязку (чтобы трансформатор не перегревался на холостом ходу), аппарат готов. Питание от 12 до 24 вольт, с помощью такого аппарата можно сваривать жгуты проводов, резать тонкую сталь, соединять металлы толщиной до 1 мм.

Сварочный аппарат 11

В качестве сварочных электродов можно использовать толстую швейную иглу.

Инвертор (импульсный блок питания для сварки)

Самодельный инверторный сварочный аппарат нельзя изготовить просто «на коленке». Для этого потребуется современная элементная база и опыт работы с ремонтом и созданием электронных устройств. Однако, не так страшна схема, как ее малюют. Подобных устройств сделано великое множество, и все они работают не хуже фабричных аналогов. К тому же, чтобы создать импульсный сварочный аппарат своими руками, не обязательно приобретать десятки дорогостоящих радиодеталей и готовых узлов. Большинство из них, особенно высокочастотные элементы для блока питания, можно позаимствовать у старых телевизоров или БП от компьютера. Стоимость близкая к нулю.

Рассматриваемый инвертор имеет следующие характеристики:

  • Ток нагрузки на электродах: до 100 А.
  • Потребляемая мощность от сети 220 вольт — не более 3.5 кВт (ток порядка 15 А).
  • Используемые электроды до 2.5 мм.

На иллюстрации изображена готовая схема, которая неоднократно опробована многими домашними мастерами.

Сварочный аппарат 12

Конструктивно инвертор состоит из трех элементов:

  1. Блок питания для схемы преобразователя и управления. Выполнен на доступной элементной базе, с применением оптрона от старого блока питания компьютера. При самостоятельном изготовлении трансформатора стоимость практически нулевая: детали копеечные. Номиналы и названия радиоэлементов на иллюстрации.
  2. Блок задержки заряда конденсаторов (для стартовой дуги). Выполнен на базе транзисторов КТ972 (абсолютно не дефицит). Разумеется, транзисторы устанавливаются на радиаторы. Для коммутации достаточно обыкновенного автомобильного реле с токовой нагрузкой на контактах до 40 А. Для ручного управления установлены обычные защитные автоматы (пакетники) на 25 А. Выходные 300 вольт — холостой ход. При нагрузке напряжение 50 вольт.
  3. Трансформатор тока — самый ответственный узел. При сборке особое внимание следует обратить на точность катушек индуктивности. Некоторую подстройку можно выполнить с помощью переменного резистора (на схеме выделен красным цветом). Однако если параметры не буду согласованными, требуемой мощности дуги достичь не удастся.ШИМ реализуется на микросхеме US3845 (одна из немногих деталей, которую придется покупать). Силовые транзисторы — все те же КТ972 (973). Некоторые элементы на схеме импортные, однако их легко можно заменить на доступные отечественные, поискав аналоги на сайте datasheet.Высокочастотный блок выполнен из частей строчного трансформатора от телевизора.

На выход сварочного инвертора подключаются рабочие провода длиной не более 2 метров. Сечение не менее 10 квадратов. При работе с электродами до 2.5 мм, падение тока минимальное, шов получается гладкий и ровный. Дуга непрерывная, не хуже заводского аналога.

При наличии активного охлаждения (вентиляторы от того-же компьютерного блока питания), конструкцию можно компактно упаковать в небольшой корпус. Учитывая высокочастотные преобразователи, лучше использовать металл.

Сварочный аппарат 13

Где купить

Максимально быстро приобрести прибор можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

Чем сложнее самодельный сварочный аппарат, тем ощутимей экономия. Именно простые трансформаторы обходятся дороже, по причине использования дорогостоящей меди в обмотках или трансформаторного железа. Импульсные блоки питания, особенно при наличии в запасе старых деталей от типовых электроприборов, обходятся практически бесплатно.

Видео по теме

Источник

Сварочный инвертор своими руками: схемы и инструкция по сборке

Изготовить сварочный инвертор своими руками, даже не обладая глубокими знаниями в электронике и электротехнике, вполне возможно, главное – строго придерживаться схемы и постараться хорошо разобраться в том, по какому принципу работает такое устройство. Если сделать инвертор, технические характеристики и КПД которого будут мало отличаться от аналогичных параметров серийных моделей, можно сэкономить приличную сумму.

Самодельный сварочный инвертор

Самодельный сварочный инвертор

Не следует думать, что самодельный аппарат не даст вам возможности эффективно проводить сварочные работы. Такое устройство, даже собранное по простой схеме, позволит вам выполнять сварку электродами диаметром 3–5 мм и на длине дуги, равной 10 мм.

Характеристики самодельного инвертора и материалы для его сборки

Собрав сварочный инвертор своими руками по достаточно простой электрической схеме, вы получите эффективное устройство, обладающее следующими техническими характеристиками:

  • величина потребляемого напряжения – 220 В;
  • сила тока, поступающего на вход аппарата, – 32 А;
  • сила тока, формируемого на выходе устройства, – 250 А.

Схема сварочного аппарата инверторного типа с такими характеристиками включает следующие элементы:

  • блок питания;
  • драйверы силовых ключей;
  • силовой блок.

Прежде чем начать собирать самодельный инвертор, надо подготовить рабочие инструменты и элементы для создания электронных схем. Так, вам понадобятся:

  • набор отверток;
  • паяльник для соединения элементов электронных схем;
  • нож;
  • ножовка для работы по металлу;
  • резьбовые крепежные элементы;
  • листовой металл небольшой толщины:
  • элементы, из которых будут формироваться электронные схемы;
  • медные провода и полосы – для намотки трансформаторов;
  • термобумага от кассового аппарата;
  • стеклоткань;
  • текстолит;
  • слюда.

Для домашнего использования чаще всего собирают инверторы, работающие от стандартной электрической сети с напряжением 220 В. Однако при необходимости можно сделать устройство, которое будет работать от трехфазной электрической сети с напряжением 380 В. Такие инверторы имеют свои преимущества, наиболее важным из которых является более высокий КПД, по сравнению с однофазными аппаратами.

Блок питания

Одним из важнейших элементов блока питания сварочного инвертора является трансформатор, который мотается на феррите Ш7х7 или 8х8. Это устройство, обеспечивающее подачу стабильного напряжения, формируется из 4 обмоток:

  • первичной (100 витков провода ПЭВ диаметром 0,3 мм);
  • первой вторичной (15 витков провода ПЭВ диаметром 1 мм);
  • второй вторичной (15 витков провода ПЭВ диаметром 0,2 мм);
  • третьей вторичной (20 витков провода ПЭВ диаметром 0,3 мм).
Читайте также:  Как найти внутреннее сопротивление источника тока через эдс

Процесс намотки силового трансформатора

Процесс намотки силового трансформатора

После выполнения первичной обмотки и изоляции ее поверхности при помощи стеклоткани, на нее наматывают слой экранирующего провода, витки которого должны ее полностью перекрывать. Витки экранирующего провода (он должен иметь такой же диаметр, как и провод первичной обмотки) выполняются в том же направлении. Такое правило актуально и для всех остальных обмоток, формируемых на каркасе трансформатора. Поверхности всех обмоток, наматываемых на каркас трансформатора, также изолируются друг от друга при помощи стеклоткани или обычного малярного скотча.

Чтобы величина напряжения, поступающего от блока питания на реле, находилась в пределах 20–25 В, необходимо подобрать резисторы для электронной схемы. Основной функцией блока питания сварочного инвертора является преобразование переменного тока в постоянный. Для этих целей в блоке питания используются диоды, собранные по схеме «косого моста».

Схема блока питания инвертора (нажмите для увеличения)

Схема блока питания инвертора (нажмите для увеличения)

В процессе работы диоды такого моста сильно нагреваются, поэтому их обязательно надо монтировать на радиаторах, в качестве которых можно использовать охлаждающие элементы от старых компьютеров. Для монтажа диодного моста необходимо использовать два радиатора: верхняя часть моста через слюдяную прокладку крепится к одному радиатору, нижняя через слой термопасты – ко второму.

Выводы диодов, из которых сформирован мост, должны быть направлены в ту же сторону, что и выводы транзисторов, при помощи которых постоянный ток будет преобразовываться в высокочастотный переменный. Провода, соединяющие эти выводы, должны быть не длиннее 15 см. Между блоком питания и инверторным блоком, основу которого и составляют транзисторы, располагается лист металла, прикрепляемый к корпусу аппарата при помощи сварки.

Закрепление диодов на радиаторе

Закрепление диодов на радиаторе

Силовой блок

Основой силового блока сварочного инвертора является трансформатор, за счет которого снижается величина напряжения высокочастотного тока, а его сила – увеличивается. Для того чтобы сделать трансформатор для такого блока, необходимо подобрать два сердечника Ш20х208 2000 нм. Для обеспечения зазора между ними можно использовать газетную бумагу.

Обмотки такого трансформатора выполняются не из провода, а из медной полосы толщиной 0,25 мм и шириной 40 мм.

Каждый ее слой для обеспечения термоизоляции обматывается лентой от кассового аппарата, которая демонстрирует хорошую износоустойчивость. Вторичная обмотка трансформатора формируется из трех слоев медных полос, которые изолируются между собой при помощи фторопластовой ленты. Характеристики обмоток трансформатора должны соответствовать следующим параметрам: 12 витков х 4 витка, 10 кв. мм х 30 кв. мм.

Многие пытаются сделать обмотки понижающего трансформатора из толстого медного провода, но это неверное решение. Такой трансформатор работает на токах высокой частоты, которые вытесняются на поверхность проводника, не нагревая его внутреннюю часть. Именно поэтому для формирования обмоток оптимальным вариантом является проводник с большой площадью поверхности, то есть широкая медная полоса.

Самодельный выходной дроссель инвертора

Самодельный выходной дроссель инвертора

В качестве термоизоляционного материала можно использовать и обычную бумагу, но она менее износоустойчива, чем лента от кассового аппарата. От повышенной температуры такая лента потемнеет, но ее износоустойчивость от этого не пострадает.

Инверторный блок

Даже простой сварочный инвертор должен выполнять свою основную функцию – преобразовывать постоянный ток, сформированный выпрямителем такого аппарата, в переменный ток высокой частоты. Для решения этой задачи применяются силовые транзисторы, открывающиеся и закрывающиеся с высокой частотой.

Принципиальная схема инверторного блока

Принципиальная схема инверторного блока (нажмите для увеличения)

Инверторный блок аппарата, отвечающий за преобразование постоянного тока в высокочастотный переменный, лучше собирать на основе не одного мощного транзистора, а нескольких менее мощных. Такое конструктивное решение позволит стабилизировать частоту тока, а также минимизировать шумовые эффекты при выполнении сварочных работ.

В электронной схеме сварочного инвертора также присутствуют конденсаторы, соединенные последовательно. Они необходимы для решения двух основных задач:

  • минимизации резонансных выбросов трансформатора;
  • снижения потерь в транзисторном блоке, возникающих при его выключении и обусловленных тем, что транзисторы открываются гораздо быстрее, чем закрываются (в этот момент и могут возникать потери тока, сопровождаемые нагреванием ключей транзисторного блока).

Собранная электронная часть инвертора

Собранная электронная часть инвертора

Система охлаждения

Силовые элементы схемы самодельного сварочного инвертора сильно нагреваются в процессе работы, что может привести к их выходу из строя. Чтобы этого не произошло, кроме радиаторов, на которых монтируют наиболее нагревающиеся блоки, необходимо использовать вентиляторы, отвечающие за охлаждение.

Если у вас имеется в наличии мощный вентилятор, можно обойтись и им одним, направив поток воздуха от него на понижающий силовой трансформатор. Если же вы используете маломощные вентиляторы от старых компьютеров, их потребуется порядка шести штук. Одновременно три таких вентилятора следует установить рядом с силовым трансформатором, направив поток воздуха от них на него.

Мощный вентилятор обеспечит хорошее охлаждение элементов устройства

Мощный вентилятор обеспечит хорошее охлаждение элементов устройства

Для предотвращения перегрева самодельного сварочного инвертора следует также использовать термодатчик, установив его на самый нагревающийся радиатор. Такой датчик в случае достижения радиатором критической температуры отключит поступление электрического тока на него.
Чтобы система вентиляции инвертора работала эффективно, в его корпусе должны присутствовать правильно выполненные заборщики воздуха. Решетки таких заборщиков, через которые внутрь устройства будут поступать потоки воздуха, не должны ничем перекрываться.

Сборка инвертора своими руками

Для самодельного инверторного устройства необходимо подобрать надежный корпус или сделать его самостоятельно, используя для этого листовой металл толщиной не менее 4 мм. В качестве основания, на котором будет смонтирован трансформатор сварочного инвертора, можно использовать лист гетинакса толщиной не менее 0,5 см. Сам трансформатор крепится на таком основании при помощи скоб, которые можно изготовить своими руками из медной проволоки диаметром 3 мм.

Раздвижной корпус заводского изготовления

Раздвижной корпус заводского изготовления

Для создания электронных плат устройства можно использовать фольгированный текстолит толщиной 0,5–1 мм. При монтаже магнитопроводов, которые в процессе работы будут нагреваться, надо предусматривать зазоры между ними, необходимые для свободной циркуляции воздуха.

Для автоматического управления работой сварочного инвертора вам потребуется приобрести и установить в него ШИМ-контроллер, который будет отвечать за стабилизацию силы сварочного тока и величины напряжения. Чтобы вам было удобно работать с вашим самодельным аппаратом, в лицевой части его корпуса необходимо смонтировать органы управления. К таким органам относятся тумблер включения устройства, ручка переменного резистора, при помощи которой регулируется сварочный ток, а также зажимы для кабелей и сигнальные светодиоды.

Пример компоновки передней панели инвертора

Пример компоновки передней панели инвертора

Диагностика самодельного инвертора и его подготовка к работе

Сделать инверторный сварочный аппарат – это половина дела. Не менее важной задачей является его подготовка к работе, в процессе которой проверяется корректность функционирования всех элементов, а также их настройка.

Первое, что требуется сделать при проверке самодельного сварочного инвертора, – это подать напряжение 15 В на ШИМ-контроллер и один из охлаждающих вентиляторов. Это позволит одновременно проверить работоспособность контроллера и избежать его перегрева в процессе выполнения такой проверки.

Проверка выходного напряжения тестером

Проверка выходного напряжения тестером

После того как конденсаторы аппарата зарядились, к электрическому питанию подключают реле, которое отвечает за замыкание резистора. Если подать на резистор напряжение напрямую, минуя реле, может произойти взрыв. После того как реле сработает, что должно произойти в течение 2–10 секунд после подачи напряжения на ШИМ-контроллер, необходимо проверить, произошло ли замыкание резистора.

Когда реле электронной схемы сработают, на плате ШИМ должны сформироваться прямоугольные импульсы, поступающие к оптронам. Это можно проверить, используя осциллограф. Правильность сборки диодного моста устройства также необходимо проверить, для этого на него подают напряжение 15 В (сила тока при этом не должна превышать 100 мА).

Фазы трансформатора при сборке устройства могли быть неправильно подключены, что может привести к некорректной работе инвертора и возникновению сильных шумов. Чтобы этого не произошло, правильность подключения фаз необходимо проверить, для этого используется двухлучевой осциллограф. Один луч прибора подключается к первичной обмотке, второй – ко вторичной. Фазы импульсов, если обмотки подключены правильно, должны быть одинаковыми.

Использование осциллографа для диагностики инвертора

Использование осциллографа для диагностики инвертора

Правильность изготовления и подключения трансформатора проверяется при помощи осциллографа и подключения к диодному мосту электрических приборов с различным сопротивлением. Ориентируясь на шумы трансформатора и показания осциллографа, делают вывод о том, что необходимо доработать в электронной схеме самодельного инверторного аппарата.

Чтобы проверить, сколько можно непрерывно работать на самодельном инверторе, необходимо начать его тестировать с 10 секунд. Если при работе такой продолжительности радиаторы устройства не нагрелись, можно увеличить период до 20 секунд. Если и такой временной промежуток не сказался негативно на состоянии инвертора, можно увеличить продолжительность работы сварочного аппарата до 1 минуты.

Обслуживание самодельного сварочного инвертора

Чтобы инверторный аппарат служил длительное время, его необходимо правильно обслуживать.

В том случае, если ваш инвертор перестал работать, необходимо открыть его крышку и продуть внутренности пылесосом. Те места, где осталась пыль, можно тщательно почистить при помощи кисточки и сухой тряпки.

Первое, что необходимо сделать, проводя диагностику сварочного инвертора, – это проверить поступление напряжения на его вход. Если напряжение не поступает, следует продиагностировать работоспособность блока питания. Проблема в этой ситуации также может заключаться в том, что сгорели предохранители сварочного аппарата. Еще одним слабым звеном инвертора является температурный датчик, который в случае поломки подлежит не ремонту, а замене.

Часто выходящий из строя термодатчик, находящийся обычно на диодном блоке или дросселе

Часто выходящий из строя термодатчик, находящийся обычно на диодном блоке или дросселе

При выполнении диагностики необходимо обращать внимание на качество соединений электронных компонентов аппарата. Определить некачественно выполненные соединения можно визуально или при помощи тестера. Если такие соединения выявлены, их необходимо исправить, чтобы не столкнуться в дальнейшем с перегревом и выходом из строя сварочного инвертора.

Источник