Jak wykonać spawarkę inwerterową własnymi rękami

W pracach spawalniczych stosuje się urządzenia specjalnie przystosowane do określonych celów. Schematy poszczególnych urządzeń różnią się bardzo pod względem struktury. Wśród najbardziej praktycznych i rozpowszechnionych można wybrać obwód inwertera. Urządzenie, zmontowane zgodnie z tym schematem, jest płynnie i precyzyjnie dopasowane, kompaktowe, dla mistrzów, którzy pracują na drodze, jest po prostu niezastąpione.

Schemat urządzenia inwertera spawalniczego

Schemat urządzenia do spawania falownika.

Obwód jednostki inwertera jest jednym z najprostszych, wszystkie niezbędne elementy płytki drukowanej i tranzystory można łatwo znaleźć w sklepach komponentów radiowych, a schematy montażu są dostępne u mistrzów. Zadanie montażu takiej spawarki własnymi rękami jest całkowicie w mocy ludzi, którzy mogą pracować z lutownicą.

Zasada działania spawarki inwerterowej

Urządzenie to samo w sobie jest podobieństwem do potężnego źródła zasilania, podobnego do jednostek impulsów, takich jak AT i ATX, które są instalowane na komputerach osobistych. Kolejność zmian początkowych parametrów prądu elektrycznego w tych dwóch urządzeniach jest identyczna. W falowniku energia elektryczna przechodzi przez szereg przekształceń:

  1. Napięcie domowe AC jest konwertowane na prąd stały.
  2. Prąd stały jest konwertowany na prąd przemienny o wysokiej częstotliwości.
  3. Wartość napięcia maleje.
  4. Prąd o obniżonym napięciu jest prostowany z zachowaniem ustawionej częstotliwości.

Wszystkie te transformacje są wyjaśnione potrzebą zmniejszenia ciężaru i wymiarów transformatorów mocy spawarek.

Schemat falownika spawalniczego

Schemat falownika spawalniczego.

Zasada działania starych urządzeń została zredukowana do zmniejszenia napięcia z sieci i zwiększenia wartości natężenia prądu na uzwojeniu wtórnym do kilkudziesięciu, a nawet setek amperów - wartości wymaganych do spawania łukowego. Aby zapewnić niezbędny stosunek do zmniejszenia napięcia i zwiększenia wielkości prądu, uzwojenie wtórne wymagało mniejszej liczby zwojów i większego przekroju przewodu. Ponieważ stare transformatory spawalnicze miały duże wymiary i wagę. Produkcja uzwojenia transformatora wymagała dużych kosztów drutu miedzianego, dlatego urządzenia spawalnicze wcale nie były tanie.

Obwody falownika pozwalają skorygować sytuację. Zwiększając częstotliwość prądu na uzwojeniu roboczym do 60-80 kHz i więcej, można było zmniejszyć rozmiar i wagę całej konstrukcji. Ze względu na 4-krotny wzrost częstotliwości roboczej konwersji, wymiary urządzenia zostały zmniejszone o połowę. A w naszym przypadku mówimy o tysiąckrotnym wzroście częstotliwości.

Tak wysokie wartości częstotliwości prądu przemiennego osiąga się przez przełączanie tranzystorów zainstalowanych w obwodzie inwertera, które komunikują się ze sobą z częstotliwością 60-80 kHz. Prąd do tranzystorów jest stały od prostownika. Napięcie AC jest prostowane przez mostkowy obwód diod i jest wyrównywane przez kondensatory. Na wyjściu prostownika i kondensatora dostarczane jest napięcie stałe o wartości 220 V. Jest to pierwszy krok obwodu.

Tranzystory wysokiej częstotliwości z tranzystorem przesyłają przemienny prąd wysokiej częstotliwości do transformatora obniżającego napięcie. Ponieważ częstotliwość robocza jest już 1000 razy mniejsza niż częstotliwość zasilania, transformator jest bardzo zwartą cewką.

Powrót do spisu treści

Komponenty spawarki obwodowej

Obwód spawania elektrycznego obwodu

Obwód spawania elektrycznego obwodu.

Obwód falownika jest zaprojektowany dla wartości prądu zasilającego do 32 A i napięcia 220-230 V. Wartość prądu na wyjściu przekształtnika sięga 250 A. Wartość ta zapewnia mocne zgrzeiny podczas spawania elektrodą w odległości do 1 cm Zasilacz jednostki inwertera zawiera takie komponenty :

  1. Transformator z rdzeniem ferrytycznym 7x7 lub 8x8.
  2. Uzwojenie pierwotne ma 100 pierścieni drutu o średnicy 0,3 mm.
  3. Wewnętrzne uzwojenie wtórne o 15 zwojach z drutem o grubości 1 mm.
  4. Średnie uzwojenie wtórne o tej samej liczbie zwojów z drutem o mniejszej grubości (0,2 mm).
  5. Wejście zewnętrzne uzwojenia wtórnego dla 20 zwojów drutu o grubości 0,35 mm.
Powrót do spisu treści

Montaż transformatora

Obwód uzwojenia transformatora

Schemat uzwojenia transformatora.

Przed nawinięciem przewodów rdzenia transformatora jest on owinięty miedzią. Szerokość pasków wynosi 40 mm, wysokość taśmy wynosi 0,3 mm. Wraz z taśmą miedzianą rdzeń jest owinięty papierem termicznym. W tym celu dobra taśma gotówkowa i każdy inny cienki i trwały papier, który wygodnie mieści się wokół rdzenia. Okrągły drut nie nadaje się do pierwotnego uzwojenia, ponieważ łatwo się przegrzewa. Z tego powodu prądy są przekierowywane na zewnętrzną stronę uzwojenia, a wewnętrzne warstwy pozostają rozładowane.

Uzwojenie wtórne umieszcza się w 3 warstwach drutów, pomiędzy którymi wstawia się pasek fluoroplastyczny. Do tych celów nie są odpowiednie standardowe druty o średnicy 0,5-0,7 mm. Ze względu na przekrój kołowy w uzwojeniu, nie przywierają one do siebie dobrze, pozostawiając szczeliny, co wpływa ujemnie na przenoszenie ciepła.

Podczas zwijania uzwojenia zwróć uwagę na zwijanie drutu bez szczelin wokół rdzenia. Tylko w ten sposób napięcie będzie stabilne. Typowy projekt falownika implikuje obecność dwóch transformatorów o częstotliwości 41 kHz, ale są one również odpowiednie dla 55 kHz. Następnie zainstaluj uszczelkę izolacyjną i dławik oznaczony L2. Po stronie płyty zainstalowana jest dodatkowa dmuchawa, której charakterystyka elektryczna wynosi 0,13 A i 220 V.

Powrót do spisu treści

Lutowanie na płytce inwertera

Na odwzorowaniu spawarki typu falownika znajdują się chłodnice i grzejniki, które znajdują się w zasilaczach komputerowych. Można je pobrać ze starej technologii lub skontaktować się ze sklepem komponentów radiowych dla nowych.

Grzejniki są umieszczone na górze i na dole na końcach ukośnego mostu.

Diody są przymocowane do chłodnicy na wcześniej przygotowanej warstwie miki.

Komputerowy cooler

Do zbudowania falownika potrzebna będzie chłodnica.

Gdy mostek IRG4PC50W służy do dystrybucji przepływu, zamiast miki należy użyć smaru termicznego.

Kierunek wyjść tranzystorów i diod ustawia się na siebie. Pomiędzy grzejnikami zamontowana jest płytka, która połączy wszystkie części obwodu mocy urządzenia spawalniczego z pośrednimi elementami mostu. Należy pamiętać, że napięcie znamionowe obwodu zasilającego wynosi 300 V. Moc pobierana przez transformator musi być podłączona do obwodu, do którego lutowane są kondensatory o pojemności 0,15 μF. Instalacja po tłumiku transformatora i kondensatorach eliminuje niepożądany wzrost przepięć na wyjściu uzwojenia wtórnego.

Powrót do spisu treści

Konfiguracja i debugowanie falownika

Wewnętrzny układ falownika

Schemat wewnętrznego urządzenia falownika.

Po zakończeniu montażu konieczne jest dostosowanie działania modułu inwertera. Podłącz 15 V do PWM i włącz wentylator. Następnie przez rezystor R11 podłącz przekaźnik K1. Wszystko to odbywa się w celu uniknięcia skoków po podłączeniu do sieci 220 V. Sprawdź terminowe uruchomienie przekaźnika i po 10 sekundach zastosuj moc roboczą do PWM. Po wyzwoleniu przekaźnika nie należy obserwować prostokątnych obszarów na schemacie PWM.

Następnie mostek jest podłączony do źródła napięcia 15 V. Podczas pracy na biegu jałowym falownik pobiera prąd w granicach 100 mA. Jeśli pomiar pokazuje wartość dopuszczalną, obwód jest prawidłowo montowany. Dodatkowo należy upewnić się, że fazowanie uzwojenia nie jest mylone.

W przypadku PWM ustawienie częstotliwości jest zmniejszane do momentu pojawienia się zagięcia na dole wykresu, co oznacza przesłonięcie węzła. Dzielimy tę wartość częstotliwości przez 2 i dodajemy ją do częstotliwości roboczej płyty PWM i bezpośrednio do transformatora. Obwód jest prawidłowo podłączony, jeśli podczas strojenia przekaźnik wyprowadza sygnał o wartości 150 mA. Jeśli sygnał świetlny jest rozmazany i słaby, oznacza to, że płyta jest nieprawidłowo podłączona lub jeden z zwojów uzwojenia. Usuń niepotrzebne zakłócenia, jeśli skrócisz wszystkie przewody zasilające.

Powrót do spisu treści

Kontrola stanu urządzenia

Spawanie inwerterem

Po zamontowaniu falownika spawalniczego konieczne jest sprawdzenie jego działania.

Tak więc spawarka inwerterowa jest zmontowana i gotowa do użycia, teraz pozostaje upewnić się, że jest sprawna. Włącz urządzenie w sieci, płynnie ustaw dużą amperage i sprawdź napięcie na oscyloskopie. Napięcie w dolnej pętli oscylogramu jest dopuszczalne w zakresie 500 V, w warunkach przekroczenia dopuszczalny jest nadmiar do 550 V. W poprawnie skompilowanym schemacie liczba ta nie przekroczy 350 V.

Sprawdzając działanie urządzenia, upewnij się, że szum z opony nie zwiększa się wraz ze wzrostem obciążenia. Aby zastosować maksymalny prąd, szum tła musi pozostać niezmieniony.

Następnie przejdź do spawania. Po uruchomieniu należy odczekać 10 sekund i sprawdzić temperaturę chłodnic. Przez pierwsze 20 sekund powinny pozostać zimne przez następną chwilę - lekko ciepłe.

Następnie pobieramy 2 elektrody do żądanego rodzaju spawania i przecinamy szew na badanym materiale, aż do całkowitego wypalenia. Po zakończeniu kontrolujemy temperaturę transformatora: do tego czasu będzie czas na rozgrzanie, ale nie rozgrzej się do białości. Nadmiar ciepła wskaże na wadę w zespole.

Grzejniki mają czas na poważne rozgrzanie po ciągłej pracy na 3 elektrodach. Dlatego musisz pozwolić im ostygnąć przez 2 minuty. To wystarczy, aby chłodnica obniżyła temperaturę do normalnego poziomu i kontynuowała pracę bez utraty jakości.

Proces składania spawarki własnymi rękami, bardzo pracochłonny, wykazuje jak największą koncentrację i uwagę. Uważnie przeanalizuj wybrany schemat, uporządkuj sekwencję łączących się z nim elementów, policz dokładną liczbę komponentów i przewodów. Pod koniec montażu należy sprawdzić wynalazek pod kątem zdrowia i bezpieczeństwa. Zorganizuj prace spawalnicze ze wszystkimi warunkami niezbędnymi do bezpiecznej pracy: noś ciasne rękawice na dłoniach, zakryj twarz tarczą spawalniczą.

Dodaj komentarz