Заваръчният инвертор е доста популярно устройство, което е необходимо както в домакинството, така и в промишлено предприятие. Това не е изненадващо, тъй като източниците на енергия, използвани преди (преобразуватели, трансформатори, токоизправители), имаха много недостатъци. Сред тях са тегло и размери, висока консумация на енергия, но малък диапазон на управление на режима на заваряване и ниска честота на преобразуване. Като направите заваръчен инвертор с помощта на тиристори със собствените си ръце, ще получите мощно захранване за необходимата работа. Това също ще ви помогне да спестите много пари, въпреки че все пак ще изисква определени разходи за труд и материали.

Заваръчен инвертор: характеристики и функции на устройството

Задачата на инвертора е да преобразува променливия мрежов ток в неговия пряк високочестотен аналог.

Това става на няколко етапа. Токът протича към токоизправителя от мрежата. Там след трансформация напрежението се променя от променливо на постоянно. И инверторът извършва обратно преобразуване, тоест входящото постоянно напрежение отново става променливо, но с по-висока честота. След това напрежението се намалява от трансформатор и този параметър се модифицира във високочестотно постоянно напрежение през изходния токоизправител.

Дизайнът на заваръчния инвертор и неговите характеристики

Поради факта, че няма тежки части в дизайна на устройството, то е много компактно и леко. Той включва следните компоненти:

Дизайнът на прост кръстосано свързан инвертор.

• инвертор;
• мрежови и изходни токоизправители;
• дросел;
• високочестотен трансформатор.

С такива машини могат да работят дори начинаещи заварчици. Използват се както в бита, така и в строителството или в автосервизите. Поради факта, че има настройка на режимите на работа, можете да готвите както тънки, така и дебели метали. А повишените условия на изгаряне на дъгата и образуване на заваръчен шев ви дават възможност да заварявате всякакви сплави, черни и цветни метали с помощта на заваръчни инвертори, като използвате всички възможни заваръчни технологии.

Ползите от използването на инвертор

В областта на заваръчното оборудване такива устройства са особено търсени поради многото си предимства и предимства. Като направите инвертор със собствените си ръце, ще получите:

• способността за заваряване на сложни цветни метали и конструкционни стомани;
• защита срещу прегряване, колебания в мрежовото напрежение и токови претоварвания;
• висока стабилност на заваръчния ток, въпреки че напрежението може да варира в мрежата;
• висококачествен шев;
• На практика няма да има пръски по време на заваряване;
• горенето на дъгата ще се стабилизира в дадена тоналност, дори ако се наблюдава външно неблагоприятно влияние;
• много други полезни функции.

Направи си сам инверторни схеми

Като се вземе за основа как е изградена веригата и как се контролира самият процес на преобразуване на инвертора, има няколко типа устройства, които са най-често използвани. Опциите за пълен мост и половин мост се отнасят за две вериги за натискане и издърпване, а „наклоненият“ мост се отнася за верига с един ход. Пълна мостова верига, наречена push-pull, работи с биполярни импулси. Те се подават към ключови транзистори (които са сдвоени) и заключват и отварят електрическата верига.

Наклонена мостова инверторна схема.

Схемата на половин мост ще се различава от предишната версия по това, че консумацията на ток е увеличена. Транзисторите, работещи на един и същ модел за издърпване, действат като ключове. Всеки от тях се захранва с половината от входното мрежово напрежение. Мощността на инвертора, в сравнение с тока на пълен мост, е половината от стойността. Тази схема има своите предимства при устройства с ниска мощност. Освен това можете да използвате група транзистори, а не един много мощен.

Последният вариант е "наклонен" мост. Това са инвертори, които работят на едноцикличен принцип. Тук ще имате работа с еднополярни импулси. Едновременното отваряне на транзисторните ключове ще премахне възможността за късо съединение. Но сред недостатъците на тази схема е намагнитването на магнитната верига на трансформатора.

Вижте една от стандартните инверторни схеми. Това е дизайн на Ю. Негуляев. За да сглобите такова устройство у дома, ще ви е необходимо вашето желание, готовност за работа и необходимата елементна база, която можете да намерите на радиопазара или да премахнете от стари домакински уреди.

Инструкции за сглобяване на устройството

Стандартна инверторна схема, проектирана от Ю. Негуляев

Вземете 6 мм дуралуминиева плоча. Свържете всички топлоизлъчващи проводници и проводници към него. Моля, обърнете внимание, че тук не е необходимо жицата да бъде обградена с топлоизолационен материал. Използвайки стара схема (например компютър), не е нужно да търсите отделно транзистори и тиристори.

След това подгответе специален вентилатор с висока мощност (можете дори да използвате автомобилен радиатор). Той ще издуха въздух върху всичко, включително резонансния дросел. Уверете се, че сте притиснали последното към основата си с помощта на дистанционно уплътнение.

За да направите самото дроселно устройство, вземете шест медни сърцевини. Можете да ги намерите на пазара или да си ги направите сами от части от ненужен стар телевизор. Натиснете диодите към основата на веригата и след това прикрепете регулатори на напрежението и изолационни уплътнения към тях.

Когато инсталирате трансформатора, изолирайте сноповете проводници с помощта на електрическа лента или флуоропластична лента. Поставете проводниците в различни посоки, така че да не влизат в контакт и да причинят неизправности. Ще трябва да инсталирате силово поле на транзистора с полеви ефекти, за да разширите производителността на вашия инвертор. За да направите това, вземете медна жица с напречно сечение 2 mm. След като го консервирате, увийте го на няколко слоя с обикновен конец. По този начин ще предпазите своя проводник от различни повреди както при запояване, така и при заваряване. За да осигурите монтажа, използвайте изолационни пети. Така ще пренесеш и натоварването от транзисторите към тях.

Схема на силовата секция със захранване и драйвери.

………. Заваръчният инвертор, показан на диаграмата, е изграден в съответствие с едноцикловата диаграма на предния поток. Еднополярни импулси на коригирано мрежово напрежение с пълнене не повече от 42% се подават към първичната намотка на заваръчния трансформатор с помощта на два превключвателя. Магнитната сърцевина на трансформатора изпитва едностранно намагнитване. По време на паузите между импулсите магнитната верига се демагнетизира в така наречената частна верига. Демагнетизиращият ток, благодарение на обратно свързаните диоди, връща магнитната енергия, съхранена в ядрото на трансформатора, обратно към източника, презареждайки кондензаторите (2 x 1000 µF x 400 V) на задвижването.

………. При директна работа енергията се предава към товара чрез заваръчен трансформатор и директно свързани изправителни диоди (2x150EBU04). По време на паузата между импулсите токът в товара се поддържа благодарение на енергията, натрупана в индуктора. В този случай електрическата верига се затваря чрез свободни диоди (2x150EBU04). Известно е, че тези диоди имат по-голямо натоварване от правите, поради което токът в пауза тече по-дълго, отколкото в импулс.

………. Кондензатор 1200 uF x 250 V, свързан към заваръчните проводници чрез резистор 4,3 Ohm, осигурява точно запалване на дъгата. Може би това е едно от успешните схемни решения за запалване в космоса.

………. Наклонените мостови клавиши работят в режим на твърдо превключване. Освен това, режимът на превключване очевидно се улеснява от винаги присъстващата индуктивност на утечка на заваръчния трансформатор. И тъй като до момента на включване на превключвателите се предполага, че магнитната верига на трансформатора е напълно демагнетизирана, тогава поради липсата на ток в първичната намотка, загубите при включване могат да бъдат пренебрегнати. Загубата при изключване е много значителна. За да ги намалят, успоредно на всеки ключ са монтирани RCD демпфери.

………. За да се осигури плавна работа на ключовете, в моментите между включването им се подава отрицателно напрежение към техните порти, благодарение на специална схема за превключване на драйвера. Всеки драйвер се захранва от галванично изолиран източник (около 25 V). Захранващото напрежение на "горния" драйвер се използва за включване на реле K1, чиито контакти заобикалят стартовия резистор.

………. Захранването (classic low-power flyback) има 3 галванично изолирани изхода. Ако частите са в добро състояние, той започва да работи веднага. Напрежението за драйвери е 23-25V. За захранване на управляващия блок се използва напрежение 12 V.

………. Трябва да се предвидят значителни радиатори за входния токоизправител, превключвателите и изходния токоизправител. Времето на работа на устройството ще зависи от размера на тези радиатори и интензивността на тяхното издухване. Тъй като устройството осигурява значителен заваръчен ток (до 180 A), ключовете трябва да бъдат запоени към медни плочи с дебелина 4 mm, след което тези „сандвичи“ трябва да бъдат завинтени към радиаторите чрез топлопроводима паста. Написано е как да направите това.При закрепване на ключовете седалката на радиатора трябва да е идеално плоска, без чипове или кухини. Желателно е на мястото на закрепване на ключовете радиаторът да е с масивно тяло с дебелина минимум 10 мм. Както показа практиката, за по-добро отстраняване на топлината няма нужда да изолирате ключовете на радиатора. По-добре е да изолирате радиатора от тялото на устройството. Вентилаторът също трябва да бъде снабден с трансформатор, дросел и, разбира се, всички резистори с мощност 25 и 30 W. Останалите елементи на веригата не изискват радиатори или въздушен поток.

Контролен блок

Диаграма на управляващия блок за пълномостов заваръчен инвертор

………. Блокът за управление е изграден на базата на общ контролер TL494 PWM, използващ един канал за регулиране. Този канал стабилизира тока в дъгата. Текущата настройка се генерира от микроконтролера с помощта на модула CCP1 в режим PWM при честота от приблизително 75 kHz. Пълненето на PWM ще определи напрежението на кондензатора C1. Големината на това напрежение определя големината на заваръчния ток.

………. Микроконтролерът блокира и инвертора. Ако се приложи високо логическо ниво към входа DT(4) на TL494, импулсите на изходния изход ще изчезнат и инверторът ще спре. Появата на логическа нула на изхода RA4 на микроконтролера ще доведе до плавен старт на инвертора, тоест до постепенно увеличаване на запълването на импулси на изхода Out до максимум. Блокирането на инвертора се използва в момента на включване и при превишаване на температурата на радиаторите.

Това се случи в хардуера. Захранвания, драйвери и блок за управление на една платка.


. В моето устройство индикаторът и клавиатурата са свързани към контролния блок чрез компютърен кабел. Контурът минава в непосредствена близост до радиаторите на ключовете и трансформатора. В чистата си форма такъв дизайн доведе до фалшиво натискане на клавишите.Трябваше да използвам следните специални. мерки. Кабелът е с феритен пръстен K28x16x9. Шлейфът е усукан (доколкото позволява дължината му). За клавиатурата и термостатите бяха използвани допълнителни 1.8K издърпващи резистори, шунтирани от 100 pF керамични кондензатори. Този дизайн на веригата гарантира, че клавиатурата е устойчива на шум и фалшивите натискания на клавиши са напълно елиминирани.

………. Въпреки това, моето мнение е, че трябва да се предотврати намесата в контролния блок. За да направите това, контролният блок трябва да бъде отделен от силовата част с плътен метален лист.

Настройка на инвертора

………. Захранващата част все още е без захранване Свързваме предварително тестваното захранване към контролния блок и го включваме в мрежата. Всички осем на индикатора ще светнат, след това релето ще се включи и, ако контактите на термостата са затворени, индикаторът ще покаже текуща настройка от 20 A. С помощта на осцилоскоп проверяваме напрежението на портите на ключовете. Трябва да има правоъгълни импулси с фронтове не повече от 200 ns, честота 40-50 kHz, напрежение 13-15 V в положителната област и 10 V в отрицателната. Освен това в отрицателната област пулсът трябва да бъде значително по-дълъг.

………. Ако всичко е така, сглобяваме цялата инверторна верига и я свързваме към мрежата. Дисплеят първо ще покаже осмици, след това релето трябва да се включи и индикаторът ще покаже 20 A. Чрез натискане на бутоните се опитваме да променим текущата настройка. Промяната на текущата настройка трябва да промени пропорционално напрежението на кондензатора C1. Ако след промяна на текущата настройка не натиснете бутоните повече от 1 минута, задачата ще бъде записана в енергонезависима памет. На индикатора ще се появи за кратко съобщението “РЕЗЕРВИРАЙ”. При следващото включване на инвертора текущата стойност на командата ще бъде равна на записаната стойност.

………. Ако всичко е така, задаваме задачата на 20 A и свързваме реостат за натоварване със съпротивление от 0,5 Ohm към заваръчните проводници.Реостатът трябва да издържа на потока от ток от най-малко 60 A. Свързваме волтметър на магнитоелектрически система със скала от 75 mV към шунтовите клеми, например устройството Ts 4380. На натоварен инвертор се опитваме да променим настройката на тока и използваме показанията на волтметъра, за да контролираме тока. В този режим реостатът може да издава звук, наподобяващ звънене. Няма нужда да се страхувате от това - ограничението на тока работи. Токът трябва да варира пропорционално на референтния. Задаваме текущата настройка на 50 A. Ако показанията на волтметъра не съответстват на 50 A, тогава с изключен инвертор, запояваме съпротивление R1 с различна стойност. Избирайки съпротивление R1, гарантираме, че текущата настройка съответства на измерената.

………. Проверяваме работата на термичната защита. За да направите това, прекъсваме веригата на термостата. Индикаторът ще покаже “EroC”. Импулсите на ключовите порти трябва да изчезнат Възстановяваме веригата на термостата. Индикаторът трябва да показва зададения ток. На ключовите порти трябва да се появят импулси. Тяхната продължителност трябва постепенно да се увеличи до максимум.

………. Ако всичко е така, можете да опитате да заварявате.След 2-3 минути заваряване с ток 120-150 A, изключете инвертора от мрежата и потърсете 2-та най-горещи радиатора. Те трябва да инсталират защитни термостати. Ако е възможно, термостатите се монтират извън зоната на продухване.

Направи си сам ЗАВАРИЧНА МАШИНА

ПРЕГЛЕД НА СХЕМИТЕ НА ЗАВАРИЧНИЯ ИНВЕРТОР И ОПИСАНИЕ НА ПРИНЦИПА НА РАБОТА

Нека започнем с доста популярна схема на заваръчен инвертор, често наричана схема на Bramaley. Не знам защо това име беше прикрепено към тази схема, но заваръчната машина на Бармалей често се споменава в интернет.
Имаше няколко варианта за инверторната верига Barmaley, но тяхната топология е почти същата - преобразувател с единичен край (доста често наричан „наклонен мост“ по някаква причина), управляван от контролер UC3845.
Тъй като този контролер е основният в тази схема, нека започнем с принципа на неговата работа.
Чипът UC3845 се произвежда от няколко производителя и е част от сериите чипове UC1842, UC1843, UC1844, UC1845, UC2842, UC2843, UC2844, UC2845, UC3842, UC3843, UC3844 и UC3845.
Микросхемите се различават една от друга по захранващото напрежение, при което стартират и се самозаключват, в диапазона на работната температура, както и в малки промени на веригата, които позволяват да се увеличи продължителността на управляващия импулс в микросхемите XX42 и XX43 до 100%, докато в микросхемите от сериите XX44 и XX45 продължителността на управляващия импулс не може да надвишава 50%. Разпределението на микросхемите е същото.
Допълнителен ценеров диод 34...36 V е интегриран в микросхемата (в зависимост от производителя), което ви позволява да не се притеснявате за превишаване на захранващото напрежение, когато използвате микросхемата в захранване с МНОГО широк диапазон от захранващи напрежения.
Микросхемите се предлагат в няколко вида пакети, което значително разширява обхвата на употреба

Микросхемите първоначално са проектирани като контролери за управление на превключвателя на захранването на едноциклично захранване със средна мощност и този контролер е оборудван с всичко необходимо, за да увеличи собствената си жизнеспособност и жизнеспособността на захранването, което управлява. Микросхемата може да работи до честоти от 500 kHz, изходният ток на крайния етап на драйвера е в състояние да развие ток до 1 A, което общо ви позволява да проектирате доста компактни захранвания. Блоковата схема на микросхемата е показана по-долу:

На блоковата схема в червено е маркиран допълнителен тригер, който не позволява продължителността на изходния импулс да надвишава 50%. Този тригер е инсталиран само на сериите UCx844 и UCx845.
В микросхеми, направени в пакети с осем извода, някои изводи са комбинирани вътре в чипа, например VC и Vcc, PWRGND и GROUND.

Типична схема на импулсно захранване за UC3844 е показана по-долу:

Това захранване има непряка вторична стабилизация на напрежението, тъй като контролира собственото си захранване, генерирано от NC намотката. Това напрежение се изправя от диод D3 и служи за захранване на самата микросхема след стартиране и след преминаване през разделителя на R3 отива на входа на усилвателя на грешката, който контролира продължителността на управляващите импулси на силовия транзистор.
С увеличаване на натоварването амплитудата на всички изходни напрежения на трансформатора намалява, което също води до намаляване на напрежението на щифт 2 на микросхемата. Логиката на микросхемата увеличава продължителността на управляващия импулс, в трансформатора се натрупва повече енергия и в резултат на това амплитудата на изходните напрежения се връща към първоначалната стойност. Ако натоварването намалее, напрежението на пин 2 се увеличава, продължителността на управляващите импулси намалява и отново амплитудата на изходното напрежение се връща към зададената стойност.
Чипът има интегриран вход за организиране на защита от претоварване. Веднага след като спадът на напрежението през резистора за ограничаване на тока R10 достигне 1 V, микросхемата изключва управляващия импулс на портата на силовия транзистор, като по този начин ограничава протичащия през него ток и елиминира претоварването на захранването. Познавайки стойността на това управляващо напрежение, можете да регулирате работния ток на защитата, като промените стойността на резистора за ограничаване на тока. В този случай максималният ток през транзистора е ограничен до 1,8 ампера.
Зависимостта на големината на протичащия ток от стойността на резистора може да се изчисли с помощта на закона на Ом, но е твърде мързеливо да вземете калкулатор всеки път, така че след като изчислим веднъж, просто ще въведем резултатите от изчисленията в масата. Позволете ми да ви напомня, че се нуждаете от спад на напрежението от един волт, следователно таблицата ще показва само работния ток на защитата, стойностите на резистора и тяхната мощност.

аз, а	1	1,2	1,3	1,6	1,9	3	4,5	6	10	20	30	40	50
R, Ом	1	0,82	0,75	0,62	0,51	0,33	0,22	0,16	0,1	0,05	0,033	0,025	0,02
								2 х 0,33		2 х 0,1	3 х 0,1	4 х 0,1	5 х 0,1
П, У	0,5	1	1	1	1	2	2	5	5	10	15	20	25

Тази информация може да е необходима, ако проектираната заваръчна машина е без токов трансформатор и управлението ще се извършва по същия начин, както в основната схема - с помощта на резистор за ограничаване на тока в веригата източник на силовия транзистор или в емитерна верига, когато се използва IGBT транзистор.
Схема на импулсно захранване с директно управление на изходното напрежение е предложена в листа с данни за чипа от Texas Instruments:

Тази схема контролира изходното напрежение с помощта на оптрон; яркостта на светодиода на оптрона се определя от регулируем ценеров диод TL431, който увеличава коефициента. стабилизиране.
Във веригата са въведени допълнителни транзисторни елементи. Първият имитира система за плавен старт, вторият повишава термичната стабилност чрез използване на базовия ток на въведения транзистор.
Няма да е трудно да се определи токът на изключване на защитата на тази верига - Rcs е равен на 0,75 Ohm, следователно токът ще бъде ограничен до 1,3 A.
Както предишната, така и тази верига на захранване се препоръчват в таблиците с данни за UC3845 от Texas Instruments; в таблиците с данни на други производители се препоръчва само първата верига.
Зависимостта на честотата от стойностите на резистора и кондензатора за настройка на честотата е показана на фигурата по-долу:

Въпросът може да възникне неволно - ЗАЩО СА НУЖНИ ТАКИВА ДЕТАЙЛИ И ЗАЩО ГОВОРИМ ЗА МОЩНОСТИ С МОЩНОСТ 20...50 ВАТА??? СТРАНИЦАТА Е ОБЯВЕНА КАТО ОПИСАНИЕ НА ЗАВАРИЧЕН АПАРАТ, А ЕТО И НЯКОЛКО ЗАХРАНВАНИЯ...
В по-голямата част от простите заваръчни машини микросхемата UC3845 се използва като контролен елемент и без познаване на принципа на нейната работа могат да възникнат фатални грешки, които допринасят за повредата не само на евтина микросхема, но и на доста скъпа мощност транзистори. Освен това ще проектирам заваръчна машина, а не глупаво да клонирам нечия друга верига, да търся ферити, които може дори да трябва да купя, за да копирам устройството на някой друг. Не, не съм доволен от това, затова вземаме съществуващата верига и я усъвършенстваме, за да отговаря на това, от което се нуждаем, за да отговаря на наличните елементи и ферити.
Ето защо ще има доста теория и няколко експериментални измервания и затова в таблицата с номинални стойности на защитните резистори се използват паралелно свързани резистори (полета със сини клетки) и изчислението се прави за токове над 10 ампери.
И така, заваръчният инвертор, който повечето сайтове наричат ​​​​заварчик Barmaley, има следната електрическа схема:

НАРАСТВА

В горната лява част на схемата има захранване на самия контролер и всъщност може да се използва ВСЯКО захранване с изходно напрежение 14...15 волта и осигуряващ ток 1...2 A използван (2 А е за да могат да се монтират вентилатори по-мощни - устройството използва компютърни вентилатори и по схемата има цели 4 броя.
Между другото, дори успях да намеря колекция от отговори за тази машина за заваряване от някакъв форум. Мисля, че това ще бъде полезно за тези, които планират чисто да клонират веригата. ВРЪЗКА КЪМ ОПИСАНИЕ.
Токът на дъгата се регулира чрез промяна на референтното напрежение на входа на усилвателя на грешката; защитата от претоварване се организира с помощта на токов трансформатор TT1.
Самият контролер работи на транзистор IRF540. По принцип там може да се използва всеки транзистор с не много висока енергия на затвора Qg (IRF630, IRF640 и др.). Транзисторът се зарежда на управляващ трансформатор T2, който директно доставя управляващи импулси към портите на силовите IGBT транзистори.
За да се предотврати намагнитването на управляващия трансформатор, той е оборудван с размагнитваща намотка IV. Вторичните намотки на управляващия трансформатор се зареждат върху портите на силови транзистори IRG4PC50U през токоизправител, използващ 1N5819 диоди. Освен това управляващата верига съдържа транзистори IRFD123, които принуждават затварянето на силовата секция, която, когато полярността на напрежението върху намотките на трансформатора T2 се промени, отваря и абсорбира цялата енергия от портите на силовите транзистори. Такива ускорители на затваряне улесняват текущия режим на драйвера и значително намаляват времето за затваряне на силовите транзистори, което от своя страна намалява тяхното нагряване - времето, прекарано в линеен режим, значително намалява.
Също така, за да се улесни работата на мощните транзистори и да се потисне импулсният шум, който възниква при работа на индуктивен товар, се използват вериги от 40 Ohm резистори, 4700 pF кондензатори и HFA15TB60 диоди.
За окончателно размагнитване на сърцевината и потискане на емисиите на самоиндукция се използва друга двойка HFA15TB60, инсталирана вдясно съгласно схемата.
На вторичната намотка на трансформатора е монтиран полувълнов токоизправител на базата на диод 150EBU02. Диодът е шунтиран от верига за потискане на смущения, използваща резистор 10 ома и кондензатор 4700 pF. Вторият диод служи за демагнетизиране на индуктора DR1, който натрупва магнитна енергия по време на предния ход на преобразувателя и по време на паузата между импулсите освобождава тази енергия към товара поради самоиндукция. За подобряване на този процес е инсталиран допълнителен диод.
В резултат на това изходът на инвертора не произвежда пулсиращо напрежение, а постоянно с малка пулсация.
Следващата подмодификация на тази машина за заваряване е инверторната верига, показана по-долу:

Не се задълбочих в сложността на изходното напрежение; аз лично харесах повече използването на биполярни транзистори като затваряне на силовата част. С други думи, в този възел могат да се използват както полеви, така и биполярни устройства. По принцип това се подразбира по подразбиране, основното е да затворите силовите транзистори възможно най-бързо и как да направите това е вторичен въпрос. По принцип, използвайки по-мощен управляващ трансформатор, можете да се откажете от затварящите транзистори - достатъчно е да приложите малко отрицателно напрежение към портите на силовите транзистори.
Въпреки това, винаги съм бил объркан от наличието на управляващ трансформатор в заваръчната машина - добре, не харесвам части за навиване и, ако е възможно, се опитвам да направя без тях. Търсенето на заваръчни вериги продължи и беше изкопана следната заваръчна инверторна верига:

НАРАСТВА

Тази схема се различава от предишните по липсата на управляващ трансформатор, тъй като отварянето и затварянето на силови транзистори се извършва от специализирани драйверни микросхеми IR4426, които от своя страна се управляват от оптрони 6N136.
Има още няколко екстри, внедрени в тази схема:
- въведен е ограничител на изходното напрежение, направен на оптрона PC817;
- реализиран е принципът на стабилизиране на изходния ток - токовият трансформатор не се използва като авариен, а като токов датчик и участва в регулирането на изходния ток.
Тази версия на заваръчната машина гарантира по-стабилна дъга дори при ниски токове, тъй като с увеличаването на дъгата токът започва да намалява и тази машина ще увеличи изходното напрежение, опитвайки се да поддържа зададената стойност на изходния ток. Единственият недостатък е, че имате нужда от превключвател за бисквити за възможно най-много позиции.
Друга схема на заваръчна машина за собствено производство също ми хвана окото. Изходният ток е посочен като 250 ампера, но това не е основното. Основното нещо е да използвате доста популярния чип IR2110 като драйвер:

НАРАСТВА

Тази версия на заварчика също използва ограничение на изходното напрежение, но няма стабилизиране на тока. Има още един срам, и то доста сериозен. Как се зарежда кондензатор C30? По принцип по време на паузата сърцевината трябва да бъде предварително размагнетизирана, т.е. Полярността на напрежението върху намотките на силовия трансформатор трябва да се промени и за да не излетят транзисторите, се монтират диоди D7 и D8. Изглежда, че за кратко време напрежение от 0,4...0,6 волта по-малко от обикновения проводник трябва да се появи на горния терминал на силовия трансформатор; това е доста краткотрайно явление и има някои съмнения, че C30 ще има време за зареждане. В крайна сметка, ако не се зарежда, горното рамо на силовата част няма да се отвори - няма да има откъде да дойде усилващото напрежение на драйвера IR2110.
Като цяло има смисъл да се мисли по-задълбочено по тази тема...
Има друга версия на заваръчната машина, направена по същата топология, но използва домашни части и в големи количества. Схемата на веригата е показана по-долу:

НАРАСТВА

Първото нещо, което хваща окото е захранващата част - по 4 броя IRFP460. Освен това авторът в оригиналната статия твърди, че първата версия е сглобена на IRF740, 6 броя на ръка. Това наистина е „нужда от хитро изобретение“. Тук трябва незабавно да запомните - както IGBT транзистори, така и MOSFET транзистори могат да се използват в заваръчния инвертор. За да не се объркаме с дефиниции и pinouts, ние бродираме чертеж на същите тези транзистори:

Освен това има смисъл да се отбележи, че тази схема използва както ограничаване на изходното напрежение, така и режим на стабилизиране на тока, който се регулира от 47 Ohm променлив резистор - ниското съпротивление на този резистор е единственият недостатък на това изпълнение, но ако желаете, можете да намерите такъв и увеличаването на този резистор до 100 ома не е критично, просто ще трябва да увеличите ограничаващите резистори.
Друга версия на заваръчната машина ми хвана окото, докато изучавах чужди сайтове. Това устройство също има регулиране на тока, но не се прави по обикновен начин. Щифтът за управление на тока първоначално се захранва с преднапрежение и колкото по-високо е то, толкова по-малко напрежение се изисква от токовия трансформатор, следователно толкова по-малко ток ще тече през силовата секция. Ако напрежението на отклонение е минимално, тогава за постигане на работния ток на ограничителя ще е необходимо по-високо напрежение от CT, което е възможно само когато през първичната намотка на трансформатора протича голям ток.
Схематичната диаграма на този инвертор е показана по-долу:

НАРАСТВА

В тази верига на машината за заваряване на изхода са инсталирани електролитни кондензатори. Идеята със сигурност е интересна, но това устройство ще изисква електролити с малък ESR, а при 100 волта такива кондензатори са доста проблематични за намиране. Затова ще откажа да инсталирам електролити и ще инсталирам няколко кондензатора MKP X2 5 µF, използвани в индукционни печки.

НИЕ СГЛОБЯВАМЕ ВАШИЯ ЗАВАРИЧЕН АПАРАТ

ИЗКУПУВАМЕ ЧАСТИ

На първо място, веднага ще кажа, че сглобяването на заваръчна машина сами не е опит да направите машината по-евтина от закупената в магазина, тъй като в крайна сметка може да се окаже, че сглобената машина ще бъде по-скъпа от фабрично едно. Тази идея обаче има и своите предимства - това устройство може да бъде закупено на безлихвен заем, тъй като изобщо не е необходимо да купувате целия комплект части наведнъж, а правете покупки, когато в бюджета се появят безплатни пари.
Отново, изучаването на силова електроника и сглобяването на такъв инвертор сами предоставя безценен опит, който ще ви позволи да сглобите подобни устройства, като ги заточите директно към вашите нужди. Например, сглобете стартово зарядно устройство с изходен ток 60-120 A, сглобете източник на захранване за плазмен нож - макар и специфично устройство, това е МНОГО полезно нещо за тези, които работят с метал.
Ако на някого изглежда, че съм попаднал в рекламата на Али, тогава ще кажа веднага - да, рекламирам Али, защото съм доволен както от цената, така и от качеството. Със същия успех мога да рекламирам нарязаните хлябове на пекарната Аютински, но купувам черния хляб от Красно-Сулински. Предпочитам кондензирано мляко и ви го препоръчвам, „Крава от Кореновка“, но изварата е много по-добра от млекопреработвателния завод Тацински. Така че съм готов да рекламирам всичко, което опитах сам и ми хареса.

За да сглобите заваръчната машина, ще ви е необходимо допълнително оборудване, което е необходимо за сглобяването и настройката на заваръчната машина. Това оборудване също струва малко пари и ако наистина ще се занимавате със силова електроника, тогава ще ви трябва по-късно, но ако сглобяването на това устройство е опит да похарчите по-малко пари, тогава не се колебайте да се откажете от тази идея и да отидете на магазин за готов заваръчен инвертор.
Купувам по-голямата част от компонентите от Ali. Трябва да изчакате от три седмици до два месеца и половина. Въпреки това цената на компонентите е много по-евтина, отколкото в магазин за радиочасти, до който все още трябва да пътувам 90 км.
Затова веднага ще направя кратка инструкция как най-добре да купувате компоненти на Ali. Ще дам линкове към използваните части, както са споменати, и ще ги дам към резултатите от търсенето, защото има вероятност след няколко месеца някой продавач да няма този продукт. Ще дам и цени на посочените компоненти за сравнение. Цените ще бъдат в рубли към момента на писане на тази статия, т.е. средата на март 2017 г.
Щраквайки върху връзката към резултатите от търсенето, на първо място, трябва да се отбележи, че сортирането се извършва по брой покупки на определен продукт. С други думи, вече имате възможност да видите точно колко от този продукт е продал даден продавач и какви отзиви е получил за тези продукти. Преследването на ниска цена не винаги е правилно - китайските предприемачи се опитват да продадат ВСИЧКИ продукти, така че понякога има преетикетирани елементи, както и елементи след демонтиране. Затова погледнете броя на отзивите за продукта.

Ако същите компоненти се предлагат на по-атрактивна цена, но броят на продажбите от този продавач не е голям, тогава има смисъл да се обърне внимание на общия брой положителни отзиви за продавача.

Има смисъл да се обръща внимание на снимките - наличието на снимка на самия продукт показва отговорността на продавача. И на снимката можете ясно да видите какви маркировки има, това често помага - маркировките с лазер и боя се виждат на снимката. Купувам силови транзистори с лазерни маркировки, но купих IR2153 с маркировки на боя - микросхемите работят.
Ако се изберат мощни транзистори, тогава доста често не пренебрегвам транзисторите от демонтажа - те обикновено имат доста прилична ценова разлика, а за устройство, което сглобявате сами, можете да използвате части с по-къси крака. Не е трудно да различите детайлите дори от снимка:

Освен това няколко пъти се натъкнах на еднократни промоции - продавачи без рейтинг обикновено пускат някои компоненти за продажба на МНОГО смешни цени. Разбира се, покупката се извършва на ваша отговорност и риск. Въпреки това направих няколко покупки от подобни продавачи и двете бяха успешни. Последният път, когато закупих кондензатори MKP X2 5 µF за 140 рубли, 10 броя.

Поръчката пристигна доста бързо - малко повече от месец, 9 броя по 5 µF и един абсолютно същия размер на 0,33 µF 1200 V. Не съм отварял спор - имам всички капацитети за индукционни играчки на 0,27 µF и как изобщо ще ми трябват 0,33 uF. И цената е твърде смешна. Проверих всички контейнери - работят, исках да поръчам още, но вече имаше надпис - ПРОДУКТЪТ ВЕЧЕ НЕ Е НАЛИЧЕН.
Преди това взех няколко пъти демонтаж на IRFPS37N50, IRGP20B120UD, STW45NM50. Всички транзистори са в добро работно състояние, единственото нещо, което беше малко разочароващо е, че на STW45NM50 краката бяха преформовани - на три транзистора (от 20) изводите буквално паднаха, когато се опитах да ги огъна, за да паснат на моята платка. Но цената беше твърде смешна, за да се обиди от нещо - 20 броя за 780 рубли. Тези транзистори сега се използват като резервни транзистори - корпусът се изрязва до клемата, проводниците се запояват и се запълват с епоксидно лепило. Единият е още жив, две години минаха.

Въпросът с мощните транзистори все още е отворен, но ще са необходими конектори за държача на електрода за всяка заваръчна машина. Търсенето беше дълго и доста активно. Работата е там, че разликата в цената е много объркваща. Но първо, за маркировката на съединителите за заваръчната машина. Али използва европейски маркировки (е, така го пишат), така че ще танцуваме от техните маркировки. Вярно е, че шикозен танц няма да работи - тези конектори са разпръснати в различни категории, вариращи от USB конектори, BLOW TORCHES и завършващи с ДРУГИ.

И по отношение на името на конекторите, не всичко е толкова гладко, колкото бихме искали... Бях МНОГО изненадан, когато написах DKJ35-50 в лентата за търсене на Google Chrome и WIN XP OS и не получих РЕЗУЛТАТИ, но същата заявка в същия Google Chrome, но WIN 7 даде поне някои резултати. Е, първо, малък знак:

DKZ	DKL	DKJ
			МАКС ТЕКУЩА, А	ДИАМЕТЪР ОТГОВОР/ щепсел, ММ	РАЗДЕЛ ЖИЦИ, MM2
DKZ10-25	DKL10-25	DKJ10-25	200	9	10-25
DKZ35-50	DKL35-50	DKJ35-50	315	13	35-50
DKZ50-70	DKL50-70	DKJ50-70	400	13	50-70
DKZ70-95	DKL70-95	DKJ70-95	500	13	70-95

Въпреки факта, че дупките и щепселите на конекторите 300-500 ампера са еднакви, те всъщност могат да провеждат различни токове. Факт е, че при завъртане на конектора частта на щепсела опира в края на свързващата част и тъй като диаметрите на краищата на по-мощните конектори са по-големи, се получава по-голяма контактна площ, следователно конекторът може да премине повече текущ.

ТЪРСЕНЕ НА КОНЕКТОРИ ЗА ЗАВАРИЧНИ АПАРАТИ
ТЪРСЕНЕ DKJ10-25	ТЪРСЕНЕ DKJ35-50	ТЪРСЕНЕ DKJ50-70
ПРОДАВАТ СЕ И НА ДРЕБНО, И НА КОМПЛЕКТ

Купих конектори DKJ10-25 преди година и този продавач вече не ги предлага. Само преди няколко дни поръчах чифт DKJ35-50. Купих го. Вярно, първо трябваше да обясня на продавача - в описанието пише, че проводникът е 35-50 mm2, а на снимката е 10-25 mm2. Продавачът увери, че това са съединители за проводник 35-50 mm2. Ще видим какво ще изпрати - има време за чакане.
Веднага след като първата версия на заваръчната машина премине тестовете, ще започна да сглобявам втората версия с много по-голям набор от функции. Няма да бъда скромен - използвам машина за заваряване повече от шест месеца AuroraPRO INTER TIG 200 AC/DC PULSE(има абсолютно същият на име „CEDAR“). Наистина харесвам устройството и неговите възможности просто предизвикаха буря от наслада.

Но в процеса на овладяване на машината за заваряване се появиха няколко недостатъка, които бих искал да премахна. Няма да навлизам в подробности какво точно не ми хареса, тъй като устройството наистина не е лошо, но искам повече. Ето защо всъщност започнах да разработвам своя собствена машина за заваряване. Апаратът тип Бармалей ще бъде тренировъчен, а следващият ще трябва да надмине съществуващия Аврора.

ОПРЕДЕЛЯМЕ ПРИНЦИПНАТА СХЕМА НА ЗАВАРИЧНАТА МАШИНА

Така че, след като разгледахме всички варианти на веригата, които заслужават внимание, нека започнем да сглобяваме нашата собствена заваръчна машина. Първо трябва да вземете решение за силов трансформатор. Няма да купувам w-образни ферити - има ферити от линейни трансформатори и има доста същите. Но формата на това ядро ​​е доста странна и магнитната проницаемост не е посочена върху тях...
Ще трябва да направите няколко тестови измервания, а именно да направите рамка за едно ядро, да навиете около петдесет оборота върху нея и, като поставите тази рамка върху сърцевините, изберете тези с еднаква индуктивност, колкото е възможно. По този начин ще бъдат избрани ядра, които ще се използват за сглобяване на обща сърцевина, състояща се от няколко магнитни ядра.
След това ще трябва да разберете колко завъртания трябва да бъдат навити на първичната намотка, така че сърцевината да не премине в насищане и да използва максималната обща мощност.
За да направите това, можете да използвате статията на Biryukov S.A. (ИЗТЕГЛЯНЕ) или можете, въз основа на статията, да изградите своя собствена стойка за тестване на наситеността на ядрото. Вторият метод е за предпочитане за мен - за тази стойка използвам същата микросхема като за заваръчната машина - UC3845. На първо място, това ще ми позволи да „докосна“ микросхемата лично, да проверя обхватите на настройка и чрез инсталиране на гнездо за микросхеми в стойката, ще мога да проверя тези микросхеми непосредствено преди да ги инсталирам в заваръчната машина.
Ще сглобим следната диаграма:

Ето една почти класическа схема за свързване UC3845. VT1 съдържа стабилизатор на напрежението за самата микросхема, тъй като обхватът на захранващите напрежения на самата стойка е доста голям. Всеки VT1 ​​в корпус TO-220 с ток 1 A и K-E напрежение над 50 V.
Говорейки за захранващи напрежения, имате нужда от захранване с напрежение поне 20 волта. Максималното напрежение е не повече от 42 волта - това все още е безопасно напрежение за работа с голи ръце, въпреки че е по-добре да не надвишава 36. Захранването трябва да осигурява ток от поне 1 ампер, т.е. имат мощност от 25 W и повече.
Тук си струва да се има предвид, че тази стойка работи на принципа на бустера, така че общото напрежение на ценеровите диоди VD3 и VD4 трябва да бъде поне 3-5 волта по-високо от захранващото напрежение. Силно не се препоръчва разликата да се превишава с повече от 20 волта.
Като захранване за стойката можете да използвате зарядно за кола с класически трансформатор, като не забравяте да поставите чифт 1000 μF 50V кондензатори на изхода за зареждане. Настройваме регулатора на тока на зареждане на максимум - веригата няма да отнеме повече от необходимото.
Ако нямате подходящо захранване и няма от какво да го сглобите, тогава можете да ЗАКУПИТЕ ГОТОВ ЗАХРАНВАНЕ, можете да изберете такова в пластмасова кутия или метално. Цена от 290 рубли.
Транзисторът VT2 служи за регулиране на напрежението, подадено към индуктивността, VT3 генерира импулси върху изследваната индуктивност, а VT4 действа като устройство, което демагнетизира индуктивността, така да се каже, електронен товар.
Резисторът R8 е честотата на преобразуване, а R12 е напрежението, подадено към индуктора. Да, да, точно дросела, тъй като докато нямаме вторична намотка, тази част от трансформатора не е нищо повече от обикновен дросел.
Резисторите R14 и R15 са измервателни - с R15 микросхемата управлява тока, а с двата се следи формата на спад на напрежението. Два резистора се използват за увеличаване на падащото напрежение и намаляване на събирането на отпадъци от осцилоскопа - клема X2.
Тестваният дросел е свързан към клеми X3, а захранващото напрежение на стенда е свързано към клеми X4.
Диаграмата показва какво съм сглобил. Тази схема обаче има доста неприятен недостатък - напрежението след транзистора VT2 силно зависи от товара, така че в моите измервания използвах позицията на двигателя R12, при която транзисторът е напълно отворен. Ако си спомните тази схема, тогава е препоръчително да използвате параметричен регулатор на напрежението вместо полеви контролер, например, така:

Няма да правя нищо друго с тази стойка - имам LATR и мога лесно да променя захранващото напрежение на стойката, като свържа тестов, обикновен трансформатор през LATR. Единственото, което трябваше да добавя, беше вентилатор. VT4 работи в линеен режим и се загрява доста бързо. За да не прегрява общият радиатор, сложих вентилатор и ограничителни резистори.

Логиката тук е много проста - въвеждам параметрите на ядрото, правя изчисление за преобразувателя на IR2153 и задавам изходното напрежение равно на изходното напрежение на моето захранване. В резултат на това за два пръстена K45x28x8, за вторично напрежение е необходимо да се навият 12 оборота. Мотаемс...

Започваме с минималната честота - не е нужно да се притеснявате за претоварване на транзистора - ограничителят на тока ще работи. Заставаме на клеми X1 с осцилоскоп, постепенно увеличаваме честотата и наблюдаваме следната картина:

След това създаваме пропорция в Excel, за да изчислим броя на завъртанията в първичната намотка. Резултатът ще се различава значително от изчисленията в програмата, но разбираме, че програмата взема предвид както времето за пауза, така и спада на напрежението на мощните транзистори и токоизправителните диоди. Освен това увеличаването на броя на завоите не води до пропорционално увеличение на индуктивността - има квадратична зависимост. Следователно увеличаването на броя на завоите води до значително увеличаване на индуктивното съпротивление. Програмите също вземат това предвид. Няма да направим много по-различно - за да коригираме тези параметри в нашата таблица, въвеждаме намаление от 10% в първичното напрежение.
След това конструираме втора пропорция, чрез която ще бъде възможно да се изчисли необходимия брой навивки за вторични напрежения.
Преди пропорциите с броя на навивките има още две табелки, с които можете да изчислите броя на навивките и индуктивността на изходния дросел на заваръчния апарат, което също е доста важно за този уред.

В този файл пропорциите са при ЛИСТ 2, На ЛИСТ 1изчисления на импулсни захранвания за видео за изчисления в Excel. Реших все пак да дам безплатен достъп. Въпросното видео е тук:

Текстова версия за съставянето на тази таблица и първоначалните формули.

Завършихме изчисленията, но остана дупка - дизайнът на щанда, прост като три копейки, показа доста приемливи резултати. Мога ли да сглобя пълноценна стойка, захранвана директно от мрежата 220? Но галваничната връзка с мрежата не е много добра. И премахването на енергията, натрупана от индуктивността, с помощта на линеен транзистор също не е много добро - ще ви трябва МНОГО мощен транзистор с ОГРОМЕН радиатор.
Добре, не е нужно да мислиш много...

Изглежда сме разбрали как да разберем наситеността на ядрото, нека изберем самото ядро.
Вече беше споменато, че аз лично съм твърде мързелив да търся и купувам W-образен ферит, така че изваждам кутията си с ферити от линейни трансформатори и избирам ферити със същия размер. След това правя дорник специално за едно ядро ​​и навивам 30-40 оборота върху него - колкото повече обороти, толкова по-точни ще бъдат резултатите от измерването на индуктивността. Трябва да избера същите ядра.
След като сгънах получените в W-образна структура, правя дорник и навивам пробна намотка. След преизчисляване на броя на завъртанията на първичния, се оказва, че общата мощност няма да е достатъчна - Barmalei съдържа 18-20 завъртания на първичния. Взимам по-големи ядра - останали от някои стари заготовки - и започват няколко часа глупост - проверка на ядрата според метода, описан в първата част на статията, броят на завъртанията е дори по-голям от този на четириядрен , но използвах шест комплекта и размерът е много по-голям...
Влизам в изчислителните програми на "Стареца" - известен още като Денисенко. За всеки случай карам двужилен Ш20х28. Изчислението показва, че за честота от 30 kHz броят на навивките на първичния е 13. Приемам идеята, че „допълнителните“ завои са навити, за да се предотврати 100% насищане, а празнината също трябва да бъде компенсирана.

Преди да представя моите нови ядра, преизчислявам площта на кръглите ръбове на ядрото и извличам стойностите за предполагаемите правоъгълни ръбове. Правя изчислението за мостова верига, тъй като в едноцикличен преобразувател се прилагат ВСИЧКИ налични първични напрежения. Всичко изглежда пасва - можете да получите около 6000 W от тези ядра.

По пътя се оказва, че има някаква грешка в програмите - напълно идентични данни за ядрата в двете програми дават различни резултати - ExcellentIT 3500 и ExcellentIT_9 излъчват различна мощност на получения трансформатор. Разликата е няколкостотин вата. Вярно е, че броят на завъртанията на първичната намотка е същият. Но ако броят на завъртанията на първичната е еднакъв, тогава общата мощност трябва да е същата. Още един час вече увеличенаглупост.
За да не принуждава посетителите да търсят програмите на Старичка, той ги събра в една колекция и ги пакетира в един архив, който може да се ИЗТЕГЛЯ. В архива са почти всички програми, създадени от Стареца, които успяхме да намерим. И аз видях подобна колекция в някакъв форум, но не помня коя.
За да разреша възникналия проблем, препрочитам отново статията на Бирюков...
Връщам осцилоскопа към резистора във веригата на източника и започвам да наблюдавам промените във формата на спада на напрежението при различните индуктивности.
При малки индуктивности всъщност има инфлексия във формата на спада на напрежението в резистора източник, но при четириядрен от TDKS той е линеен поне при честота от 17 kHz, поне при 100 kHz.
По принцип можете да използвате данни от калкулаторни програми, но надеждите бяха възложени на стойката и те наистина се разпаднаха.
Бавно сгъвам навивките на сърцевината на зъбното колело и го пускам на стойката, като наблюдавам промените в осцилограмите. Наистина някакви глупости! Токът е ограничен от стойката дори преди кривата на напрежението да започне да се огъва...
Не е възможно да се мине с малко разходи - дори ако увеличите лимита на тока до 1A, спадът на напрежението през резистора на източника все още е линеен, но се появява модел - след достигане на определена честота, лимита на тока се изключва и импулсът продължителността започва да се променя. Все пак индуктивността е твърде висока за тази стойка...
Остава само да проверя подозренията си и да навия пробна намотка от 220 волта и...
Изваждам чудовището си от рафта - не съм го използвал дълго време.

Описание на тази стойка с чертеж на печатна платка.
Отлично разбирам, че сглобяването на такава стойка в името на сглобяването на заваръчна машина е доста трудоемка задача, така че дадените резултати от измерването са само междинен резултат, за да имате поне някаква представа какви сърцевини могат да бъдат използвани и как. Освен това, по време на процеса на сглобяване, когато печатната платка за работещия заварчик е готова, аз отново ще проверя резултатите от тези измервания и ще се опитам да разработя метод за безпогрешно навиване на силов трансформатор, използвайки готовия дъска като стенд за изпитване. В крайна сметка малка стойка е доста функционална, но само за малки индуктивности. Можете, разбира се, да опитате да си поиграете с броя на завъртанията, като ги намалите до 2 или 3, но дори обръщането на магнетизацията на такова масивно ядро ​​изисква много енергия и няма да се разминете с 1 A захранване . Техниката с помощта на стойката беше проверена отново с помощта на традиционно ядро ​​Ш16х20, сгънато наполовина. За всеки случай са добавени размерите на W-образните вътрешни ядра и препоръчителните замени с вносни.
Така че, въпреки че ситуацията с ядрата стана по-ясна, за всеки случай резултатите ще бъдат проверени отново на инвертор с един цикъл.

Междувременно нека започнем да правим сноп за трансформатора на заваръчната машина. Можете да направите турникет, можете да залепите лента. Винаги съм харесвал лентите повече - те, разбира се, превъзхождат пакетите по отношение на интензивността на труда, но плътността на навиване е много по-висока. Поради това е възможно да се намали напрежението в самия проводник, т.е. В изчислението не включвайте 5 A/mm2, както обикновено се прави за такива играчки, а например 4 A/mm2. Това значително ще улесни топлинния режим и най-вероятно ще направи възможно получаването на PV равно на 100%.
PV е един от най-важните параметри на заваръчните машини, PV е Ппродължителност INвключвания, т.е. време на непрекъснато заваряване при токове, близки до максимума. Ако работният цикъл е 100% при максимален ток, това автоматично прехвърля заваръчната машина в професионалната категория. Между другото, дори и на много професионални PV е 100% само при изходен ток, равен на 2/3 от максималния. Те пестят от охладителни системи, но мисля да си направя заваръчна машина, следователно мога да си позволя много по-големи площи на радиатори за полупроводници и трансформаторът да има по-лесен термичен режим...

Наскоро сглобих заваръчен инвертор от Barmaley, за максимален ток от 160 ампера, едноплаткова версия. Тази схема е кръстена на своя автор - Бармалей. Ето електрическата схема и файла на печатната платка.

Инверторна схема за заваряване

Инверторна работа: захранването от еднофазна 220-волтова мрежа се изправя, изглажда от кондензатори и се подава към транзисторни превключватели, които преобразуват постоянното напрежение във високочестотно променливо напрежение, подадено към феритен трансформатор. Благодарение на високата честота имаме намаляване на размерите на транса на мощността и в резултат на това използваме ферит, а не желязо. Следва понижаващ трансформатор, последван от токоизправител и дросел.

Осцилограми за управление на полеви транзистори. Измерих го на ценеров диод ks213b без ключове за захранване, коефициент на запълване 43 и честота 33.

В неговата версия, клавиши за захранване IRG4PC50Uзаменени с по-модерни IRGP4063DPBF. Замених ценерови диод ks213b с два 15-волтови, 1,3-ватови ценерови диода, свързани един до друг, тъй като предишното устройство ks213b стана малко горещо. След смяната проблемът веднага изчезна. Всичко останало остава както е на схемата.

Това е осцилограма на колектор-емитер на долния ключ (според схемата). Когато захранването се подава на 310 волта през лампа от 150 вата. Осцилоскопът струва 5 волтови деления и 5 µs деления. чрез делителя, умножен по 10.

Силовият трансформатор е навит върху сърцевина B66371-G-X187, N87, E70/33/32 EPCOS Данни за намотката: първо първичния етаж, вторичния и отново остатъците от първичния. Жилото на първичната и на вторичната е с диаметър 0,6 мм. Първичен - 10 проводника 0,6, усукани заедно 18 оборота (общо). Първият ред пасва само на 9 завъртания. След това оставете остатъците от първичната част настрана, навийте 6 навивки от тел 0,6, сгънати на 50 парчета и също усукани. И след това отново останките от първичния, тоест 9 завъртания. Не забравяйте междинната изолация (използвах няколко слоя парична хартия, 5 или 6, не го правим повече, в противен случай намотката няма да влезе в прозореца). Всеки слой беше импрегниран с епоксидна смола.

След това сглобяваме всичко, необходимо е разстояние от 0,1 mm между половинките на ферита E70 и поставяме уплътнение от обикновена касова бележка върху външните сърцевини. Издърпваме всичко заедно и го залепваме заедно.

Боядисах го със спрей с черна матова боя, след което го лакирах. Да, почти забравих, когато усукваме всяка намотка, я увиваме с тиксо - изолираме я, така да се каже. Не забравяйте да маркирате началото и краищата на намотките; това ще бъде полезно за по-нататъшно фазиране и сглобяване. Ако фазирането на трансформатора е неправилно, устройството ще готви наполовина.

Когато инверторът е включен в мрежата, започва зареждането на изходните кондензатори. Първоначалният ток на зареждане е много висок, сравним с късо съединение и може да доведе до изгаряне на диодния мост. Да не говорим, че за климатиците това също е изпълнено с повреда. За да се избегне такъв рязък скок на тока в момента на включване, са инсталирани ограничители на заряда на кондензатора. В схемата на Бармалей това са 2 резистора от 30 ома, с мощност 5 вата всеки, за общо 15 ома х 10 вата. Резисторът ограничава тока на зареждане на кондензаторите и след като ги заредите, можете да подадете захранване директно, заобикаляйки тези резистори, което прави релето.

В заваръчната машина по схемата Barmaley се използва реле WJ115-1A-12VDC-S. Захранване на релейна бобина - 12 V DC, комутационен товар 20 Ampere, 220 Volt AC. В домашните продукти използването на 12 волта, 30 ампера автомобилни релета е много често срещано. Те обаче не са предназначени за превключване на токове до 20 ампера мрежово напрежение, но въпреки това са евтини, достъпни и напълно се справят със задачата си.

По-добре е да използвате обикновен резистор с навита жица като резистор за ограничаване на тока, той ще издържи всяко претоварване и е по-евтин от вносните. Например C5-37 V 10 (20 Ohm, 10 Watt, проводник). Вместо резистори можете да поставите токоограничаващи кондензатори последователно във веригата за променливо напрежение. Например K73-17, 400 волта, общ капацитет 5-10 µF. Кондензаторите са 3 uF, зареждат капацитет от 2000 uF за около 5 секунди. Изчисляването на тока на зареждане на кондензатора е както следва: 1 µF ограничава тока на 70 милиампера. Оказва се 3 uF на ниво 70x3 = 210 милиампера.

Накрая събрах всичко и го стартирах. Текущото ограничение беше зададено на 165 ампера, сега нека поставим заваръчния инвертор в добър калъф. Цената на домашен инвертор е приблизително 2500 рубли - поръчах частите в Интернет.

Взех телта от цеха за пренавиване. Можете също така да премахнете проводника от телевизорите от демагнетизиращата верига от кинескопа (това е почти готов вторичен). Дроселът е направен от E65, медна лента с ширина 5 мм и дебелина 2 мм - 18 навивки. Индуктивността се регулира на 84 μH чрез увеличаване на разстоянието между половините; беше 4 mm. Можете също така да го навиете с тел 0,6 мм вместо лента, но ще бъде по-трудно да го поставите. Първичната на трансформатора може да се навие с проводник 1,2 мм, комплект от 5 броя по 18 навивки, но можете да използвате и проводници 0,4 мм, за да изчислите броя на проводниците за нужното ви сечение, т.е. , 15 броя 0,4 мм 18 оборота.

След като монтирах и настроих схемата на платката, сглобих всичко. Бармалей премина успешно тестовете: той спокойно дръпна трите и четирите електрода. Текущото ограничение беше зададено на 165 ампера. Сглобих и тествах устройството: Арси .

Обсъдете статията ЗАВАРОЧЕН ИНВЕРТОР BARMALY

Схематична диаграма на фабричния заваръчен инвертор "Resanta" (щракнете за уголемяване)

Инверторна схема от немския производител FUBAG с редица допълнителни функции (щракнете за уголемяване)

Пример за електрическа схема на заваръчен инвертор за самостоятелно производство (щракнете за уголемяване)

Електрическата схема на инверторното устройство се състои от две основни части: силовата секция и управляващата верига. Първият елемент от силовата част на веригата е диоден мост. Задачата на такъв мост е именно да преобразува променлив ток в постоянен.

В постоянния ток, преобразуван от променлив ток в диодния мост, могат да възникнат импулси, които трябва да бъдат изгладени. За да направите това, след диодния мост е инсталиран филтър, състоящ се от кондензатори от предимно електролитен тип. Важно е да знаете, че напрежението, което излиза от диодния мост, е приблизително 1,4 пъти по-голямо от стойността му на входа. При преобразуване на AC в DC, токоизправителните диоди стават много горещи, което може сериозно да повлияе на работата им.

За да ги предпазят, както и други елементи на токоизправителя от прегряване, в тази част на електрическата верига се използват радиатори. Освен това на самия диоден мост е монтиран термичен предпазител, чиято задача е да изключи захранването, ако диодният мост се нагрее до температура над 80–90 градуса.

Високочестотните смущения, генерирани по време на работа на инверторното устройство, могат да навлязат в електрическата мрежа през неговия вход. За да се предотврати това, пред блока на токоизправителя на веригата е монтиран филтър за електромагнитна съвместимост. Такъв филтър се състои от дросел и няколко кондензатора.

Самият инвертор, който преобразува постоянен ток в променлив ток, но с много по-висока честота, се сглобява от транзистори с помощта на верига "наклонен мост". Честотата на превключване на транзисторите, поради която се генерира променлив ток, може да бъде десетки или стотици килохерци. Така полученият високочестотен променлив ток е с правоъгълна амплитуда.

Трансформаторът за намаляване на напрежението, инсталиран зад инверторния блок, ви позволява да получите ток с достатъчна сила на изхода на устройството, така че да можете ефективно да извършвате заваръчни работи с негова помощ. За да се получи постоянен ток с помощта на инверторно устройство, след понижаващия трансформатор е свързан мощен токоизправител, също сглобен на диоден мост.

Елементи за защита и управление на инвертора

Няколко елемента в неговата електрическа схема ви позволяват да избегнете влиянието на отрицателните фактори върху работата на инвертора.

За да се гарантира, че транзисторите, които преобразуват постоянен ток в променлив ток, не изгарят по време на работа, се използват специални вериги за затихване (RC). Всички блокове на електрическата верига, които работят при голямо натоварване и се нагряват много, не само са снабдени с принудително охлаждане, но също така са свързани с температурни сензори, които изключват захранването си, ако температурата им на нагряване надвиши критична стойност.

Поради факта, че филтърните кондензатори след зареждане могат да произведат висок ток, който може да изгори инверторните транзистори, устройството трябва да бъде снабдено с плавен старт. За тази цел се използват стабилизатори.

Веригата на всеки инвертор има PWM контролер, който отговаря за управлението на всички елементи на неговата електрическа верига. От PWM контролера електрическите сигнали се изпращат към транзистор с полеви ефекти и от него към изолационен трансформатор, който едновременно има две изходни намотки. ШИМ контролерът чрез други елементи на електрическата верига също така подава управляващи сигнали към силовите диоди и силовите транзистори на инверторния блок. За да може контролерът да управлява ефективно всички елементи от електрическата верига на инвертора, е необходимо също така да се подават електрически сигнали към него.

За генериране на такива сигнали се използва операционен усилвател, чийто вход се захранва с изходния ток, генериран в инвертора. Ако стойностите на последните се отклоняват от зададените параметри, операционният усилвател генерира управляващ сигнал към контролера. Освен това операционният усилвател получава сигнали от всички защитни вериги. Това е необходимо, за да може той да изключи инвертора от захранването в момента, когато възникне критична ситуация в електрическата му верига.

Предимства и недостатъци на заваръчните машини от инверторен тип

Устройствата, които замениха обичайните трансформатори, имат редица значителни предимства.

• Благодарение на напълно различен подход към формирането и регулирането на заваръчния ток, теглото на такива устройства е само 5–12 kg, докато заваръчните трансформатори тежат 18–35 kg.
• Инверторите имат много висока ефективност (около 90%). Това се обяснява с факта, че те изразходват значително по-малко излишна енергия за нагряване на компонентите. Заваръчните трансформатори, за разлика от инверторните устройства, се нагряват много.
• Поради такава висока ефективност, инверторите консумират 2 пъти по-малко електрическа енергия от конвенционалните трансформатори за заваряване.
• Високата гъвкавост на инверторните машини се обяснява с възможността за регулиране на заваръчния ток в широк диапазон с тяхна помощ. Благодарение на това едно и също устройство може да се използва за заваряване на детайли от различни метали, както и за заваряване по различни технологии.
• Повечето съвременни инверторни модели са оборудвани с опции, които минимизират влиянието на грешките на заварчика върху технологичния процес. Такива опции включват по-специално „Анти-стик“ и „Arc Force“ (бързо запалване).
• Изключителната стабилност на напрежението, подавано към заваръчната дъга, се осигурява от автоматичните елементи на инверторната електрическа верига. В този случай автоматизацията не само взема предвид и изглажда разликите във входното напрежение, но също така коригира дори такива смущения като затихването на заваръчната дъга поради силен вятър.
• Заваряването с помощта на инверторно оборудване може да се извърши с всякакъв вид електрод.
• Някои модели модерни заваръчни инвертори имат функция за програмиране, която ви позволява точно и бързо да конфигурирате техните режими при извършване на определен вид работа.

Като всяко сложно техническо устройство, заваръчните инвертори имат редица недостатъци, които също трябва да знаете.

• Инверторите са много скъпи, с 20–50% по-високи от цената на конвенционалните заваръчни трансформатори.
• Най-уязвимите и често неизправни елементи на инверторните устройства са транзисторите, чиято цена може да достигне до 60% от цената на цялото устройство. Съответно е доста скъпо начинание.
• Поради сложността на електрическата им схема, инверторите не се препоръчват за използване при лоши метеорологични условия и при ниски температури, което сериозно ограничава обхвата им на приложение. За да се използва такъв уред в полеви условия е необходимо да се подготви специална затворена и отопляема площ.

При заваръчни работи, извършвани с помощта на инвертор, не могат да се използват дълги проводници, тъй като те предизвикват смущения, които се отразяват негативно на работата на устройството. Поради тази причина проводниците за инвертори са доста къси (около 2 метра), което прави заваръчните работи донякъде неудобни.

(гласове: 9 , среден рейтинг: 4,00 от 5)