Svařovací invertor je poměrně oblíbené zařízení, které je nezbytné jak v domácnosti, tak v průmyslovém podniku. To není překvapivé, protože zdroje energie, které se používaly dříve (měniče, transformátory, usměrňovače), měly mnoho nevýhod. Patří mezi ně hmotnost a rozměry, vysoká spotřeba energie, ale malý rozsah ovládání svařovacího režimu a nízká frekvence konverze. Vyrobením svařovacího invertoru pomocí tyristorů vlastníma rukama získáte výkonné napájení pro potřebnou práci. To vám také pomůže ušetřit spoustu peněz, i když to bude stále vyžadovat určité náklady na práci a materiál.

Svařovací invertor: vlastnosti a funkce přístroje

Úkolem střídače je převádět střídavý síťový proud na jeho přímý vysokofrekvenční protějšek.

To se děje v několika fázích. Proud teče do jednotky usměrňovače ze sítě. Tam se po transformaci změní napětí ze střídavého na konstantní. A střídač provede zpětnou konverzi, to znamená, že příchozí stejnosměrné napětí se opět stane střídavým, ale s vyšší frekvencí. Poté je napětí redukováno transformátorem a tento parametr je přes výstupní usměrňovač upraven na vysokofrekvenční stejnosměrné napětí.

Konstrukce svařovacího invertoru a jeho vlastnosti

Vzhledem k tomu, že v konstrukci zařízení nejsou žádné těžké díly, je velmi kompaktní a lehký. Zahrnuje následující komponenty:

Konstrukce jednoduchého střídače s křížovou vazbou.

• střídač;
• síťové a výstupní usměrňovače;
• škrticí klapka;
• vysokofrekvenční transformátor.

S takovými stroji mohou pracovat i svářeči začátečník. Používají se jak v běžném životě, tak ve stavebnictví nebo v autoservisech. Vzhledem k tomu, že existuje úprava provozních režimů, můžete vařit tenké i tlusté kovy. A zvýšené podmínky hoření oblouku a tvorby svaru vám dávají možnost svařovat jakékoli slitiny, železné i neželezné kovy pomocí svařovacích invertorů, za použití všech možných svařovacích technologií.

Výhody použití měniče

V oblasti svařovacích zařízení jsou taková zařízení obzvláště žádaná kvůli jejich mnoha výhodám a výhodám. Vytvořením měniče vlastníma rukama získáte:

• schopnost svařovat složité neželezné kovy a konstrukční oceli;
• ochrana proti přehřátí, kolísání síťového napětí a proudovému přetížení;
• vysoká stabilita svařovacího proudu i když může napětí v síti kolísat;
• vysoce kvalitní šev;
• Během svařování nebude prakticky žádný rozstřik;
• hoření oblouku bude v daném klíči stabilizováno, i když bude pozorován vnější nepříznivý vliv;
• mnoho dalších užitečných funkcí.

DIY invertorové obvody

Vezmeme-li jako základ, jak je obvod sestaven a jak je řízen samotný proces konverze měniče, existuje několik typů zařízení, která se nejčastěji používají. Možnosti plného můstku a polovičního můstku se vztahují na dva okruhy push-pull a „šikmý“ můstek se vztahuje na okruh s jedním zdvihem. Úplný můstkový obvod, nazývaný push-pull, pracuje s bipolárními pulzy. Jsou přiváděny do klíčových tranzistorů (které jsou spárované) a zamykají a otevírají elektrický obvod.

Invertorový obvod se šikmým můstkem.

Okruh poloviční můstek se bude od předchozí verze lišit tím, že je zvýšen jeho proudový odběr. Tranzistory pracující na stejném push-pull modelu fungují jako klíče. Každý z nich je napájen polovinou vstupního síťového napětí. Výkon měniče je v porovnání s proudem plného můstku poloviční. Toto schéma má své výhody v zařízeních s nízkou spotřebou. Kromě toho můžete použít skupinu tranzistorů, spíše než jeden velmi výkonný.

Poslední možností je „šikmý“ most. Jedná se o měniče, které fungují na jednocyklovém principu. Zde se budete zabývat unipolárními impulsy. Současné otevření tranzistorových spínačů eliminuje možnost zkratu. Ale mezi nevýhody tohoto schématu patří magnetizace magnetického obvodu transformátoru.

Podívejte se na jeden ze standardních invertorových obvodů. Toto je design navržený Yu.Negulyaevem. Chcete-li sestavit takové zařízení doma, budete potřebovat vaši touhu, připravenost k práci a potřebnou základnu prvků, kterou můžete buď najít na rádiovém trhu, nebo odstranit ze starých domácích spotřebičů.

Pokyny pro sestavení zařízení

Standardní invertorový obvod navržený Yu Negulyaevem

Vezměte 6mm duralovou desku. Připojte k němu všechny vodiče a vodiče vyzařující teplo. Vezměte prosím na vědomí, že zde nemusí být vodič obklopen tepelně izolačním materiálem. Pomocí starého obvodu (například počítače) nemusíte hledat tranzistory a tyristory zvlášť.

Dále si připravte speciální vysoce výkonný ventilátor (můžete použít i chladič auta). Profoukne vše včetně rezonanční tlumivky. Nezapomeňte jej přitisknout na základnu pomocí distančního těsnění.

Chcete-li vyrobit samotné škrticí zařízení, vezměte šest měděných jader. Můžete je najít na trhu nebo si je vyrobit sami z částí nepotřebného starého televizoru. Přitlačte diody k základně obvodu a poté k nim připojte regulátory napětí a izolační těsnění.

Při instalaci transformátoru izolujte svazky vodičů pomocí elektrické pásky nebo fluoroplastové pásky. Vodiče umístěte v různých směrech, aby se nedotýkaly a nezpůsobovaly poruchy. Budete muset nainstalovat silové pole na tranzistor s efektem pole, abyste zvýšili výkon vašeho měniče. Chcete-li to provést, vezměte měděný drát o průřezu 2 mm. Po pocínování zabalte do několika vrstev běžnou nití. Tímto způsobem ochráníte svůj vodič před různými poškozeními jak při pájení, tak při svařování. Pro zajištění instalace použijte izolační patky. Takto na ně přenesete i zátěž z tranzistorů.

Schéma výkonové části s napájecím zdrojem a ovladači.

………. Svařovací invertor zobrazený na obrázku je postaven podle jednocyklového dopředného průtokového diagramu. Do primárního vinutí svařovacího transformátoru jsou pomocí dvou spínačů přiváděny unipolární impulsy usměrněného síťového napětí s naplněním maximálně 42 %. Magnetické jádro transformátoru prochází jednostrannou magnetizací. Během pauz mezi pulzy je magnetický obvod demagnetizován v tzv. privátní smyčce. Demagnetizační proud díky opačně zapojeným diodám vrací magnetickou energii uloženou v jádru transformátoru zpět do zdroje a dobíjí kondenzátory (2 x 1000 µF x 400 V) měniče.

………. V přímém provozu je energie přenášena do zátěže přes svařovací transformátor a přímo připojené usměrňovací diody (2x150EBU04). Během pauzy mezi pulzy je proud v zátěži udržován díky energii akumulované v induktoru. V tomto případě je elektrický obvod uzavřen přes volnoběžné diody (2x150EBU04). Je známo, že tyto diody mají větší zátěž než přímé diody, protože proud v pauze teče déle než v impulsu.

………. Kondenzátor 1200 uF x 250 V připojený ke svařovacím drátům přes odpor 4,3 Ohm zajišťuje přesné zapálení oblouku. Možná je to jedno z úspěšných obvodových řešení pro zapalování ve vesmíru.

………. Šikmé klávesy můstku fungují v režimu tvrdého přepínání. Kromě toho je spínací režim samozřejmě usnadněn vždy přítomnou svodovou indukčností svařovacího transformátoru. A protože v době, kdy jsou spínače zapnuty, se předpokládá, že magnetický obvod transformátoru je zcela demagnetizován, lze v důsledku nedostatku proudu v primárním vinutí zanedbat ztráty při zapnutí. Ztráta při vypnutí je velmi významná. Pro jejich snížení jsou paralelně ke každému klíči instalovány tlumiče RCD.

………. Pro zajištění hladkého chodu kláves je v okamžicích mezi zapnutím na jejich hradla přivedeno záporné napětí díky speciálnímu spínacímu obvodu driveru. Každý driver je napájen z galvanicky odděleného zdroje (asi 25 V) napájecího zdroje. Napájecí napětí „horního“ ovladače se používá k sepnutí relé K1, jehož kontakty obcházejí spouštěcí odpor.

………. Zdroj (klasický nízkopříkonový flyback) má 3 galvanicky oddělené výstupy. Pokud jsou díly v dobrém stavu, začne okamžitě fungovat. Napětí pro řidiče je 23-25V. Pro napájení řídicí jednotky je použito napětí 12 V.

………. Pro vstupní usměrňovač, spínače a výstupní usměrňovač musí být zajištěny významné chladiče. Doba provozu zařízení bude záviset na velikosti těchto radiátorů a intenzitě jejich foukání. Vzhledem k tomu, že zařízení poskytuje značný svařovací proud (až 180 A), musí být klíče připájeny na měděné desky o tloušťce 4 mm, poté je nutné tyto „sendviče“ přišroubovat k radiátorům pomocí tepelně vodivé pasty. Píše se o tom, jak to udělat.Při připevňování klíčů by sedlo chladiče mělo být dokonale ploché bez třísek nebo dutin. Je žádoucí, aby v místě, kde jsou klíče připevněny, měl radiátor pevné tělo o tloušťce alespoň 10 mm. Jak ukázala praxe, pro lepší odvod tepla není potřeba izolovat klíče radiátoru. Je lepší izolovat radiátor od těla zařízení. Dmychadlo je dále potřeba dodat s transformátorem, tlumivkou a samozřejmě všemi odpory o výkonu 25 a 30W. Zbývající prvky okruhu nevyžadují radiátory ani proudění vzduchu.

Ovládací blok

Schéma řídicí jednotky pro celomůstkový svařovací invertor

………. Řídicí jednotka je postavena na bázi běžného PWM regulátoru TL494 využívajícího jeden regulační kanál. Tento kanál stabilizuje proud v oblouku. Aktuální nastavení generuje mikrokontrolér pomocí modulu CCP1 v režimu PWM na frekvenci přibližně 75 kHz. Plnění PWM určí napětí na kondenzátoru C1. Velikost tohoto napětí určuje velikost svařovacího proudu.

………. Mikrokontrolér také blokuje měnič. Pokud je na vstup DT(4) TL494 aplikována vysoká logická úroveň, pulzy na výstupu Out zmizí a měnič se zastaví. Výskyt logické nuly na výstupu RA4 mikrokontroléru povede k plynulému rozběhu měniče, to znamená k postupnému zvyšování plnění pulsů na výstupu Out na maximum. Blokování invertoru se používá v okamžiku zapnutí a při překročení teploty radiátorů.

To se stalo v hardwaru. Napájecí zdroje, ovladače a řídicí jednotka na jedné desce.


. V mém zařízení jsou indikátor a klávesnice připojeny k řídicí jednotce přes počítačový kabel. Smyčka prochází v těsné blízkosti radiátorů klíčů a transformátoru. Ve své čisté podobě vedl takový design k falešnému stisku kláves, musel jsem použít následující speciální. opatření. Kabel má feritový kroužek K28x16x9. Vlak je stočený (pokud to jeho délka dovolí). Pro klávesnici a termostaty byly použity přídavné 1,8K pull-up rezistory, shuntované keramickými kondenzátory 100 pF. Tato obvodová konstrukce zajistila, že klávesnice byla odolná proti hluku a falešné stisky kláves byly zcela eliminovány.

………. I když můj názor je, že rušení do řídící jednotky by se mělo zabránit. K tomu musí být řídicí jednotka oddělena od výkonové části pevným plechem.

Nastavení invertoru

………. Výkonová část je stále bez napětí, dříve testovaný zdroj připojíme k řídící jednotce a zapojíme do sítě. Na indikátoru se rozsvítí všechny osmičky, poté sepne relé a pokud jsou kontakty termostatu sepnuté, indikátor ukáže nastavení proudu 20 A. Osciloskopem zkontrolujeme napětí na hradlech kláves. Měly by existovat pravoúhlé impulsy s čely ne více než 200 ns, frekvencí 40-50 kHz, napětím 13-15 V v kladné oblasti a 10 V v záporné oblasti. Navíc v negativní oblasti by měl být puls znatelně delší.

………. Pokud je vše tak, sestavíme celý obvod měniče a zapojíme do sítě. Na displeji se nejprve zobrazí osmičky, poté by se mělo relé sepnout a indikátor ukáže 20 A. Kliknutím na tlačítka se snažíme změnit aktuální nastavení. Změna nastavení proudu by měla úměrně změnit napětí na kondenzátoru C1. Pokud po změně aktuálního nastavení nestisknete tlačítka déle než 1 minutu, úloha se zaznamená do energeticky nezávislé paměti. Na indikátoru se krátce zobrazí zpráva „RESERVE“. Při příštím zapnutí měniče se aktuální hodnota příkazu bude rovnat hodnotě, která byla zaznamenána.

………. Pokud je vše tak, nastavíme úlohu na 20 A a ke svařovacím drátům připojíme zátěžový reostat s odporem 0,5 Ohm. Reostat musí odolat průtoku proudu minimálně 60 A. Připojíme voltmetr magnetoelektrika systém se stupnicí 75 mV na bočníkové svorky, například zařízení Ts 4380. Na zatíženém střídači zkoušíme změnit nastavení proudu a pomocí hodnot voltmetru řídit proud. V tomto režimu může reostat vydávat zvuk připomínající zvonění. Není třeba se toho bát – omezení proudu funguje. Proud se musí měnit úměrně referenční hodnotě. Nastavení proudu nastavíme na 50 A. Pokud hodnoty voltmetru neodpovídají 50 A, pak při vypnutém měniči připájeme odpor R1 jiné hodnoty. Volbou odporu R1 zajistíme, aby aktuální nastavení odpovídalo měřenému.

………. Kontrolujeme činnost tepelné ochrany. K tomu přerušíme okruh termostatu. Indikátor zobrazí „EroC“. Impulzy na klíčových vratech by měly zmizet Obnovujeme okruh termostatu. Indikátor by měl ukazovat nastavený proud. Na klíčových branách by se měly objevit pulsy. Jejich trvání by se mělo postupně zvyšovat na maximum.

………. Pokud je vše tak, můžete zkusit svařovat.Po 2-3 minutách svařování proudem 120-150 A vypněte střídač ze sítě a vyhledejte 2 nejžhavější radiátory. Potřebují nainstalovat ochranné termostaty. Pokud je to možné, instalují se termostaty mimo oblast foukání.

DIY SVAŘOVACÍ STROJ

PŘEHLED SCHÉMAT SVAŘOVACÍHO MĚNIČE A POPIS PRINCIPU FUNKCE

Začněme poměrně oblíbeným svařovacím invertorovým obvodem, často nazývaným Bramaleyův obvod. Nevím, proč bylo toto jméno připojeno k tomuto schématu, ale Barmaleyho svařovací stroj je často zmiňován na internetu.
Pro obvod invertoru Barmaley bylo několik možností, ale jejich topologie je téměř stejná - dopředný jednokoncový převodník (z nějakého důvodu často nazývaný „šikmý most“) řízený řadičem UC3845.
Protože tento regulátor je hlavní v tomto obvodu, začněme principem jeho fungování.
Čip UC3845 vyrábí několik výrobců a je součástí čipů UC1842, UC1843, UC1844, UC1845, UC2842, UC2843, UC2844, UC2845, UC3842, UC3843, UC38845 a řad čipů.
Mikroobvody se od sebe liší napájecím napětím, při kterém se spouštějí a samosvorně blokují, rozsahem provozních teplot a také malými změnami obvodu, které umožňují zvýšit dobu trvání řídicího impulsu v mikroobvodech XX42 a XX43 na 100 %, zatímco u mikroobvodů řady XX44 a XX45 nesmí doba trvání řídicího impulsu překročit 50 %. Pinout mikroobvodů je stejný.
Do mikroobvodu je integrována přídavná zenerova dioda 34...36 V (v závislosti na výrobci), která vám umožňuje nebát se překročení napájecího napětí při použití mikroobvodu v napájecím zdroji s VELMI širokým rozsahem napájecích napětí.
Mikroobvody jsou k dispozici v několika typech balení, což výrazně rozšiřuje rozsah použití

Mikroobvody byly původně navrženy jako ovladače pro ovládání vypínače jednocyklového zdroje středního napájení a tento ovladač byl vybaven vším potřebným pro zvýšení jeho vlastní přežití a přežití napájecího zdroje, který ovládá. Mikroobvod může pracovat až do frekvencí 500 kHz, výstupní proud koncového stupně budiče je schopen vyvinout proud až 1 A, což celkem umožňuje navrhnout poměrně kompaktní napájecí zdroje. Blokové schéma mikroobvodu je uvedeno níže:

Na blokovém schématu je červeně zvýrazněna další spoušť, která nedovolí, aby trvání výstupního impulsu přesáhlo 50 %. Tato spoušť je instalována pouze na řadách UCx844 a UCx845.
V mikroobvodech vyrobených v pouzdrech s osmi kolíky jsou některé kolíky sloučeny uvnitř čipu, například VC a Vcc, PWRGND a GROUND.

Typický obvod spínaného napájení pro UC3844 je zobrazen níže:

Tento zdroj má nepřímou sekundární stabilizaci napětí, protože řídí vlastní zdroj energie generovaný NC vinutím. Toto napětí je usměrněno diodou D3 a slouží k napájení samotného mikroobvodu po jeho rozběhu a po průchodu děličem na R3 jde na vstup chybového zesilovače, který řídí dobu trvání řídicích impulsů výkonového tranzistoru.
S rostoucí zátěží klesá amplituda všech výstupních napětí transformátoru, což také vede ke snížení napětí na pinu 2 mikroobvodu. Logika mikroobvodu prodlužuje dobu trvání řídicího impulsu, v transformátoru se akumuluje více energie a v důsledku toho se amplituda výstupních napětí vrací na původní hodnotu. Pokud se zátěž sníží, zvýší se napětí na pinu 2, zkrátí se doba trvání řídicích impulsů a opět se amplituda výstupního napětí vrátí na nastavenou hodnotu.
Čip má integrovaný vstup pro organizaci ochrany proti přetížení. Jakmile úbytek napětí na proud omezujícím rezistoru R10 dosáhne 1 V, mikroobvod vypne řídicí impuls na hradle výkonového tranzistoru, čímž omezí proud, který jím protéká a eliminuje přetížení zdroje. Znáte-li hodnotu tohoto řídicího napětí, můžete regulovat provozní proud ochrany změnou hodnoty odporu omezujícího proud. V tomto případě je maximální proud tranzistorem omezen na 1,8 ampéru.
Závislost velikosti protékajícího proudu na hodnotě rezistoru lze vypočítat pomocí Ohmova zákona, ale je líné vzít do ruky pokaždé kalkulačku, takže po jednorázovém výpočtu jednoduše zapíšeme výsledky výpočtů do stůl. Dovolte mi, abych vám připomněl, že potřebujete pokles napětí o jeden volt, proto tabulka bude uvádět pouze provozní proud ochrany, hodnoty rezistorů a jejich výkon.

IA	1	1,2	1,3	1,6	1,9	3	4,5	6	10	20	30	40	50
R, Ohm	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 x 0,33		2 x 0,1	3 x 0,1	4 x 0,1	5 x 0,1
P,W	0,5	1	1	1	1	2	2	5	5	10	15	20	25

Tato informace může být potřebná v případě, že navrhovaný svařovací stroj je bez proudového transformátoru a řízení se bude provádět stejným způsobem jako v základním obvodu - pomocí odporu omezujícího proud ve zdrojovém obvodu výkonového tranzistoru nebo v emitorový obvod, při použití IGBT tranzistoru.
Spínaný napájecí obvod s přímou regulací výstupního napětí je nabízen v datasheetu k čipu od Texas Instruments:

Tento obvod řídí výstupní napětí pomocí optočlenu, jas LED optočlenu určuje nastavitelná zenerova dioda TL431, která zvyšuje koeficient. stabilizace.
Do obvodu byly zavedeny další tranzistorové prvky. První napodobuje systém soft start, druhý zvyšuje tepelnou stabilitu využitím proudu báze zavedeného tranzistoru.
Nebude těžké určit vypínací proud ochrany tohoto obvodu - Rcs se rovná 0,75 Ohm, proto bude proud omezen na 1,3 A.
Předchozí i tento napájecí obvod jsou doporučeny v datasheetech pro UC3845 od Texas Instruments, v datasheetech jiných výrobců je doporučen pouze první obvod.
Závislost frekvence na hodnotách frekvenčního rezistoru a kondenzátoru je znázorněna na obrázku níže:

Otázka může vyvstat nedobrovolně - PROČ JSOU TAKOVÉ PODROBNOSTI POTŘEBNÉ A PROČ HOVORÍME O NAPÁJECÍCH JEDNOTKÁCH S VÝKONEM 20...50 WATTU??? STRÁNKA BYLA VYHLÁŠENA JAKO POPIS SVAŘOVACÍHO STROJE A TADY JSOU NĚKTERÉ NAPÁJECÍ JEDNOTKY...
V naprosté většině jednoduchých svařovacích strojů se mikroobvod UC3845 používá jako ovládací prvek a bez znalosti principu jeho činnosti může dojít k fatálním chybám, které přispívají k selhání nejen levného mikroobvodu, ale také poměrně drahého výkonu. tranzistory. Kromě toho se chystám navrhnout svařovací stroj a nebudu hloupě klonovat obvod někoho jiného, ​​hledat ferity, které si možná budu muset koupit, abych mohl replikovat zařízení někoho jiného. Ne, nejsem s tím spokojen, takže vezmeme stávající obvod a vylepšíme ho tak, aby vyhovoval tomu, co potřebujeme, aby vyhovoval prvkům a feritům, které jsou k dispozici.
Proto bude poměrně hodně teorie a několik experimentálních měření, a proto jsou v tabulce jmenovitých hodnot ochranných rezistorů použity rezistory zapojené paralelně (modrá pole buněk) a výpočet je proveden pro proudy větší než 10 ampérech.
Takže svařovací invertor, který většina míst nazývá svářečkou Barmaley, má následující schéma zapojení:

ZVÝŠIT

V levé horní části schématu je napájecí zdroj pro samotný regulátor a ve skutečnosti může být JAKÝKOLI napájecí zdroj s výstupním napětím 14...15 voltů a poskytujícím proud 1...2 A používané (2 A je proto, aby bylo možné nainstalovat výkonnější ventilátory - zařízení používá počítačové ventilátory a podle schématu jsou až 4.
Mimochodem, z nějakého fóra se mi dokonce podařilo najít sbírku odpovědí na tuto svářečku. Myslím, že to bude užitečné pro ty, kteří plánují čistě klonovat okruh. ODKAZ NA POPIS.
Proud oblouku se upravuje změnou referenčního napětí na vstupu chybového zesilovače, ochrana proti přetížení je organizována pomocí proudového transformátoru TT1.
Samotný regulátor pracuje na tranzistoru IRF540. V zásadě tam lze použít jakýkoli tranzistor s nepříliš vysokou energií hradla Qg (IRF630, IRF640 atd.). Tranzistor je nabit na řídicí transformátor T2, který přímo dodává řídicí impulsy do hradel výkonových IGBT tranzistorů.
Aby nedošlo ke zmagnetizování řídicího transformátoru, je vybaven demagnetizačním vinutím IV. Sekundární vinutí řídicího transformátoru jsou naložena na hradla výkonových tranzistorů IRG4PC50U přes usměrňovač pomocí diod 1N5819. Řídicí obvod navíc obsahuje tranzistory IRFD123, které vynucují uzavření výkonové části, která se při změně polarity napětí na vinutí transformátoru T2 otevře a pohltí veškerou energii z hradel výkonových tranzistorů. Takové urychlovače zavírání usnadňují aktuální režim budiče a výrazně zkracují dobu sepnutí výkonových tranzistorů, což zase snižuje jejich zahřívání - doba strávená v lineárním režimu se výrazně zkracuje.
Pro usnadnění provozu výkonových tranzistorů a potlačení impulsního šumu, který vzniká při provozu indukční zátěže, se používají řetězce 40 Ohmových odporů, kondenzátory 4700 pF a diody HFA15TB60.
Pro finální demagnetizaci jádra a potlačení samoindukčních emisí je použit další pár HFA15TB60, instalovaný vpravo podle schématu.
Na sekundárním vinutí transformátoru je instalován půlvlnný usměrňovač na bázi diody 150EBU02. Dioda je odrušena obvodem s odporem 10 Ohm a kondenzátorem 4700 pF. Druhá dioda slouží k demagnetizaci tlumivky DR1, která při dopředném zdvihu měniče akumuluje magnetickou energii a během pauzy mezi impulsy tuto energii samoindukcí uvolňuje do zátěže. Pro zlepšení tohoto procesu je instalována přídavná dioda.
Výsledkem je, že výstup měniče neprodukuje pulzující napětí, ale konstantní s malým zvlněním.
Další dílčí modifikací tohoto svařovacího stroje je níže uvedený invertorový obvod:

Opravdu jsem se neponořil do toho, co bylo složité na výstupním napětí, osobně se mi více líbilo použití bipolárních tranzistorů jako uzavření výkonové části. Jinými slovy, v tomto uzlu lze použít jak polní, tak bipolární zařízení. V zásadě to bylo implicitně naznačeno, hlavní věcí je co nejrychleji uzavřít výkonové tranzistory a jak to udělat, je sekundární otázka. V zásadě se při použití výkonnějšího řídicího transformátoru můžete obejít bez závěrných tranzistorů - na hradla výkonových tranzistorů stačí přivést malé záporné napětí.
Vždy mě však zmátla přítomnost řídicího transformátoru ve svařovacím stroji - nemám rád vinuté části a pokud je to možné, snažím se bez nich obejít. Hledání svařovacích obvodů pokračovalo a byl vykopán následující obvod svařovacího invertoru:

ZVÝŠIT

Tento obvod se liší od předchozích v nepřítomnosti řídicího transformátoru, protože k otevírání a zavírání výkonových tranzistorů dochází pomocí specializovaných řídicích mikroobvodů IR4426, které jsou zase řízeny optočleny 6N136.
V tomto schématu je implementováno několik dalších vychytávek:
- byl zaveden omezovač výstupního napětí vyrobený na optočlenu PC817;
- je implementován princip stabilizace výstupního proudu - proudový transformátor se nepoužívá jako nouzový, ale jako proudový snímač a podílí se na úpravě výstupního proudu.
Tato verze svářečky zaručuje stabilnější oblouk i při nízkých proudech, protože jak se oblouk zvyšuje, proud začíná klesat a tento stroj bude zvyšovat výstupní napětí a snaží se udržet nastavenou hodnotu výstupního proudu. Jedinou nevýhodou je, že potřebujete přepínač sušenek pro co nejvíce pozic.
Do oka mi padlo i další schéma svářečky pro samovýrobu. Výstupní proud je udáván 250 ampérů, ale to není to hlavní. Hlavní věc je použít jako ovladač poměrně populární čip IR2110:

ZVÝŠIT

Tato verze svářečky také využívá omezení výstupního napětí, ale chybí zde stabilizace proudu. Je tu ještě jeden trapas, a to docela vážný. Jak se nabíjí kondenzátor C30? V zásadě by se během pauzy mělo jádro předem demagnetizovat, tzn. Je nutné změnit polaritu napětí na vinutí výkonového transformátoru a aby tranzistory neodlétaly, jsou instalovány diody D7 a D8. Zdá se, že na krátkou dobu by se na horní svorce výkonového transformátoru mělo objevit napětí o 0,4...0,6 voltu nižší než je běžný vodič, což je poměrně krátkodobý jev a existují určité pochybnosti, že C30 bude mít čas na nabití. Pokud se totiž nenabíjí, horní rameno výkonové části se neotevře - nebude místo, odkud by přicházelo boost napětí driveru IR2110.
Obecně má smysl se nad tímto tématem důkladněji zamyslet...
Existuje další verze svařovacího stroje, vyrobená podle stejné topologie, ale používala domácí díly a ve velkém množství. Schéma zapojení je uvedeno níže:

ZVÝŠIT

První, co vás upoutá, je výkonová část – 4 kusy IRFP460 každý. Navíc autor v původním článku tvrdí, že první verze byla sestavena na IRF740, 6 kusů na rameno. To je skutečně „potřeba mazaného vynálezu“. Zde byste si měli okamžitě zapamatovat - ve svařovacím invertoru lze použít jak IGBT tranzistory, tak MOSFET tranzistory. Aby nedošlo k záměně s definicemi a pinouty, vyšíváme výkres těchto stejných tranzistorů:

Kromě toho má smysl poznamenat, že tento obvod využívá jak omezení výstupního napětí, tak režim stabilizace proudu, který je regulován proměnným odporem 47 Ohm - nízký odpor tohoto odporu je jedinou nevýhodou této implementace, ale pokud přání, můžete najít jeden, a zvýšení tohoto odporu na 100 ohmů není rozhodující, budete jen muset zvýšit omezovací odpory.
Další verze svářečky mě zaujala při studiu zahraničních stránek. I toto zařízení má regulaci proudu, ale neprovádí se úplně běžným způsobem. Řídicí kolík proudu je zpočátku napájen předpětím a čím je vyšší, tím menší napětí je vyžadováno od proudového transformátoru, a tím méně proudu bude protékat výkonovou částí. Pokud je předpětí minimální, pak pro dosažení pracovního proudu omezovače bude potřeba vyšší napětí z CT, což je možné pouze tehdy, když primárním vinutím transformátoru protéká velký proud.
Schematický diagram tohoto měniče je uveden níže:

ZVÝŠIT

V tomto obvodu svařovacího stroje jsou na výstupu instalovány elektrolytické kondenzátory. Myšlenka je to jistě zajímavá, ale toto zařízení bude vyžadovat elektrolyty s malým ESR a při 100 voltech je docela problematické takové kondenzátory najít. Proto odmítnu instalovat elektrolyty a nainstaluji pár kondenzátorů MKP X2 5 µF, používaných v indukčních vařičích.

SMONTUJEME VÁŠ SVAŘOVACÍ STROJ

VYKUPUJEME DÍLY

Nejprve hned řeknu, že sestavení svářečky svépomocí není pokusem udělat stroj levnější než ten z obchodu, protože se nakonec může ukázat, že smontovaný stroj bude dražší než tovární jedna. Tato myšlenka má však také své výhody - toto zařízení lze zakoupit na bezúročnou půjčku, protože není vůbec nutné kupovat celou sadu dílů najednou, ale nakupovat, když se v rozpočtu objeví volné peníze.
Opět platí, že studium výkonové elektroniky a vlastní montáž takového měniče poskytuje neocenitelnou zkušenost, která vám umožní sestavit podobná zařízení a naostřit je přímo podle vašich potřeb. Například sestavit startovací nabíječku s výstupním proudem 60-120 A, sestavit zdroj energie pro plazmovou řezačku - i když je to specifické zařízení, je to VELMI užitečná věc pro ty, kteří pracují s kovem.
Pokud se někomu zdá, že jsem spadl do reklamy Ali, tak hned řeknu - ano, reklamuji Ali, protože jsem spokojen jak s cenou, tak s kvalitou. Se stejným úspěchem mohu inzerovat nakrájené bochníky pekařství Ajutinsky, ale kupuji černý chléb od Krasno-Sulinského. Dávám přednost kondenzovanému mléku a doporučuji vám ho, „Kráva z Kořenovky“, ale tvaroh je mnohem lepší než mlékárna Tatsinskij. Takže jsem připraven inzerovat vše, co jsem sám vyzkoušel a líbilo se mi.

K sestavení svářečky budete potřebovat další vybavení, které je nezbytné pro sestavení a nastavení svářečky. Toto zařízení také stojí nějaké peníze, a pokud se opravdu budete zabývat výkonovou elektronikou, pak ji budete potřebovat později, ale pokud je sestavení tohoto zařízení snahou utratit méně peněz, pak tuto myšlenku klidně opusťte a přejděte do sklad pro hotový svařovací invertor.
Drtivou většinu komponent nakupuji od Ali. Musíte počkat od tří týdnů do dvou a půl měsíce. Náklady na komponenty jsou však mnohem levnější než v obchodě s rádiovými součástkami, do kterého musím cestovat ještě 90 km.
Proto okamžitě udělám krátký návod, jak nejlépe nakupovat komponenty na Ali. Dám odkazy na použité díly tak, jak jsou uvedeny, a dám je do výsledků hledání, protože je možné, že za pár měsíců některý prodejce tento produkt mít nebude. Pro srovnání uvedu i ceny za uvedené komponenty. Ceny budou v době psaní tohoto článku v rublech, tzn. polovině března 2017.
Kliknutím na odkaz na výsledky vyhledávání je třeba nejprve poznamenat, že řazení se provádí podle počtu nákupů konkrétního produktu. Jinými slovy, již nyní máte možnost přesně vidět, kolik tohoto produktu konkrétní prodejce prodal a jaké recenze na tyto produkty získal. Snaha o nízkou cenu není vždy správná – čínští podnikatelé se snaží prodat VŠECHNY produkty, takže někdy dochází k přeznačení prvků a také prvků po demontáži. Podívejte se proto na počet recenzí o produktu.

Pokud jsou stejné komponenty k dispozici za atraktivnější cenu, ale počet prodejů od tohoto prodejce není velký, pak má smysl věnovat pozornost celkovému počtu pozitivních recenzí o prodejci.

Má smysl věnovat pozornost fotografiím - přítomnost fotografie samotného produktu naznačuje odpovědnost prodejce. A na fotografii můžete jasně vidět, jaké jsou značky, to často pomáhá - na fotografii jsou viditelné laserové a lakové značky. Koupím výkonové tranzistory s laserovým značením, ale koupil jsem IR2153 s barevným značením - mikroobvody fungují.
Pokud jsou voleny výkonové tranzistory, pak dost často nepohrdnu tranzistory z demontáže - mívají poměrně slušný cenový rozdíl a na zařízení, které si sami smontujete, můžete použít díly s kratšími nohami. Není těžké rozlišit detaily ani z fotografie:

Také jsem několikrát narazil na jednorázové akce - prodejci bez hodnocení obecně dávali některé komponenty k prodeji za VELMI směšné ceny. Nákup samozřejmě probíhá na vlastní nebezpečí a riziko. Nicméně jsem pár nákupů u podobných prodejců udělal a oba byly úspěšné. Naposledy jsem koupil kondenzátory MKP X2 5 µF za 140 rublů, 10 kusů.

Objednávka dorazila celkem rychle - něco málo přes měsíc, 9 kusů 5 µF a jeden přesně stejné velikosti na 0,33 µF 1200 V. Spor jsem neotevřel - mám všechny kapacity pro indukční hračky na 0,27 µF a jak bych dokonce potřeboval 0,33 uF. A cena je příliš směšná. Zkontroloval jsem všechny nádoby - fungovaly, chtěl jsem objednat další, ale už tam byl nápis - PRODUKT JIŽ NENÍ K DISPOZICI.
Předtím jsem několikrát rozebral IRFPS37N50, IRGP20B120UD, STW45NM50. Všechny tranzistory jsou v dobrém funkčním stavu, jediné, co bylo poněkud zklamáním, bylo to, že na STW45NM50 byly přemodelovány nohy - u tří tranzistorů (z 20) mi doslova odpadly vývody, když jsem se je snažil ohnout, aby se vešly na moji desku. Ale cena byla příliš směšná na to, aby ji cokoli urazilo - 20 kusů za 780 rublů. Tyto tranzistory se nyní používají jako náhradní tranzistory - pouzdro se seřízne až na svorku, vodiče se připájejí a zalijí epoxidovým lepidlem. Jeden stále žije, uplynuly dva roky.

Problém s výkonovými tranzistory je stále otevřený, ale konektory pro držák elektrody budou potřeba pro každý svářecí stroj. Hledání bylo dlouhé a docela aktivní. Jde o to, že rozdíl v ceně je velmi matoucí. Nejprve však o značení konektorů pro svařovací stroj. Ali používá evropské značení (no, tak to píšou), takže budeme tančit z jejich značení. Je pravda, že elegantní tanec nebude fungovat - tyto konektory jsou rozptýleny v různých kategoriích, od konektorů USB, BLOW TORCHES až po OTHER.

A pokud jde o název konektorů, není vše tak hladké, jak bychom chtěli... Byl jsem VELMI překvapen, když jsem do vyhledávacího pole v prohlížeči Google Chrome a OS WIN XP zadal DKJ35-50 a nedostal jsem ŽÁDNÉ VÝSLEDKY, ale stejný dotaz na stejném prohlížeči Google Chrome, ale WIN 7 dal alespoň nějaké výsledky. Nejprve malé znamení:

DKZ	DKL	DKJ
			MAX AKTUÁLNÍ, A	PRŮMĚR ODPOVĚDĚT/ ZÁSTRČKA, MM	SEKCE DRÁTY, MM2
10-25 DKZ	DKL10-25	DKJ 10-25	200	9	10-25
35–50 DKZ	DKL 35-50	35-50 DKJ	315	13	35-50
50–70 DKZ	50-70 DKL	50–70 DKJ	400	13	50-70
70-95 DKZ	DKL70-95	70-95 DKJ	500	13	70-95

Navzdory skutečnosti, že otvory a zástrčky 300-500 ampérových konektorů jsou stejné, jsou ve skutečnosti schopny vést různé proudy. Faktem je, že při otáčení konektoru se zástrčková část opře o konec protikusu, a protože průměry konců výkonnějších konektorů jsou větší, získá se větší kontaktní plocha, takže konektor je schopen projít více aktuální.

HLEDÁNÍ KONEKTORŮ PRO SVAŘOVACÍ STROJE
HLEDAT DKJ10-25	HLEDAT DKJ35-50	HLEDAT DKJ50-70
PRODÁVANÉ JAK MALOOBCHODNĚ I V SOUPRAVÁCH

Konektory DKJ10-25 jsem koupil před rokem a tento prodejce je již nenosí. Jen před pár dny jsem si objednal pár DKJ35-50. Koupil jsem to. Pravda, musel jsem nejprve vysvětlit prodejci - popis říká, že drát je 35-50 mm2 a na fotografii je 10-25 mm2. Prodejce ujistil, že se jedná o konektory pro drát 35-50 mm2. Uvidíme, co pošle - je čas čekat.
Jakmile první verze svářečky projde testy, začnu montovat druhou verzi s mnohem větší sadou funkcí. Nebudu skromný – už více než šest měsíců používám svářečku AuroraPRO INTER TIG 200 AC/DC PULSE(tam je přesně ten samý s názvem „CEDAR“). Zařízení se mi opravdu líbí a jeho schopnosti jednoduše vyvolaly bouři rozkoše.

Ale v procesu zvládnutí svařovacího stroje se objevilo několik nedostatků, které bych rád odstranil. Nebudu se rozepisovat o tom, co se mi přesně nelíbilo, protože zařízení opravdu není špatné, ale chci víc. Proto jsem vlastně začal vyvíjet vlastní svářečku. Zařízení typu Barmaley bude tréninkovým zařízením a další bude muset překonat stávající Auroru.

STANOVUJEME PRINCIPNÍ SCHÉMA SVAŘOVACÍHO STROJE

Když jsme se tedy podívali na všechny možnosti obvodů, které si zaslouží pozornost, začněme sestavovat vlastní svařovací stroj. Nejprve se musíte rozhodnout pro napájecí transformátor. Nebudu kupovat ferity ve tvaru w - ferity z linkových transformátorů jsou k dispozici a je jich poměrně hodně. Ale tvar tohoto jádra je docela zvláštní a magnetická permeabilita na nich není naznačena...
Budete muset provést několik zkušebních měření, konkrétně vyrobit rám pro jedno jádro, navinout na něj asi padesát závitů a po nasazení tohoto rámu na jádra vybrat ty se stejnou indukčností, jak je to jen možné. Tímto způsobem budou vybrána jádra, která budou použita k sestavení společného jádra sestávajícího z několika magnetických jader.
Dále budete muset zjistit, kolik závitů je třeba navinout na primární vinutí, aby jádro nepřešlo do saturace a využilo maximální celkový výkon.
K tomu můžete použít článek Biryukova S.A. (DOWNLOAD), nebo si na základě článku postavit vlastní stojan a otestovat saturaci jádra. Druhá metoda je pro mě výhodnější - pro tento stojan používám stejný mikroobvod jako pro svářečku - UC3845. Především mi to umožní „osahat“ si mikroobvod osobně, zkontrolovat rozsahy nastavení a instalací zásuvky pro mikroobvody do stojanu budu moci tyto mikroobvody zkontrolovat bezprostředně před jejich instalací do svářečky.
Sestavíme následující schéma:

Zde je téměř klasický spojovací obvod UC3845. VT1 obsahuje stabilizátor napětí pro samotný mikroobvod, protože rozsah napájecích napětí samotného stojanu je poměrně velký. Libovolný VT1 v pouzdře TO-220 s proudem 1 A a napětím K-E nad 50 V.
Když už jsme u napájecích napětí, potřebujete zdroj s napětím alespoň 20 voltů. Maximální napětí není vyšší než 42 voltů - to je stále bezpečné napětí pro práci s holýma rukama, i když je lepší nepřekročit 36. Napájecí zdroj musí poskytovat proud minimálně 1 ampér, tzn. mají výkon 25 W a více.
Zde stojí za zvážení, že tento stojan funguje na principu boosteru, takže celkové napětí zenerových diod VD3 a VD4 by mělo být alespoň o 3-5 voltů vyšší než napájecí napětí. Důrazně se nedoporučuje překračovat rozdíl o více než 20 voltů.
Jako zdroj pro stojánek můžete použít autonabíječku s klasickým transformátorem, nezapomenout dát na nabíjecí výstup dvojici 1000 μF 50V kondenzátorů. Regulátor nabíjecího proudu nastavíme na maximum - obvod nezabere více, než je nutné.
Pokud nemáte vhodný zdroj a není z čeho jej sestavit, pak si můžete ZAKOUPIT PŘIPRAVENÝ ZDROJ, můžete si vybrat v plastovém kufříku nebo v kovovém. Cena od 290 rublů.
Tranzistor VT2 slouží k regulaci napětí přiváděného na indukčnost, VT3 generuje impulsy na zkoumané indukčnosti a VT4 funguje jako zařízení, které odmagnetizuje indukčnost, tak říkajíc elektronickou zátěž.
Rezistor R8 je konverzní frekvence a R12 je napětí přiváděné do induktoru. Ano, ano, přesně ta tlumivka, protože zatímco nemáme sekundární vinutí, tento kus transformátoru není nic jiného než úplně obyčejná tlumivka.
Odpory R14 a R15 měří - u R15 mikroobvod řídí proud, u obou se sleduje tvar poklesu napětí. Dva odpory se používají ke zvýšení poklesu napětí a snížení shromažďování odpadků osciloskopem - svorka X2.
Testovaná tlumivka je připojena na svorky X3 a napájecí napětí stojanu je připojeno na svorky X4.
Diagram ukazuje, co jsem sestavil. Tento obvod má však poměrně nepříjemnou nevýhodu - napětí za tranzistorem VT2 silně závisí na zátěži, proto jsem při svém měření použil polohu motoru R12, při které je tranzistor zcela otevřený. Pokud si vzpomenete na tento obvod, pak je vhodné použít parametrický regulátor napětí místo regulátoru pole, například takto:

Nic jiného s tímto stojanem neudělám - mám LATR a mohu snadno změnit napájecí napětí stojanu připojením zkušebního, obyčejného transformátoru přes LATR. Jediné, co jsem musel dodat, byl ventilátor. VT4 pracuje v lineárním režimu a poměrně rychle se zahřívá. Aby se nepřehříval společný radiátor, nainstaloval jsem ventilátor a omezovací odpory.

Logika je zde celkem jednoduchá - zadám parametry jádra, udělám výpočet pro převodník na IR2153 a nastavím výstupní napětí rovné výstupnímu napětí mého zdroje. V důsledku toho je pro dva kroužky K45x28x8 pro sekundární napětí nutné navinout 12 závitů. Motaems...

Začínáme s minimální frekvencí - nemusíte se starat o přetížení tranzistoru - omezovač proudu bude fungovat. Stojíme na svorkách X1 s osciloskopem, postupně zvyšujeme frekvenci a pozorujeme následující obrázek:

Dále v Excelu vytvoříme poměr pro výpočet počtu závitů v primárním vinutí. Výsledek se bude výrazně lišit od výpočtů v programu, ale chápeme, že program bere v úvahu jak dobu pauzy, tak úbytek napětí na výkonových tranzistorech a usměrňovacích diodách. Navíc zvýšení počtu závitů nevede k proporcionálnímu zvýšení indukčnosti - existuje kvadratická závislost. Proto zvýšení počtu závitů vede k výraznému zvýšení indukční reaktance. Programy s tím také počítají. Nebudeme to dělat jinak - pro korekci těchto parametrů v naší tabulce zavedeme pokles primárního napětí o 10%.
Dále zkonstruujeme druhý podíl, pomocí kterého bude možné vypočítat požadovaný počet závitů pro sekundární napětí.
Před proporcemi s počtem závitů jsou ještě dvě destičky, pomocí kterých lze vypočítat počet závitů a indukčnost výstupní tlumivky svářečky, což je u tohoto zařízení také dost důležité.

V tomto souboru jsou proporce v LIST 2, na LIST 1 výpočty spínaných zdrojů pro video o výpočtech v Excelu. Rozhodl jsem se přece dát volný přístup. Dotyčné video je zde:

Textová verze o tom, jak sestavit tuto tabulku a počáteční vzorce.

Výpočty jsme dokončili, ale zbyla červí díra - design stojanu, jednoduchý jako tři kopejky, ukázal docela přijatelné výsledky. Mohu sestavit plnohodnotný stojan napájený přímo ze sítě 220? Galvanické připojení k síti ale není moc dobré. A odebírat energii naakumulovanou indukčností pomocí lineárního tranzistoru taky není moc dobré - budeš potřebovat VELMI výkonný tranzistor s OBROVSKÝM chladičem.
Dobře, nemusíš moc přemýšlet...

Zdá se, že jsme přišli na to, jak zjistit nasycení jádra, pojďme vybrat jádro samotné.
Již bylo zmíněno, že já osobně jsem příliš líný shánět a kupovat ferit ve tvaru W, takže vyndám krabici feritů z linkových transformátorů a vyberu ferity stejné velikosti. Pak vyrobím trn speciálně pro jedno jádro a namotám na něj 30-40 závitů - čím více závitů, tím přesnější budou výsledky měření indukčnosti. Potřebuji vybrat stejná jádra.
Po složení výsledných do struktury ve tvaru W vyrobím trn a navinu zkušební vinutí. Po přepočtu počtu závitů primáru se ukazuje, že celkový výkon nebude stačit - Barmalei obsahuje 18-20 závitů primáru. Vezmu větší jádra - zbylá z nějakých starých polotovarů - a začíná pár hodin hlouposti - kontrola jader podle metody popsané v první části článku, počet závitů je ještě větší než u čtyřjádra , ale použil jsem šest sad a velikost je mnohem větší...
Dostávám se do výpočtových programů "Starého muže" - aka Denisenka. Pro jistotu jezdím ve dvoujádrovém Ш20х28. Výpočet ukazuje, že pro frekvenci 30 kHz je počet závitů primáru 13. Připouštím myšlenku, že závity „navíc“ jsou navinuty, aby se zabránilo 100% saturaci, a mezeru je také třeba kompenzovat.

Před představením mých nových jader přepočítám plochu kulatých hran jádra a odvodím hodnoty pro údajně obdélníkové hrany. Provádím výpočet pro můstkový obvod, protože v jednocyklovém měniči jsou aplikována VŠECHNA dostupná primární napětí. Zdá se, že vše sedí – z těchto jader získáte zhruba 6000 W.

Cestou se ukáže, že je nějaká chyba v programech - naprosto shodná data pro jádra ve dvou programech dávají rozdílné výsledky - ExcellentIT 3500 a ExcellentIT_9 vysílají různý výkon výsledného transformátoru. Rozdíl je několik set wattů. Je pravda, že počet závitů primárního vinutí je stejný. Pokud je ale počet závitů primáru stejný, pak by měl být stejný i celkový výkon. Už další hodinu zvýšené hloupost.
Aby návštěvníky nenutil vyhledávat programy Starichky, shromáždil je do jedné sbírky a zabalil do jednoho archivu, který si lze STAŽIT. Uvnitř archivu jsou téměř všechny programy vytvořené Starým mužem, které jsme mohli najít. Také jsem viděl podobnou sbírku na nějakém fóru, ale nepamatuji si na kterém.
Abych vyřešil problém, který se objevil, znovu čtu Biryukovův článek...
Natočím osciloskop na rezistor ve zdrojovém obvodu a začnu pozorovat změny tvaru úbytku napětí na různých indukčnostech.
Při malých indukčnostech skutečně dochází k ohybu ve tvaru úbytku napětí na rezistoru zdroje, ale na čtyřjádru od TDKS je lineární minimálně při frekvenci 17 kHz, minimálně při 100 kHz.
V zásadě lze použít data z kalkulačkových programů, ale naděje se vkládaly do stojanu a skutečně se rozpadly.
Pomalu sklopím otáčky na převodovém jádru a spustím ho na stojan, pozorujic změny na oscilogramech. Fakt nějaká blbost! Proud omezuje stojan ještě dříve, než se křivka napětí začne ohýbat...
Není možné se obejít s malými náklady - i když zvýšíte proudový limit na 1A, pokles napětí na zdrojovém rezistoru je stále lineární, ale objeví se vzor - po dosažení určité frekvence se proudový limit vypne a pulzuje doba trvání se začíná měnit. Přesto je indukčnost pro tento stojan příliš vysoká...
Zbývá jen zkontrolovat moje podezření a navinout zkušební vinutí 220 voltů a...
Vyndám svou příšeru z police - dlouho jsem ji nepoužil.

Popis tohoto stojanu s nákresem desky plošných spojů.
Velmi dobře chápu, že sestavení takového stojanu pro sestavení svařovacího stroje je poměrně pracný úkol, takže uvedené výsledky měření jsou pouze mezivýsledky, abychom měli alespoň nějakou představu o tom, jaká jádra mohou být používá a jak. Dále v průběhu montáže, až bude deska plošných spojů pro pracovní svářečku připravena, ještě jednou zkontroluji výsledky těchto měření a pokusím se vyvinout metodu pro bezchybné vinutí výkonového transformátoru pomocí hotového deska jako zkušební stolice. Ostatně malý stojánek je docela funkční, ale jen na malé indukčnosti. Můžete si samozřejmě zkusit pohrát s počtem závitů, snížit je na 2 nebo 3, ale i obrácení magnetizace tak masivního jádra vyžaduje spoustu energie a s napájením 1 A se nevyhnete . Technika využívající stojan byla překontrolována pomocí tradičního jádra Ш16х20, přeloženého na polovinu. Pro každý případ byly doplněny rozměry domácích jader ve tvaru W a doporučené náhrady za dovozové.
Takže i když se situace s jádry vyjasnila, pro případ, že by se výsledky překontrolovaly na jednocyklovém měniči.

Mezitím se pustíme do výroby svazku pro transformátor svářečky. Můžete vyrobit turniket, můžete lepit pásku. Pásky se mi vždy líbily více - jsou samozřejmě pracnější než svazky, ale hustota návinu je mnohem vyšší. Proto je možné snížit napětí v samotném drátu, tzn. Do výpočtu nezapočítávejte 5 A/mm2, jak se u takových hraček běžně dělá, ale např. 4 A/mm2. To výrazně usnadní tepelný režim a s největší pravděpodobností umožní získat PV rovnající se 100 %.
PV je jedním z nejdůležitějších parametrů svařovacích strojů, PV je P doba trvání V inkluze, tzn. doba nepřetržitého svařování při proudech blízkých maximu. Pokud je pracovní cyklus 100% při maximálním proudu, pak se svařovací stroj automaticky převádí do profesionální kategorie. Mimochodem i u mnoha profesionálních je PV 100% pouze s výstupním proudem rovným 2/3 maxima. Šetří na chladicích systémech, ale uvažuji, že si budu vyrábět svářečku pro sebe, takže si mohu dovolit mnohem větší plochy chladičů pro polovodiče a transformátoru snazší tepelný režim...

Nedávno jsem sestavil svařovací invertor od Barmaley, pro maximální proud 160 ampér, jednodesková verze. Toto schéma je pojmenováno po svém autorovi - Barmaley. Zde je elektrické schéma a soubor PCB.

Invertorový obvod pro svařování

Provoz invertoru: napájení z jednofázové sítě 220 V je usměrněno, vyhlazeno kondenzátory a přiváděno do tranzistorových spínačů, které převádějí stejnosměrné napětí na vysokofrekvenční střídavé napětí dodávané do feritového transformátoru. Díky vysoké frekvenci máme zmenšení rozměrů power trance a v důsledku toho používáme spíše ferit než železo. Následuje snižovací transformátor, následuje usměrňovač a tlumivka.

Oscilogramy pro řízení tranzistorů s efektem pole. Měřil jsem to na zenerově diodě ks213b bez výkonových spínačů, faktor plnění 43 a frekvence 33.

Ve své verzi vypínací klávesy IRG4PC50U nahrazeny modernějšími IRGP4063DPBF. Zenerovu diodu ks213b jsem nahradil dvěma zenerovými diodami 15V a 1,3W zapojenými zády k sobě, protože předchozí zařízení ks213b se trochu zahřálo. Po výměně problém okamžitě zmizel. Vše ostatní zůstává jako na obrázku.

Toto je oscilogram kolektoru-emitoru spodního spínače (podle schématu). Při napájení 310 V prostřednictvím 150W lampy. Osciloskop stojí 5 voltových dílků a 5 µs dílků. prostřednictvím dělitele vynásobeného 10.

Výkonový transformátor je navinut na jádru B66371-G-X187, N87, E70/33/32 EPCOS Data vinutí: nejprve primární patro, sekundární a opět zbytky primáru. Drát na primáru a na sekundáru má průměr 0,6 mm. Primární - 10 drátů 0,6 stočených dohromady 18 závitů (celkem). Do první řady se vejde 9 otáček. Dále odložte zbytky primáru, naviňte 6 závitů drátu 0,6 složeného na 50 kusů a také stočeného. A pak zase zbytky primáru, tedy 9 otáček. Nezapomeňte na mezivrstvovou izolaci (použil jsem několik vrstev pokladního papíru, 5 nebo 6, už to neděláme, jinak se vinutí nevejde do okna). Každá vrstva byla impregnována epoxidem.

Poté vše smontujeme, mezi polovinami feritu E70 je potřeba mezera 0,1 mm a na vnější jádra nasadíme těsnění z běžné pokladní účtenky. Vše stáhneme a slepíme.

Nastříkal jsem ho matnou černou barvou a poté nalakoval. Ano, málem bych zapomněl, když každé vinutí zkroutíme, omotáme je maskovací páskou – takříkajíc zaizolujeme. Nezapomeňte označit začátek a konec vinutí, bude to užitečné pro další fázování a montáž. Pokud je fázování transformátoru nesprávné, bude zařízení vařit poloviční silou.

Po připojení střídače k ​​síti začne nabíjení výstupních kondenzátorů. Počáteční nabíjecí proud je velmi vysoký, srovnatelný se zkratem a může vést k vyhoření diodového můstku. Nemluvě o tom, že u klimatizací je to také plné selhání. Aby se zabránilo tak prudkému skoku proudu v okamžiku zapnutí, jsou instalovány omezovače nabití kondenzátoru. V obvodu Barmaley jsou to 2 odpory 30 ohmů, každý s výkonem 5 wattů, celkem 15 ohmů x 10 wattů. Rezistor omezuje nabíjecí proud kondenzátorů a po jejich nabití můžete napájet přímo, přičemž tyto odpory obchází, což relé dělá.

Ve svařovacím stroji podle schématu Barmaley se používá relé WJ115-1A-12VDC-S. Napájení cívky relé - 12 V DC, spínaná zátěž 20 Ampér, 220 V AC. V domácích výrobcích je použití 12V, 30Amperových automobilových relé velmi běžné. Nejsou však určeny pro spínání proudů do 20 A síťového napětí, ale přesto jsou levné, dostupné a plně zvládají svůj úkol.

Jako proud omezující rezistor je lepší použít běžný drátový rezistor, vydrží jakékoli přetížení a je levnější než dovážené. Například C5-37 V 10 (20 Ohm, 10 Watt, drát). Místo rezistorů můžete do obvodu střídavého napětí zapojit kondenzátory omezující proud v sérii. Například K73-17, 400 V, celková kapacita 5-10 µF. Kondenzátory jsou 3 uF, nabijí kapacitu 2000 uF za cca 5 sekund. Výpočet nabíjecího proudu kondenzátoru je následující: 1 µF omezuje proud na 70 miliampérů. Ukazuje se 3 uF na úrovni 70x3 = 210 miliampérů.

Nakonec jsem vše dal dohromady a spustil. Proudový limit byl nastaven na 165 ampérů, nyní dáme svařovací invertor do dobrého pouzdra. Náklady na domácí střídač jsou přibližně 2 500 rublů - objednal jsem díly na internetu.

Drát jsem dostal z převíječky. Z kineskopu můžete také odstranit drát z televizorů z demagnetizačního obvodu (to je téměř hotový sekundární). Plyn byl vyroben z E65, měděný pásek o šířce 5 mm a tloušťce 2 mm - 18 závitů. Zvětšením mezery mezi polovinami byla indukčnost upravena na 84 μH, činila 4 mm. Můžete jej také navinout 0,6mm drátem místo proužku, ale položení bude složitější. Primární na transformátoru lze navinout drátem 1,2 mm, sada 5 ks po 18 závitech, ale lze použít i dráty 0,4 mm pro výpočet počtu drátů pro průřez, který potřebujete, to je např. , 15 kusů 0,4 mm 18 otáček.

Po instalaci a nastavení obvodu na desce jsem vše poskládal. Barmaley prošel testy úspěšně: vytáhl klidně tři a čtyři elektrody. Aktuální limit byl nastaven na 165 A. Zařízení sestavil a otestoval: Arcee .

Diskutujte o článku WELDING INVERTER BARMALY

Schéma továrního svařovacího invertoru "Resanta" (klikněte pro zvětšení)

Invertorový obvod od německého výrobce FUBAG s řadou doplňkových funkcí (klikněte pro zvětšení)

Příklad schématu zapojení svařovacího invertoru pro vlastní výrobu (klikněte pro zvětšení)

Schéma elektrického obvodu invertorového zařízení se skládá ze dvou hlavních částí: výkonové části a řídicího obvodu. Prvním prvkem výkonové části obvodu je diodový můstek. Úkolem takového můstku je právě přeměna střídavého proudu na stejnosměrný.

Ve stejnosměrném proudu převáděném ze střídavého proudu v diodovém můstku se mohou vyskytovat impulsy, které je třeba vyhladit. K tomu je za diodový můstek instalován filtr skládající se z kondenzátorů převážně elektrolytického typu. Je důležité vědět, že napětí, které vychází z diodového můstku, je přibližně 1,4krát větší než jeho hodnota na vstupu. Při přeměně AC na DC se usměrňovací diody velmi zahřívají, což může vážně ovlivnit jejich výkon.

K jejich ochraně, stejně jako dalších prvků usměrňovače před přehřátím, se v této části elektrického obvodu používají radiátory. Na samotném diodovém můstku je navíc instalována tepelná pojistka, která má za úkol vypnout napájení, pokud se diodový můstek zahřeje na teplotu přesahující 80–90 stupňů.

Vysokofrekvenční rušení vznikající při provozu invertorového zařízení může vstupovat do elektrické sítě přes jeho vstup. Aby se tomu zabránilo, je před blok usměrňovače obvodu instalován filtr elektromagnetické kompatibility. Takový filtr se skládá z tlumivky a několika kondenzátorů.

Samotný měnič, který převádí stejnosměrný proud na střídavý proud, ale s mnohem vyšší frekvencí, je sestaven z tranzistorů pomocí obvodu „šikmého můstku“. Spínací frekvence tranzistorů, díky kterým vzniká střídavý proud, může být desítky i stovky kilohertzů. Takto získaný vysokofrekvenční střídavý proud má pravoúhlou amplitudu.

Transformátor snižující napětí instalovaný za invertorovou jednotkou umožňuje získat na výstupu zařízení proud dostatečné síly, abyste s jeho pomocí mohli efektivně provádět svářečské práce. Pro získání stejnosměrného proudu pomocí invertorového zařízení je za snižovacím transformátorem připojen výkonný usměrňovač, rovněž namontovaný na diodovém můstku.

Ochranné a ovládací prvky měniče

Několik prvků ve schématu zapojení umožňuje vyhnout se vlivu negativních faktorů na provoz střídače.

Aby se zajistilo, že tranzistory, které přeměňují stejnosměrný proud na střídavý, během svého provozu nevyhoří, používají se speciální tlumicí (RC) obvody. Všechny bloky elektrických obvodů, které pracují pod velkým zatížením a jsou velmi horké, jsou nejen vybaveny nuceným chlazením, ale jsou také připojeny k teplotním senzorům, které vypnou napájení, pokud jejich teplota ohřevu překročí kritickou hodnotu.

Vzhledem k tomu, že filtrační kondenzátory mohou po nabití produkovat vysoký proud, který může spálit invertorové tranzistory, musí být zařízení zajištěno plynulým rozběhem. K tomuto účelu se používají stabilizátory.

Obvod každého invertoru má regulátor PWM, který je zodpovědný za řízení všech prvků jeho elektrického obvodu. Z regulátoru PWM jsou elektrické signály posílány do tranzistoru s efektem pole az něj do oddělovacího transformátoru, který má současně dvě výstupní vinutí. PWM regulátor prostřednictvím dalších prvků elektrického obvodu dodává řídicí signály také do výkonových diod a výkonových tranzistorů invertorové jednotky. Aby regulátor efektivně řídil všechny prvky elektrického obvodu měniče, je nutné do něj přivádět i elektrické signály.

Pro generování takových signálů se používá operační zesilovač, na jehož vstup je přiváděn výstupní proud generovaný v měniči. Pokud se jeho hodnoty odchylují od zadaných parametrů, operační zesilovač generuje řídicí signál do regulátoru. Operační zesilovač navíc přijímá signály ze všech ochranných obvodů. To je nutné, aby mohl odpojit střídač od napájení v okamžiku, kdy v jeho elektrickém obvodu nastane kritická situace.

Výhody a nevýhody svařovacích strojů invertorového typu

Zařízení, která nahradila obvyklé transformátory, mají řadu významných výhod.

• Díky zcela odlišnému přístupu k tvorbě a regulaci svařovacího proudu je hmotnost takových zařízení pouze 5–12 kg, zatímco svařovací transformátory váží 18–35 kg.
• Invertory mají velmi vysokou účinnost (asi 90 %). To je vysvětleno skutečností, že vynakládají výrazně méně přebytečné energie na ohřev součástí. Svařovací transformátory se na rozdíl od invertorových zařízení velmi zahřívají.
• Díky tak vysoké účinnosti spotřebovávají invertory 2x méně elektrické energie než konvenční transformátory pro svařování.
• Vysoká univerzálnost invertorových strojů se vysvětluje schopností regulovat svařovací proud v širokém rozsahu s jejich pomocí. Díky tomu lze stejné zařízení použít pro svařování dílů z různých kovů i pro svařování různými technologiemi.
• Většina moderních invertorových modelů je vybavena možnostmi, které minimalizují dopad chyb svářečů na technologický proces. Mezi takové možnosti patří zejména „Anti-stick“ a „Arc Force“ (rychlé zapálení).
• Výjimečnou stabilitu napětí přiváděného do svařovacího oblouku zajišťují automatické prvky elektrického obvodu invertoru. Automatizace v tomto případě nejen zohledňuje a vyhlazuje rozdíly ve vstupním napětí, ale koriguje i takové rušení, jako je útlum svařovacího oblouku vlivem silného větru.
• Svařování pomocí invertorového zařízení lze provádět s jakýmkoliv typem elektrody.
• Některé modely moderních svařovacích invertorů mají programovací funkci, která umožňuje přesně a rychle konfigurovat jejich režimy při provádění určitého druhu práce.

Jako každá složitá technická zařízení mají i svařovací invertory řadu nevýhod, které si také musíte uvědomit.

• Invertory jsou velmi drahé, o 20–50 % vyšší než náklady na konvenční svařovací transformátory.
• Nejzranitelnějšími a často selhávajícími prvky invertorových zařízení jsou tranzistory, jejichž cena může činit až 60 % ceny celého zařízení. Jedná se tedy o poměrně nákladný podnik.
• Vzhledem ke složitosti jejich elektrických obvodů se měniče nedoporučují pro použití ve špatných povětrnostních podmínkách a při nízkých teplotách, což vážně omezuje jejich rozsah použití. Pro použití takového zařízení v polních podmínkách je nutné připravit speciální uzavřený a vytápěný prostor.

Při svářečských pracích prováděných pomocí invertoru nelze použít dlouhé dráty, protože vyvolávají rušení, které negativně ovlivňuje provoz zařízení. Z tohoto důvodu jsou dráty pro invertory vyrobeny poměrně krátké (asi 2 metry), což činí svářecí práci poněkud nepohodlnou.

(hlasy: 9 , průměrné hodnocení: 4,00 z 5)