Ein Schweißinverter ist ein recht beliebtes Gerät, das sowohl im Haushalt als auch in einem Industriebetrieb notwendig ist. Dies ist nicht überraschend, da die zuvor verwendeten Stromquellen (Wandler, Transformatoren, Gleichrichter) viele Nachteile hatten. Dazu gehören Gewicht und Abmessungen, hoher Energieverbrauch, aber ein kleiner Regelbereich des Schweißmodus und eine niedrige Umwandlungsfrequenz. Wenn Sie mit Ihren eigenen Händen einen Schweißinverter aus Thyristoren herstellen, erhalten Sie eine leistungsstarke Stromversorgung für die erforderlichen Arbeiten. Dadurch können Sie auch viel Geld sparen, obwohl dafür immer noch gewisse Arbeits- und Materialkosten anfallen.

Schweißinverter: Merkmale und Funktionen des Geräts

Die Aufgabe des Wechselrichters besteht darin, den Netzwechselstrom in sein direktes Hochfrequenz-Gegenstück umzuwandeln.

Dies geschieht in mehreren Schritten. Vom Netz fließt Strom zur Gleichrichtereinheit. Dort wechselt die Spannung nach der Transformation von Wechselspannung auf Konstantspannung. Und der Wechselrichter führt eine Rückwandlung durch, das heißt, die eingehende Gleichspannung wird wieder alternierend, jedoch mit einer höheren Frequenz. Anschließend wird die Spannung durch einen Transformator reduziert und dieser Parameter über den Ausgangsgleichrichter in eine hochfrequente Gleichspannung umgewandelt.

Das Design des Schweißinverters und seine Funktionen

Da das Gerät keine schweren Teile enthält, ist es sehr kompakt und leicht. Es umfasst die folgenden Komponenten:

Der Aufbau eines einfachen kreuzgekoppelten Wechselrichters.

• Wandler;
• Netzwerk- und Ausgangsgleichrichter;
• Gaspedal;
• Hochfrequenztransformator.

Auch unerfahrene Schweißer können mit solchen Geräten arbeiten. Sie werden sowohl im Alltag als auch in der Baubranche oder im Kfz-Service eingesetzt. Aufgrund der Anpassung der Betriebsarten können Sie sowohl dünne als auch dicke Metalle garen. Und die erhöhten Bedingungen der Lichtbogenverbrennung und Schweißnahtbildung bieten Ihnen die Möglichkeit, beliebige Legierungen, Eisen- und Nichteisenmetalle mit Schweißinvertern und allen möglichen Schweißtechnologien zu schweißen.

Vorteile der Verwendung eines Wechselrichters

Im Bereich der Schweißgeräte sind solche Geräte aufgrund ihrer vielen Vorteile und Vorzüge besonders gefragt. Wenn Sie einen Wechselrichter mit Ihren eigenen Händen herstellen, erhalten Sie:

• die Fähigkeit, komplexe Nichteisenmetalle und Baustähle zu schweißen;
• Schutz vor Überhitzung, Netzspannungsschwankungen und Stromüberlastungen;
• hohe Stabilität des Schweißstroms, auch wenn die Spannung im Netz schwanken kann;
• hochwertige Naht;
• Beim Schweißen entstehen praktisch keine Spritzer;
• Das Brennen des Lichtbogens wird in einer bestimmten Taste stabilisiert, auch wenn äußere nachteilige Einflüsse beobachtet werden.
• viele weitere nützliche Funktionen.

Wechselrichterschaltungen zum Selbermachen

Wenn man davon ausgeht, wie die Schaltung aufgebaut ist und wie der Wechselrichterumwandlungsprozess selbst gesteuert wird, gibt es mehrere Arten von Geräten, die am häufigsten verwendet werden. Die Vollbrücken- und Halbbrückenoptionen beziehen sich auf zwei Gegentaktschaltungen und die „schräge“ Brücke bezieht sich auf eine Einzeltaktschaltung. Eine Vollbrückenschaltung, Push-Pull genannt, arbeitet mit bipolaren Impulsen. Sie werden den (gepaarten) Schlüsseltransistoren zugeführt und verriegeln und öffnen den Stromkreis.

Schrägbrücken-Wechselrichterschaltung.

Die Halbbrückenschaltung unterscheidet sich von der Vorgängerversion durch eine erhöhte Stromaufnahme. Transistoren, die nach demselben Push-Pull-Modell arbeiten, fungieren als Schlüssel. Jeder von ihnen wird mit der Hälfte der Eingangsnetzspannung versorgt. Die Leistung des Wechselrichters ist im Vergleich zum Strom einer Vollbrücke halb so groß. Dieses Schema hat seine Vorteile bei Geräten mit geringem Stromverbrauch. Darüber hinaus können Sie eine Gruppe von Transistoren anstelle eines sehr leistungsstarken Transistors verwenden.

Die letzte Option ist eine „schräge“ Brücke. Dabei handelt es sich um Wechselrichter, die nach dem Single-Cycle-Prinzip arbeiten. Hier geht es um unipolare Impulse. Durch gleichzeitiges Öffnen der Transistorschalter wird die Möglichkeit eines Kurzschlusses ausgeschlossen. Zu den Nachteilen dieses Schemas gehört jedoch die Magnetisierung des Transformatormagnetkreises.

Schauen Sie sich eine der Standard-Wechselrichterschaltungen an. Dies ist ein Entwurf von Yu. Negulyaev. Um ein solches Gerät zu Hause zusammenzubauen, benötigen Sie Ihre Lust, Arbeitsbereitschaft und den nötigen Elementsockel, den Sie entweder auf dem Radiomarkt finden oder aus alten Haushaltsgeräten entnehmen können.

Anleitung zum Zusammenbau des Gerätes

Standard-Wechselrichterschaltung, entworfen von Yu. Negulyaev

Nehmen Sie eine 6-mm-Duraluminiumplatte. Schließen Sie alle wärmeabgebenden Leiter und Leitungen daran an. Bitte beachten Sie, dass der Draht hier nicht mit wärmeisolierendem Material ummantelt werden muss. Wenn Sie eine alte Schaltung (z. B. einen Computer) verwenden, müssen Sie Transistoren und Thyristoren nicht separat suchen.

Als nächstes bereiten Sie einen speziellen Hochleistungslüfter vor (Sie können sogar einen Autokühler verwenden). Es bläst Luft über alles, einschließlich der Resonanzdrossel. Drücken Sie diesen unbedingt mit einer Distanzdichtung auf Ihren Sockel.

Um die Drosselvorrichtung selbst herzustellen, benötigen Sie sechs Kupferkerne. Sie können sie auf dem Markt finden oder selbst aus Teilen eines unnötigen alten Fernsehers herstellen. Drücken Sie die Dioden an die Basis des Stromkreises und befestigen Sie dann Spannungsregler und Isolierdichtungen daran.

Isolieren Sie bei der Installation des Transformators die Leiterbündel mit Isolierband oder Fluorkunststoffstreifen. Verlegen Sie die Leiter in unterschiedliche Richtungen, damit sie sich nicht berühren und Fehlfunktionen verursachen. Sie müssen ein Kraftfeld am Feldeffekttransistor installieren, um die Leistung Ihres Wechselrichters zu erhöhen. Nehmen Sie dazu einen Kupferdraht mit 2 mm Querschnitt. Nachdem Sie es verzinnt haben, wickeln Sie es in mehreren Schichten mit normalem Faden ein. So schützen Sie Ihren Leiter sowohl beim Löten als auch beim Schweißen vor verschiedenen Beschädigungen. Um die Installation zu sichern, verwenden Sie isolierende Absätze. Auf diese Weise übertragen Sie auch die Last von den Transistoren auf diese.

Schematische Darstellung des Leistungsteils mit Netzteil und Treibern.

………. Der im Diagramm dargestellte Schweißinverter ist nach dem Einzyklus-Vorwärtsflussdiagramm aufgebaut. Der Primärwicklung des Schweißtransformators werden über zwei Schalter unipolare Impulse gleichgerichteter Netzspannung mit einem Füllungsgrad von maximal 42 % zugeführt. Der Magnetkern des Transformators erfährt eine einseitige Magnetisierung. In den Pausen zwischen den Impulsen wird der Magnetkreis in einer sogenannten Privatschleife entmagnetisiert. Der Entmagnetisierungsstrom führt dank der umgekehrt geschalteten Dioden die im Transformatorkern gespeicherte magnetische Energie zurück zur Quelle und lädt die Kondensatoren (2 x 1000 µF x 400 V) des Antriebs auf.

………. Im Direktbetrieb wird die Energie über einen Schweißtransformator und direkt angeschlossene Gleichrichterdioden (2x150EBU04) an die Last übertragen. Während der Pause zwischen den Impulsen wird der Strom in der Last dank der im Induktor gespeicherten Energie aufrechterhalten. In diesem Fall wird der Stromkreis über Freilaufdioden (2x150EBU04) geschlossen. Es ist bekannt, dass diese Dioden eine höhere Belastung haben als gerade Dioden. Der Grund dafür ist, dass der Strom in einer Pause länger fließt als in einem Impuls.

………. Ein 1200 uF x 250 V-Kondensator, der über einen 4,3-Ohm-Widerstand mit den Schweißdrähten verbunden ist, sorgt für eine präzise Zündung des Lichtbogens. Vielleicht ist dies eine der erfolgreichen Schaltungslösungen für die Zündung im Weltraum.

………. Die schrägen Brückentasten arbeiten im harten Schaltmodus. Darüber hinaus wird der Schaltvorgang offensichtlich durch die immer vorhandene Streuinduktivität des Schweißtransformators erleichtert. Und da davon ausgegangen wird, dass der Magnetkreis des Transformators zum Zeitpunkt des Einschaltens der Schalter vollständig entmagnetisiert ist, können Einschaltverluste aufgrund des fehlenden Stroms in der Primärwicklung vernachlässigt werden. Der Abschaltverlust ist sehr erheblich. Um sie zu reduzieren, werden RCD-Snubber parallel zu jeder Taste installiert.

………. Um einen reibungslosen Betrieb der Tasten zu gewährleisten, wird in den Momenten zwischen dem Einschalten dank eines speziellen Treiberschaltkreises eine negative Spannung an ihre Gates angelegt. Jeder Treiber wird von einer galvanisch getrennten Spannungsquelle (ca. 25 V) gespeist. Die Versorgungsspannung des „oberen“ Treibers dient zum Einschalten des Relais K1, dessen Kontakte den Startwiderstand überbrücken.

………. Das Netzteil (klassischer Low-Power-Flyback) verfügt über 3 galvanisch getrennte Ausgänge. Wenn die Teile in gutem Zustand sind, geht es sofort los. Die Spannung für Treiber beträgt 23-25V. Zur Stromversorgung des Steuergerätes wird eine Spannung von 12 V verwendet.

………. Für den Eingangsgleichrichter, die Schalter und den Ausgangsgleichrichter müssen erhebliche Kühlkörper vorgesehen werden. Die Betriebszeit des Geräts hängt von der Größe dieser Strahler und der Intensität ihres Blasvorgangs ab. Da das Gerät einen erheblichen Schweißstrom (bis zu 180 A) liefert, müssen die Tasten auf 4 mm dicke Kupferplatten gelötet werden, dann müssen diese „Sandwiches“ durch Wärmeleitpaste mit den Heizkörpern verschraubt werden. Wie das geht, steht geschrieben. Beim Anbringen der Schlüssel sollte der Kühlersitz vollkommen flach sein, ohne Späne oder Hohlräume. Es ist wünschenswert, dass der Heizkörper an der Stelle, an der die Tasten angebracht sind, einen massiven Körper mit einer Dicke von mindestens 10 mm aufweist. Wie die Praxis gezeigt hat, ist es zur besseren Wärmeableitung nicht erforderlich, die Heizkörperschlüssel zu isolieren. Es ist besser, den Kühler vom Gerätegehäuse zu isolieren. Das Gebläse muss außerdem mit einem Transformator, einer Drossel und natürlich allen Widerständen mit einer Leistung von 25 und 30 W versorgt werden. Die übrigen Elemente des Kreislaufs benötigen keine Heizkörper oder Luftzirkulation.

Steuerblock

Schema der Steuereinheit für einen Vollbrücken-Schweißinverter

………. Die Steuereinheit ist auf Basis des gängigen TL494-PWM-Controllers mit einem Regelkanal aufgebaut. Dieser Kanal stabilisiert den Strom im Lichtbogen. Die Stromeinstellung wird vom Mikrocontroller über das CCP1-Modul im PWM-Modus mit einer Frequenz von ca. 75 kHz erzeugt. Die PWM-Füllung bestimmt die Spannung am Kondensator C1. Die Größe dieser Spannung bestimmt die Größe des Schweißstroms.

………. Der Mikrocontroller blockiert auch den Wechselrichter. Wenn ein hoher Logikpegel an den DT(4)-Eingang des TL494 angelegt wird, verschwinden die Impulse am Out-Ausgang und der Wechselrichter stoppt. Das Erscheinen einer logischen Null am RA4-Ausgang des Mikrocontrollers führt zu einem sanften Start des Wechselrichters, d. h. zu einem allmählichen Anstieg der Impulsfüllung am Out-Ausgang bis zum Maximum. Die Wechselrichterblockierung wird im Moment des Einschaltens und bei Überschreiten der Heizkörpertemperatur eingesetzt.

Dies ist, was in der Hardware passiert ist. Netzteile, Treiber und Steuereinheit auf einer Platine.


. Bei meinem Gerät sind Anzeige und Tastatur über ein Computerkabel mit der Steuereinheit verbunden. Die Schleife verläuft in unmittelbarer Nähe der Strahler der Tasten und des Transformators. In seiner reinen Form führte ein solches Design zu falschen Tastenbetätigungen. Ich musste die folgenden speziellen Tasten verwenden. Maßnahmen. Das Kabel verfügt über einen Ferritring K28x16x9. Der Zug ist verdreht (soweit es seine Länge zulässt). Für die Tastatur und die Thermostate wurden zusätzliche 1,8-K-Pull-up-Widerstände verwendet, die von 100-pF-Keramikkondensatoren überbrückt wurden. Dieses Schaltungsdesign stellte sicher, dass die Tastatur geräuschresistent war und falsche Tastendrücke vollständig ausgeschlossen wurden.

………. Allerdings bin ich der Meinung, dass Eingriffe in das Steuergerät vermieden werden sollten. Dazu muss die Steuereinheit durch ein massives Blech vom Leistungsteil getrennt werden.

Einrichtung des Wechselrichters

………. Das Leistungsteil ist noch stromlos. Wir schließen das zuvor getestete Netzteil an die Steuereinheit an und stecken es ins Netzwerk. Alle Achter der Anzeige leuchten auf, dann schaltet das Relais ein und wenn die Thermostatkontakte geschlossen sind, zeigt die Anzeige eine Stromeinstellung von 20 A an. Mit einem Oszilloskop überprüfen wir die Spannung an den Toren der Tasten. Es sollten Rechteckimpulse mit Fronten von nicht mehr als 200 ns, einer Frequenz von 40-50 kHz, einer Spannung von 13-15 V im positiven Bereich und 10 V im negativen Bereich vorhanden sein. Darüber hinaus sollte der Puls im negativen Bereich deutlich länger sein.

………. Wenn alles so ist, bauen wir die gesamte Wechselrichterschaltung zusammen und verbinden sie mit dem Netzwerk. Das Display zeigt zunächst Achter an, dann sollte sich das Relais einschalten und die Anzeige zeigt 20 A an. Durch Klicken auf die Schaltflächen versuchen wir, die aktuelle Einstellung zu ändern. Durch Ändern der Stromeinstellung sollte sich die Spannung am Kondensator C1 proportional ändern. Wenn Sie nach der Änderung der aktuellen Einstellung die Tasten länger als 1 Minute nicht drücken, wird die Aufgabe im nichtflüchtigen Speicher aufgezeichnet. Die Meldung „RESERVE“ erscheint kurz auf der Anzeige. Beim nächsten Einschalten des Wechselrichters entspricht der aktuelle Sollwert dem aufgezeichneten Wert.

………. Wenn alles so ist, stellen wir die Aufgabe auf 20 A und schließen an die Schweißdrähte einen Lastwiderstand mit einem Widerstand von 0,5 Ohm an. Der Widerstand muss einem Stromfluss von mindestens 60 A standhalten. Wir schließen ein Voltmeter der Magnetoelektrik an System mit einer Skala von 75 mV an die Shunt-Klemmen, zum Beispiel das Gerät Ts 4380. Bei einem belasteten Wechselrichter versuchen wir, die Stromeinstellung zu ändern und die Voltmeterwerte zur Steuerung des Stroms zu verwenden. In diesem Modus kann der Rheostat ein Geräusch erzeugen, das einem Klingeln ähnelt. Es besteht kein Grund zur Angst davor – die aktuelle Begrenzung funktioniert. Der Strom muss proportional zur Referenz variieren. Wir stellen die Stromeinstellung auf 50 A ein. Wenn die Voltmeterwerte nicht 50 A entsprechen, löten wir bei ausgeschaltetem Wechselrichter den Widerstand R1 mit einer anderen Nennleistung ein. Durch die Auswahl des Widerstands R1 stellen wir sicher, dass die aktuelle Einstellung mit der gemessenen übereinstimmt.

………. Wir prüfen die Funktion des Wärmeschutzes. Dazu unterbrechen wir den Thermostatkreis. Die Anzeige zeigt „EroC“ an. Die Impulse an den Schlüsseltoren sollten verschwinden. Wir stellen den Thermostatkreis wieder her. Die Anzeige sollte den eingestellten Strom anzeigen. An den Schlüsseltoren sollten Impulse erscheinen. Ihre Dauer sollte schrittweise auf das Maximum ansteigen.

………. Wenn alles so ist, können Sie versuchen zu schweißen. Schalten Sie nach 2-3 Minuten Schweißen mit einem Strom von 120-150 A den Wechselrichter vom Netzwerk ab und suchen Sie nach den 2 heißesten Heizkörpern. Sie müssen Schutzthermostate installieren. Wenn möglich, werden Thermostate außerhalb des Einblasbereichs installiert.

DIY-SCHWEISSMASCHINE

ÜBERSICHT DER SCHWEISSINVERTER-DIAGRAMME UND BESCHREIBUNG DES FUNKTIONSPRINZIPS

Beginnen wir mit einer ziemlich beliebten Schweißinverterschaltung, die oft als Bramaley-Schaltung bezeichnet wird. Ich weiß nicht, warum diesem Schema dieser Name beigefügt wurde, aber die Schweißmaschine von Barmaley wird oft im Internet erwähnt.
Es gab mehrere Optionen für die Barmaley-Wechselrichterschaltung, aber ihre Topologie ist fast dieselbe – ein Vorwärts-Single-Ended-Wandler (aus irgendeinem Grund oft als „Schrägbrücke“ bezeichnet), der von einem UC3845-Controller gesteuert wird.
Da dieser Controller der wichtigste in dieser Schaltung ist, beginnen wir mit dem Funktionsprinzip.
Der UC3845-Chip wird von mehreren Herstellern hergestellt und ist Teil der Chipserien UC1842, UC1843, UC1844, UC1845, UC2842, UC2843, UC2844, UC2845, UC3842, UC3843, UC3844 und UC3845.
Die Mikroschaltungen unterscheiden sich voneinander in der Versorgungsspannung, bei der sie starten und sich selbst blockieren, im Betriebstemperaturbereich sowie in kleinen Schaltungsänderungen, die eine Verlängerung der Dauer des Steuerimpulses in den Mikroschaltungen XX42 und XX43 ermöglichen 100 %, während bei den Mikroschaltungen der Serien XX44 und XX45 die Dauer des Steuerimpulses 50 % nicht überschreiten darf. Die Pinbelegung der Mikroschaltungen ist gleich.
In den Mikroschaltkreis ist eine zusätzliche 34...36-V-Zenerdiode integriert (je nach Hersteller), sodass Sie sich keine Sorgen über eine Überschreitung der Versorgungsspannung machen müssen, wenn Sie den Mikroschaltkreis in einem Netzteil mit einem SEHR breiten Versorgungsspannungsbereich verwenden.
Mikroschaltungen sind in mehreren Gehäusetypen erhältlich, was den Einsatzbereich deutlich erweitert

Die Mikroschaltungen waren ursprünglich als Controller zur Steuerung des Leistungsschalters eines Einzyklus-Netzteils mittlerer Leistung konzipiert, und dieser Controller war mit allem Notwendigen ausgestattet, um seine eigene Überlebensfähigkeit und die Überlebensfähigkeit des von ihm gesteuerten Netzteils zu erhöhen. Die Mikroschaltung kann bis zu Frequenzen von 500 kHz betrieben werden, der Ausgangsstrom der Endtreiberstufe kann einen Strom von bis zu 1 A entwickeln, was insgesamt den Entwurf relativ kompakter Netzteile ermöglicht. Das Blockdiagramm der Mikroschaltung ist unten dargestellt:

Im Blockschaltbild ist ein zusätzlicher Trigger rot hervorgehoben, der zulässt, dass die Dauer des Ausgangsimpulses 50 % nicht überschreitet. Dieser Trigger ist nur bei den Serien UCx844 und UCx845 verbaut.
Bei Mikroschaltungen, die in Gehäusen mit acht Pins hergestellt werden, sind einige Pins innerhalb des Chips zusammengefasst, zum Beispiel VC und Vcc, PWRGND und GROUND.

Eine typische Schaltnetzteilschaltung für den UC3844 ist unten dargestellt:

Dieses Netzteil verfügt über eine indirekte Sekundärspannungsstabilisierung, da es seine eigene, von der NC-Wicklung erzeugte Stromversorgung steuert. Diese Spannung wird von der Diode D3 gleichgerichtet und dient dazu, die Mikroschaltung selbst nach dem Start mit Strom zu versorgen. Nach Durchlaufen des Teilers an R3 gelangt sie zum Eingang des Fehlerverstärkers, der die Dauer der Steuerimpulse des Leistungstransistors steuert.
Mit zunehmender Last nimmt die Amplitude aller Ausgangsspannungen des Transformators ab, was auch zu einem Abfall der Spannung an Pin 2 der Mikroschaltung führt. Die Logik der Mikroschaltung verlängert die Dauer des Steuerimpulses, im Transformator sammelt sich mehr Energie an und dadurch kehrt die Amplitude der Ausgangsspannungen auf den ursprünglichen Wert zurück. Sinkt die Belastung, steigt die Spannung an Pin 2, die Dauer der Steuerimpulse nimmt ab und die Amplitude der Ausgangsspannung kehrt wieder auf den eingestellten Wert zurück.
Der Chip verfügt über einen integrierten Eingang zur Organisation eines Überlastschutzes. Sobald der Spannungsabfall am Strombegrenzungswiderstand R10 1 V erreicht, schaltet die Mikroschaltung den Steuerimpuls am Gate des Leistungstransistors ab, wodurch der durch ihn fließende Strom begrenzt und eine Überlastung der Stromversorgung verhindert wird. Wenn Sie den Wert dieser Steuerspannung kennen, können Sie den Schutzbetriebsstrom regulieren, indem Sie den Wert des Strombegrenzungswiderstands ändern. In diesem Fall ist der maximale Strom durch den Transistor auf 1,8 Ampere begrenzt.
Die Abhängigkeit der Größe des fließenden Stroms vom Wert des Widerstands kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden, aber es ist zu faul, jedes Mal einen Taschenrechner in die Hand zu nehmen, also geben wir nach einer Berechnung einfach die Ergebnisse der Berechnungen ein Der Tisch. Ich möchte Sie daran erinnern, dass Sie einen Spannungsabfall von einem Volt benötigen. Daher werden in der Tabelle nur der Schutzbetriebsstrom, die Widerstandswerte und deren Leistung angegeben.

Ich, A	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

Diese Informationen können erforderlich sein, wenn das zu entwerfende Schweißgerät keinen Stromtransformator hat und die Steuerung auf die gleiche Weise wie im Grundschaltkreis erfolgt – über einen Strombegrenzungswiderstand im Quellkreis des Leistungstransistors oder im Emitterschaltung, bei Verwendung eines IGBT-Transistors.
Ein Schaltnetzteil mit direkter Steuerung der Ausgangsspannung wird im Datenblatt des Chips von Texas Instruments angeboten:

Diese Schaltung steuert die Ausgangsspannung über einen Optokoppler; die Helligkeit der Optokoppler-LED wird durch eine einstellbare Zenerdiode TL431 bestimmt, die den Koeffizienten erhöht. Stabilisierung.
In die Schaltung wurden zusätzliche Transistorelemente eingefügt. Das erste imitiert ein Sanftanlaufsystem, das zweite erhöht die thermische Stabilität, indem es den Basisstrom des eingeführten Transistors nutzt.
Es wird nicht schwierig sein, den Auslösestrom des Schutzes dieses Stromkreises zu bestimmen – Rcs beträgt 0,75 Ohm, daher wird der Strom auf 1,3 A begrenzt.
In den Datenblättern des UC3845 von Texas Instruments werden sowohl die vorherige als auch diese Stromversorgungsschaltung empfohlen; in den Datenblättern anderer Hersteller wird nur die erste Schaltung empfohlen.
Die Abhängigkeit der Frequenz von den Werten des Frequenzeinstellwiderstands und -kondensators ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Die Frage kann unfreiwillig auftauchen - WARUM SIND SOLCHE ANGABEN BENÖTIGT UND WARUM SPRECHEN WIR ÜBER NETZTEILE MIT EINER LEISTUNG VON 20...50 WATT??? DIESE SEITE WURDE ALS BESCHREIBUNG EINES SCHWEISSGERÄTS ANGEKÜNDIGT, UND HIER SIND EINIGE STROMVERSORGUNGSGERÄTE...
In den allermeisten einfachen Schweißgeräten wird die Mikroschaltung UC3845 als Steuerelement verwendet, und ohne Kenntnis des Funktionsprinzips können schwerwiegende Fehler auftreten, die nicht nur zum Ausfall einer billigen Mikroschaltung, sondern auch einer recht teuren Stromversorgung führen Transistoren. Darüber hinaus werde ich ein Schweißgerät entwerfen und nicht dummerweise die Schaltung eines anderen klonen, sondern nach Ferriten suchen, die ich möglicherweise sogar kaufen muss, um das Gerät eines anderen nachzubilden. Nein, ich bin damit nicht zufrieden, also nehmen wir die bestehende Schaltung und verfeinern sie, um sie an unsere Bedürfnisse anzupassen, an die verfügbaren Elemente und Ferrite.
Aus diesem Grund wird es viel Theorie und mehrere experimentelle Messungen geben, und deshalb werden in der Tabelle der Schutzwiderstandswerte parallel geschaltete Widerstände (blaue Zellenfelder) verwendet und die Berechnung für Ströme über 10 durchgeführt Ampere.
Der Schweißinverter, den die meisten Websites als Barmaley-Schweißer bezeichnen, hat also den folgenden Schaltplan:

ZUNAHME

Im oberen linken Teil des Diagramms befindet sich die Stromversorgung für den Controller selbst, und zwar JEDES Netzteil mit einer Ausgangsspannung von 14...15 Volt und einem Strom von 1...2 A verwendet (2 A), damit leistungsstärkere Lüfter installiert werden können - das Gerät verwendet Computerlüfter und laut Schema sind es bis zu 4 davon.
Übrigens habe ich es sogar geschafft, in irgendeinem Forum eine Sammlung von Antworten zu diesem Schweißgerät zu finden. Ich denke, dass dies für diejenigen nützlich sein wird, die planen, die Schaltung vollständig zu klonen. LINK ZUR BESCHREIBUNG.
Der Lichtbogenstrom wird durch Änderung der Referenzspannung am Eingang des Fehlerverstärkers eingestellt, der Überlastschutz wird über den Stromtransformator TT1 organisiert.
Der Controller selbst arbeitet mit einem IRF540-Transistor. Prinzipiell kann dort jeder Transistor mit nicht sehr hoher Gate-Energie Qg (IRF630, IRF640 usw.) eingesetzt werden. Der Transistor wird auf den Steuertransformator T2 geladen, der direkt Steuerimpulse an die Gates der Leistungs-IGBT-Transistoren liefert.
Um eine Magnetisierung des Steuertransformators zu verhindern, ist dieser mit einer Entmagnetisierungswicklung IV ausgestattet. Die Sekundärwicklungen des Steuertransformators werden über einen Gleichrichter mit 1N5819-Dioden auf die Gates der Leistungstransistoren IRG4PC50U geladen. Darüber hinaus enthält die Steuerschaltung IRFD123-Transistoren, die das Schließen des Leistungsteils erzwingen, der sich bei einer Änderung der Polarität der Spannung an den Wicklungen des Transformators T2 öffnet und die gesamte Energie von den Gates der Leistungstransistoren aufnimmt. Solche Schließbeschleuniger erleichtern den Strommodus des Fahrers und verkürzen die Schließzeit der Leistungstransistoren erheblich, was wiederum deren Erwärmung verringert – die im Linearmodus verbrachte Zeit wird erheblich verkürzt.
Um den Betrieb von Leistungstransistoren zu erleichtern und Impulsrauschen zu unterdrücken, das beim Betrieb einer induktiven Last auftritt, werden außerdem Ketten aus 40-Ohm-Widerständen, 4700-pF-Kondensatoren und HFA15TB60-Dioden verwendet.
Zur endgültigen Entmagnetisierung des Kerns und zur Unterdrückung von Selbstinduktionsemissionen wird ein weiteres Paar HFA15TB60 verwendet, das gemäß Diagramm rechts installiert ist.
In der Sekundärwicklung des Transformators ist ein Einweggleichrichter auf Basis einer 150EBU02-Diode verbaut. Die Diode wird von einer Entstörschaltung mit einem 10-Ohm-Widerstand und einem 4700-pF-Kondensator überbrückt. Die zweite Diode dient zur Entmagnetisierung des Induktors DR1, der während des Vorwärtshubs des Wandlers magnetische Energie akkumuliert und diese Energie während der Pause zwischen den Impulsen aufgrund der Selbstinduktion an die Last abgibt. Um diesen Vorgang zu verbessern, wird eine zusätzliche Diode eingebaut.
Dadurch erzeugt der Wechselrichter am Ausgang keine pulsierende Spannung, sondern eine konstante Spannung mit geringer Welligkeit.
Die nächste Untermodifikation dieses Schweißgeräts ist die unten gezeigte Wechselrichterschaltung:

Ich habe mich nicht wirklich damit befasst, was an der Ausgangsspannung kompliziert ist; mir persönlich hat die Verwendung von Bipolartransistoren als Abschluss des Leistungsteils besser gefallen. Mit anderen Worten: In diesem Knoten können sowohl Feld- als auch bipolare Geräte verwendet werden. Im Prinzip war dies standardmäßig impliziert, die Hauptsache ist, die Leistungstransistoren so schnell wie möglich zu schließen, und wie das geht, ist eine zweitrangige Frage. Im Prinzip kann man bei Verwendung eines leistungsstärkeren Steuertransformators auf die Schließtransistoren verzichten – es genügt, eine kleine negative Spannung an die Gates der Leistungstransistoren anzulegen.
Das Vorhandensein eines Steuertransformators im Schweißgerät hat mich jedoch immer verwirrt. Nun, ich mag keine Wicklungsteile und versuche, wenn möglich, darauf zu verzichten. Die Suche nach Schweißstromkreisen wurde fortgesetzt und der folgende Schweißinverterstromkreis ausgegraben:

ZUNAHME

Diese Schaltung unterscheidet sich von den vorherigen durch das Fehlen eines Steuertransformators, da das Öffnen und Schließen der Leistungstransistoren durch spezielle IR4426-Treibermikroschaltungen erfolgt, die wiederum durch 6N136-Optokoppler gesteuert werden.
In diesem Schema sind noch ein paar weitere Extras implementiert:
- Es wurde ein Ausgangsspannungsbegrenzer eingeführt, der auf dem Optokoppler PC817 basiert.
- Das Prinzip der Stabilisierung des Ausgangsstroms wird umgesetzt. - Der Stromwandler wird nicht als Notstromwandler, sondern als Stromsensor verwendet und beteiligt sich an der Einstellung des Ausgangsstroms.
Diese Version des Schweißgeräts garantiert einen stabileren Lichtbogen auch bei niedrigen Strömen, da mit zunehmendem Lichtbogen der Strom abnimmt und dieses Gerät die Ausgangsspannung erhöht und versucht, den eingestellten Wert des Ausgangsstroms beizubehalten. Der einzige Nachteil ist, dass man für möglichst viele Positionen einen Keksschalter benötigt.
Auch eine weitere Skizze einer Schweißmaschine zur Eigenfertigung fiel mir ins Auge. Der Ausgangsstrom wird mit 250 Ampere angegeben, das ist aber nicht die Hauptsache. Die Hauptsache ist, den recht beliebten IR2110-Chip als Treiber zu verwenden:

ZUNAHME

Diese Version des Schweißgeräts verwendet ebenfalls eine Ausgangsspannungsbegrenzung, jedoch keine Stromstabilisierung. Es gibt noch eine weitere Peinlichkeit, und zwar eine ziemlich ernste. Wie wird der Kondensator C30 geladen? Grundsätzlich sollte während der Pause der Kern vorentmagnetisiert werden, d.h. Die Polarität der Spannung an den Wicklungen des Leistungstransformators muss geändert werden und damit die Transistoren nicht durchfliegen, sind die Dioden D7 und D8 eingebaut. Es scheint, dass am oberen Anschluss des Leistungstransformators für kurze Zeit eine Spannung von 0,4 bis 0,6 Volt unter der des gemeinsamen Kabels auftreten sollte; dies ist ein relativ kurzfristiges Phänomen und es bestehen einige Zweifel, die der C30 haben wird Zeit zum Aufladen. Denn wenn es nicht lädt, öffnet sich der obere Arm des Leistungsteils nicht – es gibt keinen Platz für die Boost-Spannung des IR2110-Treibers.
Generell ist es sinnvoll, sich intensiver mit diesem Thema auseinanderzusetzen...
Es gibt eine andere Version des Schweißgeräts, die nach der gleichen Topologie hergestellt wurde, jedoch Haushaltsteile und in großen Mengen verwendete. Der Schaltplan ist unten dargestellt:

ZUNAHME

Das erste, was ins Auge fällt, ist der Leistungsteil – jeweils 4 Stück IRFP460. Darüber hinaus behauptet der Autor im Originalartikel, dass die erste Version auf einem IRF740 montiert wurde, 6 Teile pro Arm. Dies ist wirklich ein „Bedürfnis nach schlauer Erfindung“. Hier sollten Sie sich sofort einprägen – im Schweißinverter können sowohl IGBT-Transistoren als auch MOSFET-Transistoren verwendet werden. Um nicht mit Definitionen und Pinbelegungen verwechselt zu werden, sticken wir eine Zeichnung derselben Transistoren:

Darüber hinaus ist es sinnvoll zu beachten, dass diese Schaltung sowohl eine Begrenzung der Ausgangsspannung als auch einen Stromstabilisierungsmodus verwendet, der durch einen 47-Ohm-Variablenwiderstand geregelt wird – der niedrige Widerstandswert dieses Widerstands ist der einzige Nachteil dieser Implementierung, aber wenn Sie Ich wünschte, Sie könnten einen finden, und die Erhöhung dieses Widerstands auf 100 Ohm ist nicht kritisch, Sie müssen lediglich die Begrenzungswiderstände erhöhen.
Eine andere Version des Schweißgeräts fiel mir beim Studium ausländischer Websites auf. Auch dieses Gerät verfügt über eine Stromregulierung, diese erfolgt jedoch nicht auf ganz gewöhnliche Weise. Der Stromsteuerstift wird zunächst mit einer Vorspannung versorgt. Je höher diese ist, desto weniger Spannung wird vom Stromwandler benötigt und desto weniger Strom fließt daher durch den Leistungsteil. Wenn die Vorspannung minimal ist, ist zum Erreichen des Begrenzerbetriebsstroms eine höhere Spannung vom Stromwandler erforderlich, was nur möglich ist, wenn ein großer Strom durch die Primärwicklung des Transformators fließt.
Das schematische Diagramm dieses Wechselrichters ist unten dargestellt:

ZUNAHME

In dieser Schweißgeräteschaltung sind am Ausgang Elektrolytkondensatoren eingebaut. Die Idee ist sicherlich interessant, aber dieses Gerät benötigt Elektrolyte mit einem kleinen ESR, und bei 100 Volt ist es ziemlich problematisch, solche Kondensatoren zu finden. Daher verzichte ich auf den Einbau von Elektrolyten und werde ein paar MKP X2 5 µF-Kondensatoren einbauen, die in Induktionsherden verwendet werden.

Wir montieren Ihr Schweißgerät

WIR KAUFEN TEILE

Zunächst möchte ich gleich sagen, dass der Zusammenbau eines Schweißgeräts selbst kein Versuch ist, das Gerät billiger zu machen als ein im Laden gekauftes, da sich am Ende herausstellen kann, dass das zusammengebaute Gerät teurer ist als das Fabrik eins. Allerdings hat diese Idee auch ihre Vorteile: Dieses Gerät kann mit einem zinslosen Darlehen erworben werden, da es keineswegs notwendig ist, den gesamten Teilesatz auf einmal zu kaufen, sondern den Kauf zu tätigen, da freies Geld im Budget erscheint.
Auch hier bietet das Studium der Leistungselektronik und der Zusammenbau eines solchen Wechselrichters unschätzbare Erfahrungen, die es Ihnen ermöglichen, ähnliche Geräte zusammenzubauen und sie direkt an Ihre Bedürfnisse anzupassen. Bauen Sie beispielsweise ein Startladegerät mit einem Ausgangsstrom von 60-120 A zusammen, bauen Sie eine Stromquelle für einen Plasmaschneider zusammen – obwohl es sich um ein spezielles Gerät handelt, ist es eine SEHR nützliche Sache für diejenigen, die mit Metall arbeiten.
Wenn es jemandem vorkommt, dass ich auf Alis Werbung hereingefallen bin, dann sage ich sofort: Ja, ich mache Werbung für Ali, weil ich sowohl mit dem Preis als auch mit der Qualität zufrieden bin. Mit dem gleichen Erfolg kann ich für die geschnittenen Brote der Ayutinsky-Bäckerei werben, das Schwarzbrot kaufe ich jedoch bei Krasno-Sulinsky. Ich bevorzuge Kondensmilch und empfehle Ihnen „Kuh aus Korenovka“, aber Hüttenkäse ist viel besser als die Molkerei Tatsinsky. Ich bin also bereit, alles zu bewerben, was ich selbst ausprobiert habe und was mir gefallen hat.

Für den Aufbau der Schweißmaschine benötigen Sie zusätzliches Equipment, das für den Aufbau und die Einrichtung der Schweißmaschine notwendig ist. Dieses Gerät kostet auch etwas Geld, und wenn Sie sich wirklich mit Leistungselektronik befassen, dann werden Sie es später brauchen, aber wenn der Zusammenbau dieses Geräts ein Versuch ist, weniger Geld auszugeben, dann können Sie diese Idee gerne aufgeben und mit dem fortfahren Lagern Sie einen fertigen Schweißinverter.
Die überwiegende Mehrheit der Komponenten kaufe ich bei Ali. Sie müssen zwischen drei Wochen und zweieinhalb Monaten warten. Allerdings sind die Kosten für die Komponenten deutlich günstiger als in einem Radioteileladen, zu dem ich immer noch 90 km fahren muss.
Daher erstelle ich gleich eine kurze Anleitung, wie man Komponenten am besten bei Ali kauft. Ich werde Links zu den verwendeten Teilen geben, wie sie erwähnt sind, und ich werde sie zu den Suchergebnissen geben, da die Möglichkeit besteht, dass ein Verkäufer dieses Produkt in ein paar Monaten nicht mehr haben wird. Zum Vergleich gebe ich auch Preise für die genannten Komponenten an. Die Preise sind zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels in Rubel angegeben, d. h. Mitte März 2017.
Beim Anklicken des Links zu den Suchergebnissen ist zunächst zu beachten, dass die Sortierung nach der Anzahl der Käufe eines bestimmten Produkts erfolgt. Das heißt, Sie haben bereits jetzt die Möglichkeit, genau zu sehen, wie viel von diesem Produkt ein bestimmter Verkäufer verkauft hat und welche Bewertungen er für diese Produkte erhalten hat. Das Streben nach einem niedrigen Preis ist nicht immer richtig – chinesische Unternehmer versuchen, ALLE Produkte zu verkaufen, daher gibt es manchmal neu etikettierte Elemente sowie Elemente nach der Demontage. Schauen Sie sich daher die Anzahl der Bewertungen zum Produkt an.

Wenn die gleichen Komponenten zu einem attraktiveren Preis erhältlich sind, die Anzahl der Verkäufe dieses Verkäufers jedoch nicht groß ist, ist es sinnvoll, auf die Gesamtzahl der positiven Bewertungen des Verkäufers zu achten.

Es ist sinnvoll, auf die Fotos zu achten – das Vorhandensein eines Fotos des Produkts selbst weist auf die Verantwortung des Verkäufers hin. Und auf dem Foto sieht man deutlich, was für Markierungen es gibt, das hilft oft – die Laser- und Farbmarkierungen sind auf dem Foto sichtbar. Ich kaufe Leistungstransistoren mit Lasermarkierungen, aber ich habe IR2153 mit Farbmarkierungen gekauft - die Mikroschaltungen funktionieren.
Wenn man sich für Leistungstransistoren entscheidet, dann scheue ich Transistoren oft nicht aus der Demontage – sie haben meist einen recht ordentlichen Preisunterschied, und für ein Gerät, das man selbst zusammenbaut, kann man Teile mit kürzeren Beinen verwenden. Selbst auf einem Foto ist es nicht schwer, die Details zu erkennen:

Außerdem bin ich mehrmals auf einmalige Werbeaktionen gestoßen – Verkäufer ohne Bewertung haben in der Regel einige Komponenten zu SEHR lächerlichen Preisen zum Verkauf angeboten. Selbstverständlich erfolgt der Kauf auf eigene Gefahr und Gefahr. Allerdings habe ich ein paar Käufe bei ähnlichen Verkäufern getätigt und beide waren erfolgreich. Das letzte Mal habe ich MKP X2 5 µF-Kondensatoren für 140 Rubel, 10 Stück, gekauft.

Die Bestellung kam ziemlich schnell an - etwas mehr als einen Monat, 9 Stück 5 µF und eines in genau der gleichen Größe mit 0,33 µF 1200 V. Ich habe keinen Streit eröffnet - ich habe alle Kapazitäten für Induktionsspielzeug bei 0,27 µF und wie ich überhaupt 0,33 uF bräuchte. Und der Preis ist zu lächerlich. Ich habe alle Behälter überprüft – sie funktionierten, ich wollte mehr bestellen, aber es gab bereits ein Schild – DAS PRODUKT IST NICHT MEHR VERFÜGBAR.
Zuvor habe ich IRFPS37N50, IRGP20B120UD, STW45NM50 mehrmals zerlegt. Alle Transistoren funktionieren gut, das Einzige, was etwas enttäuschend war, war, dass beim STW45NM50 die Beine umgeformt wurden – bei drei Transistoren (von 20) fielen die Leitungen buchstäblich ab, als ich versuchte, sie so zu biegen, dass sie auf meine Platine passen. Aber der Preis war zu lächerlich, um durch irgendetwas beleidigt zu werden – 20 Stück für 780 Rubel. Diese Transistoren werden heute als Ersatztransistoren verwendet – das Gehäuse wird bis zum Anschluss gekürzt, die Drähte werden angelötet und mit Epoxidkleber gefüllt. Einer lebt noch, zwei Jahre sind vergangen.

Das Problem mit Leistungstransistoren ist noch offen, aber für jedes Schweißgerät werden Anschlüsse für den Elektrodenhalter benötigt. Die Suche war langwierig und recht aktiv. Die Sache ist, dass der Preisunterschied sehr verwirrend ist. Doch zunächst zur Kennzeichnung von Anschlüssen für das Schweißgerät. Ali verwendet europäische Markierungen (naja, so schreiben sie es), also tanzen wir nach ihren Markierungen. Ein schicker Tanz wird zwar nicht funktionieren – diese Anschlüsse sind auf verschiedene Kategorien verteilt, von USB-Anschlüssen über LÖTFLACKEN bis hin zu ANDEREN.

Und was den Namen der Anschlüsse angeht, ist nicht alles so reibungslos, wie wir es gerne hätten ... Ich war SEHR überrascht, als ich DKJ35-50 in die Suchleiste von Google Chrome und dem WIN XP-Betriebssystem eingegeben habe und KEINE ERGEBNISSE erhalten habe, aber Dieselbe Abfrage im selben Google Chrome, aber WIN 7 lieferte zumindest einige Ergebnisse. Nun, zunächst ein kleines Zeichen:

DKZ	DKL	DKJ
			MAX AKTUELL, A	DURCHMESSER ANTWORT/ STECKER, MM	ABSCHNITT DRÄHTE, 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

Obwohl die Löcher und Stecker der 300-500-Ampere-Anschlüsse gleich sind, können sie tatsächlich unterschiedliche Ströme leiten. Tatsache ist, dass beim Drehen des Steckers das Steckerteil am Ende des Gegenteils anliegt und da die Durchmesser der Enden stärkerer Stecker größer sind, erhält man eine größere Kontaktfläche, sodass der Stecker mehr passieren kann aktuell.

Auf der Suche nach Anschlüssen für Schweißmaschinen
SUCHE DKJ10-25	SUCHE DKJ35-50	SUCHE DKJ50-70
SOWOHL IM EINZELHANDEL ALS AUCH IN SETS VERKAUFT

Ich habe vor einem Jahr DKJ10-25-Steckverbinder gekauft und dieser Verkäufer führt sie nicht mehr. Erst vor ein paar Tagen habe ich ein Paar DKJ35-50 bestellt. Ich kaufte es. Stimmt, ich musste es dem Verkäufer zuerst erklären - in der Beschreibung steht, dass der Draht 35-50 mm2 groß ist und auf dem Foto 10-25 mm2. Der Verkäufer versicherte, dass es sich um Anschlüsse für 35-50 mm2-Draht handelt. Wir werden sehen, was er schickt – wir haben Zeit zum Warten.
Sobald die erste Version des Schweißgeräts die Tests besteht, werde ich mit dem Zusammenbau der zweiten Version mit einem deutlich größeren Funktionsumfang beginnen. Ich werde nicht bescheiden sein – ich benutze jetzt seit mehr als sechs Monaten ein Schweißgerät AuroraPRO INTER WIG 200 AC/DC PULSE(Es gibt genau das gleiche namens „CEDAR“). Das Gerät gefällt mir sehr gut und seine Fähigkeiten haben einfach einen Sturm der Freude ausgelöst.

Bei der Beherrschung des Schweißgeräts sind jedoch mehrere Mängel aufgetreten, die ich gerne beseitigen möchte. Ich werde nicht näher darauf eingehen, was mir genau nicht gefallen hat, da das Gerät wirklich nicht schlecht ist, aber ich will mehr. Deshalb habe ich tatsächlich angefangen, ein eigenes Schweißgerät zu entwickeln. Das Gerät vom Typ Barmaley wird ein Trainingsgerät sein, und das nächste muss das bestehende Aurora übertreffen.

WIR BESTIMMEN DAS PRINZIPDIAGRAMM DER SCHWEISSMASCHINE

Nachdem wir uns alle Schaltungsoptionen angesehen haben, die Aufmerksamkeit verdienen, beginnen wir mit dem Zusammenbau unserer eigenen Schweißmaschine. Zuerst müssen Sie sich für einen Leistungstransformator entscheiden. Ich werde keine W-förmigen Ferrite kaufen – Ferrite von Netztransformatoren sind erhältlich und davon gibt es ziemlich viele. Aber die Form dieses Kerns ist ziemlich eigenartig und die magnetische Permeabilität ist darauf nicht angegeben ...
Sie müssen mehrere Testmessungen durchführen, nämlich einen Rahmen für einen Kern herstellen, etwa fünfzig Windungen darauf wickeln und diesen Rahmen auf die Kerne legen und diejenigen mit möglichst gleicher Induktivität auswählen. Auf diese Weise werden Kerne ausgewählt, aus denen ein gemeinsamer Kern bestehend aus mehreren Magnetkernen zusammengesetzt wird.
Als nächstes müssen Sie herausfinden, wie viele Windungen auf die Primärwicklung gewickelt werden müssen, damit der Kern nicht in die Sättigung gerät und die maximale Gesamtleistung nutzt.
Dazu können Sie den Artikel von Biryukov S.A. (DOWNLOAD) verwenden oder auf der Grundlage des Artikels Ihren eigenen Stand bauen, um die Sättigung des Kerns zu testen. Die zweite Methode ist für mich vorzuziehen – für diesen Ständer verwende ich die gleiche Mikroschaltung wie für das Schweißgerät – UC3845. Dies ermöglicht es mir zunächst, den Mikroschaltkreis persönlich zu „berühren“, die Einstellbereiche zu überprüfen und durch den Einbau einer Buchse für Mikroschaltkreise in den Ständer diese Mikroschaltkreise unmittelbar vor dem Einbau in das Schweißgerät zu überprüfen.
Wir werden das folgende Diagramm zusammenstellen:

Hier ist eine fast klassische UC3845-Verbindungsschaltung. VT1 enthält einen Spannungsstabilisator für die Mikroschaltung selbst, da der Versorgungsspannungsbereich des Ständers selbst recht groß ist. Jeder VT1 in einem TO-220-Gehäuse mit einem Strom von 1 A und einer K-E-Spannung über 50 V.
Apropos Versorgungsspannungen: Sie benötigen ein Netzteil mit einer Spannung von mindestens 20 Volt. Die maximale Spannung beträgt nicht mehr als 42 Volt – dies ist immer noch eine sichere Spannung für Arbeiten mit bloßen Händen, obwohl es besser ist, 36 Volt nicht zu überschreiten. Das Netzteil muss einen Strom von mindestens 1 Ampere liefern, d.h. eine Leistung von 25 W und mehr haben.
Hierbei ist zu bedenken, dass dieser Stand nach dem Booster-Prinzip arbeitet, die Gesamtspannung der Zenerdioden VD3 und VD4 sollte also mindestens 3-5 Volt höher sein als die Versorgungsspannung. Es wird dringend empfohlen, die Differenz um mehr als 20 Volt zu überschreiten.
Als Stromversorgung für den Ständer können Sie ein Autoladegerät mit klassischem Transformator verwenden. Vergessen Sie nicht, am Ladeausgang ein Paar 1000-μF-50-V-Kondensatoren anzubringen. Wir stellen den Ladestromregler auf Maximum – die Schaltung benötigt nicht mehr als nötig.
Wenn Sie kein passendes Netzteil haben und es nichts zum Zusammenbauen gibt, können Sie ein fertiges Netzteil erwerben. Sie können eines im Kunststoffgehäuse oder ein Metallgehäuse wählen. Preis ab 290 Rubel.
Der Transistor VT2 dient zur Regelung der der Induktivität zugeführten Spannung, VT3 erzeugt Impulse an der untersuchten Induktivität und VT4 fungiert als Gerät, das die Induktivität, sozusagen eine elektronische Last, entmagnetisiert.
Widerstand R8 ist die Umwandlungsfrequenz und R12 ist die Spannung, die der Induktivität zugeführt wird. Ja, ja, genau die Drossel, denn obwohl wir keine Sekundärwicklung haben, ist dieses Teil des Transformators nichts anderes als eine ganz gewöhnliche Drossel.
Die Widerstände R14 und R15 messen – mit R15 steuert die Mikroschaltung den Strom und mit beiden wird die Form des Spannungsabfalls überwacht. Zwei Widerstände werden verwendet, um die Abfallspannung zu erhöhen und die Speicherbereinigung durch das Oszilloskop zu reduzieren – Anschluss X2.
Die zu prüfende Drossel wird an die Klemmen X3 und die Versorgungsspannung des Stativs an die Klemmen X4 angeschlossen.
Das Diagramm zeigt, was ich zusammengebaut habe. Diese Schaltung hat jedoch einen eher unangenehmen Nachteil: Die Spannung nach dem Transistor VT2 hängt stark von der Last ab, daher habe ich bei meinen Messungen die Position des R12-Motors verwendet, bei der der Transistor vollständig geöffnet ist. Wenn Sie sich an diese Schaltung erinnern, empfiehlt es sich, anstelle eines Feldreglers einen parametrischen Spannungsregler zu verwenden, z. B. so:

Ich werde mit diesem Ständer nichts anderes machen – ich habe einen LATR und kann die Versorgungsspannung des Ständers einfach ändern, indem ich einen gewöhnlichen Testtransformator über den LATR anschließe. Das Einzige, was ich hinzufügen musste, war ein Ventilator. VT4 arbeitet im linearen Modus und erwärmt sich recht schnell. Um den gemeinsamen Kühler nicht zu überhitzen, habe ich einen Lüfter und Begrenzungswiderstände eingebaut.

Die Logik hier ist ganz einfach: Ich gebe die Parameter des Kerns ein, führe die Berechnung für den Konverter auf IR2153 durch und stelle die Ausgangsspannung gleich der Ausgangsspannung meines Netzteils ein. Daher müssen für zwei Ringe K45x28x8 für die Sekundärspannung 12 Windungen gewickelt werden. Motaems...

Wir beginnen mit der Mindestfrequenz – Sie müssen sich keine Sorgen über eine Überlastung des Transistors machen – der Strombegrenzer funktioniert. Wir stehen mit einem Oszilloskop an den Klemmen X1, erhöhen schrittweise die Frequenz und beobachten folgendes Bild:

Als nächstes erstellen wir in Excel einen Anteil, um die Anzahl der Windungen in der Primärwicklung zu berechnen. Das Ergebnis wird erheblich von den Berechnungen im Programm abweichen, wir gehen jedoch davon aus, dass das Programm sowohl die Pausenzeit als auch den Spannungsabfall an Leistungstransistoren und Gleichrichterdioden berücksichtigt. Darüber hinaus führt eine Erhöhung der Windungszahl nicht zu einer proportionalen Erhöhung der Induktivität – es besteht eine quadratische Abhängigkeit. Daher führt eine Erhöhung der Windungszahl zu einem deutlichen Anstieg der induktiven Reaktanz. Auch Programme berücksichtigen dies. Wir werden nicht viel anders machen – um diese Parameter in unserer Tabelle zu korrigieren, führen wir eine Verringerung der Primärspannung um 10 % ein.
Als nächstes konstruieren wir einen zweiten Anteil, anhand dessen sich die erforderliche Windungszahl für Sekundärspannungen berechnen lässt.
Vor den Proportionen mit der Windungszahl gibt es noch zwei weitere Tafeln, mit denen man die Windungszahl und die Induktivität der Ausgangsdrossel des Schweißgeräts berechnen kann, was bei diesem Gerät auch recht wichtig ist.

In dieser Datei liegen die Proportionen bei BLATT 2, An BLATT1 Berechnungen von Schaltnetzteilen für ein Video über Berechnungen in Excel. Ich habe mich entschieden, den Zugang doch freizugeben. Das betreffende Video ist hier:

Eine Textversion zum Zusammenstellen dieser Tabelle und der anfänglichen Formeln.

Wir haben die Berechnungen abgeschlossen, aber es blieb ein Wurmloch übrig – das Design des Standes, so einfach wie drei Kopeken, zeigte durchaus akzeptable Ergebnisse. Kann ich einen vollwertigen Stand aufbauen, der direkt über das 220-Netzwerk betrieben wird? Die galvanische Verbindung zum Netzwerk ist jedoch nicht sehr gut. Und die durch die Induktivität angesammelte Energie mithilfe eines linearen Transistors zu entfernen, ist auch nicht sehr gut – Sie benötigen einen SEHR leistungsstarken Transistor mit einem RIESIGEN Kühlkörper.
Okay, du musst nicht viel nachdenken...

Wir scheinen herausgefunden zu haben, wie wir die Sättigung des Kerns herausfinden können. Wählen wir den Kern selbst aus.
Es wurde bereits erwähnt, dass ich persönlich zu faul bin, W-förmige Ferrite zu suchen und zu kaufen, also hole ich meine Ferritschachtel aus Netztransformatoren heraus und wähle Ferrite gleicher Größe aus. Dann mache ich einen Dorn speziell für einen Kern und wickle 30-40 Windungen darauf – je mehr Windungen, desto genauer sind die Ergebnisse der Induktivitätsmessung. Ich muss die gleichen Kerne wählen.
Nachdem ich die resultierenden zu einer W-förmigen Struktur gefaltet habe, mache ich einen Dorn und wickle eine Testwicklung. Nach einer Neuberechnung der Anzahl der Windungen des Primärteils stellt sich heraus, dass die Gesamtleistung nicht ausreicht - Barmalei enthält 18-20 Windungen des Primärteils. Ich nehme größere Kerne – Reste einiger alter Rohlinge – und ein paar Stunden Dummheit beginnen – ich prüfe die Kerne nach der im ersten Teil des Artikels beschriebenen Methode, die Anzahl der Windungen ist sogar größer als die eines Quad-Cores , aber ich habe sechs Sätze verwendet und die Größe ist viel größer ...
Ich beschäftige mich mit den Berechnungsprogrammen von „Old Man“ – alias Denisenko. Für alle Fälle fahre ich einen Doppelkern Ш20х28. Die Berechnung zeigt, dass bei einer Frequenz von 30 kHz die Anzahl der Windungen der Primärwicklung 13 beträgt. Ich gebe zu, dass die „zusätzlichen“ Windungen gewickelt werden, um eine 100-prozentige Sättigung zu verhindern, und dass die Lücke auch ausgeglichen werden muss.

Bevor ich meine neuen Kerne vorstelle, berechne ich die Fläche der runden Kanten des Kerns neu und leite daraus die Werte für die vermeintlich rechteckigen Kanten ab. Ich mache die Berechnung für eine Brückenschaltung, da in einem Eintaktwandler ALLE verfügbaren Primärspannungen anliegen. Scheint alles zu passen – aus diesen Kernen kann man ca. 6000 W herausholen.

Unterwegs stellt sich heraus, dass in den Programmen ein Fehler vorliegt – völlig identische Daten für die Kerne in den beiden Programmen führen zu unterschiedlichen Ergebnissen – ExcellentIT 3500 und ExcellentIT_9 senden unterschiedliche Leistungen des resultierenden Transformators. Der Unterschied beträgt mehrere hundert Watt. Die Windungszahl der Primärwicklung ist zwar gleich. Wenn jedoch die Anzahl der Windungen des Primärteils gleich ist, sollte die Gesamtleistung gleich sein. Schon wieder eine Stunde erhöht Dummheit.
Um Besucher nicht zu zwingen, nach Starichkas Programmen zu suchen, sammelte er sie in einer Sammlung und verpackte sie in einem Archiv, das HERUNTERGELADEN werden kann. Im Archiv befinden sich fast alle vom alten Mann erstellten Programme, die wir finden konnten. Ich habe auch in irgendeinem Forum eine ähnliche Sammlung gesehen, weiß aber nicht mehr, welche.
Um das aufgetretene Problem zu lösen, lese ich Biryukovs Artikel noch einmal ...
Ich schalte das Oszilloskop auf den Widerstand im Quellkreis und beobachte Veränderungen in der Form des Spannungsabfalls über verschiedene Induktivitäten.
Bei kleinen Induktivitäten gibt es tatsächlich einen Knick in der Form des Spannungsabfalls am Quellwiderstand, bei einem Quad-Core von TDKS ist er jedoch mindestens bei einer Frequenz von 17 kHz, mindestens bei 100 kHz linear.
Prinzipiell kann man Daten aus Rechnerprogrammen nutzen, allerdings wurden an den Stand Hoffnungen gesetzt und diese scheiterten wirklich.
Ich drehe die Windungen am Getriebekern langsam zurück und lasse ihn auf dem Ständer laufen, wobei ich die Veränderungen in den Oszillogrammen beobachte. Echt Blödsinn! Der Strom wird durch den Ständer begrenzt, noch bevor sich die Spannungskurve zu verbiegen beginnt...
Mit wenig Aufwand geht das nicht – selbst wenn man die Strombegrenzung auf 1A erhöht, ist der Spannungsabfall am Quellwiderstand immer noch linear, aber es entsteht ein Muster – bei Erreichen einer bestimmten Frequenz schaltet die Strombegrenzung ab und der Impuls Die Dauer beginnt sich zu ändern. Allerdings ist die Induktivität für diesen Ständer zu hoch...
Jetzt muss ich nur noch meinen Verdacht überprüfen und eine Testwicklung mit 220 Volt aufziehen und ...
Ich nehme mein Monster aus dem Regal – ich habe es schon lange nicht mehr benutzt.

Beschreibung dieses Ständers mit Zeichnung einer Leiterplatte.
Ich verstehe vollkommen, dass der Zusammenbau eines solchen Ständers zum Zwecke der Montage einer Schweißmaschine eine ziemlich arbeitsintensive Aufgabe ist, daher sind die angegebenen Messergebnisse nur ein Zwischenergebnis, um zumindest eine Vorstellung davon zu haben, was Kerne sein können verwendet und wie. Darüber hinaus werde ich während des Montageprozesses, wenn die Leiterplatte für das Arbeitsschweißgerät fertig ist, die Ergebnisse dieser Messungen noch einmal überprüfen und versuchen, eine Methode zum fehlerfreien Wickeln eines Leistungstransformators mit der fertigen zu entwickeln Platine als Prüfstand. Ein kleiner Ständer ist zwar durchaus funktionsfähig, allerdings nur für kleine Induktivitäten. Sie können natürlich versuchen, mit der Anzahl der Windungen zu spielen und sie auf 2 oder 3 zu reduzieren, aber selbst die Umkehrung der Magnetisierung eines so massiven Kerns erfordert viel Energie und Sie kommen mit einer 1-A-Stromversorgung nicht durch . Die Technik mit dem Ständer wurde mit einem traditionellen, in der Mitte gefalteten Kern Ш16x20 erneut überprüft. Für alle Fälle wurden die Abmessungen der W-förmigen inländischen Kerne und der empfohlene Ersatz durch importierte Kerne hinzugefügt.
Obwohl die Situation mit den Kernen klarer geworden ist, werden die Ergebnisse für alle Fälle noch einmal an einem Einzyklus-Wechselrichter überprüft.

Beginnen wir in der Zwischenzeit mit der Herstellung eines Kabelbaums für den Transformator des Schweißgeräts. Sie können ein Tourniquet anfertigen oder ein Klebeband aufkleben. Bänder haben mir schon immer besser gefallen – in der Arbeitsintensität sind sie den Bündeln natürlich überlegen, aber die Wickeldichte ist viel höher. Daher ist es möglich, die Spannung im Draht selbst zu reduzieren, d. h. Berücksichtigen Sie bei der Berechnung nicht 5 A/mm2, wie es bei solchen Spielzeugen üblich ist, sondern beispielsweise 4 A/mm2. Dies wird das thermische Regime erheblich erleichtern und es höchstwahrscheinlich ermöglichen, einen PV von 100 % zu erhalten.
PV ist einer der wichtigsten Parameter von Schweißmaschinen, PV ist P Dauer IN Einschlüsse, d.h. Zeit des kontinuierlichen Schweißens bei Strömen nahe dem Maximum. Beträgt die Einschaltdauer 100 % bei Maximalstrom, wird das Schweißgerät automatisch in die Profi-Kategorie überführt. Übrigens beträgt die PV selbst bei vielen Profis nur dann 100 %, wenn der Ausgangsstrom 2/3 des Maximums beträgt. Sie sparen Kühlsysteme, aber ich denke, ich werde mir eine Schweißmaschine bauen, damit ich mir viel größere Kühlflächen für Halbleiter leisten kann und dem Transformator ein einfacheres thermisches Regime verschaffen kann ...

Ich habe kürzlich einen Schweißinverter von Barmaley zusammengebaut, für einen maximalen Strom von 160 Ampere, eine Single-Board-Version. Dieses Schema ist nach seinem Autor Barmaley benannt. Hier ist der Schaltplan und die PCB-Datei.

Wechselrichterschaltung zum Schweißen

Wechselrichterbetrieb: Strom aus einem einphasigen 220-Volt-Netz wird gleichgerichtet, durch Kondensatoren geglättet und Transistorschaltern zugeführt, die Gleichspannung in hochfrequente Wechselspannung umwandeln, die einem Ferrittransformator zugeführt wird. Dank der hohen Frequenz reduzieren wir die Abmessungen des Powertrance und verwenden daher Ferrit statt Eisen. Als nächstes kommt ein Abwärtstransformator, gefolgt von einem Gleichrichter und einer Drossel.

Oszillogramme zur Ansteuerung von Feldeffekttransistoren. Ich habe es an einer Zenerdiode ks213b ohne Leistungsschalter, Füllfaktor 43 und Frequenz 33 gemessen.

In seiner Version Power-Tasten IRG4PC50U durch modernere ersetzt IRGP4063DPBF. Ich habe die ks213b-Zenerdiode durch zwei 15-Volt-1,3-Watt-Zenerdioden ersetzt, die Rücken an Rücken geschaltet sind, da das vorherige ks213b-Gerät etwas heiß wurde. Nach dem Austausch verschwand das Problem sofort. Alles andere bleibt wie im Diagramm.

Dies ist ein Oszillogramm des Kollektor-Emitters des unteren Schalters (gemäß Diagramm). Bei Stromversorgung mit 310 Volt über eine 150-Watt-Lampe. Das Oszilloskop kostet 5 Volt-Teilungen und 5 µs-Teilungen. durch den Divisor multipliziert mit 10.

Der Leistungstransformator ist auf einen Kern gewickelt. B66371-G-X187, N87, E70/33/32 EPCOS Wicklungsdaten: zuerst der Primärboden, der Sekundärboden und wieder die Reste des Primärbodens. Der Draht auf der Primär- und Sekundärseite hat einen Durchmesser von 0,6 mm. Primär - 10 Drähte 0,6 miteinander verdrillt, 18 Windungen (insgesamt). In die erste Reihe passen gerade mal 9 Windungen. Als nächstes legen Sie die Reste des Primärteils beiseite und wickeln 6 Windungen aus 0,6-Draht, in 50 Stücke gefaltet und ebenfalls verdrillt. Und dann wieder die Reste des Primärteils, also 9 Windungen. Vergessen Sie nicht die Zwischenisolierung (ich habe mehrere Lagen Kassenpapier verwendet, 5 oder 6, das machen wir nicht mehr, sonst passt die Wicklung nicht ins Fenster). Jede Schicht wurde mit Epoxidharz imprägniert.

Dann bauen wir alles zusammen, zwischen den Hälften des E70-Ferrits wird ein Spalt von 0,1 mm benötigt und auf die Außenkerne legen wir eine Dichtung aus einem normalen Kassenbon. Wir ziehen alles zusammen und kleben es zusammen.

Ich habe es mit mattschwarzer Farbe besprüht und dann lackiert. Ja, fast hätte ich es vergessen, wenn wir jede Wicklung verdrehen, umwickeln wir sie mit Kreppband – wir isolieren sie sozusagen. Vergessen Sie nicht, den Anfang und das Ende der Wicklungen zu markieren; dies wird für die weitere Phasenausrichtung und Montage nützlich sein. Bei falscher Phasenlage des Transformators kocht das Gerät mit halber Stärke.

Wenn der Wechselrichter an das Netzwerk angeschlossen ist, beginnt das Laden der Ausgangskondensatoren. Der anfängliche Ladestrom ist sehr hoch, vergleichbar mit einem Kurzschluss und kann zum Durchbrennen der Diodenbrücke führen. Ganz zu schweigen davon, dass dies auch für die Klimaanlagen mit Störungen behaftet ist. Um einen so starken Stromsprung beim Einschalten zu vermeiden, sind Kondensatorladebegrenzer eingebaut. In Barmaleys Schaltung sind dies 2 Widerstände mit 30 Ohm und einer Leistung von jeweils 5 Watt, also insgesamt 15 Ohm x 10 Watt. Der Widerstand begrenzt den Ladestrom der Kondensatoren und nach dem Laden können Sie direkt Strom zuführen und diese Widerstände umgehen, was das Relais tut.

Im Schweißgerät nach dem Barmaley-Schema kommt das Relais WJ115-1A-12VDC-S zum Einsatz. Stromversorgung der Relaisspule – 12 Volt Gleichstrom, Schaltlast 20 Ampere, 220 Volt Wechselstrom. In hausgemachten Produkten ist die Verwendung von Kfz-Relais mit 12 Volt und 30 Ampere weit verbreitet. Sie sind zwar nicht für das Schalten von Strömen bis 20 Ampere Netzspannung ausgelegt, dennoch sind sie günstig, erschwinglich und erfüllen ihre Aufgabe voll und ganz.

Als Strombegrenzungswiderstand ist es besser, einen normalen Drahtwiderstand zu verwenden; dieser hält jeder Überlastung stand und ist günstiger als importierte. Zum Beispiel C5-37 V 10 (20 Ohm, 10 Watt, Draht). Anstelle von Widerständen können Sie im Wechselspannungskreis auch strombegrenzende Kondensatoren in Reihe schalten. Zum Beispiel K73-17, 400 Volt, Gesamtkapazität 5-10 µF. Kondensatoren haben eine Kapazität von 3 uF, laden eine Kapazität von 2000 uF in etwa 5 Sekunden auf. Die Berechnung des Kondensatorladestroms erfolgt wie folgt: 1 µF begrenzt den Strom auf 70 Milliampere. Es ergeben sich 3 uF auf dem Niveau von 70x3 = 210 Milliampere.

Schließlich habe ich alles zusammengestellt und gestartet. Die Strombegrenzung wurde auf 165 Ampere festgelegt, nun legen wir den Schweißinverter in ein gutes Gehäuse. Die Kosten für einen selbstgebauten Wechselrichter betragen etwa 2.500 Rubel – ich habe die Teile im Internet bestellt.

Ich habe den Draht von der Umwickelwerkstatt bekommen. Sie können auch das Kabel von den Fernsehgeräten aus dem Entmagnetisierungskreis der Bildröhre entfernen (dies ist fast ein fertiger Sekundärkreis). Der Gashebel wurde aus hergestellt E65, Kupferstreifen 5 mm breit und 2 mm dick - 18 Windungen. Die Induktivität wurde durch Vergrößerung des Abstands zwischen den Hälften auf 84 μH eingestellt; sie betrug 4 mm. Sie können es statt mit einem Streifen auch mit 0,6-mm-Draht bewickeln, die Verlegung ist dann aber schwieriger. Die Primärwicklung des Transformators kann mit einem 1,2-mm-Draht gewickelt werden, ein Satz von 5 Stück mit 18 Windungen. Sie können jedoch auch 0,4-mm-Drähte verwenden, um die Anzahl der Drähte für den von Ihnen benötigten Querschnitt zu berechnen, d. h , 15 Stück 0,4 mm 18 Windungen.

Nachdem ich die Schaltung auf der Platine installiert und eingerichtet habe, baue ich alles zusammen. Barmaley bestand die Tests erfolgreich: Er zog ruhig an den drei und vier Elektroden. Die Strombegrenzung wurde auf 165 Ampere festgelegt. Habe das Gerät zusammengebaut und getestet: Arcee .

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Schematische Darstellung des Werksschweißinverters „Resanta“ (zum Vergrößern anklicken)

Wechselrichterschaltung des deutschen Herstellers FUBAG mit zahlreichen Zusatzfunktionen (zum Vergrößern anklicken)

Ein Beispiel für einen Schaltplan eines Schweißinverters zur Eigenproduktion (zum Vergrößern anklicken)

Der elektrische Schaltplan des Wechselrichtergeräts besteht aus zwei Hauptteilen: dem Leistungsteil und dem Steuerkreis. Das erste Element des Leistungsteils der Schaltung ist eine Diodenbrücke. Die Aufgabe einer solchen Brücke besteht genau darin, Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln.

In dem in der Diodenbrücke aus Wechselstrom umgewandelten Gleichstrom können Impulse auftreten, die geglättet werden müssen. Hierzu wird nach der Diodenbrücke ein Filter aus überwiegend elektrolytischen Kondensatoren eingebaut. Es ist wichtig zu wissen, dass die Spannung, die von der Diodenbrücke ausgeht, etwa 1,4-mal größer ist als ihr Wert am Eingang. Bei der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom werden Gleichrichterdioden sehr heiß, was ihre Leistung erheblich beeinträchtigen kann.

Um sie und andere Elemente des Gleichrichters vor Überhitzung zu schützen, werden in diesem Teil des Stromkreises Heizkörper eingesetzt. Darüber hinaus ist an der Diodenbrücke selbst eine Thermosicherung angebracht, deren Aufgabe es ist, die Stromversorgung abzuschalten, wenn sich die Diodenbrücke auf eine Temperatur von mehr als 80–90 Grad erwärmt hat.

Hochfrequente Störungen, die beim Betrieb des Wechselrichtergeräts entstehen, können über dessen Eingang in das Stromnetz gelangen. Um dies zu verhindern, ist vor dem Gleichrichterblock des Stromkreises ein elektromagnetischer Verträglichkeitsfilter installiert. Ein solcher Filter besteht aus einer Drossel und mehreren Kondensatoren.

Der Wechselrichter selbst, der Gleichstrom in Wechselstrom, jedoch mit einer viel höheren Frequenz, umwandelt, ist aus Transistoren in einer „Schrägbrücken“-Schaltung aufgebaut. Die Schaltfrequenz von Transistoren, durch die der Wechselstrom erzeugt wird, kann mehrere zehn oder hundert Kilohertz betragen. Der so erhaltene hochfrequente Wechselstrom hat eine rechteckige Amplitude.

Ein hinter der Wechselrichtereinheit installierter Spannungsreduziertransformator ermöglicht es Ihnen, am Ausgang des Geräts einen ausreichend starken Strom zu erhalten, um mit seiner Hilfe Schweißarbeiten effektiv durchführen zu können. Um mit einem Wechselrichtergerät Gleichstrom zu gewinnen, wird dem Abwärtstransformator ein leistungsstarker Gleichrichter nachgeschaltet, der ebenfalls auf einer Diodenbrücke aufgebaut ist.

Schutz- und Steuerelemente des Wechselrichters

Mehrere Elemente in seinem Schaltplan ermöglichen es Ihnen, den Einfluss negativer Faktoren auf den Betrieb des Wechselrichters zu vermeiden.

Um sicherzustellen, dass Transistoren, die Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, während ihres Betriebs nicht durchbrennen, werden spezielle Dämpfungsschaltungen (RC) verwendet. Alle Stromkreisblöcke, die unter hoher Belastung arbeiten und sehr heiß werden, verfügen nicht nur über eine Zwangskühlung, sondern sind auch mit Temperatursensoren verbunden, die ihren Strom abschalten, wenn ihre Heiztemperatur einen kritischen Wert überschreitet.

Da die Filterkondensatoren nach dem Laden einen hohen Strom erzeugen können, der die Wechselrichtertransistoren durchbrennen kann, muss das Gerät mit einem Sanftanlauf ausgestattet sein. Zu diesem Zweck werden Stabilisatoren eingesetzt.

Der Stromkreis eines jeden Wechselrichters verfügt über einen PWM-Controller, der für die Steuerung aller Elemente seines Stromkreises verantwortlich ist. Vom PWM-Controller werden elektrische Signale an einen Feldeffekttransistor und von diesem an einen Trenntransformator gesendet, der gleichzeitig über zwei Ausgangswicklungen verfügt. Der PWM-Controller liefert über andere Elemente des Stromkreises auch Steuersignale an die Leistungsdioden und Leistungstransistoren der Wechselrichtereinheit. Damit der Controller alle Elemente des Stromkreises des Wechselrichters effektiv steuern kann, ist es auch erforderlich, ihm elektrische Signale zuzuführen.

Zur Erzeugung solcher Signale wird ein Operationsverstärker verwendet, dessen Eingang mit dem im Wechselrichter erzeugten Ausgangsstrom versorgt wird. Weichen letztere von den vorgegebenen Parametern ab, erzeugt der Operationsverstärker ein Steuersignal an den Regler. Darüber hinaus empfängt der Operationsverstärker Signale aller Schutzschaltungen. Dies ist notwendig, damit er den Wechselrichter von der Stromversorgung trennen kann, wenn in seinem Stromkreis eine kritische Situation auftritt.

Vor- und Nachteile von Inverter-Schweißgeräten

Die Geräte, die die üblichen Transformatoren ersetzt haben, weisen eine Reihe wesentlicher Vorteile auf.

• Dank einer völlig anderen Herangehensweise an die Bildung und Regulierung des Schweißstroms beträgt das Gewicht solcher Geräte nur 5–12 kg, während Schweißtransformatoren 18–35 kg wiegen.
• Wechselrichter haben einen sehr hohen Wirkungsgrad (ca. 90 %). Dies liegt daran, dass sie deutlich weniger überschüssige Energie für die Erwärmung der Bauteile aufwenden. Schweißtransformatoren werden im Gegensatz zu Wechselrichtergeräten sehr heiß.
• Aufgrund dieser hohen Effizienz verbrauchen Wechselrichter zweimal weniger elektrische Energie als herkömmliche Transformatoren zum Schweißen.
• Die hohe Vielseitigkeit von Invertermaschinen erklärt sich aus der Möglichkeit, mit ihrer Hilfe den Schweißstrom in einem weiten Bereich zu regulieren. Dadurch kann das gleiche Gerät zum Schweißen von Teilen aus unterschiedlichen Metallen sowie zum Schweißen mit unterschiedlichen Technologien verwendet werden.
• Die meisten modernen Wechselrichtermodelle sind mit Optionen ausgestattet, die die Auswirkungen von Schweißfehlern auf den technologischen Prozess minimieren. Zu diesen Optionen zählen insbesondere „Anti-Stick“ und „Arc Force“ (Schnellzündung).
• Die außergewöhnliche Stabilität der dem Schweißlichtbogen zugeführten Spannung wird durch die automatischen Elemente des Wechselrichterstromkreises gewährleistet. In diesem Fall berücksichtigt und glättet die Automatisierung nicht nur Unterschiede in der Eingangsspannung, sondern korrigiert auch Störungen wie die Dämpfung des Schweißlichtbogens durch starken Wind.
• Das Schweißen mit Invertergeräten kann mit jeder Art von Elektrode durchgeführt werden.
• Einige Modelle moderner Schweißinverter verfügen über eine Programmierfunktion, mit der Sie ihre Modi bei der Ausführung einer bestimmten Art von Arbeit genau und schnell konfigurieren können.

Wie jedes komplexe technische Gerät haben Schweißinverter eine Reihe von Nachteilen, die Sie ebenfalls kennen müssen.

• Wechselrichter sind sehr teuer und liegen 20–50 % über den Kosten herkömmlicher Schweißtransformatoren.
• Die anfälligsten und am häufigsten ausfallenden Elemente von Wechselrichtergeräten sind Transistoren, deren Kosten bis zu 60 % des Gesamtpreises des Geräts betragen können. Dementsprechend ist es ein recht teures Unterfangen.
• Aufgrund der Komplexität ihrer elektrischen Schaltung sind Wechselrichter für den Einsatz bei schlechtem Wetter und niedrigen Temperaturen nicht zu empfehlen, was ihren Einsatzbereich stark einschränkt. Um ein solches Gerät unter Feldbedingungen verwenden zu können, muss ein spezieller geschlossener und beheizter Bereich vorbereitet werden.

Bei Schweißarbeiten mit einem Wechselrichter dürfen keine langen Drähte verwendet werden, da diese Störungen verursachen, die den Betrieb des Gerätes negativ beeinflussen. Aus diesem Grund sind die Leitungen für Wechselrichter recht kurz (ca. 2 Meter), was die Schweißarbeiten etwas umständlich macht.

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