Zvárací invertor je pomerne populárne zariadenie, ktoré je potrebné v domácnosti aj v priemyselnom podniku. To nie je prekvapujúce, pretože zdroje energie, ktoré sa používali predtým (meniče, transformátory, usmerňovače), mali veľa nevýhod. Patrí medzi ne hmotnosť a rozmery, vysoká spotreba energie, ale malý rozsah ovládania zváracieho režimu a nízka frekvencia konverzie. Vyrobením zváracieho invertora pomocou tyristorov vlastnými rukami získate výkonný zdroj energie pre potrebnú prácu. To vám tiež pomôže ušetriť veľa peňazí, aj keď to bude stále vyžadovať určité náklady na prácu a materiál.

Zvárací invertor: vlastnosti a funkcie prístroja

Úlohou meniča je premieňať striedavý sieťový prúd na jeho priamy vysokofrekvenčný náprotivok.

To sa deje v niekoľkých fázach. Prúd tečie do jednotky usmerňovača zo siete. Tam sa po transformácii napätie mení zo striedavého na konštantné. A menič vykoná spätnú konverziu, to znamená, že prichádzajúce jednosmerné napätie sa opäť zmení na striedavé, ale s vyššou frekvenciou. Potom sa napätie zníži transformátorom a cez výstupný usmerňovač sa tento parameter zmení na vysokofrekvenčné jednosmerné napätie.

Konštrukcia zváracieho invertora a jeho vlastnosti

Vďaka tomu, že v konštrukcii zariadenia nie sú žiadne ťažké diely, je veľmi kompaktný a ľahký. Zahŕňa nasledujúce komponenty:

Dizajn jednoduchého krížovo spriahnutého meniča.

• invertor;
• sieťové a výstupné usmerňovače;
• škrtiaca klapka;
• vysokofrekvenčný transformátor.

S takýmito strojmi môžu pracovať aj začiatočníci. Používajú sa ako v bežnom živote, tak aj v stavebníctve alebo v autoservisoch. Vďaka úprave prevádzkových režimov môžete variť tenké aj hrubé kovy. A zvýšené podmienky horenia oblúka a tvorby zvaru vám dávajú možnosť zvárať akékoľvek zliatiny, železné a neželezné kovy pomocou zváracích invertorov, s využitím všetkých možných zváracích technológií.

Výhody použitia meniča

V oblasti zváracích zariadení sú takéto zariadenia obzvlášť žiadané kvôli ich mnohým výhodám a výhodám. Vyrobením meniča vlastnými rukami získate:

• schopnosť zvárať zložité neželezné kovy a konštrukčné ocele;
• ochrana pred prehriatím, kolísaním sieťového napätia a prúdovým preťažením;
• vysoká stabilita zváracieho prúdu aj napriek tomu, že napätie môže v sieti kolísať;
• vysoko kvalitný šev;
• Počas zvárania nebude prakticky žiadne rozstrekovanie;
• horenie oblúka bude v danom kľúči stabilizované, aj keď bude pozorovaný vonkajší nepriaznivý vplyv;
• mnoho ďalších užitočných funkcií.

DIY invertorové obvody

Na základe toho, ako je obvod zostavený a ako sa riadi samotný proces konverzie meniča, existuje niekoľko typov zariadení, ktoré sa najčastejšie používajú. Možnosti plného a polovičného mostíka sa vzťahujú na dva okruhy push-pull a „šikmý“ mostík sa vzťahuje na okruh s jedným zdvihom. Úplný mostíkový obvod, nazývaný push-pull, pracuje s bipolárnymi impulzmi. Sú napájané na kľúčové tranzistory (ktoré sú spárované) a zamykajú a otvárajú elektrický obvod.

Invertorový obvod so šikmým mostíkom.

Okruh polovičného mostíka sa bude od predchádzajúcej verzie líšiť v tom, že je zvýšená jeho prúdová spotreba. Tranzistory pracujúce na rovnakom push-pull modeli fungujú ako kľúče. Každý z nich je napájaný polovicou vstupného sieťového napätia. Výkon meniča v porovnaní s prúdom plného mostíka je polovičný. Táto schéma má svoje výhody v zariadeniach s nízkym výkonom. Okrem toho môžete použiť skupinu tranzistorov namiesto jedného veľmi výkonného.

Poslednou možnosťou je „šikmý“ most. Ide o meniče, ktoré fungujú na jednocyklovom princípe. Tu sa budete zaoberať unipolárnymi impulzmi. Súčasné otvorenie tranzistorových spínačov eliminuje možnosť skratu. Ale medzi nevýhody tejto schémy patrí magnetizácia magnetického obvodu transformátora.

Pozrite sa na jeden zo štandardných invertorových obvodov. Toto je dizajn navrhnutý Yu. Negulyaevom. Na zostavenie takéhoto zariadenia doma budete potrebovať vašu túžbu, pripravenosť na prácu a potrebnú základňu prvkov, ktorú môžete nájsť na trhu s rádiom alebo odstrániť zo starých domácich spotrebičov.

Pokyny na zostavenie zariadenia

Štandardný invertorový obvod navrhnutý Yu. Negulyaevom

Vezmite 6 mm duralovú platňu. Pripojte k nemu všetky vodiče a vodiče vyžarujúce teplo. Upozorňujeme, že drôt tu nemusí byť obohnaný tepelne izolačným materiálom. Pomocou starého obvodu (napríklad počítača) nemusíte hľadať tranzistory a tyristory oddelene.

Ďalej si pripravte špeciálny vysokovýkonný ventilátor (môžete použiť aj chladič auta). Prefúkne všetko, vrátane rezonančnej tlmivky. Nezabudnite ho pritlačiť na základňu pomocou rozperného tesnenia.

Ak chcete vyrobiť samotné škrtiace zariadenie, vezmite šesť medených jadier. Môžete ich nájsť na trhu alebo si ich vyrobiť sami z častí nepotrebného starého televízora. Pritlačte diódy k základni obvodu a potom k nim pripojte regulátory napätia a izolačné tesnenia.

Pri inštalácii transformátora izolujte zväzky vodičov pomocou elektrickej pásky alebo fluoroplastovej pásky. Umiestnite vodiče v rôznych smeroch tak, aby sa nedotýkali a nespôsobili poruchy. Na rozšírenie výkonu vášho meniča budete musieť nainštalovať silové pole na tranzistor s efektom poľa. Aby ste to urobili, vezmite medený drôt s prierezom 2 mm. Po pocínovaní ho zabaľte do niekoľkých vrstiev bežnou niťou. Takto ochránite váš vodič pred rôznymi poškodeniami ako pri spájkovaní, tak aj pri zváraní. Na zabezpečenie inštalácie použite izolačné pätky. Takto na ne prenesiete aj záťaž z tranzistorov.

Schéma výkonovej časti s napájacím zdrojom a ovládačmi.

………. Zvárací invertor zobrazený na obrázku je zostavený podľa jednocyklového dopredného prietokového diagramu. Do primárneho vinutia zváracieho transformátora sa pomocou dvoch spínačov privádzajú unipolárne impulzy usmerneného sieťového napätia s náplňou najviac 42 %. Magnetické jadro transformátora podlieha jednostrannej magnetizácii. Počas prestávok medzi impulzmi sa magnetický obvod demagnetizuje v takzvanej súkromnej slučke. Demagnetizačný prúd vďaka reverzne zapojeným diódam vracia magnetickú energiu uloženú v jadre transformátora späť do zdroja a dobíja kondenzátory (2 x 1000 µF x 400 V) pohonu.

………. Pri priamej prevádzke sa energia prenáša do záťaže cez zvárací transformátor a priamo pripojené usmerňovacie diódy (2x150EBU04). Počas pauzy medzi impulzmi je prúd v záťaži udržiavaný vďaka energii akumulovanej v induktore. V tomto prípade je elektrický obvod uzavretý pomocou voľnobežných diód (2x150EBU04). Je dobre známe, že tieto diódy majú väčšiu záťaž ako priame diódy, pretože prúd v pauze tečie dlhšie ako v impulze.

………. Kondenzátor 1200 uF x 250 V pripojený k zváracím drôtom cez odpor 4,3 Ohm zaisťuje presné zapálenie oblúka. Možno je to jedno z úspešných obvodových riešení pre zapaľovanie vo vesmíre.

………. Šikmé mostíky fungujú v režime tvrdého prepínania. Okrem toho je spínací režim samozrejme uľahčený vždy prítomnou zvodovou indukčnosťou zváracieho transformátora. A keďže v čase, keď sú spínače zapnuté, predpokladá sa, že magnetický obvod transformátora je úplne demagnetizovaný, potom v dôsledku nedostatku prúdu v primárnom vinutí môžu byť straty pri zapnutí zanedbané. Strata pri vypnutí je veľmi významná. Na ich zníženie sú paralelne s každým kľúčom inštalované tlmiče RCD.

………. Na zabezpečenie plynulého chodu klávesov sa v chvíľach medzi zapnutím privádza na ich brány záporné napätie vďaka špeciálnemu spínaciemu obvodu ovládača. Každý driver je napájaný z galvanicky oddeleného zdroja (asi 25 V) napájacieho zdroja. Napájacie napätie „horného“ ovládača sa používa na zapnutie relé K1, ktorého kontakty obchádzajú štartovací odpor.

………. Zdroj (klasický low-power flyback) má 3 galvanicky oddelené výstupy. Ak sú diely v dobrom stave, začne okamžite fungovať. Napätie pre ovládače je 23-25V. Na napájanie riadiacej jednotky sa používa napätie 12 V.

………. Pre vstupný usmerňovač, spínače a výstupný usmerňovač musia byť zabezpečené významné chladiče. Prevádzková doba zariadenia bude závisieť od veľkosti týchto radiátorov a intenzity ich fúkania. Pretože zariadenie poskytuje značný zvárací prúd (až 180 A), kľúče musia byť prispájkované na medené platne s hrúbkou 4 mm, potom musia byť tieto „sendviče“ priskrutkované k radiátorom pomocou tepelne vodivej pasty. O tom, ako to urobiť, sa píše.Pri upevnení kľúčov by sedadlo chladiča malo byť dokonale ploché bez triesok alebo dutín. Je žiaduce, aby na mieste pripevnenia kľúčov mal radiátor pevné telo s hrúbkou najmenej 10 mm. Ako ukázala prax, pre lepší odvod tepla nie je potrebné izolovať kľúče radiátora. Je lepšie izolovať radiátor od tela zariadenia. K dúchadlu je potrebné dodať aj transformátor, tlmivku a samozrejme všetky odpory s výkonom 25 a 30W. Zvyšné prvky okruhu nevyžadujú radiátory ani prúdenie vzduchu.

Ovládací blok

Schéma riadiacej jednotky pre celomostový zvárací invertor

………. Riadiaca jednotka je postavená na báze bežného PWM regulátora TL494 využívajúceho jeden regulačný kanál. Tento kanál stabilizuje prúd v oblúku. Aktuálne nastavenie generuje mikrokontrolér pomocou modulu CCP1 v režime PWM na frekvencii približne 75 kHz. Plnenie PWM určí napätie na kondenzátore C1. Veľkosť tohto napätia určuje veľkosť zváracieho prúdu.

………. Mikrokontrolér blokuje aj menič. Ak sa na vstup DT(4) TL494 použije vysoká logická úroveň, impulzy na výstupe Out zmiznú a menič sa zastaví. Výskyt logickej nuly na výstupe RA4 mikrokontroléra povedie k hladkému štartu meniča, to znamená k postupnému zvyšovaniu plnenia impulzov na výstupe Out na maximum. Blokovanie invertorov sa používa v momente zapnutia a pri prekročení teploty radiátorov.

Toto sa stalo v hardvéri. Napájacie zdroje, ovládače a riadiaca jednotka na jednej doske.


. V mojom zariadení sú indikátor a klávesnica pripojené k riadiacej jednotke cez počítačový kábel. Slučka prechádza v tesnej blízkosti radiátorov kľúčov a transformátora. Vo svojej čistej forme takýto dizajn viedol k falošnému stláčaniu klávesov, musel som použiť nasledujúce špeciálne. Opatrenia. Kábel má feritový krúžok K28x16x9. Vlak je skrútený (pokiaľ to jeho dĺžka dovoľuje). Pre klávesnicu a termostaty boli použité prídavné 1,8K pull-up odpory, prepojené 100 pF keramickými kondenzátormi. Tento obvodový dizajn zabezpečil, že klávesnica bola odolná voči šumu a falošné stlačenia kláves boli úplne eliminované.

………. Aj keď môj názor je, že rušeniu do riadiacej jednotky by sa malo zabrániť. K tomu musí byť riadiaca jednotka oddelená od výkonovej časti pevným plechom.

Nastavenie meniča

………. Výkonová časť je stále bez napätia.Predtým testovaný zdroj pripojíme k riadiacej jednotke a zapojíme do siete. Na indikátore sa rozsvietia všetky osmičky, potom sa zopne relé a ak sú kontakty termostatu zopnuté, indikátor ukáže nastavenie prúdu 20 A. Osciloskopom skontrolujeme napätie na vrátkach kľúčov. Mali by existovať obdĺžnikové impulzy s frontami nie väčšími ako 200 ns, frekvenciou 40-50 kHz, napätím 13-15 V v kladnej oblasti a 10 V v zápornej oblasti. Okrem toho v zápornej oblasti by mal byť pulz výrazne dlhší.

………. Ak je všetko tak, zostavíme celý obvod meniča a pripojíme ho k sieti. Na displeji sa najskôr zobrazia osmičky, potom by sa malo zopnúť relé a indikátor ukáže 20 A. Kliknutím na tlačidlá sa snažíme zmeniť aktuálne nastavenie. Zmena nastavenia prúdu by mala proporcionálne zmeniť napätie na kondenzátore C1. Ak po zmene aktuálneho nastavenia nestlačíte tlačidlá dlhšie ako 1 minútu, úloha sa zaznamená do energeticky nezávislej pamäte. Na indikátore sa nakrátko zobrazí správa „REZERVOVAŤ“. Pri ďalšom zapnutí meniča sa aktuálna hodnota príkazu bude rovnať hodnote, ktorá bola zaznamenaná.

………. Ak je všetko tak, nastavíme úlohu na 20 A a na zváracie drôty pripojíme záťažový reostat s odporom 0,5 Ohm. Reostat musí odolať toku prúdu minimálne 60 A. Pripojíme voltmeter magnetoelektrického systém so stupnicou 75 mV na bočné svorky, napríklad zariadenie Ts 4380. Na zaťaženom striedači skúšame zmeniť nastavenie prúdu a pomocou hodnôt voltmetra riadiť prúd. V tomto režime môže reostat vydávať zvuk pripomínajúci zvonenie. Netreba sa toho báť – obmedzenie prúdu funguje. Prúd sa musí meniť proporcionálne k referenčnej hodnote. Aktuálne nastavenie nastavíme na 50 A. Ak hodnoty voltmetra nezodpovedajú 50 A, potom pri vypnutom meniči spájkujeme odpor R1 inej hodnoty. Voľbou odporu R1 zabezpečíme, aby aktuálne nastavenie zodpovedalo meranému.

………. Skontrolujeme fungovanie tepelnej ochrany. Aby sme to dosiahli, prerušíme okruh termostatu. Indikátor zobrazí „EroC“. Impulzy na kľúčových bránach by mali zmiznúť Obnovujeme okruh termostatu. Indikátor by mal ukazovať nastavený prúd. Na kľúčových bránach by sa mali objaviť impulzy. Ich trvanie by sa malo postupne zvyšovať na maximum.

………. Ak je všetko tak, môžete sa pokúsiť zvárať.Po 2-3 minútach zvárania prúdom 120-150 A vypnite menič zo siete a vyhľadajte 2 najhorúcejšie radiátory. Musia nainštalovať ochranné termostaty. Ak je to možné, termostaty sa inštalujú mimo oblasti fúkania.

DIY ZVÁRAČKA

PREHĽAD SCHÉM ZVÁRACIEHO INVERTORA A POPIS PRINCÍPU PREVÁDZKY

Začnime pomerne populárnym zváracím invertorovým obvodom, často nazývaným Bramaleyho obvod. Neviem, prečo bol tento názov pripojený k tejto schéme, ale Barmaleyho zvárací stroj sa často spomína na internete.
Pre invertorový obvod Barmaley existovalo niekoľko možností, ale ich topológia je takmer rovnaká - dopredný prevodník s jedným koncom (z nejakého dôvodu sa často nazýva „šikmý mostík“), riadený ovládačom UC3845.
Keďže tento ovládač je hlavným v tomto okruhu, začnime s princípom jeho fungovania.
Čip UC3845 vyrába niekoľko výrobcov a je súčasťou čipov UC1842, UC1843, UC1844, UC1845, UC2842, UC2843, UC2844, UC2845, UC3842, UC3843, UC3845 zo série čipov, a UC3845.
Mikroobvody sa navzájom líšia v napájacom napätí, pri ktorom sa spúšťajú a samosvorne blokujú, v rozsahu prevádzkových teplôt, ako aj v malých zmenách obvodu, ktoré umožňujú predĺžiť trvanie riadiaceho impulzu v mikroobvodoch XX42 a XX43 na 100%, zatiaľ čo v mikroobvodoch série XX44 a XX45 nemôže trvanie riadiaceho impulzu prekročiť 50%. Pinout mikroobvodov je rovnaký.
Do mikroobvodu je integrovaná prídavná zenerova dióda 34...36 V (v závislosti od výrobcu), čo vám umožňuje nestarať sa o prekročenie napájacieho napätia pri použití mikroobvodu v napájacom zdroji s VEĽMI širokým rozsahom napájacích napätí.
Mikroobvody sú dostupné v niekoľkých typoch balení, čo výrazne rozširuje rozsah použitia

Mikroobvody boli pôvodne navrhnuté ako ovládače na ovládanie vypínača jednocyklového zdroja stredného napájania a tento regulátor bol vybavený všetkým potrebným na zvýšenie jeho vlastnej životnosti a životnosti zdroja, ktorý ovláda. Mikroobvod môže pracovať až do frekvencií 500 kHz, výstupný prúd konečného stupňa budiča je schopný vyvinúť prúd až 1 A, čo vám celkovo umožňuje navrhnúť pomerne kompaktné napájacie zdroje. Bloková schéma mikroobvodu je uvedená nižšie:

Na blokovej schéme je dodatočný spúšťač zvýraznený červenou farbou, ktorá neumožňuje, aby trvanie výstupného impulzu presiahlo 50%. Tento spúšťač je nainštalovaný iba na sériách UCx844 a UCx845.
V mikroobvodoch vyrobených v balíkoch s ôsmimi kolíkmi sú niektoré kolíky kombinované vo vnútri čipu, napríklad VC a Vcc, PWRGND a GROUND.

Typický spínaný napájací obvod pre UC3844 je zobrazený nižšie:

Tento zdroj má nepriamu sekundárnu stabilizáciu napätia, pretože riadi vlastný zdroj energie generovaný NC vinutím. Toto napätie je usmernené diódou D3 a slúži na napájanie samotného mikroobvodu po jeho spustení a po prechode cez delič na R3 ide na vstup chybového zosilňovača, ktorý riadi trvanie riadiacich impulzov výkonového tranzistora.
Keď sa zaťaženie zvyšuje, amplitúda všetkých výstupných napätí transformátora klesá, čo tiež vedie k zníženiu napätia na kolíku 2 mikroobvodu. Logika mikroobvodu zvyšuje trvanie riadiaceho impulzu, v transformátore sa akumuluje viac energie a v dôsledku toho sa amplitúda výstupných napätí vráti na pôvodnú hodnotu. Ak sa záťaž zníži, napätie na kolíku 2 sa zvýši, trvanie riadiacich impulzov sa zníži a amplitúda výstupného napätia sa opäť vráti na nastavenú hodnotu.
Čip má integrovaný vstup na organizáciu ochrany proti preťaženiu. Akonáhle pokles napätia na rezistore obmedzujúcom prúd R10 dosiahne 1 V, mikroobvod vypne riadiaci impulz na hradle výkonového tranzistora, čím obmedzí ním pretekajúci prúd a eliminuje preťaženie napájacieho zdroja. Keď poznáte hodnotu tohto riadiaceho napätia, môžete regulovať pracovný prúd ochrany zmenou hodnoty odporu obmedzujúceho prúd. V tomto prípade je maximálny prúd cez tranzistor obmedzený na 1,8 ampéra.
Závislosť veľkosti pretekajúceho prúdu od hodnoty rezistora sa dá vypočítať pomocou Ohmovho zákona, ale je lenivý zakaždým vziať do ruky kalkulačku, takže po jednom výpočte výsledky výpočtu jednoducho zapíšeme do tabuľky . Dovoľte mi pripomenúť, že potrebujete pokles napätia o jeden volt, preto tabuľka bude uvádzať iba prevádzkový prúd ochrany, hodnoty rezistorov a ich výkon.

Ja, 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

Tieto informácie môžu byť potrebné, ak navrhovaný zvárací stroj je bez prúdového transformátora a riadenie sa bude vykonávať rovnakým spôsobom ako v základnom obvode - pomocou odporu obmedzujúceho prúd v zdrojovom obvode výkonového tranzistora alebo v emitorový obvod, pri použití IGBT tranzistora.
Spínaný napájací obvod s priamou reguláciou výstupného napätia je ponúkaný v datasheete pre čip od Texas Instruments:

Tento obvod riadi výstupné napätie pomocou optočlena, jas LED optočlena určuje nastaviteľná zenerova dióda TL431, ktorá zvyšuje koeficient. stabilizácia.
Do obvodu boli zavedené ďalšie tranzistorové prvky. Prvý napodobňuje systém mäkkého štartu, druhý zvyšuje tepelnú stabilitu využitím prúdu bázy zavedeného tranzistora.
Nebude ťažké určiť vypínací prúd ochrany tohto obvodu - Rcs sa rovná 0,75 Ohm, preto bude prúd obmedzený na 1,3 A.
Predchádzajúci aj tento napájací obvod sú odporúčané v katalógových listoch pre UC3845 od Texas Instruments, v katalógových listoch iných výrobcov je odporúčaný len prvý obvod.
Závislosť frekvencie od hodnôt frekvenčného rezistora a kondenzátora je znázornená na obrázku nižšie:

Otázka môže vzniknúť nedobrovoľne - PREČO SÚ POTREBNÉ TAKÉTO PODROBNOSTI A PREČO SA HOVORÍME O NAPÁJACÍCH JEDNOTKÁCH S VÝKONOM 20...50 WATT??? STRÁNKA BOLA VYHLÁSENÁ AKO POPIS ZVÁRACIEHO STROJA A TU JE NIEKOĽKO ZDROJOV NAPÁJANIA...
Vo veľkej väčšine jednoduchých zváracích strojov sa mikroobvod UC3845 používa ako ovládací prvok a bez znalosti princípu jeho činnosti sa môžu vyskytnúť fatálne chyby, ktoré prispievajú k zlyhaniu nielen lacného mikroobvodu, ale aj pomerne drahého výkonu. tranzistory. Okrem toho sa chystám navrhnúť zvárací stroj a nie hlúpo klonovať obvod niekoho iného, ​​hľadať ferity, ktoré si možno budem musieť kúpiť, aby som mohol replikovať zariadenie niekoho iného. Nie, nie som s tým spokojný, takže berieme existujúci okruh a vylepšujeme ho tak, aby vyhovoval tomu, čo potrebujeme, aby vyhovoval prvkom a feritom, ktoré sú k dispozícii.
Preto bude dosť veľa teórie a niekoľko experimentálnych meraní, a preto sú v tabuľke hodnôt ochranných odporov použité paralelne zapojené odpory (modré polia) a výpočet sa robí pre prúdy väčšie ako 10 ampéroch.
Takže zvárací invertor, ktorý väčšina miest nazýva zvárač Barmaley, má nasledujúcu schému zapojenia:

ZVÝŠIŤ

V ľavej hornej časti schémy je napájací zdroj pre samotný regulátor a v skutočnosti môže byť AKÝKOĽVEK napájací zdroj s výstupným napätím 14...15 voltov a poskytujúcim prúd 1...2 A používané (2 A je preto, aby bolo možné inštalovať výkonnejšie ventilátory - zariadenie používa počítačové ventilátory a podľa schémy sú až 4.
Mimochodom, dokonca sa mi podarilo nájsť zbierku odpovedí na túto zváračku z nejakého fóra. Myslím, že to bude užitočné pre tých, ktorí plánujú čisto klonovať okruh. ODKAZ NA POPIS.
Prúd oblúka sa nastavuje zmenou referenčného napätia na vstupe chybového zosilňovača, ochrana proti preťaženiu je organizovaná pomocou prúdového transformátora TT1.
Samotný regulátor pracuje na tranzistore IRF540. V zásade je tam možné použiť akýkoľvek tranzistor s nie veľmi vysokou energiou hradla Qg (IRF630, IRF640 atď.). Tranzistor je naložený na riadiaci transformátor T2, ktorý priamo dodáva riadiace impulzy na hradla výkonových IGBT tranzistorov.
Aby sa zabránilo zmagnetovaniu riadiaceho transformátora, je vybavený demagnetizačným vinutím IV. Sekundárne vinutia riadiaceho transformátora sú naložené na hradla výkonových tranzistorov IRG4PC50U cez usmerňovač pomocou diód 1N5819. Riadiaci obvod navyše obsahuje tranzistory IRFD123, ktoré vynútia uzavretie výkonovej časti, ktorá sa pri zmene polarity napätia na vinutiach transformátora T2 otvorí a pohltí všetku energiu z hradiel výkonových tranzistorov. Takéto urýchľovače zatvárania uľahčujú aktuálny režim budiča a výrazne skracujú čas zatvárania výkonových tranzistorov, čo následne znižuje ich zahrievanie - čas strávený v lineárnom režime sa výrazne znižuje.
Na uľahčenie prevádzky výkonových tranzistorov a potlačenie impulzného šumu, ktorý sa vyskytuje pri prevádzke indukčnej záťaže, sa používajú reťazce rezistorov 40 Ohm, kondenzátory 4700 pF a diódy HFA15TB60.
Pre finálnu demagnetizáciu jadra a potlačenie samoindukčných emisií sa používa ďalší pár HFA15TB60, inštalovaný vpravo podľa schémy.
Na sekundárnom vinutí transformátora je inštalovaný polvlnový usmerňovač na báze diódy 150EBU02. Dióda je odrušená obvodom s odporom 10 Ohm a kondenzátorom 4700 pF. Druhá dióda slúži na odmagnetizovanie tlmivky DR1, ktorá pri doprednom zdvihu meniča akumuluje magnetickú energiu a počas pauzy medzi impulzmi túto energiu samoindukciou uvoľňuje do záťaže. Na zlepšenie tohto procesu je nainštalovaná prídavná dióda.
Výsledkom je, že výstup meniča nevytvára pulzujúce napätie, ale konštantné napätie s malým zvlnením.
Ďalšou čiastkovou modifikáciou tohto zváracieho stroja je invertorový obvod zobrazený nižšie:

V skutočnosti som sa neponáral do toho, čo bolo komplikované na výstupnom napätí; osobne sa mi páčilo použitie bipolárnych tranzistorov ako uzavretie výkonovej časti. Inými slovami, v tomto uzle možno použiť poľné aj bipolárne zariadenia. V zásade to bolo predvolene naznačené, hlavnou vecou je čo najrýchlejšie zatvoriť výkonové tranzistory a ako to urobiť, je sekundárna otázka. V zásade pri použití výkonnejšieho riadiaceho transformátora sa môžete zaobísť bez uzatváracích tranzistorov - na hradla výkonových tranzistorov stačí priviesť malé záporné napätie.
Vždy som bol však zmätený prítomnosťou riadiaceho transformátora vo zváracom stroji - nemám rád navíjacie časti a ak je to možné, snažím sa bez nich zaobísť. Hľadanie zváracích obvodov pokračovalo a bol vykopaný nasledujúci obvod zváracieho invertoru:

ZVÝŠIŤ

Tento obvod sa líši od predchádzajúcich v neprítomnosti riadiaceho transformátora, pretože k otváraniu a zatváraniu výkonových tranzistorov dochádza pomocou špecializovaných riadiacich mikroobvodov IR4426, ktoré sú zase riadené optočlenmi 6N136.
V tejto schéme je implementovaných niekoľko ďalších dobrôt:
- bol zavedený obmedzovač výstupného napätia vyrobený na optočlene PC817;
- je implementovaný princíp stabilizácie výstupného prúdu - prúdový transformátor sa nepoužíva ako núdzový, ale ako prúdový snímač a podieľa sa na nastavovaní výstupného prúdu.
Táto verzia zváracieho stroja zaručuje stabilnejší oblúk aj pri nízkych prúdoch, pretože pri zväčšovaní oblúka sa prúd začína znižovať a tento stroj zvyšuje výstupné napätie a snaží sa udržať nastavenú hodnotu výstupného prúdu. Jedinou nevýhodou je, že potrebujete prepínač sušienok pre čo najviac pozícií.
Do oka mi padla aj iná schéma zváračky na samovýrobu. Výstupný prúd sa udáva na 250 ampérov, ale to nie je to hlavné. Hlavná vec je použiť ako ovládač pomerne populárny čip IR2110:

ZVÝŠIŤ

Táto verzia zváračky využíva aj obmedzenie výstupného napätia, ale chýba stabilizácia prúdu. Je tu ešte jeden trapas, a to dosť vážny. Ako sa nabíja kondenzátor C30? V zásade by sa počas pauzy malo jadro vopred odmagnetizovať, t.j. Polarita napätia na vinutiach výkonového transformátora sa musí zmeniť a aby tranzistory neodletovali, sú nainštalované diódy D7 a D8. Zdá sa, že krátkodobo by sa na hornej svorke výkonového transformátora malo objaviť napätie o 0,4...0,6 voltu menšie ako je bežný vodič; ide o pomerne krátkodobý jav a existujú určité pochybnosti, že C30 bude mať čas nabíjania. Koniec koncov, ak sa nenabije, horné rameno výkonovej časti sa neotvorí - nebude miesto, odkiaľ by mohlo prísť posilňovacie napätie ovládača IR2110.
Vo všeobecnosti má zmysel sa nad touto témou dôkladnejšie zamyslieť...
Existuje ďalšia verzia zváracieho stroja, vyrobená podľa rovnakej topológie, ale používala domáce diely a vo veľkých množstvách. Schéma zapojenia je uvedená nižšie:

ZVÝŠIŤ

Prvá vec, ktorá vám padne do oka, je napájacia časť – 4 kusy IRFP460 každý. Navyše autor v pôvodnom článku tvrdí, že prvá verzia bola zostavená na IRF740, 6 kusov na rameno. Toto je skutočne „potreba prefíkaného vynálezu“. Tu by ste si mali okamžite zapamätať - v zváracom invertore je možné použiť tranzistory IGBT aj tranzistory MOSFET. Aby sme sa nezamieňali s definíciami a pinoutmi, vyšívame výkres týchto rovnakých tranzistorov:

Okrem toho má zmysel poznamenať, že tento obvod využíva obmedzovanie výstupného napätia a režim stabilizácie prúdu, ktorý je regulovaný premenlivým odporom 47 Ohm - nízky odpor tohto odporu je jedinou nevýhodou tejto implementácie, ale ak želanie, môžete ho nájsť a zvýšenie tohto odporu na 100 ohmov nie je kritické, budete len musieť zvýšiť obmedzujúce odpory.
Pri štúdiu zahraničných stránok ma zaujala iná verzia zváračky. Toto zariadenie má tiež reguláciu prúdu, ale nie je to robené úplne bežným spôsobom. Prúdový riadiaci kolík je na začiatku napájaný predpätím a čím je vyššie, tým menšie napätie je potrebné z prúdového transformátora, tým menej prúdu bude pretekať cez výkonovú časť. Ak je predpätie minimálne, potom na dosiahnutie prevádzkového prúdu obmedzovača bude potrebné vyššie napätie z CT, čo je možné len vtedy, keď cez primárne vinutie transformátora preteká veľký prúd.
Schematický diagram tohto meniča je uvedený nižšie:

ZVÝŠIŤ

V tomto obvode zváracieho stroja sú na výstupe inštalované elektrolytické kondenzátory. Myšlienka je to určite zaujímavá, ale toto zariadenie bude vyžadovať elektrolyty s malým ESR a pri 100 voltoch je dosť problematické nájsť takéto kondenzátory. Preto odmietnem inštalovať elektrolyty a nainštalujem pár kondenzátorov MKP X2 5 µF, ktoré sa používajú v indukčných sporákoch.

ZMONTUJEME VÁŠ ZVÁRACÍ STROJ

VYKUPUJEME DIELY

Predovšetkým hneď poviem, že montáž zváracieho stroja svojpomocne nie je pokusom urobiť stroj lacnejším ako z obchodu, pretože v konečnom dôsledku sa môže ukázať, že zostavený stroj bude drahší ako továrenská jedna. Táto myšlienka má však aj svoje výhody - toto zariadenie je možné zakúpiť na bezúročnú pôžičku, pretože vôbec nie je potrebné kupovať celú sadu dielov naraz, ale nakupovať, keď sa v rozpočte objavia voľné peniaze.
Opäť platí, že štúdium výkonovej elektroniky a vlastná montáž takéhoto meniča poskytuje neoceniteľnú skúsenosť, ktorá vám umožní zostaviť podobné zariadenia a zaostriť ich priamo podľa vašich potrieb. Napríklad zostavte štartovaciu nabíjačku s výstupným prúdom 60-120 A, zostavte zdroj energie pre plazmovú rezačku - hoci je to špecifické zariadenie, je to VEĽMI užitočná vec pre tých, ktorí pracujú s kovom.
Ak sa niekomu zdá, že som spadol do reklamy Ali, tak hneď poviem - áno, robím reklamu Ali, pretože som spokojný s cenou aj kvalitou. S rovnakým úspechom môžem inzerovať krájané bochníky pekárne Ayutinsky, ale kupujem čierny chlieb od Krasno-Sulinského. Dávam prednosť kondenzovanému mlieku a odporúčam vám ho, „Krava z Korenovky“, ale tvaroh je oveľa lepší ako mliekareň Tatsinsky. Takže som pripravený inzerovať všetko, čo som sám vyskúšal a páčilo sa mi.

Na zostavenie zváracieho stroja budete potrebovať ďalšie vybavenie, ktoré je potrebné na zostavenie a nastavenie zváracieho stroja. Aj toto zariadenie stojí nejaké peniaze a ak sa budete skutočne zaoberať výkonovou elektronikou, budete ju potrebovať neskôr, ale ak je montáž tohto zariadenia snahou minúť menej peňazí, pokojne od tejto myšlienky upustite a prejdite na sklad na hotový zvárací invertor.
Drvivú väčšinu komponentov kupujem od Ali. Musíte počkať od troch týždňov do dva a pol mesiaca. Náklady na komponenty sú však oveľa lacnejšie ako v obchode s rádiovými súčiastkami, do ktorého musím ešte cestovať 90 km.
Preto okamžite urobím krátky návod, ako najlepšie kúpiť komponenty na Ali. Dám odkazy na použité diely tak, ako sú uvedené, a dám ich do výsledkov vyhľadávania, pretože je tu možnosť, že o pár mesiacov niektorý predajca nebude mať tento produkt. Pre porovnanie uvediem aj ceny spomínaných komponentov. Ceny budú v čase písania tohto článku v rubľoch, t.j. polovici marca 2017.
Kliknutím na odkaz na výsledky vyhľadávania je potrebné v prvom rade poznamenať, že triedenie sa vykonáva podľa počtu nákupov konkrétneho produktu. Inými slovami, už máte možnosť presne vidieť, koľko z tohto produktu konkrétny predajca predal a aké hodnotenia na tieto produkty získal. Snaha o nízku cenu nie je vždy správna - čínski podnikatelia sa snažia predať VŠETKY produkty, takže niekedy sú prvky preznačené, ako aj prvky po demontáži. Preto sa pozrite na počet recenzií o produkte.

Ak sú rovnaké komponenty k dispozícii za atraktívnejšiu cenu, ale počet predajov od tohto predajcu nie je veľký, potom má zmysel venovať pozornosť celkovému počtu pozitívnych recenzií o predajcovi.

Má zmysel venovať pozornosť fotografiám - prítomnosť fotografie samotného produktu naznačuje zodpovednosť predajcu. A na fotografii môžete jasne vidieť, aké značky existujú, často to pomáha - na fotografii sú viditeľné laserové a farebné značky. Kúpim výkonové tranzistory s laserovými značkami, ale kúpil som si IR2153 s označením farby - mikroobvody fungujú.
Ak sa vyberú výkonové tranzistory, tak dosť často nepohrdnem tranzistormi z demontáže - väčšinou majú pomerne slušný cenový rozdiel a na zariadenie, ktoré si zložíte sami, môžete použiť diely s kratšími nohami. Nie je ťažké rozlíšiť detaily ani z fotografie:

Tiež som niekoľkokrát narazil na jednorazové akcie - predajcovia bez hodnotenia vo všeobecnosti ponúkali niektoré komponenty na predaj za VEĽMI smiešne ceny. Samozrejme, nákup sa uskutočňuje na vlastné nebezpečenstvo a riziko. Urobil som však pár nákupov u podobných predajcov a oba boli úspešné. Naposledy som kúpil kondenzátory MKP X2 5 µF za 140 rubľov, 10 kusov.

Objednávka prišla pomerne rýchlo - niečo cez mesiac, 9 kusov 5 µF a jeden presne rovnakej veľkosti na 0,33 µF 1200 V. Spor som neotvoril - mám všetky kapacity pre indukčné hračky na 0,27 µF a ako by som dokonca potreboval 0,33 uF. A cena je príliš smiešna. Skontroloval som všetky nádoby - fungovali, chcel som si objednať ďalšie, ale už tam bol nápis - PRODUKT UŽ NIE JE DOSTUPNÝ.
Predtým som niekoľkokrát rozobral IRFPS37N50, IRGP20B120UD, STW45NM50. Všetky tranzistory sú v dobrom funkčnom stave, jediné, čo bolo trochu sklamaním, bolo, že na STW45NM50 boli prelisované nožičky - na troch tranzistoroch (z 20) mi doslova odpadli vývody, keď som sa ich snažil ohnúť, aby sa zmestili na moju dosku. Ale cena bola príliš smiešna na to, aby ju niečo urazilo - 20 kusov za 780 rubľov. Tieto tranzistory sa teraz používajú ako náhradné tranzistory - puzdro je vyrezané na svorku, vodiče sú spájkované a naplnené epoxidovým lepidlom. Jeden ešte žije, prešli dva roky.

Problém s výkonovými tranzistormi je stále otvorený, ale konektory pre držiak elektródy budú potrebné pre akýkoľvek zvárací stroj. Hľadanie bolo dlhé a dosť aktívne. Ide o to, že rozdiel v cene je veľmi mätúci. Najprv však o označovaní konektorov pre zvárací stroj. Ali používa európske značenie (no, tak to píšu), takže budeme tancovať z ich značiek. Je pravda, že elegantný tanec nebude fungovať - ​​tieto konektory sú rozptýlené v rôznych kategóriách, od konektorov USB, BLOW TORCHES až po OTHER.

A pokiaľ ide o názov konektorov, nie je všetko také hladké, ako by sme chceli... Bol som VEĽMI prekvapený, keď som do vyhľadávacieho panela v prehliadači Google Chrome a OS WIN XP zadal DKJ35-50 a nezískal som ŽIADNE VÝSLEDKY, ale rovnaký dopyt v rovnakom prehliadači Google Chrome, ale WIN 7 priniesol aspoň nejaké výsledky. Najprv malé znamenie:

DKZ	DKL	DKJ
			MAX AKTUÁLNY, A	PRIEMER ODPOVEĎ/ ZÁSTRČKA, MM	ODDIEL DRÔTY, MM2
10-25 DKZ	DKL10-25	10-25 DKJ	200	9	10-25
35-50 DKZ	DKL35-50	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

Napriek skutočnosti, že otvory a zástrčky 300-500 ampérových konektorov sú rovnaké, v skutočnosti sú schopné viesť rôzne prúdy. Faktom je, že pri otáčaní konektora sa zástrčková časť opiera o koniec protikusu a keďže priemery koncov výkonnejších konektorov sú väčšie, získa sa väčšia kontaktná plocha, takže konektor je schopný prejsť viac prúd.

HĽADANIE KONEKTOROV PRE ZVÁRACIE STROJE
HĽADAŤ DKJ10-25	HĽADAŤ DKJ35-50	HĽADAŤ DKJ50-70
PREDÁVANÉ AJ MALOOBCHOD AJ V SÚPRAVÁCH

Konektory DKJ10-25 som kupil pred rokom a tento predajca ich uz nema. Len pred pár dňami som si objednal pár DKJ35-50. Kúpil som to. Je pravda, že som musel najprv vysvetliť predajcovi - popis hovorí, že drôt je 35-50 mm2 a na fotografii je 10-25 mm2. Predajca ubezpečil, že ide o konektory pre drôt 35-50 mm2. Uvidíme, čo pošle - je čas čakať.
Hneď ako prvá verzia zváracieho stroja prejde testami, začnem zostavovať druhú verziu s oveľa väčšou sadou funkcií. Nebudem skromný - už viac ako šesť mesiacov používam zváračku AuroraPRO INTER TIG 200 AC/DC PULSE(existuje presne ten istý s názvom „CEDAR“). Zariadenie sa mi veľmi páči a jeho schopnosti jednoducho vyvolali búrku potešenia.

Ale v procese zvládnutia zváračky sa objavilo niekoľko nedostatkov, ktoré by som chcel odstrániť. Nebudem sa podrobne zaoberať tým, čo sa mi nepáčilo, pretože zariadenie naozaj nie je zlé, ale chcem viac. Preto som vlastne začal vyvíjať vlastný zvárací stroj. Zariadenie typu Barmaley bude tréningovým zariadením a ďalšie bude musieť prekonať existujúcu Auroru.

STANOVUJEME PRINCÍPOVÝ SCHÉMA ZVÁRACIEHO STROJA

Keď sme sa teda pozreli na všetky možnosti obvodov, ktoré si zaslúžia pozornosť, začnime s montážou vlastného zváracieho stroja. Najprv sa musíte rozhodnúť pre výkonový transformátor. Nebudem kupovať ferity v tvare w - dostupné sú ferity z linkových transformátorov a tých istých je pomerne veľa. Ale tvar tohto jadra je dosť zvláštny a magnetická permeabilita na nich nie je vyznačená...
Budete musieť urobiť niekoľko testovacích meraní, konkrétne vyrobiť rám pre jedno jadro, namotať naň asi päťdesiat závitov a po nasadení tohto rámu na jadrá vybrať tie s rovnakou indukčnosťou. Týmto spôsobom sa vyberú jadrá, ktoré sa použijú na zostavenie spoločného jadra pozostávajúceho z niekoľkých magnetických jadier.
Ďalej budete musieť zistiť, koľko závitov je potrebné navinúť na primárne vinutie, aby jadro neprešlo do saturácie a využilo maximálny celkový výkon.
Na tento účel môžete použiť článok od Biryukov S.A. (STIAHNUŤ), alebo si na základe článku postaviť vlastný stojan na testovanie nasýtenia jadra. Pre mňa je vhodnejšia druhá metóda - pre tento stojan používam rovnaký mikroobvod ako pre zvárací stroj - UC3845. V prvom rade mi to umožní „dotknúť sa“ mikroobvodu osobne, skontrolovať rozsahy nastavenia a nainštalovaním zásuvky pre mikroobvody do stojana budem môcť tieto mikroobvody skontrolovať bezprostredne pred ich inštaláciou do zváračky.
Zostavíme nasledujúci diagram:

Tu je takmer klasický spojovací obvod UC3845. VT1 obsahuje stabilizátor napätia pre samotný mikroobvod, pretože rozsah napájacích napätí samotného stojana je pomerne veľký. Akýkoľvek VT1 v balení TO-220 s prúdom 1 A a napätím K-E nad 50 V.
Keď už hovoríme o napájacích napätiach, potrebujete napájací zdroj s napätím najmenej 20 voltov. Maximálne napätie nie je vyššie ako 42 voltov - stále je to bezpečné napätie pre prácu s holými rukami, aj keď je lepšie neprekročiť 36. Napájací zdroj musí poskytovať prúd minimálne 1 ampér, t.j. majú výkon 25 W a viac.
Tu stojí za zváženie, že tento stojan funguje na princípe zosilňovača, takže celkové napätie zenerových diód VD3 a VD4 by malo byť aspoň o 3-5 voltov vyššie ako napájacie napätie. Dôrazne sa neodporúča prekročiť rozdiel o viac ako 20 voltov.
Ako zdroj pre stojan môžete použiť autonabíjačku s klasickým transformátorom, nezabudnúť na nabíjací výstup dať dvojicu 1000 μF 50V kondenzátorov. Regulátor nabíjacieho prúdu nastavíme na maximum - obvod nebude trvať viac, ako je potrebné.
Ak nemáte vhodný napájací zdroj a nie je ho z čoho zostaviť, potom si môžete KÚPIŤ HOTOVÝ ZDROJ, na výber v plastovom kufríku alebo kovovom. Cena od 290 rubľov.
Tranzistor VT2 slúži na reguláciu napätia dodávaného do indukčnosti, VT3 generuje impulzy na skúmanej indukčnosti a VT4 pôsobí ako zariadenie, ktoré odmagnetizuje indukčnosť, takpovediac elektronickú záťaž.
Rezistor R8 je konverzná frekvencia a R12 je napätie dodávané do induktora. Áno, áno, presne tá tlmivka, keďže zatiaľ čo nemáme sekundárne vinutie, tento kúsok transformátora nie je nič iné ako úplne obyčajná tlmivka.
Odpory R14 a R15 merajú - pri R15 mikroobvod riadi prúd a pri oboch sa sleduje tvar poklesu napätia. Dva odpory sa používajú na zvýšenie poklesu napätia a zníženie hromadenia odpadu osciloskopom - svorka X2.
Testovaná tlmivka sa pripojí na svorky X3 a napájacie napätie stojana sa pripojí na svorky X4.
Diagram ukazuje, čo som zostavil. Tento obvod má však dosť nepríjemnú nevýhodu - napätie za tranzistorom VT2 silne závisí od zaťaženia, takže pri mojich meraniach som použil polohu motora R12, pri ktorej je tranzistor úplne otvorený. Ak si spomeniete na tento obvod, potom je vhodné použiť parametrický regulátor napätia namiesto regulátora poľa, napríklad takto:

S týmto stojanom neurobím nič iné - mám LATR a môžem ľahko zmeniť napájacie napätie stojana pripojením testovacieho, obyčajného transformátora cez LATR. Jediné, čo som musel dodať, bol ventilátor. VT4 pracuje v lineárnom režime a zahrieva sa pomerne rýchlo. Aby sa neprehrieval spoločný radiátor, nainštaloval som ventilátor a obmedzovacie odpory.

Logika je tu celkom jednoduchá - zadám parametre jadra, urobím výpočet pre prevodník na IR2153 a nastavím výstupné napätie rovné výstupnému napätiu môjho zdroja. Výsledkom je, že pre dva krúžky K45x28x8 je pre sekundárne napätie potrebné navinúť 12 otáčok. Motaems...

Začíname s minimálnou frekvenciou - nemusíte sa obávať preťaženia tranzistora - obmedzovač prúdu bude fungovať. Stojíme na svorkách X1 s osciloskopom, postupne zvyšujeme frekvenciu a pozorujeme nasledujúci obrázok:

Ďalej v programe Excel vytvoríme pomer na výpočet počtu závitov v primárnom vinutí. Výsledok sa bude výrazne líšiť od výpočtov v programe, ale chápeme, že program berie do úvahy čas pauzy aj pokles napätia na výkonových tranzistoroch a usmerňovacích diódach. Okrem toho zvýšenie počtu závitov nevedie k proporcionálnemu zvýšeniu indukčnosti - existuje kvadratická závislosť. Preto zvýšenie počtu závitov vedie k výraznému zvýšeniu indukčnej reaktancie. Programy to tiež zohľadňujú. Nebudeme to robiť inak - na korekciu týchto parametrov v našej tabuľke zavedieme pokles primárneho napätia o 10%.
Ďalej zostrojíme druhý podiel, pomocou ktorého bude možné vypočítať požadovaný počet závitov pre sekundárne napätia.
Pred proporciami s počtom závitov sú ešte dve dosky, pomocou ktorých sa dá vypočítať počet závitov a indukčnosť výstupnej tlmivky zváračky, čo je pre toto zariadenie tiež dosť dôležité.

V tomto súbore sú proporcie v LIST 2, na LIST 1 výpočty spínaných zdrojov pre video o výpočtoch v Exceli. Rozhodol som sa dať predsa voľný prístup. Predmetné video je tu:

Textová verzia o tom, ako zostaviť túto tabuľku a počiatočné vzorce.

Dokončili sme výpočty, ale zostala červia diera - dizajn stojana, jednoduchý ako tri kopejky, ukázal celkom prijateľné výsledky. Môžem zostaviť plnohodnotný stojan napájaný priamo zo siete 220? Ale galvanické pripojenie k sieti nie je veľmi dobré. A odstraňovanie energie naakumulovanej indukčnosťou pomocou lineárneho tranzistora tiež nie je veľmi dobré - budete potrebovať VEĽMI výkonný tranzistor s OBROVSKÝM chladičom.
Dobre, nemusíš veľa rozmýšľať...

Zdá sa, že sme prišli na to, ako zistiť saturáciu jadra, vyberme si samotné jadro.
Už tu bolo spomenuté, že ja osobne som príliš lenivý hľadať a kupovať ferit v tvare W, takže vyberiem škatuľu feritov z linkových transformátorov a vyberiem si ferity rovnakej veľkosti. Potom vyrobím tŕň špeciálne pre jedno jadro a naviniem naň 30-40 otáčok - čím viac otáčok, tým presnejšie budú výsledky merania indukčnosti. Potrebujem vybrať rovnaké jadrá.
Po zložení výsledných do štruktúry v tvare W vytvorím tŕň a naviniem skúšobné vinutie. Po prepočítaní počtu závitov primáru sa ukazuje, že celkový výkon nebude stačiť - Barmalei obsahuje 18-20 závitov primáru. Vezmem väčšie jadrá - čo zostali z niektorých starých polotovarov - a začne sa pár hodín hlúposti - kontrola jadier podľa metódy načrtnutej v prvej časti článku, počet závitov je ešte väčší ako u štvorjadra , ale použil som šesť sád a veľkosť je oveľa väčšia...
Dostávam sa do výpočtových programov "Starého muža" - aka Denisenka. Pre každý prípad jazdím v dvojjadrovom Ш20х28. Výpočet ukazuje, že pre frekvenciu 30 kHz je počet závitov primáru 13. Pripúšťam myšlienku, že „extra“ závity sú navinuté, aby sa zabránilo 100% nasýteniu, a medzeru je tiež potrebné kompenzovať.

Pred uvedením mojich nových jadier prepočítam plochu okrúhlych hrán jadra a odvodím hodnoty pre údajne pravouhlé hrany. Výpočet robím pre mostíkový obvod, keďže v jednocyklovom meniči sú použité VŠETKY dostupné primárne napätia. Zdá sa, že všetko sedí - z týchto jadier môžete získať približne 6000 W.

Cestou sa ukáže, že je nejaká chyba v programoch - úplne identické údaje pre jadrá v dvoch programoch dávajú rôzne výsledky - ExcellentIT 3500 a ExcellentIT_9 vysielajú rozdielny výkon výsledného transformátora. Rozdiel je niekoľko stoviek wattov. Je pravda, že počet závitov primárneho vinutia je rovnaký. Ale ak je počet závitov primára rovnaký, potom by mal byť rovnaký aj celkový výkon. Už ďalšiu hodinu zvýšená hlúposť.
Aby návštevníkov nenútil hľadať programy Starichka, zhromaždil ich do jednej zbierky a zabalil do jedného archívu, ktorý si možno STIAHNUŤ. V archíve sú takmer všetky programy vytvorené Starým mužom, ktoré sme našli. Tiež som videl podobnú zbierku na nejakom fóre, ale už si nepamätám na ktorom.
Aby som vyriešil problém, ktorý sa objavil, znova si prečítam Biryukovov článok...
Otočím osciloskop na rezistor v zdrojovom obvode a začnem pozorovať zmeny tvaru poklesu napätia na rôznych indukčnostiach.
Pri malých indukčnostiach skutočne dochádza k ohybu v tvare úbytku napätia na zdrojovom rezistore, ale na štvorjadre od TDKS je lineárny minimálne pri frekvencii 17 kHz, minimálne pri 100 kHz.
V zásade môžete použiť údaje z kalkulačných programov, ale nádeje sa vkladali do stojana a skutočne sa rozpadli.
Pomaly sklopím otáčky na jadre prevodu a spustím ho na stojane, pričom pozorujem zmeny na oscilogramoch. Naozaj nejaké hovadiny! Prúd je limitovaný stojanom ešte predtým, ako sa krivka napätia začne ohýbať...
Nie je možné sa zaobísť s malými nákladmi - aj keď zvýšite prúdový limit na 1A, pokles napätia na zdrojovom rezistore je stále lineárny, ale objaví sa vzor - po dosiahnutí určitej frekvencie sa prúdový limit vypne a pulz trvanie sa začína meniť. Napriek tomu je indukčnosť pre tento stojan príliš vysoká...
Zostáva len skontrolovať moje podozrenie a navinúť skúšobné vinutie 220 voltov a...
Vyberám svoje monštrum z police - dlho som ho nepoužíval.

Popis tohto stojana s nákresom dosky plošných spojov.
Veľmi dobre chápem, že zostaviť takýto stojan kvôli montáži zváracieho stroja je dosť pracná úloha, takže uvedené výsledky meraní sú len medzivýsledkami, aby ste mali aspoň predstavu o tom, aké jadrá môžu byť používané a ako. Ďalej, počas procesu montáže, keď je doska plošných spojov pre pracovnú zváračku pripravená, ešte raz skontrolujem výsledky týchto meraní a pokúsim sa vyvinúť metódu bezchybného vinutia výkonového transformátora pomocou hotového doska ako skúšobná stolica. Predsa len, malý stojan je celkom funkčný, ale len na malé indukčnosti. Môžete sa, samozrejme, pokúsiť pohrať sa s počtom otáčok, znížiť ich na 2 alebo 3, ale aj obrátenie magnetizácie takého masívneho jadra vyžaduje veľa energie a s výkonom 1 A vám neujde. zásobovanie. Technika využívajúca stojan bola prekontrolovaná pomocou tradičného jadra Ш16х20, zloženého na polovicu. Pre každý prípad sú doplnené rozmery domácich jadier v tvare W a odporúčané náhrady za dovozové.
Takže aj keď sa situácia s jadrami vyjasnila, pre prípad, že by sa výsledky znova skontrolovali na jednocyklovom striedači.

Medzitým začneme vyrábať postroj pre transformátor zváracieho stroja. Môžete si vyrobiť turniket, môžete lepiť pásku. Pásky sa mi vždy páčili viac - sú, samozrejme, z hľadiska náročnosti na prácu lepšie ako zväzky, ale hustota navíjania je oveľa vyššia. Preto je možné znížiť napätie v samotnom drôte, t.j. Do výpočtu nezapočítajte 5 A/mm2, ako sa to bežne pri takýchto hračkách robí, ale napríklad 4 A/mm2. To výrazne uľahčí tepelný režim a s najväčšou pravdepodobnosťou umožní získať PV rovnú 100%.
PV je jedným z najdôležitejších parametrov zváracích strojov, PV je P trvanie IN inklúzie, t.j. čas nepretržitého zvárania pri prúdoch blízkych maximu. Ak je pracovný cyklus 100% pri maximálnom prúde, potom sa zváračka automaticky presunie do profesionálnej kategórie. Mimochodom, aj pre mnohých profesionálnych je PV 100% len s výstupným prúdom rovným 2/3 maxima. Šetria na chladiacich systémoch, ale myslím, že si vyrobím zváračku pre seba, preto si môžem dovoliť oveľa väčšie plochy chladičov pre polovodiče a transformátor bude mať jednoduchší tepelný režim...

Nedávno som zostavil zvárací invertor od Barmaley, pre maximálny prúd 160 ampérov, jednodosková verzia. Táto schéma je pomenovaná po jej autorovi – Barmaley. Tu je elektrická schéma a súbor PCB.

Invertorový obvod pre zváranie

Prevádzka meniča: napájanie z jednofázovej 220 V siete je usmernené, vyhladené kondenzátormi a privedené do tranzistorových spínačov, ktoré premieňajú jednosmerné napätie na vysokofrekvenčné striedavé napätie dodávané do feritového transformátora. Vďaka vysokej frekvencii máme zmenšené rozmery silového tranzu a v dôsledku toho používame skôr ferit ako železo. Ďalej je zostupný transformátor, za ním nasleduje usmerňovač a tlmivka.

Oscilogramy na riadenie tranzistorov s efektom poľa. Meral som to na zenerovej dióde ks213b bez výkonových spínačov, faktor plnenia 43 a frekvencia 33.

Vo svojej verzii vypínacie klávesy IRG4PC50U nahradené modernejšími IRGP4063DPBF. Zenerovu diódu ks213b som vymenil za dve 15-voltové, 1,3-wattové zenerove diódy zapojené chrbtom k sebe, keďže predchádzajúce zariadenie ks213b sa trochu zahrialo. Po výmene problém okamžite zmizol. Všetko ostatné zostáva ako na obrázku.

Toto je oscilogram kolektora-emitora spodného spínača (podľa schémy). Keď je napájanie dodávané na 310 voltov cez 150 wattovú lampu. Osciloskop stojí 5 voltových dielikov a 5 µs dielikov. cez deliteľa vynásobeného 10.

Výkonový transformátor je navinutý na jadre B66371-G-X187, N87, E70/33/32 EPCOS Údaje o vinutí: najprv primárne poschodie, sekundárne a opäť zvyšky primára. Drôt na primáre a na sekundáre má priemer 0,6 mm. Primárne - 10 drôtov 0,6 skrútených dohromady 18 závitov (celkom). Do prvého radu sa zmestí 9 otáčok. Ďalej odložte zvyšky primáru, naviňte 6 závitov 0,6 drôtu zloženého na 50 kusov a tiež stočené. A potom opäť zvyšky primára, teda 9 zákrut. Nezabudnite na medzivrstvovú izoláciu (použil som niekoľko vrstiev pokladničného papiera, 5 alebo 6, už to nerobíme, inak sa vinutie nezmestí do okna). Každá vrstva bola impregnovaná epoxidom.

Potom všetko zmontujeme, medzi polovicami feritu E70 je potrebná medzera 0,1 mm a na vonkajšie jadrá vložíme tesnenie z bežného pokladničného dokladu. Všetko stiahneme a zlepíme.

Nastriekal som ho matnou čiernou farbou a potom prelakoval. Áno, skoro by som zabudol, keď každé vinutie skrútime, oblepíme ho maskovacou páskou - takpovediac zaizolujeme. Nezabudnite označiť začiatok a koniec vinutia, bude to užitočné pri ďalšom fázovaní a montáži. Ak je fázovanie transformátora nesprávne, zariadenie bude variť s polovičnou silou.

Po pripojení meniča k sieti sa začne nabíjanie výstupných kondenzátorov. Počiatočný nabíjací prúd je veľmi vysoký, porovnateľný so skratom a môže viesť k vyhoreniu diódového mostíka. Nehovoriac o tom, že pre klimatizácie je to tiež plné zlyhania. Aby sa zabránilo takémuto prudkému skoku prúdu v okamihu zapnutia, sú nainštalované obmedzovače nabíjania kondenzátora. V obvode Barmaley sú to 2 odpory 30 ohmov, každý s výkonom 5 wattov, spolu 15 ohmov x 10 wattov. Rezistor obmedzuje nabíjací prúd kondenzátorov a po ich nabití môžete napájať priamo, obísť tieto odpory, čo robí relé.

Vo zváracom stroji podľa schémy Barmaley sa používa relé WJ115-1A-12VDC-S. Napájanie cievky relé - 12 V DC, spínaná záťaž 20 Ampér, 220 V AC. V domácich výrobkoch je použitie 12 voltových, 30 ampérových automobilových relé veľmi bežné. Nie sú však určené na spínanie prúdov do 20 ampérov sieťového napätia, ale napriek tomu sú lacné, dostupné a plne zvládajú svoju úlohu.

Ako rezistor obmedzujúci prúd je lepšie použiť bežný drôtový rezistor, ktorý vydrží akékoľvek preťaženie a je lacnejší ako dovážané. Napríklad C5-37 V 10 (20 Ohm, 10 Watt, drôt). Namiesto odporov môžete do obvodu striedavého napätia zaradiť kondenzátory obmedzujúce prúd v sérii. Napríklad K73-17, 400 V, celková kapacita 5-10 µF. Kondenzátory sú 3 uF, nabijú kapacitu 2000 uF za približne 5 sekúnd. Výpočet nabíjacieho prúdu kondenzátora je nasledovný: 1 µF obmedzuje prúd na 70 miliampérov. Ukazuje sa 3 uF na úrovni 70x3 = 210 miliampérov.

Nakoniec som dal všetko dokopy a spustil. Prúdový limit bol nastavený na 165 ampérov, teraz dajme zvárací invertor do dobrého puzdra. Náklady na domáci invertor sú približne 2 500 rubľov - diely som objednal na internete.

Drôt som dostal z prevíjacej dielne. Drôt z televízorov môžete odstrániť aj z demagnetizačného obvodu z kineskopu (to je už takmer hotový sekundárny). Škrtiaca klapka bola vyrobená z E65, medený pás 5 mm široký a 2 mm hrubý - 18 otáčok. Indukčnosť bola upravená na 84 μH zväčšením medzery medzi polovicami; bola 4 mm. Môžete ho navinúť aj 0,6mm drôtom namiesto pásika, ale položenie bude náročnejšie. Primárny na transformátore je možné navinúť drôtom 1,2 mm, sadou 5 kusov po 18 závitov, ale môžete použiť aj drôty 0,4 mm na výpočet počtu vodičov pre prierez aký potrebujete, to je napr. , 15 kusov 0,4 mm 18 otáčok.

Po inštalácii a nastavení obvodu na doske som dal všetko dokopy. Barmaley úspešne prešiel testami: pokojne ťahal tri a štyri elektródy. Súčasný limit bol nastavený na 165 ampérov. Zariadenie bolo zostavené a otestované: Arcee .

Diskutujte o článku WELDING INVERTER BARMALY

Schéma továrenského zváracieho invertoru "Resanta" (kliknutím zväčšíte)

Invertorový obvod od nemeckého výrobcu FUBAG s množstvom doplnkových funkcií (kliknite pre zväčšenie)

Príklad schémy zapojenia zváracieho invertora pre vlastnú výrobu (kliknite pre zväčšenie)

Schéma elektrického obvodu invertorového zariadenia pozostáva z dvoch hlavných častí: výkonovej časti a riadiaceho obvodu. Prvým prvkom výkonovej časti obvodu je diódový mostík. Úlohou takéhoto mostíka je práve premena striedavého prúdu na jednosmerný prúd.

V jednosmernom prúde prevedenom zo striedavého prúdu v diódovom mostíku sa môžu vyskytnúť impulzy, ktoré je potrebné vyhladiť. Na tento účel je za diódovým mostíkom inštalovaný filter pozostávajúci z kondenzátorov prevažne elektrolytického typu. Je dôležité vedieť, že napätie, ktoré vychádza z diódového mostíka, je približne 1,4-krát väčšie ako jeho hodnota na vstupe. Pri premene AC na DC sa usmerňovacie diódy veľmi zahrievajú, čo môže vážne ovplyvniť ich výkon.

Na ich ochranu, ako aj iné prvky usmerňovača pred prehriatím, sa v tejto časti elektrického obvodu používajú radiátory. Okrem toho je na samotnom diódovom mostíku inštalovaná tepelná poistka, ktorej úlohou je vypnúť napájanie, ak sa diódový mostík zahreje na teplotu presahujúcu 80–90 stupňov.

Vysokofrekvenčné rušenie generované počas prevádzky invertorového zariadenia sa môže dostať do elektrickej siete cez jeho vstup. Aby sa tomu zabránilo, je pred blok usmerňovača obvodu nainštalovaný filter elektromagnetickej kompatibility. Takýto filter pozostáva z tlmivky a niekoľkých kondenzátorov.

Samotný menič, ktorý premieňa jednosmerný prúd na striedavý, ale s oveľa vyššou frekvenciou, je zostavený z tranzistorov pomocou obvodu „šikmého mostíka“. Spínacia frekvencia tranzistorov, vďaka ktorej vzniká striedavý prúd, môže byť desiatky alebo stovky kilohertzov. Takto získaný vysokofrekvenčný striedavý prúd má pravouhlú amplitúdu.

Transformátor znižujúci napätie inštalovaný za invertorovou jednotkou umožňuje získať na výstupe zariadenia prúd dostatočnej sily, aby ste s jeho pomocou mohli efektívne vykonávať zváracie práce. Na získanie jednosmerného prúdu pomocou invertorového zariadenia je za znižovacím transformátorom pripojený výkonný usmerňovač, tiež namontovaný na diódovom mostíku.

Ochranné a ovládacie prvky meniča

Niekoľko prvkov v jeho schéme zapojenia umožňuje vyhnúť sa vplyvu negatívnych faktorov na prevádzku meniča.

Aby sa zabezpečilo, že tranzistory, ktoré premieňajú jednosmerný prúd na striedavý prúd, počas svojej prevádzky nevyhoreli, používajú sa špeciálne tlmiace (RC) obvody. Všetky bloky elektrických obvodov, ktoré pracujú pri veľkom zaťažení a sú veľmi horúce, sú nielen vybavené núteným chladením, ale sú tiež pripojené k teplotným snímačom, ktoré vypnú ich napájanie, ak ich teplota ohrevu prekročí kritickú hodnotu.

Vzhľadom na to, že filtračné kondenzátory môžu po nabití produkovať vysoký prúd, ktorý môže spáliť invertorové tranzistory, musí byť zariadenie zabezpečené plynulým rozbehom. Na tento účel sa používajú stabilizátory.

Obvod akéhokoľvek meniča má regulátor PWM, ktorý je zodpovedný za riadenie všetkých prvkov jeho elektrického obvodu. Z regulátora PWM sa elektrické signály posielajú do tranzistora s efektom poľa az neho do izolačného transformátora, ktorý má súčasne dve výstupné vinutia. PWM regulátor prostredníctvom ďalších prvkov elektrického obvodu dodáva riadiace signály aj do výkonových diód a výkonových tranzistorov invertorovej jednotky. Aby regulátor efektívne ovládal všetky prvky elektrického obvodu meniča, je potrebné do neho privádzať aj elektrické signály.

Na generovanie takýchto signálov sa používa operačný zosilňovač, ktorého vstup je napájaný výstupným prúdom generovaným v meniči. Ak sa hodnoty týchto parametrov líšia od špecifikovaných parametrov, operačný zosilňovač generuje riadiaci signál do regulátora. Operačný zosilňovač navyše prijíma signály zo všetkých ochranných obvodov. Je to potrebné na to, aby mohol menič odpojiť od napájania v momente, keď nastane kritická situácia v jeho elektrickom obvode.

Výhody a nevýhody zváracích strojov invertorového typu

Zariadenia, ktoré nahradili obvyklé transformátory, majú množstvo významných výhod.

• Vďaka úplne odlišnému prístupu k tvorbe a regulácii zváracieho prúdu je hmotnosť takýchto zariadení iba 5–12 kg, zatiaľ čo zváracie transformátory vážia 18–35 kg.
• Invertory majú veľmi vysokú účinnosť (asi 90%). Vysvetľuje to skutočnosť, že vynakladajú podstatne menej prebytočnej energie na ohrev komponentov. Zváracie transformátory sa na rozdiel od invertorových zariadení veľmi zahrievajú.
• Vďaka tak vysokej účinnosti spotrebúvajú invertory 2-krát menej elektrickej energie ako bežné transformátory na zváranie.
• Vysoká všestrannosť invertorových strojov sa vysvetľuje schopnosťou regulovať zvárací prúd v širokom rozsahu s ich pomocou. Vďaka tomu je možné rovnaké zariadenie použiť na zváranie dielov z rôznych kovov, ako aj na zváranie rôznymi technológiami.
• Väčšina moderných modelov invertorov je vybavená možnosťami, ktoré minimalizujú vplyv chýb zváračov na technologický proces. Medzi takéto možnosti patrí najmä „Anti-stick“ a „Arc Force“ (rýchle zapaľovanie).
• Výnimočnú stabilitu napätia privádzaného do zváracieho oblúka zaisťujú automatické prvky elektrického obvodu meniča. Automatizácia v tomto prípade nielen zohľadňuje a vyrovnáva rozdiely vo vstupnom napätí, ale koriguje aj také rušenie, ako je útlm zváracieho oblúka vplyvom silného vetra.
• Zváranie pomocou invertorového zariadenia je možné vykonávať s akýmkoľvek typom elektródy.
• Niektoré modely moderných zváracích invertorov majú programovaciu funkciu, ktorá vám umožňuje presne a rýchlo konfigurovať ich režimy pri vykonávaní určitého druhu práce.

Ako každé zložité technické zariadenie, aj zváracie invertory majú množstvo nevýhod, ktoré si tiež musíte uvedomiť.

• Invertory sú veľmi drahé, o 20–50 % vyššie ako náklady na konvenčné zváracie transformátory.
• Najzraniteľnejšími a často zlyhávajúcimi prvkami invertorových zariadení sú tranzistory, ktorých cena môže byť až 60% z ceny celého zariadenia. Preto je to dosť drahý podnik.
• Kvôli zložitosti ich elektrických obvodov sa invertory neodporúčajú používať v zlých poveternostných podmienkach a pri nízkych teplotách, čo vážne obmedzuje ich rozsah použitia. Aby bolo možné použiť takéto zariadenie v poľných podmienkach, je potrebné pripraviť špeciálny uzavretý a vyhrievaný priestor.

Pri zváracích prácach vykonávaných pomocou meniča nemožno použiť dlhé drôty, pretože spôsobujú rušenie, ktoré negatívne ovplyvňuje činnosť zariadenia. Z tohto dôvodu sú vodiče pre invertory pomerne krátke (asi 2 metre), čo spôsobuje, že zváracie práce sú trochu nepohodlné.

(hlasy: 9 , priemerné hodnotenie: 4,00 z 5)