Схема зварювального інвертора і конструкція апарату

Для деяких робіт по дому і для ремонту мото- і автотехніки необхідна надійна схема зварювального інвертора. Багато схеми інверторів ненадійні і мають недоліки (перегрів керуючих елементів, мала потужність, зварювання нетривка і ін.). Представлений апарат позбавлений них.

Схема роботи зварювального інвертора.

Характеристики та схема інвертора

Технічні дані апарату наступні:

струм споживання (max) - 32 A;
напруга зварювання - 220 V;
зварювальний струм - 250 A;
робоча дуга (довжина) - 1 см (більше 1 см - плазма низької температури);
електрод - 5 мм і менше;
ККД - краще за багатьох покупних (інверторних).

Схема інвертора складається з двох частин:

Малюнок 1. Схема блоку живлення інвертора.

Блок живлення (рисунок 1). Всі намотувальні дані наведені на зображенні. Трансформатор - ферит Ш-подібний (Ш8х8 або 7Х7). За інструкцією, обмотки повинні заповнювати всю ширину прорізу для кращої стабілізації струму і напруги.
Інвертор (рисунок 2). Частота перетворення даного блоку - 41 кГц. Параметри обмоток при збільшенні частоти до 55 кГц і інші дані наведені на зображенні.

Додаткові дані:

ізоляція «первинки» - паперова стрічка від апарату касового;
ізоляція «вторинки» - фторопласт (для підвищення провідності ВЧ-струмів);
вихідні контакти другий обмотки скручуються разом або згуртовуються;
L2 (дросель) виконаний на феррите Ш-подібному (Ш20х28 провідністю не більше 2000 нм).

Токовий датчик виконаний за наступним принципом:

Малюнок 2. Схема зварювального джерела.

на двох складених кільцях К30х18х7 намотують 85 витків 0, 5 мм дроти «вторинки»;
крізь кільця пропущено 1 провід - це «первинка».

Намотування ВЧ-трансформатора проводиться мідної стрічкою (довжиною і товщиною 40 мм і 0, 3 мм, відповідно) або бляхою з того ж матеріалу. Ізоляція шарів виконується стрічкою від апарату касового (через високу міцності).

Звичайним проводом мотати ВЧ-трансформатор можна (так сказано в інструкції). ВЧ-токі завжди йдуть не по повному перетину проводу, а по його поверхні. Велика сила струму прикладена до малої площі поверхні, а не до обсягу проведення. Через це провід нагрівається (скін-ефект).

Для усунення цього ефекту необхідна велика площа провідника, такого, як мідна стрічка. Багато припускаються помилки і проводять намотування безліччю тонких проводів, але наявність повітряних прошарків між ними знижує теплообмін. Така обмотка не завжди влізе в отвори сердечника.

конструкція інвертора

Малюнок 3. Для примусового обдування пристрою необхідно в схему вставити вентилятор і термодатчик, закріплений на ВЧ-трансформаторі або радіаторі.

За інструкцією, джерела ВЧ-струму і будь-якого пристрою, що працює в режимі інвертора (рисунок 3), необхідний примусовий обдув. Для цього в схему можна вставити вентилятор і термодатчик, закріплений на ВЧ-трансформаторі або радіаторі.

Також необхідно встановити всі потужні елементи на радіатори, наприклад, від кольорів процесора.

Компоненти косого моста (діоди HFA25 і HFA30) ставлять на один радіатор через прокладку з слюди, а діоди IRG4PC50W змащують пастою (токопроводящей) і прикручують на другий.

Інструкція вказує, що в цю схему (для згладжування сплесків струмів і напруг ключів) необхідно вставити 10-14 конденсаторів номіналом 0, 15 мкф - 630 В.

С15 і С16 необхідно ставити марки СВВ-81 або К78-2. Вони відіграють особливу роль:

пригнічують резонансні сплески ВЧ-трансформатора;
при виключенні зменшують втрати IGBT.

Час відкривання IGBT значно менше їх закриття. Під час замикання С16 і С15 заряджаються через VD31 і VD32 набагато довше закриття. Цей вузол відбирає потужність і, відповідно, знижує небезпеку перегріву елементів майже в 3 рази при неоднаковому часу перемикання IGBT. При відкриванні IGBT-вузол плавно розряджається через R24 R25, і вся потужність виділяється на них.

Матеріали і інструменти: