Особливості роботи інвертора
Зварювальний інверторний апарат - це блок живлення, який застосовується зараз в комп'ютерах. Електрична енергія перетворюється в инверторе наступним чином:
- Напруга змінне перетворюється в постійне.
- Струм постійної синусоїди перетворюється в змінний з високою частотою.
- Знижується значення напруги.
- Струм випрямляється зі збереженням необхідної частоти.
Дана схема зварювального інвертора дозволяє знизити його масу і зменшити габарити. Відомо, що старі зварювальні апарати працюють за принципом зниження величини напруги і збільшення сили струму на вторинній обмотці трансформатора. Завдяки великій силі струму є можливість зварювати метали дуговим способом. Для збільшення сили струму і зниження напруги на вторинній обмотці зменшують число витків і при цьому збільшують переріз провідника. В результаті зварювальний апарат трансформаторного типу важить чимало і має значні розміри.
Для вирішення даної проблеми запропонували схему зварювального інвертора. Принцип грунтується на підвищенні частоти струму до 60 або всіх 80 кГц. За рахунок цього знижується вага і зменшуються габарити пристрою. Для реалізації задуманого треба було збільшення частоти в тисячі разів, що стало можливим завдяки польовим транзисторам. Між собою транзистори забезпечують сполучення з частотою приблизно 60-80 кГц. На схему їх харчування йде постійний струм, що забезпечується випрямлячем, в якості якого використовують діодний міст. Вирівнювання значення напруги забезпечується конденсаторами.
Змінний струм передається на понижуючий трансформатор після проходження через транзистори. Як трансформатора при цьому використовується котушка, зменшена в сотні разів. Котушка використовується, тому що частота струму, що подається на трансформатор, вже збільшена в тисячу разів польовими транзисторами. У підсумку виходять аналогічні дані, як при роботі трансформаторної зварювання, але з великою різницею в габаритах і масі.
збірка інвертора
Для самостійної збірки инверторной зварювання потрібно знати, що схема розрахована насамперед на яке споживає напругу в 220 В і струму 32 А. Після перетворення енергії ток на виході збільшиться майже у вісім разів і досягатиме 250 А. Такого значення досить для створення міцного шва електродом на відстані до сантиметра. Для виготовлення инверторного блоку живлення будуть потрібні:
Трансформатор з феритних сердечниках.- Первинна обмотка трансформатора з сотнею витків дроту Ø0, 3 мм.
- Три вторинних обмотки: внутрішня з 15 витками і проводом Ø1 мм; середня з 15 витками і проводом Ø0, 2 мм; зовнішня з 20 оборотами і проводом Ø0, 35 мм.
Також для складання трансформатора потрібні такі елементи:
- склотканина;
- мідні дроти;
- бавовняний матеріал;
- електротехнічна сталь;
- текстоліт.
Схема инверторной зварювання
Плата, де розташований блок живлення, від силової частини монтується окремо. Роздільником між блоком живлення і силовий частиною виступає металевий лист, який електрично приєднаний до корпусу агрегату. Управління затворкі здійснюється за допомогою провідників, які припаиваются поблизу транзисторів. Провідники між собою з'єднуються парно, а розмір їх перетину особливої ролі не грає. Однак важливо, щоб довжина провідників не перевищувала 15 см.
Якщо навичок роботи з електронікою немає, краще звернутися до майстра. В іншому випадку розібратися в схемі зварювального апарату буде важко.
Поетапне опис збірки
Виконується наступне:
Збірка блоку живлення. В якості основи трансформатора рекомендується брати феррит 7 × 7 або 8 × 8. Пристрій первинної обмотки здійснюється намотуванням дроту по ширині сердечника. Це покращує роботу пристрою при перепадах напруги. Використовуються мідні дроти (дріт) ПЕВ-2, а при відсутності шини проведення з'єднують в пучок. Первинна обмотка ізолюється стеклотканью. Після шару склотканини зверху намотуються витки екранують проводів.
Корпус. Цим важливим елементом може служити старий системний блок комп'ютера, в якому є досить необхідних отворів для вентиляції. Використовуватися може стара 10-літрова каністра, в якій можна виконати отвори та розмістити кулери. Для підвищення міцності конструкції з корпусу розміщують металеві куточки, що закріплюються болтовими з'єднаннями.
Силова частина. Роль силового блоку грає понижуючий трансформатор. Його сердечники можуть бути двох видів: Ш 20 × 208 2000 нм. Між обома елементами повинен бути зазор, що забезпечується за допомогою газетного паперу. При влаштуванні вторинної обмотки витки намотуються в кілька шарів. На вторинну обмотку укладається три шари проводів, і між ними поміщається прокладка з фторопласту. Між обмотками розташовують посилений шар ізоляції, що дозволяє уникнути пробою напруги на вторинну обмотку. Конденсатор повинен бути напругою не менше 1000 В.
Для забезпечення циркуляції повітря між обмотками залишається повітряний зазор. На ферритовом осерді збирають трансформатор струму, який включається в ланцюг до плюсової лінії. Сердечник обмотується термобумагу, в якості якої краще використовувати касову стрічку. Випрямні діоди кріплять до алюмінієвій пластині радіатора. Виходи діодів з'єднують неізольованими проводами, перетин яких дорівнює 4 мм.
Інверторний блок. Основним призначенням инверторной системи є перетворення постійного струму в змінний з великою частотою. Для її збільшення використовуються польові транзистори, що працюють на закриття і відкриття з високою частотою. Використовувати рекомендується не один потужний транзистор, а реалізувати схему на підставі двох менш потужних. Потрібно це для стабілізації частоти струму. У схемі повинні бути присутніми конденсатори, що з'єднуються послідовно.
Система охолодження. На стінці корпусу встановлюються вентилятори охолодження, для чого можуть бути використані комп'ютерні кулери. Вони необхідні для охолодження робочих елементів. Чим більше їх використовується, тим краще. Обов'язково встановлюється два вентилятора для обдування вторинного трансформатора. Один кулер обдуває радіатор, завдяки чому запобігається перегрів робочих елементів - випрямних діодів.
Варто скористатися допоміжним елементом - термодатчиком, який рекомендується встановлювати на що нагрівають. Датчик спрацьовує при досягненні критичної температури нагріву будь-якого елементу. Після його спрацьовування живлення пристрою вимикається.
В процесі роботи инверторная зварювання швидко нагрівається, тому обов'язково має бути два потужних кулера. Ці кулери або вентилятори поміщаються на корпус пристрою, щоб працювали на витяжку повітря. Свіже повітря надходить в систему через отвори в корпусі. У системному блоці дані отвори вже є, а при використанні будь-якого іншого матеріалу не забудьте про забезпечення припливу свіжого повітря.
Пайка плати. Ключовий фактор, адже схема заснована на платі. Транзистори і діоди на ній важливо змонтувати зустрічно один до одного. Монтується плата між радіаторами охолодження, за допомогою чого і з'єднується ланцюг електроприладів. Розраховується живить ланцюг на 300 В напруги. Додаткове розташування конденсаторів 0, 15 мкФ дозволяє скидати надлишок потужності назад в ланцюг. На виході трансформатора поміщаються конденсатори і снаббери, за допомогою яких гаситься перенапруження на виході вторинної обмотки.
Налаштування, налагодження роботи. Після складання инверторной зварювання потрібно ще ряд процедур, зокрема, настройка функціонування. Для цього до ШІМ (широтно-імпульсного модулятора) треба підключити 15 В напруги і живити кулер. Додатково в ланцюг включають реле через резистор R11. Реле в ланцюг включається щоб уникнути стрибків напруги в мережі 220 В. Важливо проконтролювати включення реле, а потім подати харчування на ШІМ. У результаті повинна вийти картина, коли прямокутні ділянки на діаграмі ШІМ повинні зникнути.
Про правильність з'єднання можна судити, якщо під час налаштування реле видає 150 мА. Якщо якість прийому сигналу низька, значить, плати з'єднані неправильно. Можливо, пробита одна з обмоток. Для усунення перешкод коротшають все живильний кабель.
Перевірка працездатності
Після складальних і налагоджувальних робіт перевіряється працездатність зварювального апарату. Для цього пристрій треба живити від електромережі 220 В, далі поставити високі показники сили струму і звірити показники за осцилограф. У нижній петлі напруга повинна бути в межах 500 В і не більше 550 В. Якщо все правильно і електроніка підібрана строго, показник напруги не перевищить величини 350 В.
Потім зварювання перевіряється в дії. З цією метою використовуються необхідні електроди, і шов розкроюється до повного вигоряння електрода. Потім важливо проконтролювати температуру трансформатора. Якщо він просто закипає, значить, в схемі є недоліки і роботу краще не продовжувати.
Після розкроювання двох-трьох швів радіатори нагріються до великої температури, і важливо дати їм охолонути. Для цього вистачить двох-трихвилинної паузи, в результаті температура вирівняється до оптимальної.
Як користуватися апаратом
Після включення саморобного апарату в ланцюг контролер автоматично задає певну силу струму. Якщо напруга проводу менше 100 В, значить, пристрій несправний. Доведеться апарат розібрати і повторно перевірити правильність складання. За допомогою такого виду зварювальних апаратів здійснюється спайка і чорних, і кольорових металів. Для складання зварювального апарату потрібно володіння основами електротехніки і, звичайно, вільний час для його виготовлення.
Інверторна зварювання незамінна в гаражі. Якщо не обзавелися ще цим інструментом, Ви можете це зробити самостійно і користуйтеся собі на втіху!