Схема саморобної инверторного зварювального апарату

Для зварювальних робіт використовується спеціальне обладнання, схеми окремих моделей сильно відрізняються один від одного. Найбільш часто використовуваним є інвертор. Це обладнання відрізняється точністю, працювати з ним гранично просто. Схема цього пристрою не надто складна, багато умільці воліють збирати такі апарати своїми руками.

Схема пристрою зварювального інвертора.

Робота ця трудомістка, потребує певних навичок і уваги. Перед тим як починати збірку, необхідно скласти майбутню схему зварювального апарату, визначити, які саме елементи і вузли необхідні. Після складання обов'язково треба перевірити працездатність обладнання, безпеку його використання. При проведенні зварювальних робіт обов'язково слід використовувати спеціальні захисні рукавички і маску.

Схема зварювального апарату

Малюнок 1. Функціональна схема джерела живлення інверторного зварювального апарату.

Зварювальний інвертор має максимальний струм живлення в 32 А, 220 В. Для зварювання - 250 А. Це забезпечує роботу високої якості при довжині дуги в 1 см. ККД інвертора не нижче, ніж у заводських варіантів. Схема блоку живлення, яка використовується для такого зварювального апарату, включає:

• трансформатор, в основі якого лежить феррит 7 * 7 або 8 * 8;
• первинна обмотка повинна мати 100 витків із проведення з перетином 0,3 мм;
• перший шар вторинної обмотки робиться з 15 витків, перетин дроту становить 1 мм;
• другий шар вторинної обмоткою включає також 15 витків, перетин дроту дорівнює 0,2 мм;
• третій шар вторинної обмотки робиться з 20 витків, перетин дроту одно 0,35 мм.

При виконанні обмотки необхідно стежити, щоб провід заповнював весь простір, це дасть стабільну напругу. Приклад схеми наведено на рис.1. Загальна схема зварювального апарату включає в себе 2 трансформатора на 41 кГц, але можна застосовувати і на 55 кГц. Після цього йде прокладка і дросель типу L2, спеціальний струмовий трансформатор. Використовуються додатково вентилятори для охолодження.

намотування трансформатора

Схема дроселя зварювального інвертора.

Схема збірки передбачає намотування трансформатора, робиться це з використанням міді. Її ширина дорівнює 40 мм, а товщина - 0,3 мм. Знадобиться і термопапір для обгортки. Підійде звичайна касова, її товщина повинна становити 0,05 мм. Такий папір має необхідний якістю, вона міцна, під час намотування не рветься. Звичайний дріт для роботи не підходить, так як він перегріється, при цьому всі струми будуть витіснятися на поверхневу частину, нижні шари не будуть задіяні.

Вторинна обмотка складається з 3 мідних стрічок, вони між собою розділяються спеціальної фторопластовою плівкою, яка при нагріванні темніє. Не рекомендується для обмотки використовувати звичайні дроту ПЕВ з перетином 0,5-0,7 мм. Такі дроти круглі, під час обмотки вони залишають велику кількість повітряних зазорів, тобто теплообмін сповільнюється. Схема обов'язково передбачає наявність вентилятора на 0,13 А 220 В, можна використовувати і інші значення.

Збірка зварювального інвертора

Схема підключення інвертора до акумулятора.

Для складання інверторів рекомендується приміряти вентилятори і радіатори, які є в комп'ютерних блоках. Купити їх не складе труднощів, вартість такого обладнання демократична. Косий міст буде збиратися з 2 радіаторів, при цьому треба верхню частину моста ставити на одному радіаторі, а нижню розташовувати на іншому. Діоди монтуються на радіатори за допомогою спеціальної прокладки з слюди. Якщо використовується міст IRG4PC50W, то замість слюди потрібна спеціальна теплопроводящая паста.

Всі висновки транзисторів, діодів треба встановлювати таким чином, щоб вони йшли назустріч один одному. Між радіаторами ставиться плата, вона призначена для з'єднання всіх ланцюгів харчування майбутнього обладнання з окремими деталями моста. При цьому треба пам'ятати, що ланцюг харчування становить 300 В. Щоб викиди трансформатора пішли в ланцюг, схема передбачає наявність припою на платі, конденсаторів на 0,15 мк. Всі інші частини з'єднуються між собою провідниками. Використовуються снаббери з конденсаторами, вони допомагають глушити всі викиди трансформатора резонансного типу, зменшувати втрати IGBT.

проведення настройки

Схема намотування зварювального трансформатора.

Налаштування инверторного зварювального апарату проводиться після закінчення складання. На ШІМ підключений до джерела живлення в 15 В, також рекомендується подати харчування і на вентилятор. Виконується підключення реле К1 через резистор R11. Це дозволяє виключити сильні сплески під час подачі робочої напруги в 220 В. Перевіряється чіткість спрацьовування реле, після чого після закінчення 2-10 сек на ШІМ подається робоче харчування. Не повинно виникати прямокутних імпульсів, особливо після того, як спрацювали реле.

Після цього на міст підключений до джерела живлення, яке дорівнює 15 В. Це дає можливість переконатися в тому, що його схема зібрана правильно. На холостому ходу струм споживання буде до 100 мА. Плюс необхідно переконатися, що фазировка обмоток проведена правильно.

На ШІМ знижується тактова частота, поки на нижньому ключі чи не з'явиться загин, тобто поки не настане перенасичення вузла. Отримане значення ділиться на 2, число буде додано до величини частоти, що і складає робочу частоту для плати ШІМ і самого зварювального трансформатора. Якщо під час налаштування лампочка реле світиться при струмі в 150 мА, то схема зібрана правильно. Якщо ж вона світиться занадто яскраво, то збірка проведена неправильно або спостерігається пробій обмоток. Для зниження рівня перешкод необхідно все живлять дроти скрутити, вони повинні бути якомога коротше.

Перевірка агрегату в дію

Після того як інверторний зварювальний апарат повністю готовий, необхідно перевірити його працездатність. Для цього обладнання слід включити, поступово додавати ток і перевіряти напругу осцилографом. Значення напруги нижнього ключа не повинні перевищувати 500 В, допустимий максимум дорівнює 550 В за умови викиду. Якщо схема дотримана правильно, то значення не перевищує 350 В.

Під час перевірки необхідно врахувати, що коли шина видає максимальний шум, то подавати струм не слід.

Наступним етапом перевірки буде безпосередньо зварювання. Перші 10 сек роботи зварювального апарату нічого робити не треба, потім слід перевірити радіатори. Протягом наступних 20 сек треба дотримуватися холодний режим, протягом 60 сек - теплий. Потім потрібно взяти 2 довгих електрода під обраний тип зварювання, повністю витратити їх. Перевіряється стан трансформатора, він повинен бути гарячим, але не сильно, так як високий рівень нагріву свідчить про те, що схема збірки була порушена. Зазвичай після того, як поспіль згоріли 3 електрода, радіатори нагріваються досить сильно. Невеликий кулер охолоджує їх до прийнятного стану вже протягом 2 хвилин, після чого можна продовжувати роботу з високим рівнем якості.

Схема зварювального інвертора трудомістка. Щоб зібрати інвертор, доведеться мати певний досвід. Попередньо необхідно визначити, які саме матеріали і інструменти будуть потрібні для роботи, після чого приступати до складання. Після її закінчення обладнання треба перевірити, щоб переконатися в його працездатності і правильності конструкції.