Переделка сварочного инвертора в блок питания

При повторении этого устройства строго соблюдать технику безопасности. Здесь присутствует сетевое напряжение и высоковольтные импульсы. Для, в категории Электроника. Автор статьи: Rusanlik.
Содержание

Переделка сварочного инвертора в блок питания

Приставка TIG (осциллятор, возбудитель дуги) к любому сварочному аппарату

Для изготовления приставки вам понадобятся детали старого телевизора
ТДКС
Конденсаторы
Отклоняющая система
Реле.

Также:
Балласт старой энергосберегающей лампы
Дроссель со сварочного аппарата или подобный (возможно исключить)
Блок питания (Адаптер) 12В
Провода
Свеча зажигания.
Отрезок фанеры или подходящий корпус.

Инструменты:
Паяльник
Отвертки
Пассатижи

Варить нержавеющую сталь и алюминий очень удобно не плавящемся электродом в среде инертного газа. В простонародье аргоновая сварка, хотя газы могут быть и другие, например, гелий или смеси.

Практически к любому сварочному аппарату можно подключить рукав с такой горелкой.

Проблема заключается в поджоге дуги, если на нержавеющей стали возможно, но очень неудобно поджигать касанием, то на алюминии это невозможно.

Умельцы зажигают дугу касанием графитовой щётки от электродвигателя, но это тоже не удобно, влияет на качество шва и сильно падает скорость работы.

Для качественной сварки и удобства пользования из того что было я собрал приставку, осциллятор которая позволяет зажигать дугу высокочастотным импульсом в лучших традициях этого вида сварки

Тушине не предусмотрено и производиться резким удлинением дуги.
Осциллятор имеет не завистное питание от сети. Подключается силовыми проводами к любому сварочному аппарату.
Для работы с нержавеющей сталью я использую инверторный сварочный аппарат с постоянным током.

Для сварки алюминия, трансформаторный сварочный аппарат с переменным током (Алюминий почти невозможно варить постоянным током). Есть возможность варить постоянным токам полуавтоматическим аппаратом (MIG) но не всегда это приемлемо, и качество оставляет желать лучшего.

Собрал устройство на подходящем отрезки фанеры. Так как использую в стационарных условиях корпус пока делать не стал. Планируется ряд доработок и усовершенствований, (режим дежурной дуги, импульсного режима и принудительное тушение дуги, клапан подачи газа) после этого возможно изготовлю корпус.

Осциллятор построен по классической схеме с последовательным высокочастотным возбуждением дуги.

Вход. Дроссель L1 установлен первое для зашиты сварочного аппарата, вторе для более плавного горения дуги аргоновой горелки.
Конденсатор С1 выполняет главную защиту сварочного аппарата шунтируя высокочастотные колебания.

Дроссель применил от неисправного сварочного аппарата, можно использовать и другие рассчитанные на ток сварки (80-150А), или совсем его исключить.

Я проверил около десятка разных конструкций. Установлен трансформатор, намотанный на магнитопроводе отклоняющей системы старого телевизора.

Силовая обмотка содержит 20 витков сварочного провода. У мня не нашлось куска провода достаточного сечения в итоге намотал тремя сложенными в месте сетевыми гибкими проводами. Сечение каждого проводника 8м2. Импульсная обмотка содержит 5 витков провода, равномерно расположенного по всему кольцу. Сечение 1мм2, но может быть больше или меньше. В этом проводе присутствуют импульсное с напряжением более тысячи вольт, изоляция должна этому соответствовать.

В качестве разрядника установлена свеча зажигания. Можно применить практически любую свечу зажигания. Для скептиков, которые утверждают, что правильный разрядник можно сделать только из вольфрамовых электродов, скажу, что свеча зажигания в двигателях работает куда в более суровых условиях на протяжении продолжительного времени. Здесь работа ограничивается секундами с долгими паузами.
В промышленных аппаратах разрядник из вольфрамовых электродов применяется по причине его низкой стоимости и малых размеров.
У свечи нужно выставить зазор 1мм, это будет соответствовать напряжению пробоя примерно 1000В. При настройке возможно уменьшать зазор для наилучшего зажигания дуги. Устанавливать зазор более 1мм не стоит так, как возрастет напряжение и конденсатор С2 будет пробит.

В моем случае используется 0.01 микрофарада и напряжение 1300В. Возможно применять пленочные или керамические. 1300 минимально допустимое напряжение конденсатора для данного случая. Лучше устанавливать с более высоким рабочим напряжением. Подбором этой емкости регулируется частота и естественно устойчивость зажигания дуги. Если в процессе работы такой конденсатор ощутимо греется его, следует заменить на конденсатор другого типа.

Высоковольтное напряжение допустимо использовать как переменный низкой частоты (50 герц), так и постоянный. В классической схеме советского производства используется повышающий трансформатор. Умельцы ставят от микроволновой печи (МОТ). Я встречал схемы с умножителем сетевого напряжения или на катушках зажигания.

Я выбрал вариант с постоянным током. В качестве трансформатора и выпрямителя применён ТДКС от старого телевизора. Можно использовать любого производителя.

Высоковольтный вывод соединен с частотозадающими элементами (Разрядник конденсатор). Питается от балласта энергосберегающей лампы, тоже подойдет любой.

Высокочастотное напряжение подается на первичную обмотку трансформатора, так как у разных производителей цоколевка разная, то нумерацию выводов не даю.

Для настройки последовательно с электронным балластом подключается лампа накаливания примерно 60Вт. Эта мера защитит элементы в случае ошибки при настройке. Выход балласта подключается к первичным обмоткам трансформатора и опытным путем определяется нужные, по завершению настройки лампа накаливания исключается.

Это устройство нужно для включения возбудителя с кнопки на горелке и обеспечения безопасности работы. Так как подавать на кнопку управления сетевое напряжение опасно, то установлен маломощный блок питания на 12В и реле. У меня установлен маломочный сетевой адаптер, тоже строгих требований нет.

Реле управления 12В и контактами, рассчитанными на переменное напряжение 220В 2А. Можно применять и иные.

Ремонт и доработки сварочных инверторов своими руками

Характеристики большинства бюджетных инверторов нельзя назвать выдающимися, в то же время мало кто откажется от удовольствия использовать оборудование со значительным запасом надёжности. Между тем существует немало способов усовершенствовать недорогой сварочный инвертор.

Типовая схема и принцип работы инвертора

Чем дороже сварочный инвертор, тем больше в его схеме вспомогательных узлов, задействованных в реализации специальных функций. А вот сама схема силового преобразователя остаётся практически неизменной даже у дорогостоящего оборудования. Этапы превращения сетевого электрического тока в сварочный достаточно легко проследить — на каждом из основных узлов схемы происходит определённая часть общего процесса.

С сетевого кабеля через защитный выключатель напряжение подаётся на выпрямительный диодный мост, сопряжённый с фильтрами высокой ёмкости. На схеме этот участок легко заметить, здесь расположены внушительные по размеру «банки» электролитических конденсаторов. У выпрямителя задача одна — «развернуть» отрицательную часть синусоиды симметрично вверх, конденсаторы же сглаживают пульсации, приводя направление тока практически к чистой «постоянке».

Схема работы сварочного инвертора

Далее по схеме находится непосредственно инвертор.

С понижающего трансформатора напряжение снимает выходной выпрямитель, ведь мы хотим сварку именно на постоянном токе. Благодаря выходному фильтру природа тока меняется с высокочастотного пульсирующего до практически прямой линии. Естественно, в рассмотренной цепи преобразований есть множество промежуточных звеньев: датчиков, управляющих и контрольных цепей, но их рассмотрение выходит далеко за рамки любительской радиоэлектроники.

Конструкция сварочного инвертора: 1 — конденсаторы фильтра; 2 — выпрямитель (диодная сборка); 3 — IGBT-транзисторы; 4 — вентилятор; 5 — понижающий трансформатор; 6 — плата управления; 7 — радиаторы; 8 — дроссель

Узлы, пригодные к модернизации

Важнейший параметр любого сварочного аппарата — вольт-амперная характеристика (ВАХ), за счёт неё и обеспечивается стабильное горение дуги при разной её длине. Правильная ВАХ создаётся микропроцессорным управлением: маленький «мозг» инвертора на ходу меняет режим работы силовых ключей и мгновенно подстраивает параметры сварочного тока. К сожалению, каким либо образом перепрограммировать бюджетный инвертор нельзя — управляющие микросхемы в нём аналоговые, а замена на цифровую электронику требует незаурядных знаний схемотехники.

Однако «умений» управляющей схемы вполне достаточно, чтобы нивелировать «криворукость» начинающего сварщика, ещё не научившегося стабильно удерживать дугу. Гораздо правильнее сосредоточиться на устранении некоторых «детских» болезней, первая из которых — сильный перегрев электронных компонентов, ведущий к деградации и разрушению силовых ключей.

Вторая проблема — использование радиоэлементов сомнительной надёжности. Устранение этого недостатка сильно снижает вероятность возникновения поломок через 2–3 года эксплуатации аппарата. Наконец, даже начинающему радиотехнику будет вполне по силам реализовать индикацию фактического сварочного тока для возможности работы со специальными марками электродов, а также провести ряд других мелких доработок.

Улучшение теплоотвода

Первый недостаток, которым грешит подавляющее большинство недорогих инверторных аппаратов — плохая схема отвода тепла с силовых ключей и выпрямительных диодов. Начинать доработку в этом направлении лучше с увеличения интенсивности принудительного обдува. Как правило, в сварочных аппаратах устанавливают корпусные вентиляторы с питанием от служебных цепей напряжением 12 В. В «компактных» моделях принудительное воздушное охлаждение может вовсе отсутствовать, что для электротехники такого класса, безусловно, нонсенс.

Достаточно просто увеличить воздушный поток путём установки нескольких таких вентиляторов последовательно. Проблема в том, что «родной» кулер скорее всего придётся снять. Чтобы эффективно работать в последовательной сборке, вентиляторы должны иметь идентичную форму и число лопастей, а также скорость вращения. Собрать одинаковые кулеры в «стопку» крайне просто, достаточно стянуть их парой длинных болтов по диаметрально противоположным угловым отверстиям. Также не стоит беспокоиться о мощности источника служебного питания, как правило её достаточно для установки 3–4 вентиляторов.

Если внутри корпуса инвертора недостаточно места для установки вентиляторов, можно приладить снаружи один высокопроизводительный «канальник». Его установка проще по той причине, что не требуется подключение к внутренним цепям, питание снимается с клемм кнопки включения. Вентилятор, разумеется, должен устанавливаться напротив вентиляционных жалюзеек, часть которых можно вырезать, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление. Оптимальное направление потока воздуха — на вытяжку из корпуса.

Читайте также  Свидетельство НАКС на сварочные материалы

Второй способ улучшить теплоотвод — замена штатных алюминиевых радиаторов на более производительные. Новый радиатор нужно выбирать с наибольшим количеством как можно более тонких рёбер, то есть с наибольшей площадью контакта с воздухом. Оптимально в этих целях использовать радиаторы охлаждения компьютерных ЦП. Процесс замены радиаторов довольно прост, достаточно соблюдать несколько простых правил:

  1. Если штатный радиатор изолирован от фланцев радиоэлементов слюдой или резиновыми прокладками, их нужно сохранить при замене.
  2. Для улучшения теплового контакта нужно использовать кремнийорганическую термопасту.
  3. Если радиатор нужно подрезать, чтобы он поместился в корпус, обрезанные рёбра нужно тщательно обработать надфилем, чтобы снять все заусенцы, иначе на них будет обильно оседать пыль.
  4. Радиатор должен быть плотно прижат к микросхемам, поэтому предварительно на нём нужно разметить и просверлить крепёжные отверстия, возможно, потребуется нарезать резьбу в теле алюминиевой подошвы.

Дополнительно отметим, что нет смысла менять штучные радиаторы отдельно стоящих ключей, замене подвергаются только теплоотводы интегральных схем или нескольких высокомощных транзисторов, установленных в ряд.

Индикация сварочного тока

Даже если на инверторе установлен цифровой индикатор установки тока, он показывает не реальное его значение, а некую служебную величину, масштабированную для наглядного отображения. Отклонение от фактической величины тока может составлять до 10%, что неприемлемо при использовании специальных марок электродов и работе с тонкими деталями. Получить реальное значение сварочного тока можно путём установки амперметра.

В пределах 1 тысячи рублей обойдётся цифровой амперметр типа SM3D, его даже можно аккуратно встроить в корпус инвертора. Основная проблема в том, что для измерения столь высоких токов требуется подключение через шунт. Его стоимость находится в пределах 500–700 рублей для токов в 200–300 А. Обратите внимание, что тип шунта должен соответствовать рекомендациям производителя амперметра, как правило, это вставки на 75 мВ с собственным сопротивлением порядка 250 мкОм для предела измерения в 300 А.

Установить шунт можно либо на плюсовую, либо на минусовую клемму изнутри корпуса. Обычно размеров соединительной шины достаточно для подключения вставки длиной около 12–14 см. Изгибать шунт нельзя, поэтому если длины соединительной шины недостаточно, её нужно заменить медной пластиной, косичкой из очищенного однопроволочного кабеля или отрезком сварочной жилы.

Амперметр подключается измерительными выходами к противоположным зажимам шунта. Также для работы цифрового прибора требуется подать напряжение питания в диапазоне 5–20 В. Его можно снять с проводов подключения вентиляторов или найти на плате точки с потенциалом для питания управляющих микросхем. Собственное потребление амперметра ничтожно.

Повышение продолжительности включения

Продолжительность включения в контексте сварочных инверторов более разумно называть продолжительностью нагрузки. Это та часть десятиминутного интервала, в которой инвертор непосредственно выполняет работу, оставшееся время он должен пребывать на холостом ходу и охлаждаться.

Для большинства недорогих инверторов реальная ПН составляет 40–45% при 20 °С. Замена радиаторов и устройство интенсивного обдува позволяют увеличить этот показатель до 50–60%, но это далеко не потолок. Добиться ПН порядка 70–75% можно путём замены некоторых радиоэлементов:

  1. Конденсаторы обвязки ключей инвертора нужно поменять на элементы той же ёмкости и типа, но рассчитанные под более высокое напряжение (600–700 В);
  2. Диоды и резисторы из обвязки ключей следует заменить на элементы с большей рассеиваемой мощностью.
  3. Выпрямительные диоды (вентили), а также MOSFET или IGBT-транзисторы можно заменить на аналогичные, но более надёжные.

О замене самих силовых ключей стоит рассказать отдельно. Для начала следует переписать маркировку на корпусе элемента и найти подробный даташит на конкретный элемент. По паспортным данным выбрать элемент для замены достаточно просто, ключевыми параметрами служат пределы частотного диапазона, рабочее напряжение, наличие встроенного диода, тип корпуса и предельный ток при 100 °С. Последний лучше рассчитать собственноручно (для высоковольтной стороны с учётом потерь на трансформаторе) и приобрести радиоэлементы с запасом предельного тока около 20%. Из производителей такого рода электроники наиболее надёжными считаются International Rectifier (IR) или STMicroelectronics. Несмотря на довольно высокую цену, крайне рекомендуется приобретать детали именно этих брендов.

Намотка выходного дросселя

Одним из наиболее простых и в то же время самых полезных дополнений для сварочного инвертора будет намотка индуктивной катушки, сглаживающей пульсации постоянного тока, которые неизбежно остаются при работе импульсного трансформатора. Основная специфика такой затеи в том, что дроссель изготавливается индивидуально для каждого отдельного аппарата, а также может со временем корректироваться по мере деградации электронных компонентов или при изменении порога мощности.

Для изготовления дросселя понадобится всего ничего: изолированный медный проводник сечением до 20 мм 2 и сердечник, желательно из феррита. В качестве магнитопровода оптимально подойдёт либо ферритовое кольцо, либо сердечник броневого трансформатора. Если магнитопровод набран из листовой стали, его нужно просверлить в двух местах с отступом около 20–25 мм и стянуть заклёпками, чтобы иметь возможность беспроблемно прорезать зазор.

Дроссель начинает работать, начиная от одного полного витка, однако реальный результат виден, начиная с 4–5 витков. При испытаниях следует добавлять витки до тех пор, пока дуга не начнёт ощутимо сильно тянуться, мешая отрыву. Когда варить с отрывом станет затруднительно, нужно скинуть с катушки один виток и подключить параллельно дросселю лампу накаливания на 24 В.

Тонкая настройка дросселя выполняется с помощью сантехнического винтового хомута, которым можно уменьшить зазор в сердечнике, либо деревянного клина, которым этот зазор можно увеличить. Нужно добиваться, чтобы горение лампы при розжиге дуги было максимально ярким. Рекомендуется изготовить несколько дросселей для работы в диапазонах до 100 А, от 100 до 200 А и более 200 А.

Заключение

Все «навесные» дополнения, такие как дроссель или амперметр, лучше монтировать отдельной приставкой, которая включается в разрыв любой из сварочных жил посредством штекера типа байонет. Таким образом внутри корпуса инвертора сохранится достаточно пространства для вентиляции, а дополнительные устройства можно будет легко отключить за ненадобностью.

Нужно помнить, что кардинальной, глубокой модернизации провести не получится, иными словами, «РЕСАНТУ» в KEMPPI разумными силами и средствами не превратить. Однако изготовление приспособлений и мелкая доработка оборудования — отличный способ лучше изучить технологию дуговой сварки и проникнуться профессиональными тонкостями.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Как сделать сварочный инвертор своими руками

Для выполнения сварочных работ в домашних условиях незаменим сварочный инверторный аппарат. Принцип его работы основан на использовании транзисторов и переключателей, при помощи которых сначала сетевое напряжение трансформируется в постоянное.

Затем изменяются характеристики тока (повышается частота синусоиды). Эти действия приводят к понижению значения напряжения, что приводит к выпрямлению тока, при этом частота тока не изменяется.

  • Подготовительный этап ↓
  • Блок питания инвертора ↓
  • Корпус ↓
  • Силовая часть и инверторный блок ↓
  • Система охлаждения ↓
  • Сборка ↓
  • Проверка работы ↓
  • Правила эксплуатации ↓
  • Блиц-советы ↓

Широкое использование данных аппаратов связано с рядом его достоинств, к которым можно отнести:

  • Небольшие габаритные размеры, а также малый вес, что существенно облегчает труд при сварочных работах и позволяет расположить аппарат в удобном месте;
  • Возможность изготовить его самостоятельно, затратив немного средств. Кроме этого, сборка своими руками позволяет подобрать детали с необходимыми характеристиками, а также в дальнейшем достаточно просто выполнить ремонт агрегата или замену деталей для корректировки характеристик;
  • Высокий КПД, что позволяет ему конкурировать с готовыми аппаратами.

Недостатками сварочного инвертора, который изготовлен самостоятельно, являются:

  • Малый срок службы, при неверно подобранных деталях;
  • Отсутствует возможность реализовать дополнительные функции, которые способны улучшать качество сварного шва;
  • При необходимости получить аппарат большой мощности требуется организация дополнительной системы охлаждения, что увеличивает конечную стоимость и габариты.

Следует учесть, что самостоятельная сборка инвертора достаточно кропотливый труд, занимающий много времени и требующий определенных навыков. Но современные производители предлагают широкий выбор комплектующих, что значительно облегчает их выбор. Сам подбор деталей основан на совместимости параметров по типам и характеристика, а также на возможности простой замены в дальнейшем.

Основными элементами инвертора являются:

  • блок питания;
  • силовая часть и ее ключи.

К базовым выходным характеристикам относятся:

  • потребляемый ток, причем его максимальное значение;
  • напряжение и частота в сети;
  • значение тока сварки, при котором будет выполняться шов.

Подготовительный этап

Перед тем как приступить к покупке деталей для изготовления инвертора необходимо точно представлять значения выходных параметров, а также иметь электрические схемы всех элементов (общая схема, блока питания).

Рассмотрим изготовление сварочного аппарата с входными характеристиками:

  • напряжение сети 220 В;
  • частота 50 ГЦ;
  • сила тока 32 А.

На выходе получится ток, преобразованный до величины 250 А, то есть увеличил свое входное значение в 8 раз. Данным аппаратом можно выполнять сварной шов, расположив электрод менее 1 см к свариваемой детали.

Перед тем как приступить к сборке аппарата необходимо подготовить следующие материалы и инструменты:

  • отвертки (плоские и крестовые) разных размеров;
  • приборы для измерения напряжения и силы тока (вольтметр и амперметр), которые можно заменить современным универсальным измерительным прибором;
  • паяльник с маленьким жалом;
  • компоненты для выполнения паяльных работ (канифоль, проволока);
  • осциллограф, применение которого позволит контролировать изменение синусоиды тока;
  • специальная сталь с подходящими электротехническими параметрами;
  • хлопковая и стекловолоконная ткани;
  • сердечник для трансформатора;
  • обмотки трансформаторов:
  • первичная на 100 витков из проволоки диаметром 0,3 мм
  • вторичные (внутренняя – это 15 витков проволокой 1 мм, средняя – это 15 витков из проволоки 0,2 мм, наружная – 20 витков, выполненные проволокой 0,35 мм);
  • текстолит;
  • болты и саморезы;
  • транзисторы с необходимыми характеристиками;
  • провода разного сечения;
  • силовой кабель;
  • изолента или специальная бумага.
Читайте также  Стоимость сварочных работ металлоконструкций за метр погонный

После выполнения подготовительных работ можно приступать к сборке.

Устройство сварочного инвертора

Блок питания инвертора

Плату, где располагается блок питания инвертора, собирают отдельно от силового элемента аппарата. Кроме этого, их требуется разделить между собой листом металла, который закреплен к корпусу жестко.

Основным элементом блока питания является трансформатор, который можно изготовить самостоятельно. С его помощью напряжение, которое поступает из сети, будет преобразовываться до величины безопасной для жизни, а затем повышать силу тока для выполнения сварки.

Материалом для сердечника может быть железо размеров 7х7 или 8х8. При этом можно брать как стандартные пластины или отрезать требуемый кусок металла от имеющегося листа. Обмотка выполняется медным проводом марки ПЭВ, так как именно этот материал максимально обеспечивает требуемые характеристики (малое сечение при достаточной ширине).

Использование другого материала в качестве обмотки может существенно повлиять на характеристики трансформатора, например, увеличить нагрев данной детали.

При этом каждый виток должен плотно прилегать к предыдущему, при этом нахлеста лучше избегать. После того как все 100 витков выполнены, необходимо уложить слой специальной изолирующей бумаги или ткани из стекловолокон. Следует учесть, что бумага будет темнеть в процессе эксплуатации.

Далее выполняют вторичную обмотку. Для этого необходимо взять медный провод сечением 1 мм и сделать 15 оборотов, стараясь распределить их по всей ширине, на равном расстоянии друг от друга. После покрытия их лаком и просушки, наматывают 2 слой медным проводом сечением 0,2 мм, делая также 15 оборотов.

Их тоже необходимо распределить, как и в предыдущем случае и изолировать. Последним слоем для вторичной обмотки будет ПЭВ сечением 0,35 мм, витков при этом будет 20. Последний слой также необходимо изолировать.

Блок питания инверторного сварочного аппарата

Корпус

Далее приступают к изготовлению корпуса. Его размер должен быть соизмерим с габаритами трансформатора и плюс 70% на размещение остальных деталей инвертора. Сам корпус может быть выполнен из листовой стали толщиной 0,5-1 мм.

Для соединения углов можно использовать болты или при помощи специальных гибочных станков изогнуть лист до нужных размеров. Если на корпусе расположить ручку для крепления инвертора на ремне или для простоты переноса, то это в значительной степени облегчит эксплуатацию прибора в дальнейшем.

Кроме этого, конструкция корпуса должна предусматривать достаточно простой доступ ко всем деталям, расположенным внутри него. На нем необходимо проделать несколько технологических отверстий для переключателей, кнопки питания, световой сигнализации о работоспособности, а также кабельные разъемы.

Схема генератора сварочного инвертора

Силовая часть и инверторный блок

Силовым блоком для инвертора служит трансформатор, особенностью которого является наличие 2 сердечников, которые располагают рядом с маленьким зазором, прокладывая лист бумаги. Этот трансформатор собирается аналогично предыдущему. Важной деталью является то, что изоляционный слой между витками провода необходимо усилить, что позволит не допустить пробоя напряжения. Кроме этого, между слоями проводов укладывают прокладки, выполненные из фторопласта.

К силовой части можно отнести конденсаторы, которые соединены согласно схеме. Они предназначены для уменьшения резонанса трансформаторов, а также призваны минимизировать и компенсировать потери тока в транзисторах.

Инверторный блок аппарата служит для преобразования тока, у которого на выходе повышается частота. Для этого в инвертор используют транзисторы или диоды. Если решено использовать диоды в этом блоке, то их необходимо собрать в косой мост по специальной схеме. Выводы из него идут к транзисторам, которые предназначены для возврата переменного тока с большей частотой. Диодный мост и транзисторы должны быть разделены перегородкой.

Фото блока питания самодельного сварочного инвертора

Система охлаждения

Так как все элементы агрегата подвержены нагреву, то необходимо организовать систему охлаждения, которая обеспечит бесперебойную надежную работу. Для этого можно использовать кулеры от компьютеров, а также выполнить несколько дополнительных отверстий в корпусе для легкого доступа воздуха внутрь аппарата. Однако таких отверстий не должно быть слишком много, чтобы избежать попадания лишней пыли в корпус.

Кулеры должны располагаться таким образом, чтобы они могли работать на вывод воздуха из корпуса аппарата. Элементы охлаждения нуждаются в профилактике, например, замене термопасты, поэтому доступ к ним должен быть простой.

Установка такого элемента, как термодатчик, и дальнейшее его соединение со светодиодом на корпусе, позволит подавать сигнал при достижении недопустимой температуры и отключать инвертор от питания для охлаждения.

Трансформаторный сварочный аппарат своими руками

Сборка

Сборка инвертора осуществляется в следующем порядке:

  • на основание корпуса располагается трансформатор, диодный мост, схема управления;
  • выполняется скрутка, спайка и крепление между собой всех проводов;
  • на наружной панели выводятся световая индикация, кнопка пуска, разъем кабеля.

Когда все установлено, можно проверять работу аппарата.

Проверка работы

Чтобы проверить аппарат необходимо использовать для этого осциллограф. Инвертор подключают к сети в 220 В, а затем по прибору проверяются, насколько выходные параметры соответствуют требуемым. Например, напряжение должно быть в пределах 500-550 В. При абсолютно правильной сборке и правильно подобранных деталях, это значение не должно переходить порог в 350 В.

После таких замеров и приемлемых показателей осциллографа, можно приступать к выполнению сварочного шва. После того, как первый электрод полностью выгорит, необходимо провести замеры температуры на трансформаторе. Если он кипит, то схема нуждается в доработке, аппарат необходимо отключить и внести изменения. Только после того, как приняты меры по устранению данного недочета, можно повторно выполнить запуск с таким же замером температуры после окончания работы.

Пример компоновки передней панели инвертора

Правила эксплуатации

Сварочный инвертор можно применять как для сваривания деталей выполненных из черного металла, так и вести работы с цветным. Он полезен как в частном доме, на даче, так и в гараже.

При его эксплуатации необходимо следить за качеством напряжения и частоты в сети.

Для продолжительного использования данного агрегата необходимо периодически проверять работоспособность отдельных его чистке, выполнять профилактические мероприятия по очистке его от пыли и грязи.

Блиц-советы

При самостоятельном изготовлении инвертора необходимо:

  • иметь схемы всех элементов аппарата;
  • правильно подбирать комплектующие;
  • выдерживать все необходимые зазоры и тщательно изолировать элементы;
  • соблюдать правила техники безопасности.

Универсальный блок питания сварочного инвертора

Блок питания не претендует на новизну схемотехники. Разработка проведена с целью сделать БП из доступных деталей. Радиодетали извлечены из компьютерных БП АТХ. В общем из радиохлама.

Серьёзно пришлось отнестись только к подбору и приобретению выпрямительных диодов.
БП состоит из двух БП. Один из них обратноход, фактически повторён БП из даташита на микросхему ТОР-250.
На выходе БП +14,4 Вольта 2 Ампера для питания основных узлов сварочника и +28 вольт для питания микросхемы TL-494 (KA7500).
А так же 3 выходных напряжения по 14,4@0.25 для питания драйверов мостовых схем.
Второй БП предназначен для питания двигателя подачи проволоки в сварочных полуавтоматах. Он обеспечивает напряжение 27 Вольт при токе 3 Ампера. Без дополнительного охлаждения он способен обеспечить 3 ампера в течении 5 минут. При токе до 2 ампер время работы не ограничено.

В первом БП применена защита по току из даташита. Это резистор на 3-ей ножке. Я выбрал 7,5 ком, что обеспечивает 2 ампера на выходе. При прогреве защита срабатывает при 2-х амперах. БП начинает «всхлипывать» пытаясь подняться.

В мостовом БП защита настроена на 3 ампера, но при желании, а так же при дополнительном охлаждении может быть перестроена на ток до восьми Ампер. Защита выполнена на управляемом стабилитроне TL431. Фактически TL сравнивает 2 напряжения, и когда напряжение на резисторах R18, R19 станет меньше напряжения на управляющем электроде + Uref микросхема открывает ток базы транзистора A733. Это увеличит напряжение на 4-ом выводе TL-494, увеличит мёртвое время и уменьшит ток БП. Таким образом «короткое» БП держит без «бахов».
На втором БП так же намотана дополнительная обмотка для питания «главной кнопки» на держаке 12 вольт.

Так же на плате для удобства смонтирована схема задержки включения реле и ключ управления вентилятором.

Конструкция.

Всё устройство смонтированно на одной печптной плате. Топология ПП здесь. Каждый под себя сможет подправить.
У меня, например, было ограничение высоты 32мм. Кому-то это не надо, можно будет поставить эл. конденсаторы «манхэттеном», тогда размер в плане можно значительно уменьшить.
Силовые трансформаторы, естественно, разбирались подогревом, перематывались, склеивались. Даже изоляцию применил ту же.

Настройка.

Для начала монтируем частично, как показано на фотке.

И запускаем только «маленький БП. После этого можно посмотреть, как работает TL-494, в частности настроить частоту импульсов задающего генератора, проверить, правильно-ли подключён промежуточный трансформатор. Его я не перематывал, просто выпаял из АТХ, но перед этим внимательно посмотрел распиновку. После выпайки уже не разберёшся.

Тут главное не насмешить и остаться целеньким. Ещё разик напоминаю о вечных ценностях. А впрочим вот они.

слева направо, разделительный трансформатор, ЛАТР и реостат с амперметром.

А вот фотосессия.

Питание драйверов требует тщательной проверки, т.к. эти напряжения не контролируются обратной связью. У меня, в отличии от схемы, намотаны обмотки 3х6 витков. В рехиме ХХ на выходе выпрямителей я получил 3 напряжения по 14/14,2/14,3 вольта. При этом длительность импульса в «прямом ходе» 2мксек, период 18,5 мкСек. Удобно наблюдать на обмотке ОС (5 витков). Далее я нагрузил эти обмотки на резисторы 94 Ома. Напряжение упало до 11,7 вольта. Длительность увеличилась до 2,4 мкСек, значит всё-таки ОС существует, но недостаточная для полной компенсации падения напряжения. Далее нагружаю основной выход резистором 16 Ом, ток около 0,9 Ампера. Напряжение на обмотках драйверов выправилось и достигло 14,7/14,5/14,8 Вольт. Длительность 4 мкСек, период 8 мкСек. Теперь ещё один эксперимент, нагрузим одно плечё на удвоенный ток, т.е. резисторы 94/94/47 Ом. Такая ситуация и будет при питании драйверов мостовых схем. Напряжения на выходе 14,8/14,6/14,6. Это минимум для питания драйверов, поэтому для повторения я поставил на схеме 7 витков, что примерно будет соответствовать 17 вольтам.
Ну и для полноты картины такая ситуация. Основной источник нагружен на 0,9 Ампер, источники драйверов не нагружены. Напряжения на их выходах при 6 витках 18,2 Вольта.
Вывод, такую схему питания драйверов можно использовать только в случае, если основной источник, охваченый ОС нагружен током не менее 0,5 Ампера. В принципе это условие легко выполняется в реальных схемах, но это надо помнить при конструировании инвертеров с таким БП.

Читайте также  Сварочная маска с большим обзором

Переделка сварочного инвертора в полуавтомат

Устройство полуавтомата

Устройство полуавтомата — это первое, что вам нужно изучить, если вы хотите собрать свой аппарат.

Стандартный полуавтомат состоит из двух частей (или двух блоков): силовой и подающей. Подающая часть — это просто подающее устройство для полуавтоматической сварки. Но, давайте подробнее рассмотрим устройство полуавтомата.

Силовая часть, он же силовой блок — это, по сути, инвертор. Инвертор выполняет роль источника тока. Здесь все просто. А вот подающая часть представляет собой отдельно стоящий, подключаемый подающий механизм. Подающий механизм используется для подачи проволоки. Проволока продается в бобинах и бобина вставляется прямо в подающий механизм. Ее конец выходит через сопло горелки.

Конечно, вам необязательно использовать подающий механизм, чтобы выполнить полуавтоматическую сварку. Проволоку можно подавать и вручную. Но это крайне неудобно, и в таком случае теряется вся суть полуавтоматической технологии.

Вот и все компоненты. Этого, конечно, недостаточно, чтобы сделать сварочный полуавтомат своими силами. Еще вам придется докупить детали, но они зависят от типа вашего инвертора и способа, с помощью которого вы будете переделывать его в полуавтомат. Не забудьте про комплектующие (горелка, рукав, правильно подобранное сопло и т.д.).

Механизм подачи электродной проволоки

Поскольку подающий механизм будет размещаться в отдельном коробе, то для этой цели идеально подойдет корпус от системника компьютера. К тому же, не нужно выбрасывать блок питания. Его можно приспособить под работу механизма протяжки.

Для начала, нужно измерить диаметр катушки с проволокой или, обрисовав ее на бумаге, вырезать окружность и вставить ее в корпус. Вокруг бобины должно быть достаточно места для размещения других узлов (блока питания, шлангов и механизма протяжки проволоки).

Устройство протяжки проволоки изготавливается из механизма стеклоочистителя от автомобиля. Под него необходимо спроектировать раму, которая также будет удерживать прижимные ролики. Макет необходимо нарисовать на плотной бумаге в реальном масштабе.

Устройство подачи должно быть установлено в корпусе так, чтобы разъем располагался в удобном месте.

Чтобы проволока подавалась равномерно, все составляющие должны закрепляться точно друг напротив друга. Ролики необходимо отцентрировать относительно отверстия для входного штуцера, который находится в разъеме для подключения шланга.

В качестве роликовых направляющих можно использовать подходящего диаметра подшипники. На них с помощью токарного станка протачивается небольшая канавка, по которой будет двигаться электродная проволока. Для корпуса механизма можно использовать фанеру толщиной 6 мм, текстолит или прочный листовой пластик. Все элементы закрепляются на основе, как показано на следующем фото.

В качестве первичной направляющей для проволоки используется просверленный вдоль оси болт. В результате получится подобие экструдера для проволоки. На входе штуцера одевается кембрик, усиленный пружиной (для жесткости).

Штанги, на которых закреплены ролики, также подпружиниваются. Сила прижима устанавливается с помощью болта, расположенного снизу, к которому крепится пружина.

Основу для закрепления бобины можно изготовить из небольшого куска фанеры или текстолита и обрезка пластиковой трубы подходящего диаметра.

Далее, все компоненты нужно аккуратно разместить в корпусе.

Принцип работы

Принцип работы полуавтомата прост. Он будет понятен даже новичку, так что внимательно изучите эту информацию. Она пригодится для сборки самодельного аппарата.

Итак, все начинается с подачи горелки в зону сварки. Горелка совмещает в себе два устройства: из своего сопла она подает защитный газ и проволоку одновременно. Количество газа сварщик регулирует вручную, а вот проволока подается в полуавтоматическом режиме (отсюда и название «полуавтомат»). Именно поэтому в процессе у сварщика всегда занята лишь одна рука. Та, что держит горелку.

Как мы уже сказали, одновременно с проволокой в сварочную зону подается газ. В смеси газов между концом проволоки и поверхностью металл образовывается электрический разряд, благодаря которому плавится заготовка и сама проволока. Расплавленный металл смешивается с расплавленной проволокой. Далее можно формировать шов.

В данном случае проволока необходима и без нее сварка просто невозможна. Газ так же нужен, он защищает сварочную ванну от кислорода, поступающего извне. Но если у вас нет возможности использовать газ, вы можете взять специальную порошковую проволоку и варить только ею.

↑ Внешний вид сварочного полуавтомата


Вид спереди


Вид сзади


Вид слева


В качестве сварочной проволоки используется стандартная 5кг катушка проволоки диаметром 0,8мм


Сварочная горелка 180 А вместе с евроразъемом была куплена в магазине сварочного оборудования.

Полуавтомат из инвертора

Существует несколько способов, как можно из инвертора сделать рабочий полуавтомат. Мы перечислим самые интересные, на наш взгляд. Вы сможете воплотить их в домашних условиях, обладая базовыми знаниями в области электротехники.

Способ №1

Чтобы сделать инверторный сварочный полуавтомат своими руками, вам понадобится «донор». Без него сделать полуавтомат просто не получится. В качестве «донора» возьмите не самый слабый инвертор для ММА сварки. Он обязательно должен быть рабочим, и без проблем выполнять обычные сварочные операции.

Вам необходимо изменить вольт-амперные характеристики выбранного вами инвертора, чтобы он мог работать в режиме полуавтоматической сварки. Для этого можно использовать ШИМ-контроллер. Однако, этот вариант очень трудоемкий и не подойдет для тех, кто не силен в электротехнике.

Поэтому, чтобы собрать сварочный полуавтомат из инвертора своими руками, мы рекомендуем сделать дроссель. Для этого подойдет дроссель от лампы дневного света. И после дросселя нужно взять напряжение на обратную связь. Посмотрите ролик ниже, где подробно рассказывается суть этого способа. Там же в ролике есть понятная схема.

Способ №2

Второй способ крайне прост и подойдет для тех, кто обладает определенной инверторнойсваркой.Дело в том, что в продаже существуют инверторы, способные переключаться в режим с жестким изменением вольт-амперной характеристики.Если вы обладатель именно такого инвертора, то можете только порадоваться за себя.Чтобы превратить такой аппарат в полуавтомат, вам достаточно докупить внешний подающий механизм.

В комплекте с механизмом должны быть все необходимые кабели и разъемы. Вам достаточно без проблем подключить подающий механизм подачи сварочной проволоки к сварочному инвертору и можно варить. Можно считать, что в данном случае подающий механизм работает как приставка к инвертору для полуавтоматической сварки. Посмотрите видео ниже, где автор рассказывает про свой инвертор, к которому он подключил подающий механизм.

Способ №3

Последний способ превращения из сварочного инвертора в полуавтомат своими руками потребует некоторых знаний и навыков. В этом случае вам так же понадобится инвертор-донор. Учтите, что подойдет не любой аппарат. Вам нужен инвертор с компоновкой ZX-7. На выходе у него должен быть шунт, а на «первичке» должен быть трансформатор тока. Еще лучше, если у аппарата не будет никаких дополнительных функций вроде горячего старта или форсажа дуги.

Вам так же необходимо изменить вольт-амперные характеристики, а еще установить настройку нарастания тока. Дальнейшие действия напрямую зависят от схемы вашего инвертора. Так что не ленитесь найти темы на различных форумах, посвященных переделке инвертора в полуавтомат. Посмотрите видео ниже с тестом такого самодельного аппарата.

Как сделать сварочный полуавтомат своими руками из инвертора?

Время чтения: 7 минут
Полуавтомат для многих мастеров не просто инструмент. Это полноценный помощник в хозяйстве и на работе. Он может понадобиться каждому умельцу: от дачника до автолюбителя. Ведь полуавтомат отлично подходит для сварки всех типов металлов практически без ограничений по толщине и составу. При этом сварка может быть и профессиональной, и любительской.

Полуавтоматы появились не так давно в массовой продаже. Сварщики старой закалки помнят, как раньше варили металл с помощью больших громоздких трансформаторов. Однако, с развитием технического прогресса инженерам удалось сконструировать компактный и удобный полуавтомат. В начале 20 века он вытеснил аппараты прошлого поколения и завоевал уважения большинства сварщиков по всему миру.

Современный полуавтомат способен выполнять различные типы сварочных работ. Это может быть MMA сварка, MIG/MAG сварка, а также TIG сварка. Все это возможно благодаря «начинке» полуавтомата. В основе аппарата лежит стандартный инвертор. Это значит, что в теории полуавтомат можно собрать самому. Конечно, используя инвертор в качестве «донора». В этой статье будет все: и основы работы полуавтомата, и переделка сварочного инвертора в полуавтомат.

Видео

Среди начинающих и профессиональных сварщиков сварочный полуавтомат инверторного типа является наиболее популярным устройством. Для первых он обеспечивает легкость в приобретении навыков сварки, вторым дает производительность и большой набор дополнительных настроек.

Читать также: Какие обороты у циркулярной пилы

Полуавтоматическое сварочное оборудование может стать полезным практически для любого сварщика, но имеет довольно высокую стоимость. При наличии ручной дуговой сварки можно переделать ее в полуавтомат инверторного типа.

Оцените статью
Добавить комментарий