Диодный мост для сварочного аппарата своими руками

Выпрямитель для сварочного аппарата

Эти диоды имеют внушительные размеры, а их корпус сажается на алюминиевый радиатор. Причем корпус диода, а значит, и крупный радиатор находятся под напряжением, поэтому диоды с их радиаторами должны крепиться так, чтобы не имели контакта друг с другом, не касаясь токопроводящих частей корпуса сварочного аппарата.

Такое неудобство с креплением приводит к тому, что размеры собранного сварочного диодного моста слишком вырастают, увеличивая и усложняя конструкцию сварочного аппарата в целом. Использование такого же диода, но с другой полярностью (ВЛ200) позволяет объединить радиаторы в две пары.

У радиаторов, возможно, потребуется просверлить отверстие и нарезать резьбу, для крепления диодов.

В продаже есть уже готовые — интегрированные в одном корпусе диодные мосты. Размер одного такого диодного мостика сопоставим с размерами спичечного коробка или одного диода В200 без радиатора, при максимальном токе 30-50А, а цена гораздо ниже.

Если интегрированные диодные мосты соединить параллельно, то вместе они смогут выдерживать более значительные токи. Однако надежность такого сварочного выпрямителя будет существенно меньше чем выпрямителя из диодов типа В200.

Строго говоря, суммарный допустимый ток такого объединенного выпрямителя не равняется сумме максимальных токов входящих в него диодных мостов, они не могут обладать абсолютно одинаковыми параметрами, а значит, каждый пропускает через себя несколько различные по величине токи. Однако если собрать эту схему с некоторым запасом по мощности, учитывая ток короткого замыкания, то можно добиться более компактных размеров, чем в случае с В200. Дело в том, что корпуса диодных мостиков не находятся под напряжением и их все можно садить на один общий радиатор, и можно свободно крепить такой выпрямитель где удобно внутри корпуса, или снаружи, сварочного аппарата. Для выпрямителя может использоваться 3-5 интегрированных диодных мостов, обязательно одной и той же марки. Как показывает практика, они не сильно греются и без проблем могут выдерживать кратковременные перегрузки, притом, что сварочный аппарат большей частью вообще работает в кратковременном режиме. Для лучшей теплоотдачи, между диодными мостами и радиатором наносится теплопроводящая паста. Подсоединять контакты нужно обязательно пайкой, иначе будет сильный нагрев контактов.

На выпрямителе сварочного аппарата происходит неизбежное падение напряжения, поэтому на выходе выпрямителя напряжение будет где-то на 4-5В меньше чем напряжение холостого хода трансформатора (без конденсатора). При этом напряжение на выходе не будет строго постоянным — его форма будет пульсирующей.

Если проводить измерения в режиме холостого хода вольтметром постоянного тока, то его показания будут соответствовать чему-то вроде эффективного значения постоянного пульсирующего напряжения (показания примерно в 1,4-1,5 раза меньше напряжения пиков максимумов). В принципе, обычные вольтметры не предназначены для точного измерения подобного рода сигнала. Форму напряжения можно сгладить, установив на выходе конденсатор емкостью 5000-10000 мкФ. В этом случае показания вольтметра возрастут примерно в 1,4 раза, так как конденсатор на холостом ходу зарядится до уровня максимального по амплитуде напряжения. Конденсатор рекомендуется ставить особенно в том случае, если источник питания имеет низкое выходное напряжение (меньше 40В) и возникают трудности в момент зажигания сварочной дуги. При этом конденсатор лучше включить через сопротивление порядка 0,5-1 Ом.

Необходимость резистора обусловлено тем, что в момент зажигания дуги происходит касание конца электрода об металл изделия — то есть короткое замыкание. Если сопротивления в цепи конденсатора нет, то происходит мгновенный разряд конденсатора большой емкости, импульс высокого тока сопровождается громким щелчком, а часто разрушением кончика электрода или его мгновенным привариванием к металлу изделия. Работать с таким источником весьма неудобно, треск разрядов действуют на нервы. Дополнительный же резистор ограничивает ток, сглаживает разряд конденсатора, делая зажигание дуги легким и мягким.

Самодельные сварочные аппараты, полуавтоматы, схемы

Svapka.Ru
  • Самодельные полуавтоматы
  • Отдельные блоки
  • Самодельные от посетителей сайта
  • Разное
  • Сварочный полуавтомат Svapka.Ru Vol 3.0 от А до Я
  • Радиолюбительские технологии

Диодный мост для сварочного полуавтомата

Самодельный диодный мост

При конструировании сварочного полуавтомата всегда возникает вопрос, какие силовые диоды использовать в диодном мосте? Диодный мост это схема преобразования переменного напряжения в постоянное.

Выбор диодного моста для сварочного полуавтомата

Можно конечно купить дорогие диоды типа В200 собрать из них полноценный выпрямительный мост, собрать сварочный полуавтомат с большим запасом по току и пользоваться долгое время не задумываясь ни о чем.

Но не всегда цель оправдывает средства. Исходя из практики вы варите аппаратом 50% времени (а иногда на много меньше), то есть подготавливаете деталь к сварке, потом варите. После сварки вы опять подготавливаете деталь к сварке (как раз это время ваш сварочный полуавтомат находится в режиме ожидания) и этого времени вполне достаточно для охлаждения диодного моста, если в нем применяются менее мощные диоды.

Схема диодного моста

Путем проб и ошибок, опробовав разные варианты компоновки диодного моста, пришла идея собрать его на не дорогих диодных сборках типа KBPC5010 стоимостью по 50 рублей за штуку. Многие задаются вопросом, что такое выпрямитель сварочный, ответ на этот вопрос найдете в этой статье.

Суть идеи в том, что бы соединить диодные сборки KBPC5010 параллельно. Но так как у каждой сборки разное внутреннее сопротивление это приводило к мысли, что разность температур диодных мостов будет разная и ощутимая. Но все таки мы решили попробовать.

Каждая сборка KBPC5010 рассчитана на ток 50 ампер. Ниже приведена схема соединения шести сборок в один диодный мост рассчитанный на ток 300А.

Сборка диодного моста для сварки

Для того что бы охлаждать сборки, был взят алюминиевый радиатор площадью примерно 800 см. кв.

Подготавливаем поверхность радиатора (сверлим отверстия, нарезаем резьбу для крепления сборок). Для улучшения теплоотдачи используем теплопроводную пасту КПТ-8.

Закрепляем диодные сборки болтами М6 с помощью трубчатого ключа.

Распаиваем схему медной шиной. В данном случае мы использовали шинку 10 мм.кв. для припайки к выводам сборок и 20 мм.кв. для входа выхода сварочного тока.

Совет — обязательно припаивайте шинку к выводам диодных мостов. Если вы соедините мосты с помощью клемм без пайки, то концы выводов мостов будут очень сильно греться (проверено).

Обрабатываем все места пайки лаком.

Недорогой диодный мост для сварки

В результате получился небольшой диодный мост, что очень удобно при компоновке в корпус сварочного полуавтомата.

Испытания проводились на токе сварки 100 ампер в интенсивном режиме (сварка велась непрерывно) в течении 10 минут. Радиатор нагрелся до температуры 50 градусов.

Ощутимой разности температур в сборках замечено не было (проверялось на ощупь).

Если планируется использовать более мощные токи, то можно увеличить количество сборок.

Вывод: Мы получили недорогой (300 рублей) мощный диодный мост для сварочного полуавтомата.

Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях.

Автор статьи и фото: Admin Svapka.Ru

Похожие записи

Известная тема, достаточно давно практикуется самодельшиками-сваркостроителями

Эта тема давно практикуется не только «самодельшиками-сваркостроителями», но заводами-изготовителями. Мне встречались сварочные аппараты для сварки штучными электродами и полуавтоматы, в которых по 6 диодов параллельно в каждом плече. Очевидно таким образом борятся за снижение себестоимости.

Чесно говоря фигня , летят эти зворки при такой схеме включения как фанера с эйфелевой башни . Сам проктиковал такую схему давно и отказался так как сразу вроде работает а потом в самый не подходящий момент стреляют. В ся причина в том эти зборки имеют разное внутреннее сопротивление и поєтому токи в каждом мосту разные. была попытка их уровнять, я ставил последовательно с каждым мостом намотанное из толстого нихрома сопративление (десятки ома) при этом увиличелся размер моста и его теплотворность, пришлось ставить винтелятор. в конечном итоге его размер не уступал мосту на диодах В200. Так что не тратьте деньги и время ставте проверенныю годами схему. Или надо искать альтернативу на мощьных полевиках.

У меня такая же конструкция (при токе сварки 120А и четырех мостиках)используется для работы электродом 3 мм уже третий год. И все слава богу до сих пор работает хотя после 4- 5 электродов нагревается до 50- 60 градусов. Но для дома редко приходится варить много и потому эта затея вполне себя оправдывает. А один диод В200 с радиатором сейчас стоит примерно 6- 8$, что сопоставимо с четырьмя мостиками кврс 5010. Но если бы деньги были- то выбрал бы В200.

Сергей я удивлен. Но чего бы мне врать. у меня один такой мост с 6-ю КБРСами отработал пол года, я и резал на нем и варил (электрод 3-4мм) а потом надо было запорожец разрезать так они у меня после электрода двойки один за одним погорели. с тех пор больше месяца не один такой мост не отхаживал. Но коль у вас работает слава богу, пусть и дальше не подводит.

Собираю похожий аппарат на таких мостах. Только радиаторы ставлю для каждого отельные

600 см*2. Просто такие нашел. Плюс кандеры 100В 28000Мк, а на первичку хочу поставить 160Мк 600В. А также пропеллер на обдув этого дела. Но по отзывам о мостах думаю поставить еще пару.

Плюс кандеры 100В 28000Мк, а на первичку хочу поставить 160Мк 600В. А также пропеллер на обдув этого дела. Но по отзывам о мостах думаю поставить еще пару.

Ещё пару мостов — это на пользу и обдув тоже, а вот конденсаторы не стоит — дополнительная импульсная нагрузка.

Читайте также  Точечная сварка своими руками споттер

Андрей пишет верно:

эти зборки имеют разное внутреннее сопротивление и поєтому токи в каждом мосту разные

Для того, чтобы ток через отдельную сборку не превышал предельно допустимый, их надо брать с запасом. Кроме этого для надёжной работы желательно чтобы коэффициент использования диодов по току был 0,7-0,8.

у меня один такой мост с 6-ю КБРСами отработал пол года, я и резал на нем и варил (электрод 3-4мм) а потом надо было запорожец разрезать так они у меня после электрода двойки один за одним погорели. с тех пор больше месяца не один такой мост не отхаживал.

Если в начале мост отработал пол года и при электроде 3-4 мм,а потом «больше месяца не отхаживал», надо поискать причину в другом месте.

У меня такая же конструкция (при токе сварки 120А и четырех мостиках)используется для работы электродом 3 мм уже третий год.

Коэффициент запаса по току: 120/200=0,6.

Что и подтверждает написанное выше.

диодный мост в одно или двух фазную схему свар.транса дело бестолковое и даже вредное кроме увеличения пульсации и следовательно затухания дуги в каждом полупериоде с обилием брызг получаете и доп. нагрузку на пер. обмотку и на пит. сеть.

P.S.за 35 лет в этом деле не первй раз встречаю когда пытаются на выпр.пол.период сварку прикрутить в итоге получаете все тот же переменник только с худшей характеристикой. для свар.аппарата нужно 3 выпр.пол.периода все остальное от блудливого.

для этого и создали схему с инвертированием — инвертор.сварочный

Разрешите обратить Ваше внимание на следующие факты

1) с точки зрения выравнивания токов через диоды сейчас широко применяют прием нестандартного включения моста, (см. прикрепленный рисунок). В этом случае уже обеспечена практическая идентичность в том числе и температурного режима по крайней мере двух 50 амперных диодов, включенных параллельно, в любой момент времени. А мы знаем, что сварочный ток для электрода диаметром 3 мм не превышает этой величины. Тем не менее ставим в каждое плечо по 3 шт. моста. – резерв надежности.

Диод В-200 стоит 500 — 600 Руб. за 1 шт., соответственно пара стоит 1000 – 1200 руб.

Один 50 амперный мост стоит около 50 рублей.

3) у автора этой ветки применен классический мост (правильное название, если мне не изменяет память, – мост Гретца). Недостаток этой схемы в том, что в любой момент времени на пути тока два P-N перехода, на каждом из которых выделяется тепло.

В мировой практике такого вида мост применятся редко. Гораздо лучше схема двухполупериодного выпрямителя с двумя диодами – в этом случае в любой момент времени на пути тока один P-N переход и тепла выделяется в 2 раза меньше. Вы скажете, что выходная обмотка для такого случая имеет удвоенное число витков. Правильно! Но сечение провода каждой полуобмотки в два раза меньше, так как она отдыхает пол периода, соответственно общий вес и объем обмотки будет практически тот же, но мотать более тонкий провод гораздо легче да и достать его гораздо проще, чем шину . Ну и в любом случае 2 диода дешевле чем 4.

4) У этой темы есть родственный форум – я на него наткнулся в процессе написания данного текста т.е. только что – вот ссылка на этот форум, но написанное мною относится и к тому форуму

Вот он: «Сварочный аппарат своими руками» principact.ru/content/view/200/108/1/5/

Прикрепленный рисунок -Это фрагмент схемы входного выпрямителя инвертора «Сварог».

Диодный мост для сварочного аппарата: особенности работы, плюсы и минусы

Отправим материал на почту

  • Преобразование энергии при работе сварочного аппарата
  • Различные виды сварочных выпрямителей
  • Плюсы и минусы применения диодного моста
  • Как получают нужный для работы ток
  • Как выбрать
  • Правила техники безопасности при использовании
  • Заключение

Сварочные аппараты активно используются как для производственных, так и для бытовых целей. Для выполнения работы необходимо обеспечить это оборудование электроэнергией. Чтобы создать качественный шов, переменный ток, получаемый из сети, требуется преобразовать в нужную форму. Для этой цели нужно использовать диодный мост для сварочного аппарата. Мастер должен знать, почему это необходимо и как работает выпрямительный узел.

Преобразование энергии при работе сварочного аппарата

При подключении к сети ток сначала попадает в понижающий трансформатор. Переменное электромагнитное поле возбудит во вторичной обмотке ток с нужными для сварочного аппарата параметрами. У него будет меньшее напряжение и большая сила тока.

Затем он проходит через выпрямительный блок, который обеспечит то, что ток будет иметь полярность одного знака. При этом останутся значительные пульсации. Чтобы их сгладить, его пропустят через конденсаторный блок. После него электроэнергия, используемая непосредственно для дуговой сварки, будет в значительной степени стабильна для того, чтобы создать качественный и надёжный шов.

Для ведения работы в аппарате существуют устройства, которые обеспечивают запуск и отключение, создают охлаждение рабочей части. В состав конструкции входят датчики, показания которых используются для более точного управления. Предусмотрена регулировка рабочего напряжения. Она происходит ступенчатым образом благодаря подключению дополнительных секций обмотки или их отсеканию.

Работа сварочного выпрямителя даёт возможность поддерживать рабочий постоянный ток с нужными параметрами и обеспечить его стабильность на протяжении всего процесса работы.

Различные виды сварочных выпрямителей

В зависимости от модели для этой цели могут применяться различные схемы. Используются следующие виды выпрямителей:

  • Работающие на основе трансформатора.
  • Построенные на применении транзисторов, которые обеспечивают выпрямление и сглаживание тока.
  • Диодные мосты.
  • При помощи дросселя, который предназначен для сдерживания резких скачков тока и напряжения.
  • На основе использования тиристоров.
  • Преобразователи-инверторы, которые повышают частоту, приводят ток и напряжение к нужным для работы параметрам.

Применение диодного моста считается одним из самых эффективных методов получения тока с нужными для работы параметрами.

Далее в видеоролике рассказывается о том, как собрать диодный мост:

Видео описание

Как собрать диодный мост

Существуют также другие способы классификации сварочного оборудования. Часто применяется та, которая построена на использовании различных видов характеристик:

  • Выпрямители, для которых типичны крутопадающие характеристики, обычно применяются для ручной дуговой сварки. Их также используют для работ с не плавящимися электродами в специальной газовой среде. Такой аппарат способен создавать радиопомехи, которые подавляются с помощью использования соответствующих фильтров.
  • Устройства с жёсткими характеристиками используют для работы с плавящимися в углекислом газе электродами.
  • Универсальные устройства могут использоваться для всех видов сварочных работ.

Эти устройства нужно различать по силе используемого тока. Силовые диоды рассчитаны на работу в тех случаях, когда она является значительной. Сварочные аппараты промышленного уровня, предназначенные для трёхфазного напряжения 380 В, могут работать с током величиной до 400 А. Для однофазных она равна 125-180 А.

Плюсы и минусы применения диодного моста

В некоторых приборах вместо того, чтобы применять диодный мост для сварочного аппарата, в конструкцию включается трансформатор. Последний способ обеспечивает менее качественную работу. Схема с диодным мостом позволяет воспользоваться такими преимуществами:

  • С его помощью электрическая дуга становится более стабильной.
  • Выпрямление тока способствует более экономному расходу энергии в процессе работы.
  • Относительно высокий коэффициент полезного действия.
  • Выпрямитель не только производит преобразование тока, но и выполняет стабилизацию напряжения. Он позволяет сварочному аппарату уверенно работать даже в тех случаях, когда электросеть является нестабильной.
  • Во время выполнения сварки уменьшается количество брызг.
  • По сравнению с применением трансформатора при использовании диодного моста аппарат имеет меньший вес и более компактные размеры.
  • Проведение сварочных работ обеспечивает более высокую надёжность соединения.

Однако применение диодных мостов также имеет следующие недостатки:

  • Важную роль играет параметры поступающей из электросети энергии. Применение диодных мостов выдвигает определённые требования по стабильности.
  • Более высокое качество работ связано с небольшой потерей мощности.
  • Более высокий риск возникновения короткого замыкания.
  • Применение этого способа обуславливает увеличение стоимости аппаратуры.

Использование диодных мостов для выпрямления обеспечивает более высокое качество сварки.

Как получают нужный для работы ток

Питание для сварочного аппарата должно соответствовать требованиям конкретной модели. Предусмотрено 2 варианта:

  • Однофазное напряжение 220 В. Оно часто используется для работы бытовых сварочных приборов. Оно обеспечивает менее равномерный ток по сравнению с трёхфазным.
  • Трёхфазное напряжение 380 В. Этот вариант часто применяется при осуществлении промышленной сварки. Он доступен для бытовых целей при условии, что хозяин может обеспечить эту возможность. Такие аппараты работают более стабильно и качественно.

Частота в обоих случаях равна 50 Гц.

О регуляторе тока для проведения сварки рассказано в ролике ниже.

Видео описание

Регулятор ТОКА для сварочного аппарата.

Из сети поступает напряжение, которое изменяется по синусоиде. Оно циклически становится то положительным, то отрицательным. Поступая на первичную оболочку трансформатора, постоянные изменения тока создают переменное электромагнитное поле, которое возбуждает во вторичной обмотке периодические колебания напряжения и тока. Различие состоит в том, что на выходе трансформатора потребление мощности уменьшается.

Читайте также  Сварка арматуры встык

Дальше ток проходит через диодный мост. Поскольку входное напряжение изменяется по синусоиде, то на вход поступают положительные и отрицательные импульсы, которые чередуются между собой. После прохождения диодного моста в сварочном аппарате первые остаются без изменений, а вместо вторых проходят положительные, имеющие такую же амплитуду. Таким образом на выходе возникает сильно пульсирующее напряжение одного знака.

Для того, чтобы сгладить пульсацию, дальше для обработки применяется конденсаторный блок. На его выходе получается постоянное напряжение, имеющее высокий уровень стабильности.

Как выбрать

Наиболее популярным типом диодного моста заводского изготовления является ВД306. Он удобен тем, что оснащается возможностью выполнять плавную регулировку. Нужно учитывать, что при работе он потребляет 12 кВт электричества. Вес этого устройства достигает 100 кг. Такой прибор наиболее удобно использовать для промышленной сварки.

Диодный мост можно сделать своими руками. Его изготавливают из силовых диодов. В составе схемы их может быть от двух до пяти. Самостоятельно сделанный диодный мост будет стоить дешевле, но для его создания специалист должен профессионально разбираться в аппаратуре.

Сварочный аппарат, рассчитанный на трёхфазное напряжение 380 В имеет наилучшие эксплуатационные характеристики. Однако для него не всегда на месте работы имеется соответствующая сеть электропитания. Например, если потребуется выполнять сварку на дачном участке, то вряд ли получится обеспечить его энергией.

Такие аппараты являются более тяжёлыми по сравнению с теми, которые используют однофазную сеть. Вес последних находится в пределах 30-80 кг.

Для надёжной работы диодного моста нужно, чтобы используемые значения напряжения и силы тока, на которые он рассчитан, превосходили реальные в 1,5-2 раза. Максимальное обратное напряжение применяемых диодов должно быть в два раза выше по сравнению с тем, которое даёт трансформатор. Мощные диоды для сварочного аппарата необходимы для того, чтобы работа была безотказной.

Правила техники безопасности при использовании

Многие виды диодов для сварки не могут полноценно работать при чрезмерной запыленности. Поэтому перед применением их нужно продуть. Одно из наиболее удобных средств для этого — использование бытового фена. С его помощью можно не только устранить пыль, но и убрать влагу, которая влияет на электрические характеристики оборудования. Такую продувку необходимо проводить не реже раза в квартал.

Если сварочный аппарат не использовался в течение года, то перед применением его необходимо прогреть. Для этого аппарату дают возможность немного поработать на всех имеющихся режимах. Время, в течение которого проводится эта подготовка, должно быть не меньше двух часов.

При работе сварочный аппарат потребляет большое количество энергии. Важно следить за тем, чтобы он не перегревался. Если его температура превышает допустимую, в работе нужно сделать перерыв.

Нужно проверять наличие изоляции на всех токопроводящих частях. Если она нарушена, её необходимо восстановить. Крепления клемм должны быть надёжными. В процессе работы сварочный аппарат обязательно заземляется. Если он перегревается, причиной может быть одна из следующих неисправностей:

  • Произошло замыкание в обмотке трансформатора.
  • Вентилятор охлаждения не работает в полную силу.
  • Нарушена изоляция сердечника.
  • Из-за неисправности вторичного контура трансформатора понижено рабочее напряжение.

При обнаружении неисправностей их нужно устранить перед тем, как начать использовать сварочный аппарат.

Заключение

Диодный мост в сварочном аппарате обеспечивает подачу тока, который необходим для выполнения качественной сварки. Этот узел может использовать электропитание 380 или 220 В. В результате его применения переменный ток преобразуется на выходе в тот, который по своим характеристикам близок к постоянному.

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.

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.

Читайте также  Труба стальная в дагестане

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

Выпрямитель для сварочного аппарата

Авторизация на сайте

Конструкция 1-го выпрямителя:

Выпрямитель объединен с тороидальным трансформатором и вентилятором воздушного охлаждения. Непосредственно сам выпрямительный мост здесь собран на диодах ДЛ-132-80-10, установленных в центре тора на кронштейны-радиаторы из отрезков алюминиевого уголка. Тепловой режим для мощных полупроводниковых вентилей — наиболее благоприятный. Ведь каждый из диодов практически со всех сторон омывается воздушным потоком, засасываемым снизу (из-под подставок) и интенсивно прогоняемым вентилятором через «мини-аэродинамическую трубу» — внутреннюю воронку (окно) тора.

Правда, для столь свободного «продувания» пришлось побеспокоиться об оптимальности компоновки агрегата. В частности, предусмотреть, чтобы отверстия сравнительно большого диаметра были и в основании, и в стяжной крышке, к которой крепится (благодаря имеющемуся фланцу) трёхфазный многолопастный вентилятор УВО-2,6-6,5-У4. А чтобы воздухозабор шёл снизу тоже без помех, высота привинчиваемых к основанию подставок должна быть не менее 20 мм.

Теперь несколько слов об особенностях подсоединения диодного моста к сварочному трансформатору. При интенсивном использовании аппарата для сварки один из выводов диодного моста подключается к общей клемме, а другой, являясь в данном случае «плавающим», состыковывается с тем или иным выводом трансформатора. Если необходимы напряжения 6 В, 12 В, 18 В и т.д., то оба ввода диодного моста делаются переходными («плавающими»).

Выпрямитель позволяет улучшить зажигание дуги, поскольку увеличивается напряжение холостого хода, и повысить качество сварки. Кроме того, нельзя забывать, что на плюсовом выводе выделяется больше тепла. И свойство это, как говорится, грех не использовать при сварке тонкостенных деталей (здесь «+» подводится к электроду).

Рис.1 Сварочный аппарат постоянною тока:

1 — подставка (дерево, фанера, s20, 4 шт.), 2 — основание (фанера, s10), 3 — шуруп с потайной головкой (8 шт.), 4 — вывод контактный (4 шт.), 5 — наконечник клеммный (4 шт.), 6 — шпилька М6 (бронза или латунь, 4 шт.), 7 — гайка М6 (бронза или латунь, 16 шт.), 8 — шайба (бронза или латунь. 20 шт.), 9 — гайка-барашек М6 (бронза или латунь, 4 шт.), 10 — ручка поворотная откидная (от списанной радиоаппаратуры, 2 шт.), 11 — вентилятор трёхфазный УВО-2,6-6,5-У4 (в круглом корпусе с фазосдвигающим конденсатором 2 мкФ), 12 — винт М4 с шайбой Гровера (3 шт.), 13 — крышка стяжная с центральным отверстием под вентилятор (фанера, s10), 14 — сердечник тороидальный (из статора асинхронною двигателя), 15 — обмотка трансформатора первичная (число витков, отводы, диаметр провода — расчётные), 16 — слои изоляционные (толщина и количество — расчётные), 17 — прокладка кольцевая (электротехнический картон, s1. 2,5, 2 шт.), 18 — изоляция наружная (намотка лакотканной лентой в 1 — 2 слоя), 19 — кронштейн (алюминиевый уголок 75×50, 2 шт.), 20 — диод полупроводниковый ДЛ-132-80-10 (4 шт.), 21 — кронштейн центральный (алюминиевый уголок 60×60), 22 — шуруп с полукруглой головкой (6 шт.); D1 и D2 — по габаритам вентилятора.

Конструкция 2-го выпрямителя:

Это автономный выпрямитель (его можно использовать практически с любым прибором на ток 200 А). При простой принципиальной электрической схеме диодного мостика примитивно-стандартной данную конструкцию вообще-то не назовешь. Необычность её состоит в использовании двух групп разнополярных диодов — В200 и ВЛ200 (внешнее их отличие — соответственно, зелёные и малиновые корпуса). Значит, есть реальная возможность соединить радиаторы диодов в каждой из групп. То есть в одной группе на радиаторе получается «+», в другой «-». Однородные соединяются шпильками М8, а между разнородными устанавливается резиновая прокладка. Вся конструкция получается предельно компактной и надёжной.

Рис.2. Выпрямитель «Малыш» для «сварочника»:
1 — радиатор диодный (4 шт., стянуты попарно), 2 — панель сетевая (текстолит, фанера, s10), 3 — шпилька М8 (бронза или латунь, 4 шт.), 4 гайка М8 (бронза или латунь, 18 шт.), 5 — шайба (бронза или латунь, 28 шт.), 6 — болт М8 клеммный (бронза или латунь, 2 шт.), 7 — диод мощный выпрямительный В200 (2 шт.), 8 — диод мощный выпрямительный ВЛ200 (2 шт.), 9 — вывод от выпрямителя к нагрузке (2 шт.), 10 — панель выпрямительная (фанера, s10), 11 — прокладка изоляционная (резина велокамеры); а) — принципиальная схема выпрямительного моста.

И ещё одна особенность здесь налицо: выводы диодов можно использовать в качестве ручек — для переноски выпрямителя. Тем более что масса всего устройства не превышает 5 кг.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: