Потужний зварювальний інвертор своїми руками: схеми, матеріали, інструкція

  1. Характеристики
  2. особливості функціонування
  3. Що необхідно для складання
  4. схеми
  5. список радіоелементів
  6. силова частина
  7. інверторний блок
  8. Система охолодження
  9. управління
  10. корпус
  11. підключення
  12. Перевірка працездатності
  13. Налаштування інвертора - корисні поради
  14. Безпека

Зібрати саморобний побутовий зварювальний апарат під силу навіть домашньому майстру, що не володіє глибокими знаннями в електротехнічних процесах. Основною вимогою є дотримання технології монтажу, відповідність схемі і розуміння принципу роботи пристрою. Якщо своїми руками створити інвертор, то його параметри і продуктивність не стануть значно різнитися із заводськими моделями, але економія може вийти пристойна.

Простий саморобний апарат інверторного типу дозволить якісно здійснювати зварювальні операції. Навіть інвертор з простою схемою дозволяє працювати з електродом від 3 до 5 мм і дугою до 1 см.

Характеристики

Подібний сварочник для домашнього застосування може мати наступними параметрами:

  • Рівень напруги - 220 вольт.
  • Вхідна сила струму - 32 ампера;
  • Вихідна сила струму - 250 ампер.

Для побутового застосування підходить інвертор, який функціонує від побутової електромережі 220 В. Якщо є необхідність, то можливо зібрати понад потужний пристрій, що працює від 380 В. Він відрізняється більш високою продуктивністю в порівнянні з однофазним зварювальним інверторним апаратом.

особливості функціонування

Для початку необхідно розібратися, як функціонує інвертор. По суті, він є комп'ютерним блоком живлення. У ньому можна спостерігати перетворення електроенергії в такій послідовності:

  • Вхідна змінна напруга трансформується в постійне.
  • Струм частотою 50 Гц перетворюється в високочастотний.
  • Знижується вихідна напруга.
  • Вихідний струм випрямляється, необхідна частота зберігається.

Подібні перетворення необхідні для зниження маси обладнання і його габаритів.

Трансформаторні зварювальні апарати мають чутливим вагою і розмірами. За рахунок значної сили струму в них можна здійснювати дуговое зварювання. Для підвищення сили струму і зниження напруги вторинна обмотка передбачає наявність меншої кількості витків, а перетин дроту збільшується. В результаті трансформаторний сварочник важкий і габарити.

Інверторний же принцип дозволяє знизити ці показники в рази. Схема подібного апарату передбачає підвищення частоти до 60-80 кГц, що сприяє зниженню його габаритів і ваги. Щоб реалізувати подібне перетворення застосовуються силові польові транзистори. Вони повідомляються між собою саме з цією частотою. Живить їх постійний струм, що надходить від випрямляє пристрої, в якості якого застосовується діодний міст. Значення напруги вирівнюють конденсатори.

Після транзисторів струм передається до понижувального трансформатора. Він являє собою невелику котушку. Малі розміри трансформаторної котушки інвертора забезпечені частотою, багаторазово збільшеної польовими транзисторами. У підсумку виходять аналогічні з трансформаторним апаратом характеристики, але з меншою вагою і розміром.

Що необхідно для складання

Щоб створити подібну саморобку необхідно враховувати характеристики схеми, т. Е. Спожите напруга і струм. Вихідний сили струму в 250 ампер досить для створення міцного шва. Щоб реалізувати задумку потрібні наступні деталі:

  • Трансформатор.
  • Первинна обмотка (100 витків з проводом ⌀ 0,3 мм).
  • 3 обмотки. У зовнішній: 20 витків, ⌀ 0,35 мм. У середній: 15 і ⌀ 0,2. У внутрішній 15 і ⌀ 1 мм.

Крім цього, до початку збирання інвертора необхідно приготувати інструменти та елементи для розробки електронних схем. Будуть потрібні:

  • викрутки;
  • паяльник;
  • ніж;
  • Ножовка по металу;
  • Кріплення;
  • Електронні елементи;
  • Мідні дроти;
  • Термопапір;
  • Електротехнічна сталь;
  • склотканина;
  • Текстолит;
  • Слюда.

схеми

Принципова електрична схема інвертора - один з найбільш відповідальних моментів при проектуванні або ремонті инверторного апарату. Тому рекомендуємо спочатку детально вивчити варіанти, а потім приступати до їх реалізації.

список радіоелементів

список радіоелементів

силова частина

Блоку живлення відводиться одна з провідних ролей в інверторному апараті. Він являє собою трансформатор, який намотаний на фериті. Він забезпечує стабільне зниження напруги і підвищення значення струму. Необхідно 2 сердечника Ш20х208 2000 нм.

Для створення термоізоляції між обмотками інвертора застосовується термопапір. Щоб звести до мінімуму негативний вплив при постійних перепадах напруги в електромережі, обмотка повинна проводиться по всій ширині сердечника.

Щоб звести до мінімуму негативний вплив при постійних перепадах напруги в електромережі, обмотка повинна проводиться по всій ширині сердечника

Для обмотки трансформатора фахівці рекомендують застосування мідної жерсті, що має ширину 40 мм і товщину 0,3 мм. Її потрібно обернути в термобумагу 0,05 міліметрів (касова стрічка). Фахівці пояснюють це тим, що під час зварювання високочастотний струм витісняється на поверхню товстих дротів, а серцевина НЕ задіюється і виділяється багато тепла. Тому звичайні провідники не підходять. Виключити подібний ефект можна за допомогою провідників зі значною поверхневої площею.

Аналогом мідної жерсті, який допускається використовувати, є провід ПЕВ з перетином 0,5-0,7 мм. Він є багатожильним з повітряними зазорами між жилами, що дозволяє зменшити нагрівання.

Цю рекомендацію необхідно обов'язково враховувати, так як нагрівання піддана не феритовий стрижень, а безпосередньо проводу обмотки. Саме з цієї причини так важлива вентиляція інвертора.

Після створення первинного шару в цьому ж напрямку намотується екранує провід зі склотканиною. Цей провід (подібного діаметра) зобов'язаний повністю перекрити склотканина. Таким же чином необхідно діяти і з іншими обмотками трансформатора. Їх необхідно ізолювати один від одного за допомогою зазначених вище ізоляторів.

Щоб напруга від трансформатора до реле було на рівні 20 - 25 вольт, необхідно правильно вибрати резистори. Головним завданням живлячої блоку інвертора є зміна змінного струму в постійний. Реалізує це діодний бруківка схема типу «косою міст».

В роботі діоди инверторного апарату будуть грітися. Тому їх необхідно розміщувати на радіаторі. Допускається застосовувати радіатори від комп'ютерів. Благо вони зараз широко поширені і недорогі. Буде потрібно 2 радіатора. Верхній елемент моста фіксується на одному, а нижня - на другому. При цьому при монтажі першого необхідно використовувати прокладку з слюди, а в другому випадку - термопасту.

Вихід діодного моста - в тому ж напрямку, що і вихід транзисторів. Використовуйте проводку довжиною не більше 15 см. Основа инверторного блоку - транзистори. Міст потрібно відокремлювати від блоку живлення листом металу, який згодом прикріплюється до корпусу.

Міст потрібно відокремлювати від блоку живлення листом металу, який згодом прикріплюється до корпусу

Монтаж діодів на радіаторі

інверторний блок

Основним завданням цього вузла інвертора є трансформація випрямленого струму в високочастотну змінну складову. Виконувати цю функцію покликані силові транзистори, що відкриваються і закриваються на високій частоті.

Створювати перетворюють вузол инверторного апарату краще не з одним транзистором потужніший, а з використанням кількох слабших. За рахунок цього стабілізується частота струму і мінімізується шумовий ефект під час зварювання.

За рахунок цього стабілізується частота струму і мінімізується шумовий ефект під час зварювання

У схемі інвертора повинні бути присутніми конденсатори. З'єднуються в послідовному ланцюзі. Виконують 2 основні завдання:

  • Мінімізують резонансні викиди блоку живлення.
  • Знижують втрати транзисторного блоку, що виникають після включення. Пояснюється це тим, що транзистор відкривається швидше. Швидкість закриття помітно менше. При цьому відбувається втрата струму і нагріваються ключі в транзисторному блоці.

Система охолодження

Силові елементи перетворювача під час зварювання будуть значно нагріватися. Це може бути причиною поломки. Для виключення цього крім згаданих вище радіаторів слід застосовувати вентилятор, що виключає перегрів і забезпечує стабільне охолодження.

Одного вентилятора достатньої потужності може бути досить. Однак при використанні елементів старого ПК, то може знадобитися до 6 штук, 3 з яких необхідно розміщувати біля трансформатора.

Однак при використанні елементів старого ПК, то може знадобитися до 6 штук, 3 з яких необхідно розміщувати біля трансформатора

Щоб повністю захистити саморобний інвертор від перегріву можна задіяти датчик температури. Його слід змонтувати на найбільш гріється елемент з радіатором. Елемент зможе відключити харчування при досягненні певної температури, а індикація сигналізувати про критичний рівень.

Для ефективної і стабільної роботи системи вентиляції інвертора необхідно забезпечити постійний правильний забір повітря. Для цього отвору, за якими буде забиратися повітря, не повинні нічим перекриватися. У корпусі інвертора слід передбачити достатню кількість отворів. При цьому розміщувати їх потрібно на протилежних поверхнях корпусу.

управління

При розміщенні електронних плат апарату можливо застосовувати фольгований текстоліт з товщиною 0,5 - 1 міліметр.

Щоб забезпечити автоматичне керування роботою инверторной зварювання слід купити і змонтувати ШІМ-контролер. Він буде стабілізувати силу зварного струму і рівень напруги. Для зручного управління в лицьовій частині розміщуєте всі органи управління і точки підключення.

корпус

Після створення головних елементів инверторной зварювання можна приступати до підготовки корпусних деталей. При плануванні потрібно враховувати ширину трансформатора, так як він повинен безперешкодно розміщуватися в корпусі. Виходячи з цього розміру слід додати приблизно 70% простору для інших деталей. Захисний кожух можливо зробити з листового заліза, товщиною 0,5-1 міліметра. З'єднання елементів можна проводити за допомогою зварювання, болтів. Більш вишуканим варіантом буде цілісна конструкція з вигнутих вихідних матеріалів. Обов'язкові ручки і кріплення для ременя, щоб переносити апарат.

При розробці інвертора потрібно врахувати можливість простий розбирання для доступу до внутрішніх компонентів, щоб їх легко відремонтувати. Лицьова сторона також повинна містити:

  • Перемикач сили струму;
  • Кнопка, якої апарат буде включатися / відключатися;
  • Світлові елементи індикації;
  • Роз'єми для підключення кабелів.

Заводські інвертори фарбуються порошковим барвником. У побуті можна використовувати звичайну фарбу. Нанести покриття коштує для виключення появи іржі.

підключення

Зібраний зварювальний апарат потрібно підключати в електромережу. При підключенні до розетки слід передбачити наявність запобіжника або автоматичного вимикача. Для захисту на вході в інвертор можна встановити автоматичний вимикач на 25 ампер.

Якщо точка підключення видалена, то можна використовувати подовжувач.

Включення апарат відбувається за стандартною схемою - за допомогою кнопки «вкл / викл». Повинна спалахнути індикація, зазвичай для цього використовується зелений світлодіод.

Проводити підключення до мережі необхідно проводом, які мають перетин мінімум 1,5 мм 2. Однак оптимальним перетином буде провід 2,5 мм 2.

Перед включенням апарату в електромережу слід перевірити наявність ізоляції всіх високовольтних елементів від корпусних деталей.

Перевірка працездатності

Після проведення всіх робіт із збирання та налагодження необхідно здійснити перевірку працездатності створеного інвертора.

За рекомендаціями фахівців необхідно провести перевірку сили струму і напруги апарату з використанням осцилографа. Нижня петля по напрузі повинна складати до 500 вольт, не перевищуючи значення в 550 В. Якщо всі конструктивні вимоги дотримані, то рівень напруги становитиме 330 - 350 вольт. Але цей метод доступний не завжди, адже не у кожного вдома є свій подібний вимірювальний прилад.

Найчастіше перевірка проводиться в дії безпосередньо зварником. Для цього проводиться створення пробного шва з повним вигоранням електрода. По закінченню пробного зварювання потрібно перевірити температуру на трансформаторі. Якщо вона зашкалює, то в схемі є якісь недоробки і слід все перевірити ще раз.

Якщо температура силового блоку в нормі, то можна провести ще 2-3 пробних заходу. Після цього перевірити температуру радіаторів. Вони також можуть перегріватися. Якщо після двох - трьох хвилин вони приходять в норму, то можна сміливо продовжувати роботу.

Налаштування інвертора - корисні поради

Процедура складання апарату не відрізняється складністю. Найбільш важливим етапом є налагодження инверторного апарату. Може бути, що доведеться звернутися за допомогою до фахівця.

1. Для початку потрібно підключити 15 вольт до ШІМ з одночасним підключенням одного конвектора. Так можна знизити нагрів і галасливість під час роботи.

2. Щоб замикати резистор потрібно підключати реле. Воно підключається при закінченні зарядки конденсаторів. За рахунок цього можна значно знизити коливання напруги під час підключення до електромережі 220 вольт. Без резистора при прямому підключенні можливий вибух.

3. Перевірити спрацьовування реле замикання резистора через пару секунд після подачі струму до плати ШІМ. Проконтролювати наявність на платі імпульсу прямокутної форми, після відпрацювання реле.

4. Подача харчування 15 вольт на міст для перевірки його працездатності і правильності складання. Сила струму повинна бути не вище 100 мА на холостому ходу.

5. Перевірка коректності розміщення фаз. Застосовувати осцилограф. На бруківку схему від конденсаторів через лампу подається 200 вольт з навантаженням 200 Вт. На ШІМ виставляється частота 55 кГц. Приєднується осцилограф, перевіряється форма сигналу і рівень напруги (не більше 350 вольт).

Для визначення частоти апарату слід повільно знижувати частоту ШІМ до тих пір, поки на ключі IGBT не відбудеться невеликий заворот. Отримане значення частоти потрібно розділити на 2 і додати частоту перенасичення. У підсумку вийде робоче коливання частоти трансформатора.

Трансформатор апарату не повинен видавати ніяких шумів. При їх наявності необхідно перевіряти полярність. До діодному мосту можна підключати харчування для тесту через відповідну побутову техніку. Наприклад, підійде чайник, який має потужність 3000 Вт.

Ті, що йдуть до ШІМ провідники потрібно виконувати короткими. Їх потрібно скручувати і розміщувати далі від джерела перешкод.

6. Поступово підвищується струм за допомогою резистора. При цьому необхідно прислухатися до инвертору і контролювати значення на осцилографі. На нижньому ключі не повинно бути більше 500 вольт. Середнє значення - 340. Якщо присутні шуми, то можлива поломка IGBT.

7. До зварювання приступати після 10 секунд. Перевіряються радіатори, якщо не нагрілися, то роботу продовжувати ще на секунд 20. Після повторної перевірки зварювання може тривати від однієї хвилини і довше.

Безпека

Усі проведені операції, за винятком перевірки працездатності, необхідно проводити виключно на знеструмленому устаткуванні. Кожен елемент рекомендується заздалегідь перевірити, щоб після установки він не вийшов з ладу через перенапруження. Основні правила електробезпеки також обов'язкові до виконання.

Таким чином зробити саморобну інверторну зварювання під силу практично кожному. Запропоноване опис має допомогти розібратися в усіх нюансах. Якщо вивчити відео уроки і фото матеріали, то зібрати пристрій не складе труднощів.

Главное меню
Реклама

Архив новостей
Права на автомат и на механику: отличия в 2018 году
В 2017 году национальное водительское удостоверение Российской федерации привели в соответствие с Венской Конвенцией «О дорожном движении». В документе появились дополнительные подкатегории транспортных

Коробка передач автомобиля ГАЗ-66
Строительные машины и оборудование, справочник К атегория:     Устройство автомобиля Коробка передач четырехступенчатая, с синхронизатором на 3—4-й передачах. Передаточные отношения

Вариатор (вариаторная коробка передач): что это такое, принцип работы. Подробно + видео
У меня много статей про автоматические коробки передач (особенно сильно я люблю обычную АКПП). Однако второй по распространению я считаю вариатор или CVT, достаточно много автомобилей выпускается именно

Устройство АКПП: принцип работы и схема автоматической коробки
Что такое АКПП? Автоматическая Коробка Переключения Передач (АКПП) – вид трансмиссии в машине, в котором переключение скоростей осуществляется за счет электроники, не требуя внимания водителя.

Как правильно пользоваться коробкой автомат (АКПП)
Содержание статьи На сегодняшний день большинство водителей не представляет как бы они ездили на автомобиле, который не имеет автоматической коробки передач. Некоторые новички, приходят в ужас от одной

Автоматическая коробка передач (АКПП): что это такое, устройство и принцип работы для чайников
Двигатели внутреннего сгорания не способны обеспечить движение автомобиля в разных режимах без специальных устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств для этого

Как пользоваться автоматической коробкой передач?
Уважаемые автомобилисты! Прежде, чем мы с вами рассмотрим основные положения, как управлять автоматической коробкой передач, давайте поймем, что это такое. Нет, мы не станем углубляться в процессы, происходящие

Как пользоваться коробкой автомат АКПП (видео)
Как водит на автомате? Таким вопросом задается практически каждый человек, который раньше ездил на механической коробке, а теперь собирается приобрести автомобиль на автомате. Опасения на счет поломок

Какую автоматическую коробку передач выбрать (какие бывают коробки автомат): роботизированные, вариатор, гидротрансформатор
Более правильным называнием было бы — механическая КПП с автоматическим сцеплением, поскольку с «автоматом» её роднит только количество педалей. «Робот» полностью повторяет схему работы обычной механической

Mercedes-Benz переходит на 9 ступенчатую коробку-автомат
Немецкий автоконцерн Daimler начал оснащать Mercedes-Benz 9-ступенчатой автоматической трансмиссией. «Автомат», получивший название 9G-Tronic, уже используется в серийном Mercedes E350 BlueTec. Пока эта

Реклама

© 2013 mexpola.h1a25414f