- Універсальні можливості і виконувані завдання
- Проста конструкція зварювального апарату постійного струму
- Як зробити найзручніший трансформатор для зварювання: практичні поради
- Особливості виготовлення сердечника
- Секрети пристрою обмотки харчування
- вирівнювання дроту
- Технологія намотування дроту на тор
- Як мотати силову обмотку
- Надійна схема керування зварювальним струмом
- стабілізація напруги
- імпульсний блок
- Регулювання струму зварювання
- Особисті враження від експлуатації
Наши партнеры ArtmMisto
20 років тому на прохання товариша збирав йому надійний сварочник для роботи від мережі 220 вольт. До цього у нього були проблеми з сусідами через просідання напруги: був потрібний економний режим з регулюванням струму.
Після вивчення теми в довідниках і обговорення питання з колегами підготував електричну схему управління на тиристорах, змонтував її.
У цій статті на основі особистого досвіду розповідаю, як зібрав і налаштував зварювальний апарат постійного струму своїми руками на базі саморобної тороїдального трансформатора. Вона вийшла у вигляді невеликої інструкції.
Схема і робочі ескізи у мене залишилися, але фотографії привести не можу: цифрових апаратів тоді не було, а товариш переїхав.
Зміст статті
Універсальні можливості і виконувані завдання
Товаришу був потрібний апарат для зварювання та різання труб, куточків, листів різної товщини з можливістю роботи електродами 3 ÷ 5 мм. Про зварювальних інверторах в той час не знали.
Зупинилися на конструкції постійного струму, як більш універсальною, що забезпечує якісні шви.
Тиристорами прибрали негативну півхвилю, створивши пульсуючий струм, але згладжуванням піків до ідеального стану займатися не стали.
Схема управління вихідним струмом зварювання дозволяє регулювати його величину від невеликих значень для зварювання аж до 160-200 ампер, необхідних при різанні електродами. вона:
- виготовлена на платі з товстого гетинакса;
- закрита діелектричним кожухом;
- змонтована на корпусі з висновком рукоятки регулювального потенціометра.
Вага і габарити зварювального апарату в порівнянні із заводською моделлю вийшли меншими. Розмістили його на невеликому візку з коліщатками. Для зміни місця роботи одна людина вільно перекочував його без особливих зусиль.
Провід живлення через подовжувач підключали до гнізда вступного електричного щитка, а шланги для зварювання просто намотували на корпус.
Проста конструкція зварювального апарату постійного струму
За принципом монтажу можна виділити наступні частини:
- саморобний трансформатор для зварювання;
- ланцюг його харчування від мережі 220;
- вихідні зварювальні шланги;
- силовий блок тиристорного регулятора струму з електронною схемою управління від імпульсної обмотки.
Імпульсна обмотка III розташована в зоні силовий II і підключається через конденсатор С. Амплітуда і тривалість імпульсів залежать від співвідношення числа витків в ємності.
Як зробити найзручніший трансформатор для зварювання: практичні поради
Теоретично можна використовувати будь-яку модель трансформатора для харчування зварювального апарату. Головні вимоги до нього:
- забезпечувати напругу запалювання дуги на холостому ходу;
- надійно витримувати струм навантаження під час зварювання без перегріву ізоляції від тривалої роботи;
- відповідати вимогам електричної безпеки.
На практиці мені зустрічалися різні конструкції саморобних або заводських трансформаторів. Однак всі вони вимагають проведення електротехнічного розрахунку.
Я вже давно користуюся спрощеною методикою, яка дозволяє створювати досить надійні конструкції трансформатора середнього класу точності. Цього цілком достатньо для побутових цілей і блоків живлення електронних пристроїв.
Вона описана у мене на сайті в статті про виготовлення трансформаторного паяльника Момент своїми руками. Це усереднена технологія. Вона не вимагає уточнення сортів і характеристик електротехнічної сталі. Ми їх звичайно не знаємо і врахувати не можемо.
Особливості виготовлення сердечника
Умільці роблять магнітопровди з електротехнічної сталі різноманітних профілів: прямокутного, тороїдального, здвоєного прямокутного. Навіть мотають витки дроту навколо статоров згорілих потужних асинхронних електродвигунів.
У нас була можливість користуватися списаним високовольтним обладнанням з демонтованими трансформаторами струму і напруги. Взяли від них смуги електротехнічної сталі, зробили з них два кільця - бублика. Площа поперечного перерізу кожного за розрахунками склала 47,3 см2.
Їх ізолювали лакотканиною, скріпили бавовняної стрічкою, утворивши фігуру лежачої вісімки.
Зверху посиленого ізоляційного шару стали мотати провід.
Секрети пристрою обмотки харчування
Провід для будь-якого ланцюга повинен бути з хорошої, міцною ізоляцією, розрахованою на тривалу роботу при нагріванні. Інакше під час зварювання вона просто згорить. Ми виходили з того, що було під рукою.
Нам дістався провід з ізоляцією лаком, закритою зверху тканинної оболонкою. Його діаметр - 1,71 мм малуватий, але метал - мідь.
Оскільки іншого проводу просто не було, то стали обмотку харчування робити з нього двома паралельними магістралями: W1 і W'1 з однаковим числом витків - 210.
Бублики сердечника монтували щільно: так вони мають менші габарити і вага. Однак, прохідний перетин для проводу обмоток теж обмежена. Монтаж утруднений. Тому кожну полуобмоткі харчування рознесли на свої кільця муздрамтеатру.
Таким способом ми:
- вдвічі збільшили поперечний переріз проводу обмотки харчування;
- заощадили місце всередині бубликів для розміщення силової обмотки.
вирівнювання дроту
Отримати щільну намотування можна тільки з добре вирівняною жили. Коли ми знімали дріт зі старого трансформатора, то вона вийшла викривленою.
Прикинули в умі необхідну довжину. Звичайно ж її не вистачило. Кожну обмотку довелося робити з двох частин і зрощувати гвинтовим затискачем прямо на бублику.
Провід розтягнули на вулиці по всій довжині. Взяли в руки пасатижі. Затиснули ними протилежні кінці і потягнули з силою в різні боки. Жила вийшла добре вирівняною. Скрутили її кільцем з діаметром близько метра.
Технологія намотування дроту на тор
Для обмотки харчування ми використовували метод намотування ободом або колесом, коли з дроту робиться кільце великого діаметра і заводиться всередину тора обертанням по одному витку.
Цей же принцип використовується при надяганні заводного кільця, наприклад, на ключ або брелок. Після того, як колесо заведено всередину бублика його починають поступово розкручувати, укладаючи і фіксуючи провід.
Цей процес добре показав Олексій Молодецький в своєму відеоролику «Намотка тора на обід».
Ця робота важка, кропітка, вимагає посидючості та уваги. Провід треба щільно укладати, вважати, контролювати процес заповнення внутрішньої порожнини, вести запис намотанного кількості витків.
Як мотати силову обмотку
Для неї ми знайшли мідний дріт відповідного перетину - 21 мм 2. Прикинули довжину. Вона впливає на число витків, а від них залежить напруга холостого ходу, необхідне для гарного запалювання електричної дуги.
Зазвичай довідники рекомендують 60-70 вольт. Нам один досвідчений зварник сказав, що в нашому випадку буде досить 50. Вирішили перевірити, а якщо не вистачить, то додатково збільшити обмотку.
Зробили 48 витків із середнім висновком. Разом вийшло на бублику три кінця:
- середній - для прямого підключення «плюса» до зварювального електрода;
- крайні - на тиристори і після них на масу.
Оскільки бублики скріплені і на них вже по краях кілець змонтовані обмотки харчування, то намотування силового ланцюга виконували методом «човника». Вирівняний провід склали змійкою і просували для кожного витка через отвори бубликів.
Отпайку середньої точки виконали гвинтовим з'єднанням з його ізоляцією лакотканиною.
Надійна схема керування зварювальним струмом
У роботі беруть участь три блоки:
- стабілізованого напруги;
- формування високочастотних імпульсів;
- поділу імпульсів на ланцюзі керуючих електродів тиристорів.
стабілізація напруги
Від обмотки харчування трансформатора 220 вольт підключений додатковий трансформатор з напругою на виході близько 30 В. Воно випрямляється доданими мостом на основі Д226Д і стабілізується двома стабілітронами Д814У.
В принципі тут може працювати будь-який блок живлення з аналогічними електричним характеристиками струму і напруги на виході.
імпульсний блок
Стабілізовану напругу згладжується конденсатором С1 і подається на імпульсний трансформатор через два біполярних транзистора прямий і зворотній полярності КТ315 і КТ203А.
Транзистори генерують імпульси на первинну обмотку ТР2. Це імпульсний трансформатор тороїдального типу. Він виконаний на пермалой, хоча можна використовувати і ферритові кільце.
Намотування трьох обмоток проводилася одночасно трьома відрізками дроту діаметром 0,2 мм. Зроблено по 50 витків. Полярність їх включення має значення. Вона показана точками на схемі. Напруга на кожній вихідний ланцюга близько 4 вольт.
Обмотки II і III в ланцюзі керування силовими тиристорами VS1, VS2. Їх струм обмежується резисторами R7 і R8, а частина гармоніки обрізається діодами VD7, VD8. Зовнішній вигляд імпульсів ми перевірили осциллографом.
У цьому ланцюжку резистори треба підбирати під напругу імпульсного генератора так, щоб його ток надійно керував роботою кожного тиристора.
Струм відмикання 200 мА, а відмикати напруга - 3,5 вольта.
Регулювання струму зварювання
Змінний резистор R2 своїм опором визначає положення кожного імпульсу, що пропускається через керуючий електрод тиристора. Від нього залежить форма пульсуючого струму на виході силової схеми зварювального апарату.
Пульсації полусінусоід можуть проходити повністю, коли струм зварювання виставляється максимальним або обрізатися практично до нуля.
Особисті враження від експлуатації
Коли був виготовлений зварювальний апарат постійного струму своїми руками, то ми приступили до вивчення його можливостей. Насамперед поекспериментували з полярністю підключення електроду і виявили закономірність.
На електрод можна подавати «плюс» - пряма полярність або «мінус» - зворотна. В цьому випадку змінюється глибина провару шва. При зворотній полярності вона зростає приблизно на 40-50%.
Наш зварювальний апарат дозволяє варити електродами 3 мм, забезпечуючи струм зварювання 80 ампер досить тривалий час. Нагрівання конструкції не перевищує робочих режимів. При цьому навантаження в мережі побутової проводки підтримується на рівні до 20 А.
Якщо виникає необхідність користуватися електродами 4 мм або збільшувати зварений ток, то доводиться організовувати перерви в роботі для охолодження апарату. Воно у нас природне: за рахунок щілин і отворів.
Систему охолодження можна посилити примусовою вентиляцією, виконавши обдув. Але ми цим питанням не займалися.
Показую відсканований рукописний текст зберігся документа. Він може стати в нагоді для повторення.
А зараз рекомендую подивитися відеоролик власника zxDTCxz «Зварювальний апарат на основі тороїдального магнітопроводу». У ньому є багато корисних рекомендація.
Якщо ж у вас все-таки залишилися питання по темі, то задавайте їх у коментарях, я відповім.
