Сварочный инверторный аппарат своими руками: особенности
Сварочный инверторный аппарат: изготовление своими руками
Сегодня на рынке есть множество сварочных аппаратов разного типа. Изготовители их тоже разные. Это или отечественные производители, или азиатские страны. И тот, и другой случаи (не говоря уже о самих типах сварочных аппаратов) не приспособлены к форс-мажорным обстоятельствам. Они имеют защиту от перегрева и других немаловажных вещей, но, как показывает практика, никак не выдерживают работы от сетей с пониженным напряжением или очень продолжительной работы. Это приводит к выходу из строя довольно дорогого электроприбора.
Устройство сварочного инвертора.
Поэтому существует альтернатива – самодельный сварочный инверторный аппарат своими руками. Это довольно трудоемкое и затратное дело. Но на выходе вы получите сварочный аппарат, который сами сможете чинить, а также использовать в решении бытовых задач.
Что нужно для выполнения сварочного инвертора?
Поскольку аппарат будем делать сами, то нужно иметь хотя бы элементарные умения:
- читать электрические схемы;
- отличать диод от транзистора;
- элементарные умения обращения с паяльником;
- много свободного времени;
- доступ к радиоэлектронным деталям.
Дальше поговорим немного о самих сварочных инверторах и аппаратах в целом.
В основе любого сварочного аппарата лежит принцип преобразования тока, а именно понижения.
Функциональные возможности сварочного инвертора.
Исходя из этого есть два способа понижения:
- Трансформатор.
- Конвертор/инвертор.
Сварочный аппарат трансформаторного типа – это громоздкий прибор, в основе которого лежит трансформатор с большим сечением провода и большим магнитопроводом.
Сварочный инвертор – это небольшой по массогабаритным показателям прибор, который выполняется на основе так называемой комплементарной пары: совокупности транзисторов, тринисторов, других полупроводниковых деталей, которые сведены особым образом.
Конкретно о схеме сварки
Схема, представленная на рисунке, была изготовлена методом переработки множества вариантов, предложенных на просторах интернета. Методом проб и ошибок она была дополнена, упрощена и доработана. А чем проще схема, тем легче она в выполнении, удобнее в обслуживании и долговечнее в использовании.
Схема подключения инвертора к аккумулятору.
Посмотрев на схему, можно заметить, что это однотактный инвертор, выполнить который можно в домашних условиях. Он не требует редких, специфических радиодеталей. Большинство деталей можно найти в советских телевизорах, которых на постсоветском пространстве очень много. В крайнем случае это все можно заказать в интернете или купить на радиорынке.
Почему выбор пал на тринисторы? Потому что транзисторы в деле очень проблематичны и неустойчивы к экстремальным условиям.
Часто бывает так, что варить нужно долго и при разном токе или напряжении сети, в результате чего на них приходится двойная нагрузка. Кроме того, они требуют скрупулезной настройки. Именно поэтому выбор пал на тринисторы, которые меньше подвержены перегреву.
| Параметры сварки | |
| Верхняя и нижняя граница тока, А | 40-130 |
| Предельное напряжение на холостом ходу, В | 90 |
| Наибольший ток потребления, А | 20 |
| Напряжение непостоянного тока в сети при частоте 50 Гц, В | 220 |
| Длительность нагрузки при комнатной температуре и токе на выходе, %100 А130 А | 6040 |
| Массогабаритные параметры:Размеры, ммВес, кг | 350х180х1055,7 |
| Граничная толщина электрода, мм | 3 |
Это сварочный аппарат постоянного тока (в этом одно из его основных достоинств). Применение именно постоянного тока при обратной полярности напряжения дает возможность работать с тонколистым материалом, не волнуясь о том, что последний прогорит, как это часто бывает при использовании сварочного аппарата трансформаторного типа.
Принцип работы некоторых блоков схемы, их особенности
Сварочный инвертор начнем с кнопки. Почему именно кнопки? Потому что она располагается на держателе для электродов. Обычно кнопка замыкания цепи включает весь сварочный аппарат, и при появлении замыкания в точке соприкосновения возникает дуговой разряд. В данном случае кнопка будет запускать процесс сваривания, когда на нее нажимают.
Функциональная схема источника питания инверторного сварочного аппарата.
Что более выгодно, так это то, что при таком способе расположения вы увеличите напряжение зажигания дуги и безопасность.
Также повышенное напряжение способствует более быстрому ее зажиганию, устойчивому и продолжительному горению. Вследствие вышеупомянутых преимуществ и особенностей выключателем SA1 может служить или пакетный, или любой другой переключатель. Тумблер в нашем случае рассчитан на ток минимум 16 А.
Следует отметить, что конструкция сварочного аппарата должна иметь соответствующее охлаждение, поскольку трансформатор, тринисторы, дроссель очень сильно нагреваются.
Поэтому стоит использовать принудительную систему охлаждения, образованную на электродвигателе на 220 В. Более низкие не рекомендовано использовать, поскольку может случиться перегрев, и произойдет выход из строя отдельных элементов.
Что касается тринисторов КУ221, то необходимо применять с буквенным индексом “А”, реже “Б” или “Г”.
Намотка дросселя и трансформатора
Дроссельная катушка L2 – это спираль без каркаса, которая состоит из 11-виткового провода. При этом сечение провода должно составлять примерно 4 мм2.
Спираль нужно намотать на оправу, диаметр которой не менее 13-15 мм. Провод должен обладать термостойкой изоляцией, поскольку во время процесса сварки дроссель очень нагревается. Поэтому при укладке и намотке нужно делать зазоры в 1,5-2 мм для теплоотвода. Сам дроссель следует расположить на пути потока воздуха, исходящего от вентилятора.
Рассмотрим непосредственно сам трансформатор. Следует запомнить, что магнитопровод этого трансформатора должен состоять из 3 магнитопроводов ПК30х16, выполненных из ферритового материала. На этаких магнитопроводах раньше производили трансформаторы советских телевизоров, что повысит шанс найти такой материал в наше время.
http://youtu.be/L75jxmwkoII
Как и любой другой трансформатор, идеальный или реальный, он состоит из обмоток (первичная обмотка и вторичная обмотка), которые разбиты на 2 секции. Они обматываются проводом, имеющим стеклотканевую изоляцию, и обязательно должны быть соединены последовательно. Вторичная обмотка имеет 2х2 витка, а вот первичная – 2х4 витка.
Наибольшая нагрузка приходится именно на первичную обмотку. Это следует учитывать при сборке как самой инверторной сварки, так и трансформатора, обеспечивая воздушные прослойки между обмотками.
Следует отметить важный момент, а именно то, что при монтаже обеих обмоток друг на друга необходимо располагать их так, чтобы направление намоток провода было противоположно направленным. Причем провода и концы обмотки должны быть выведены с одной стороны. Эти обмотки устанавливаются на магнитопровод в строгой последовательности.
Надо следить за направлением обмоток. Против часовой стрелки наматывается первичная обмотка, если смотреть сверху, и обязательно ее верхний вывод подключается к дросселю.
Что касается вторичной обмотки (опять же ее верхней секции), то она должна быть намотана по часовой стрелке и начиная от верхнего вывода должна подключаться к диодному блоку VD21-VD32.
Существует и третья обмотка. Она может состоять из любого изолированного провода, диаметр которого составляет примерно 0,5-0,55 мм. Этот провод способен выдержать напряжение в 450-500 В. Ее расположение должно быть со стороны именно первичной обмотки.
Печатная плата, материалы ее исполнения
Печатные платы, то есть платы с наличием контактных дорожек, выполняют из фольгированного гетинакса или текстолита, которые могут быть двусторонними или односторонними. Для выполнения схемы, указанной ниже, понадобятся:
- Лист вышеупомянутого материала.
- Краска.
- Соль.
- Теплая вода.
- Медный купорос.
То, что изображено черными областями, – контакты. Их следует покрыть краской, а белые места оставить нетронутыми. Дальше готовят раствор теплой воды, медного купороса и соли. Концентрацию делают на глаз (желательно побольше) и размешивают.
Затем опускают в посудину с раствором покрытую краской пластину. Процесс пребывания платы в растворе занимает 8-10 часов, после чего вынимают ее из посудины и рассматривают. Фольга, не покрытая краской, исчезла, часть краски тоже. Оттирают оставшуюся краску и делают отверстия для радиодеталей.
http://youtu.be/LvIyLUOzS64
Сварочный аппарат своими руками: выводы
Итак, представлены основные аспекты выполнения самодельного сварочного инвертора. Информация ориентирована на более опытных людей, которые уже имели дело с выполнением каких-либо самодельных приборов.
Тем, кто не знаком с этим, следует немного почитать основы радиоэлектроники, а также рассмотреть отдельные непонятные вам аспекты. И инверторный сварочный аппарат станет выполнимой вещью в домашних условиях. Удачи!