Принципиальная схема сварочного инвертора для различных моделей

На чтение: 22 минРубрика: Инструменты и оборудование

Отличия от трансформаторного сварочного оборудования

Принцип работы сварочного аппарата основан на параметрах мощности силового трансформатора — главного элемента конструкции. В катушке индукции проявляется зависимость между напряжением и силой тока: чем выше показатель силы, тем меньше характеристики напряжения. Это изменение и позволяет проводить сварочные работы.

Инвертор отличается тем, что в схеме появилась возможность получить ток высокой частоты через двойное преобразование электропотока. Процесс позволяет установить трансформатор небольшого веса. Стандартный сварочный агрегат с катушкой весом 21 кг подает на электрод ток в 160 ампер, при использовании инвертора аналогичный показатель силы образуется при установке трансформатора весом в 400 г.

Схемы Inverter 3200 и 4000

Для проведения ручной дуговой сварки можно использовать Inverter 4000 или 3200. Оба аппарата обладают практически идентичной конструкцией, которая обеспечивает наличие следующих функций:

Защита от эффекта залипания электрода.
Защита основных элементов от серьезного перепада напряжения.
Контроль основных параметров дуги.
Встроенный элемент охлаждения с контрольными датчиками.

При изготовлении инверторов была обеспечена защита по классу IP21. Мощность устройства составляет 5,3 кВт, питается от стандартной сети энергоснабжения. Подробная схема inverter 3200 pro определяет весьма привлекательные свойства этих моделей, за счет чего они получили широкое распространение.

Выпрямитель для сварочного аппарата

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.

источник

1 Каким требованиям должен соответствовать самодельный инвертор?

Сварочный аппарат инверторного типа, как известно, представляет собой блок питания высокой мощности, который может функционировать в режиме формирования на выходе дугового заряда, а затем и поддержания последнего в горящем состоянии. Указанный режим является тяжелым, поэтому далеко не каждый силовой модуль в состоянии работать в нем. В тот момент, когда сварщик «чиркает» концом стержня по свариваемому изделию, в сварочной цепи фиксируется короткое замыкание.

Именно данное явление считается наиболее критическим для блока питания (для того, чтобы произошел достаточный разогрев электрода и его последующее расплавление, необходимо затратить очень много энергии). По этой причине, если вы планируете сделать сварочный инвертор своими руками, следует позаботиться о том, чтобы его модуль питания располагал достаточным запасом мощности. В противном случае самодельный аппарат просто-напросто не сможет поджечь дугу, необходимую для выполнения сварки.

Большинство электродов сечением до четырех миллиметров демонстрируют стабильное горение при силе тока в районе 120–130 ампер. Но вот зажечь их на подобном токе будет нереально, а значит, нужно предусмотреть такую мощность блока питания, чтобы он без проблем выдавал 180–190 ампер.

Другой момент. Вольт-амперный показатель (его обычно называют характеристикой дуги) при стандартных климатических условиях описывается падающим видом. Это означает, что напряжение будет иметь тем меньшую величину, чем более высокая сила тока присутствует в электродуге. Приведенное утверждение верно для токов не выше 80 ампер. Лишь при более высоких показателях силы тока наблюдается стабилизация электрической дуги (при повышении тока напряжение не изменяется).

Варить металлические изделия нестабильной дугой не имеет никакого смысла. Качественного сварного соединения вы никогда не получите. Вместо этого на металле стопроцентно будут прожоги, непровары, да и сам шов будет характеризоваться высокой пористостью и минимальной надежностью.

Блок питания самодельного сварочного агрегата обязан отвечать следующим требованиям:

наличие полной развязки (гальванической) от 220-вольтной бытовой электрической сети;
максимально плавная настройка тока на выходе;
мощность от 5 киловатт (если вы хотите, чтобы аппарат работал с коэффициентом полезного действия не менее 80 процентов);
наличие системы, которая предохраняет агрегат при залипании сварочного стержня от перегрузок;
напряжение (выходное) холостого хода должно быть 45 вольт и более.

Cхемы сварочных инверторов

Все сварочные аппараты делятся на несколько основных групп: Для проведения электродуговой сварки при применении покрытых специальным составом электродов применяется оборудование типа ММА. Далее мы приводим блок-схему функционирования стандартного инвертора, которая наглядно демонстрирует принцип его применения. Возможные неисправности и способы их устранения Даже надёжные электронные компоненты могут иногда выходить из строя, поломки случаются при неправильной эксплуатации сварочных инверторов.

Пайка платы.

Выводы Инвертор — сложное электронное устройство, но простое в использовании, его подключают к электрической цепи с напряжением V и без опасения проводить сварочные работы. При испытаниях следует добавлять витки до тех пор, пока дуга не начнёт ощутимо сильно тянуться, мешая отрыву.

Схемы аппаратов Сварис

Конденсаторы, установленные в фильтре, после активации зарядки способны выдавать большой силы ток, который сжигает, поэтому инвертор обеспечивается плавным пуском. Несмотря на применение схожей схемы при создании практически всех инверторов, они существенно отличаются друг от друга. Электрическая схема предполагает работу агрегата на основе импульсных преобразователей высокой частоты. Обычные выпрямительные диоды с такой задачей бы не справились — они бы просто не успевали открываться и закрываться, нагревались и выходили бы из строя.

Возможные неисправности и способы их устранения Даже надёжные электронные компоненты могут иногда выходить из строя, поломки случаются при неправильной эксплуатации сварочных инверторов. Модуль ключей представлен четырьмя транзисторами в каждой из четырех групп. Затем происходит выравнивание тока при наличии конденсатора и его поступление к блоку транзистора.

Принципиальная электрическая схема в деталях: составляющие

Таким образом, на первом этапе мы получаем на выходе с выпрямителя постоянный ток, имеющий значение более V. Ранее в сварочных инверторах использовались трансформаторы, очень мощные, работающие за счет обмотки трансформатора и имеющие, из-за этого, размеры и вес, делающие сварочные аппараты громоздкими и неудобными в применении. Инверторное устройство еще раз преобразовывает электроток теперь уже в переменный , увеличивая при этом его частоту.

Через них протекают огромные токи. Часть 1. При устройстве вторичной обмотки витки наматываются в несколько слоев. Если напряжение провода меньше В, значит, устройство неисправно.
Схема китайского инвертора

Устройство

Устройство сварочного электрического преобразователя: электрический приводной двигатель, генератор, вырабатывающий сварочный ток. Из-за того, что конструкция генератора для сварки включает вращающиеся элементы, надежность и КПД устройства ниже, чем у стандартных трансформаторов, выпрямителей.

Но преобразователи при этом имеют свое преимущество – вырабатывают сварочный ток, практически не зависящий от сетевых перепадов напряжения. Их целесообразнее всего использовать в случае повышенных требований к качеству сварочных работ.

Рабочие узлы преобразователя сварочного оборудования, пускорегулирующая аппаратура в том числе, размещены в одном корпусе. Отличают передвижные агрегаты и преобразователи (для осуществления строительно-монтажных работ), стационарные посты (используются на производствах). Они имеют немного разные характеристики.

Конструкция сварочного инвертора

Строение самодельного сварочного инвертора, определяющее функциональность и технические данные, включает следующие компоненты:

Блок питания, подающий ток к силовой части прибора. Элемент состоит из фильтра, преобразователя и зарядной цепи нелинейного типа.
Силовая установка. Собирается на основе конвертера. В эту часть цепи также внедряют силовой трансформатор, выпрямитель, дроссель.
Блок, питающий компоненты слаботочной системы инвертора.
ШИМ-контроллер. В состав этого узла входит датчик нагрузочного тока.
Блок, необходимый для защиты от перегрева. Данная часть электрической схемы управляет вентиляторами охлаждения. В нее входят термодатчики, быстро реагирующие на изменение параметра.
Индикационные и управляющие элементы.

Рекомендуем к прочтению Как работает инверторный аппарат для сварки

Как правильно использовать

Чтобы приступить к сварочным работам, необходимо подготовить установку.

Основные этапы:

размещение инвертора,
проверка заземления,
уборка лишних предметов,
подключение к электросети,
подсоединение удлинителя,
использование генераторов,
установка сварочных кабелей,
настройка.

Чтобы агрегат работал должным образом, с учётом выбранного металла, производится регулировка частоты напряжения

Важно подобрать соответствующий электрод (минимальный диаметр 3 мм). Когда с подготовкой покончено, осуществляется розжиг дуги

Необходимо несколько раз стукнуть по металлу, важно контролировать положение электрода.

Положение электрода

Совет! Во время сварки электрод передвигается вдоль линии разреза.

Действовать разрешается под прямым или небольшим углом (не более 60 градусов). В труднодоступных местах работают другие правила. Электродом разрешается сваривать углом вперёд либо назад. Надо контролировать уровень прогрева металла.

Устройство сварочного инвертора

Сварочные инверторы в зависимости от моделей работают как от бытовой электрической сети (220 В), так и от трехфазной (380 В). Единственное, что нужно учитывать при подключении аппарата к бытовой сети – это его потребляемая мощность. Если она превышает возможности электропроводки, то работать агрегат при просаженной сети не будет.

Итак, в устройство инверторного сварочного аппарата входят следующие основные модули.

Первичный выпрямительный блок. Этот блок, состоящий из диодного моста, размещен на входе всей электрической цепи аппарата. Именно на него подается переменное напряжение из электросети. Чтобы снизить нагревание выпрямителя, к нему прикреплен радиатор. Последний охлаждается вентилятором (приточным), установленным внутри корпуса агрегата. Также диодный мост имеет защиту от перегрева. Реализована она с помощью термодатчика, который при достижении диодами температуры 90° разрывает цепь.
Конденсаторный фильтр. Подсоединяется параллельно к диодному мосту для сглаживания пульсаций переменного тока и содержит 2 конденсатора. Каждый электролит имеет запас по напряжению не менее 400 В, и по емкости от 470 мкФ для каждого конденсатора.
Фильтр для подавления помех. Во время процессов преобразования тока в инверторе возникают электромагнитные помехи, которые могут нарушать работу других приборов, подключенных к данной электрической сети. Чтобы убрать помехи, перед выпрямителем устанавливают фильтр.
Инвертор. Отвечает за преобразование переменного напряжения в постоянное. Преобразователи, работающие в инверторах, могут быть двух типов: двухтактные полумостовые и полные мостовые. Ниже приведена схема полумостового преобразователя, имеющего 2 транзисторных ключа, на основе устройств серий MOSFET или IGBT, которые чаще всего можно увидеть на инверторных аппаратах средней ценовой категории.Схема же полного мостового преобразователя является более сложной и включает в себя уже 4 транзистора. Данные типы преобразователей устанавливают на самых мощных аппаратах для сварки и соответственно — на самых дорогостоящих.

Так же, как и диоды, транзисторы устанавливаются на радиаторы для лучшего отвода от них тепла. Чтобы защитить транзисторный блок от всплесков напряжения, перед ним устанавливается RC-фильтр.
Высокочастотный трансформатор. Устанавливается после инвертора и понижает высокочастотное напряжение до 60-70 В. Благодаря включению в конструкцию данного модуля ферритового магнитопровода, появилась возможность снизить вес и уменьшить габариты трансформатора, а также уменьшить потери мощности и повысить КПД оборудования в целом. К примеру, вес трансформатора, имеющего железный магнитопровод и способного обеспечивать ток в 160 А, будет около 18 кг. Но трансформатор с ферритовым магнитопроводом при тех же характеристиках тока будет иметь массу около 0,3 кг.
Вторичный выходной выпрямитель. Состоит из моста, в составе которого находятся специальные диоды, с большой скоростью реагирующие на высокочастотный ток (открытие, закрытие и восстановление занимает около 50 наносекунд), на что не способны обычные диоды. Мост оборудован радиаторами, предотвращающими его перегрев. Также выпрямитель имеет защиту от скачков напряжения, реализованную в виде RC-фильтра. На выходе модуля размещаются две медных клеммы, обеспечивающих надежное подключение к ним силового кабеля и кабеля массы.
Плата управления. Управлением всеми операциями инвертора занимается микропроцессор, который получает информацию и контролирует работу аппарата с помощью различных датчиков, расположенных практически во всех узлах агрегата. Благодаря микропроцессорному управлению, подбираются идеальные параметры тока для сварки разного рода металлов. Также электронное управление позволяет экономить электроэнергию за счет подачи точно рассчитанных и дозированных нагрузок.
Реле плавного пуска. Чтобы во время пуска инвертора не перегорели диоды выпрямителя от высокого тока заряженных конденсаторов, применяется реле плавного пуска.

Настройка

Самодельный сварочный инвертор собрать несложно, и для этого не требуются значительные капиталовложения. Но выполнить его настройку без привлечения специалиста проблематично. Как сделать и настроить самодельный инвертор самостоятельно?

Инструкция

Необходимо предварительно на плату сварочного агрегата подать напряжение. Блок станет издавать характерный писк. Сетевое напряжение также нужно подать на вентилятор охлаждения, который не допустит перегрева деталей, и агрегат будет стабильней работать.
Когда силовые конденсаторы получили достаточную зарядку, необходимо замкнуть токоограничивающий резистор (проверяется работа реле, на резисторе должно быть нулевое напряжение).

Важно – если сварку подключить без токоограничивающего резистора, возможен взрыв!

Использование подобного типа резистора существенно снижает скачки тока в момент подключения сварки к сети 220В.
Наш инструмент вырабатывает ток более 100А. Данный параметр зависит от конкретно применяемой схемы, а вычислить его можно с помощью осциллографа.
Проверка режима сварки на блоке управления самодельного плазмореза. Для этого нужно подсоединить к выходу усилителя оптрона вольтметр. Для устройств незначительной мощности среднее амплитудное напряжение должно быть порядка 15В.
Далее нужно проверить выходной мост на правильность его сборки. Для этого подается от подходящего блока питания напряжение 16В на вход агрегата. Блок на холостом ходу потребляет ток порядка 100 мА, что стоит учесть при выполнении контрольных замеров.
Работу своего самодельного инвертора можно сравнить с работой промышленного. На обеих обмотках осциллографом измеряется соответствие друг другу импульсов.
Далее нужно проконтролировать работу сварочного устройства с конденсаторами. Необходимо поменять напряжение с 16В на 220В, подсоединяя инвертор напрямую к электросети. С помощью осциллографа, подсоединенного к выходным транзисторам, наблюдаем за формой сигнала, ее соответствие испытаниям на минимальном напряжении.

Инвертор для сварки является достаточно востребованным агрегатом в любой сфере деятельности: на производстве, в домашних условиях. А благодаря использованию встроенного регулятора, выпрямителя тока сварочный агрегат инверторного типа позволит добиться наиболее эффективных результатов сварки, если их сравнивать с результатами аналогичных работ с использованием стандартных сварочных агрегатов, на которых установлены трансформаторы из стали электротехнической.

Элементы электрической схемы сварочных инверторов

Принципиальная электрическая схема инверторного сварочного аппарата предусматривает сочетание нескольких элементов, которые связаны между собой. Основными можно назвать:

Блок, отвечающий за подачу энергии к силовой части. Этот элемент представлен сочетанием нескольких устройств, которые способны изменять параметры тока до требуемых значений. Как правило, включается емкостный фильтр и выпрямитель.
В устройство входит силовой трансформатор. Также в блок питания сварочного инвертора входит транзистор 4n90.
Отдельный элемент отвечает за питание слаботочной части конструкции.
Для контроля основных параметров устанавливается ШИМ контроллер. Он представлен сочетанием датчика тока нагрузки и трансформатора.
Отдельный блок отвечает за защиту конструкции от воздействия тепла. При прохождении электрического тока некоторые элементы могут серьезно нагреваться. Поэтому дополнительно устанавливается охлаждающий модуль, представленный вентилятором и датчиком температуры.
Блоки управления, которые позволяют устанавливать основные параметры, а также элементы индикации.

Пример принципиальной схемы для тока 250А

Оборудование диодного моста для сварочного аппарата производится и устанавливается с учетом мощности устройства и некоторых других моментов. Каждый аппарат имеет свои особенности, которые рассмотрим далее подробно.

Биполярный транзистор IGBT

Предлагаю обратить внимание на биполярный транзистор с изолированным затвором — это IGBT. Фактически это два транзистора на одной подложке

IGBT позволяет получить высокую силу тока на выходе, при минимальном нагреве.

Он способен усиливать и генерировать электрические колебания. Модели IGBT стали применять в сварочных инверторах, где была потребность в работе при самых высоких напряжениях.

В результате стало понятно, что производство сварочных аппаратов возможно вывести на более высокий уровень исключительно с помощью IGBT.

Очень часто для бесперебойной работы мощных выключателей в транзистор IGBT вживляют специальные микросхемы.

Диагностика самодельного инвертора и его подготовка к работе

Сделать инверторный сварочный аппарат – это половина дела

Не менее важной задачей является его подготовка к работе, в процессе которой проверяется корректность функционирования всех элементов, а также их настройка

Первое, что требуется сделать при проверке самодельного сварочного инвертора, – это подать напряжение 15 В на ШИМ-контроллер и один из охлаждающих вентиляторов. Это позволит одновременно проверить работоспособность контроллера и избежать его перегрева в процессе выполнения такой проверки.

Проверка выходного напряжения тестером

После того как конденсаторы аппарата зарядились, к электрическому питанию подключают реле, которое отвечает за замыкание резистора. Если подать на резистор напряжение напрямую, минуя реле, может произойти взрыв. После того как реле сработает, что должно произойти в течение 2–10 секунд после подачи напряжения на ШИМ-контроллер, необходимо проверить, произошло ли замыкание резистора.

Когда реле электронной схемы сработают, на плате ШИМ должны сформироваться прямоугольные импульсы, поступающие к оптронам. Это можно проверить, используя осциллограф. Правильность сборки диодного моста устройства также необходимо проверить, для этого на него подают напряжение 15 В (сила тока при этом не должна превышать 100 мА).

Фазы трансформатора при сборке устройства могли быть неправильно подключены, что может привести к некорректной работе инвертора и возникновению сильных шумов. Чтобы этого не произошло, правильность подключения фаз необходимо проверить, для этого используется двухлучевой осциллограф. Один луч прибора подключается к первичной обмотке, второй – ко вторичной. Фазы импульсов, если обмотки подключены правильно, должны быть одинаковыми.

Использование осциллографа для диагностики инвертора

Правильность изготовления и подключения трансформатора проверяется при помощи осциллографа и подключения к диодному мосту электрических приборов с различным сопротивлением. Ориентируясь на шумы трансформатора и показания осциллографа, делают вывод о том, что необходимо доработать в электронной схеме самодельного инверторного аппарата.

Чтобы проверить, сколько можно непрерывно работать на самодельном инверторе, необходимо начать его тестировать с 10 секунд. Если при работе такой продолжительности радиаторы устройства не нагрелись, можно увеличить период до 20 секунд. Если и такой временной промежуток не сказался негативно на состоянии инвертора, можно увеличить продолжительность работы сварочного аппарата до 1 минуты.

Универсальный блок питания сварочного инвертора

Схема.

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.

Дерзайте господа. Вопросы, как всегда, в форум.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом инверторных сварочных аппаратов является их размер, поскольку до этого, варить приходилось либо на стационарном посту, либо же, перемещать тяжелый сварочный трансформатор с помощью подручных средств, до места сварочных работ.

Благодаря двойному преобразованию, сварочный ток инвертора не зависит от сетевого и поэтому остается всегда с постоянными значениями, что позволило избежать таких неприятных явлений при сварке как:

Залипание электрода.
Отсутствие дуги при пониженном напряжении в сети.
Пережог или недожог металла.

Инвертор универсален и подходит для сварки чугунных или цветных металлов соответствующими электродами, а также для аргонодуговой сварки неплавящимися электродами. Оператор имеет возможность регулировать ток в широких пределах.

Недостаток инверторов – это относительно высокая стоимость по сравнению с трансформаторами, но учитывая имеющиеся преимущества, он полностью нивелируется. Как и любая электроника, микросхемы аппарата требуют бережного отношения, поэтому рекомендуется периодически очищать внутреннее пространство от пыли.

Также электроника может выйти из строя в условиях низких температур или высокой влажности, поэтому окружающие условия должны согласовываться с паспортными данными прибора.

Итог

Для некоторых специалистов схема сварки представляет собой дополнительную подсказку при сборке агрегатов для сваривания металлов, что позволяет быстро выполнить нужную работу

Достаточно важно обладать базовыми познаниями в сфере электротехники

Доступность схем сварочных инверторов обуславливается их принципиальностью, иными словами любому мастеру для сборки понадобиться либо инструкция, либо чертежи

Стоит обратить внимание, что в принципиальных электрических схемах делается акцент на достижение стабильности высокого уровня у сварочной дуги

Рейтинг

( Пока оценок нет )

Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Добавить комментарий

Принципиальная схема сварочного инвертора для различных моделей

На чтение: 24 минРубрика: Сварка

Что включает в себя конструкция сварочного инвертора

Схема сварочного инвертора, которая определяет его технические характеристики и функциональность, включает в себя такие обязательные элементы, как:

блок, обеспечивающий электрическим питанием силовую часть устройства (он состоит из выпрямителя, емкостного фильтра и нелинейной зарядной цепи);
силовая часть, выполненная на базе однотактного конвертора (в данную часть электрической схемы также входят силовой трансформатор, вторичный выпрямитель и выходной дроссель);
блок питания элементов слаботочной части электрической схемы инверторного аппарата;
ШИМ-контроллер, который включает в себя трансформатор тока и датчик тока нагрузки;
блок, отвечающий за термозащиту и управление охлаждающими вентиляторами (в данный блок принципиальной схемы входят вентиляторы инвертора и температурные датчики);
органы управления и индикации.

Преимущества и недостатки

Залипание электрода.
Отсутствие дуги при пониженном напряжении в сети.
Пережог или недожог металла.

Достоинства и недостатки оборудования

Устройства на основе электрической схемы инверторного сварочного аппарата имеют следующие положительные характеристики:

Компактные размеры готового аппарата. Устройства весят не более 12 кг, что облегчает сварку сложных конструкций и работу в труднодоступных местах.
Высокий коэффициент полезного действия, что объясняется сниженным потреблением энергии, необходимой для нагрева механизмов. Устройства старого образца быстро выходят из строя по причине постоянного повышения температуры трансформатора.
Наличие дополнительных функций, исключающих возникновение ошибок при сварке. К ним относят защиту от залипания, автоматический розжиг дуги.
Наличие возможности программирования некоторых инверторов. Эта функция позволяет сварщику быстро настраивать оборудование на нужный режим, соответствующий виду свариваемых материалов.
Универсальность. Регулировка тока в широком диапазоне позволяет использовать инверторы для сварки элементов из различных металлов по любой технологии.

Инверторные приборы имеют и недостатки:

Высокая стоимость агрегатов. Самостоятельное изготовление помогает удешевить устройство.
Выход из строя транзисторов при сборке сварочного инвертора своими руками. Особенно часто такое наблюдается при использовании доступных деталей китайского производства.
Затраты на обслуживание и ремонт оборудования.
Особенности электрических схем, не позволяющие применять аппарат в сложных условиях, например в морозную или ветреную погоду. Для работы на улице требуется организация закрытого отапливаемого рабочего места.

Сборка инвертора

Для самостоятельной сборки инверторной сварки требуется знать, что схема рассчитана первым делом на потребляющее напряжение в 220 В и тока 32 А. После преобразования энергии ток на выходе увеличится почти в восемь раз и будет достигать 250 А. Такого значения достаточно для создания прочного шва электродом на расстоянии до сантиметра. Для изготовления инверторного блока питания потребуются:

Трансформатор с ферритным сердечником.
Первичная обмотка трансформатора с сотней витков провода Ø0,3 мм.
Три вторичных обмотки: внутренняя с 15 витками и проводом Ø1 мм; средняя с 15 витками и проводом Ø0,2 мм; наружная с 20 оборотами и проводом Ø0,35 мм.

Также для сборки трансформатора нужны такие элементы:

стеклоткань;
медные провода;
хлопчатобумажный материал;
электротехническая сталь;
текстолит.

Схема инверторной сварки

Плата, где расположен блок питания, от силовой части монтируется отдельно. Разделителем между блоком питания и силовой частью выступает металлический лист, который электрически подсоединен к корпусу агрегата. Управление затворками осуществляется с помощью проводников, которые припаиваются поблизости транзисторов. Проводники между собой соединяются парно, а размер их сечения особой роли не играет

Однако важно, чтобы длина проводников не превышала 15 см

Если навыков работы с электроникой нет, лучше обратиться к мастеру. В противном случае разобраться в схеме сварочного аппарата будет трудно.

Достоинства и недостатки оборудования

Компактные размеры готового аппарата. Устройства весят не более 12 кг, что облегчает сварку сложных конструкций и работу в труднодоступных местах.
Высокий коэффициент полезного действия, что объясняется сниженным потреблением энергии, необходимой для нагрева механизмов. Устройства старого образца быстро выходят из строя по причине постоянного повышения температуры трансформатора.
Наличие дополнительных функций, исключающих возникновение ошибок при сварке. К ним относят защиту от залипания, автоматический розжиг дуги.
Наличие возможности программирования некоторых инверторов. Эта функция позволяет сварщику быстро настраивать оборудование на нужный режим, соответствующий виду свариваемых материалов.
Универсальность. Регулировка тока в широком диапазоне позволяет использовать инверторы для сварки элементов из различных металлов по любой технологии.

Рекомендуем к прочтению Схема подключения сварочного инвертора своими руками

Инверторные приборы имеют и недостатки:

Высокая стоимость агрегатов. Самостоятельное изготовление помогает удешевить устройство.
Выход из строя транзисторов при сборке сварочного инвертора своими руками. Особенно часто такое наблюдается при использовании доступных деталей китайского производства.
Затраты на обслуживание и ремонт оборудования.
Особенности электрических схем, не позволяющие применять аппарат в сложных условиях, например в морозную или ветреную погоду. Для работы на улице требуется организация закрытого отапливаемого рабочего места.

Особенности установки

В основе устройства используется генератор марки ГСО-500, назначение которого – вырабатывать постоянный электрический ток.
Два рабочих режима: до 300 А и 500 А.
Ротор электромотора, якорь генератора оборудованы на одном валу. Между ними размещена крыльчатка вентилятора, обеспечивающая эффективное охлаждение механизма.
Пакетник, выполняющий функцию запуска устройства, и реостат, регулирующий рабочий процесс, размещены в едином блоке, закрепленном на корпусе установки.
Для регулировки сварочного тока используется реостат, который подключен к цепи обмотки возбуждения.

Материалы для его сборки

Чертеж инверторного сварочного аппарата. Прежде чем начать собирать по схеме сварочного инверторного типа аппарат, мастер должен подготовить необходимые инструменты и материалы, которые могут понадобиться ему в работе.

В первую очередь:

различного типа отвертки;
паяльное устройство, чтобы соединять детали в электронной схеме;
нож;
инструмент для вырезки на металлической поверхности;
резьба, как крепежная деталь;
поверхность с небольшой толщиной из металла;
детали, благодаря которым формируется электросхема инверторного сварочного аппарата;
провод из меди и полосы, чтобы обмотать трансформатор потребуется;
стеклоткань;
слюда;
текстолиты;
обычная термобумага, использующаяся в кассовых аппаратах.

Схема сварочного аппарата используется для сборки оборудования в домашних условиях с напряжением от электросети в 220 вольт.

Но если есть надобность, то используют схемы сварочных аппаратов, работающие на трехфазовой электросети с напряжением в 380 вольт. У таких оборудований есть достоинства, среди которых выделяют высокий показатель КПД, в отличие от однофазовых конструкций.

Блок питания агрегата

В блоке питания сварочного инвертора самой важной деталью является трансформатор, мотающийся при феррите в Ш7*7 либо 8*8. Блок питания инвертора

Блок питания инвертора.

При помощи данного механизма обеспечивается подача регулярного напряжения и создается за счет 4-х обмоток:

Первичная. Сто кругов проводом ПЭВ в диаметре 0,3 миллиметра.
Первая вторичная. 15 кругов проводом ПЭВ в диаметре 1 миллиметр.
Вторая вторичная. 15 кругов ПЭВ в диаметре 0,2 миллиметра.
Третья вторичная. 20 кругов в диаметре 0,3 миллиметра.

После того как будет выполнена первичная обмотка и проведена изоляция её сторон за счет стеклоткани, её также обматывают в экранирующий провод. Каждый виток должен целиком покрывать защитный слой.

Обмотка экранирующим проводом должна быть в таком же направлении, как и первичная обмотка

Стоит обратить внимание на одинаковость диаметров двух видов обмоток

Этим же правилом пользуются и для других видов: при наматывании на каркас трансформатора, изоляции друг от друга проводов за счет стеклоткани либо при использовании простого малярного скотча.

Для стабилизации напряжения в области 20-25 вольт, что поступает в блок питания через реле, подбирается резистор для электронных схем. Главной особенностью рассматриваемого механизма выступает изменение переменного тока в регулярный.

Монтаж диодного моста подразумевает под собой применение 2-х радиаторов: верх через прокладку из слюды присоединяют к одной батареи, а низ через поверхность термопасты ко второй батареи.

Мост из диодов должен выводиться в том направлении, куда направлен вывод транзистора. За счет этого постоянный ток превращается в переменный с высокими частотами.

Соединительный провод этих выводов максимум может достигать длины в 15 сантиметров. Металлический лист необходимо расположить между блоком питания и инверторной частью аппарата и приварить к «телу» оборудования.

Силовой блок

Изготовление сварочного инвертора. Силовой блок – это основа трансформатора в сварочном инверторе. С его помощью уменьшается показатель напряжения тока с высокими частотами, а сила наоборот повышается. Для создания в трансформаторе силового блока требуется использование сердечников. Чтобы создать небольшой зазор рекомендуется воспользоваться обычной газетной бумагой.

С каждым наложенным слоем, чтобы обеспечить термоизоляцию необходимо наматывать ленту от кассового аппарата для достижения хорошей износоустойчивости. Вторичную обмотку создают на основе 3-х полосовых слоев из меди, изолирующиеся друг от друга за счет ленты фторопласта.

Большинство мастеров обматывают понижающий трансформатор толстым проводом из меди, однако, это ошибочное действие. С таким трансформатором простой сварочный инвертор будет работать с высокочастотным током, вытесняющим наружу проводник без нагревания деталей внутри.

Оптимальнее всего формировать обмотки, используя проводник с широкой поверхностью, иными словами применить широкую медную полосу.

Вместо термоизоляционного поверхностного слоя специалисты иногда заменяют на простую бумагу. Она не так устойчива, как термоизоляционная либо лента в кассовом аппарате. Повышенная температура влияет только на потемнение ленты, однако её износоустойчивость остается на первоначальном уровне.

Как устранить неисправности инвертора

В некоторых случаях нарушения правил эксплуатации могут привести к выходу из строя даже самых надежных компонентов схемы сварочного инвертора. Основными причинами являются сбои в системах охлаждения, эксплуатация устройств в условиях повышенной влажности или запыленности. Большое количество пыли, осевшей на радиаторе, создает препятствие движению воздуха и своевременному отводу тепла. Поэтому производители рекомендуют периодически чистить аппаратуру.

Поиск возможных неисправностей нужно начинать от простого к сложному, поскольку современные схемы оборудованы многоступенчатой защитой от коротких замыканий и перегревов. Следует внимательно изучить инструкцию, где подробно указаны особенности эксплуатации конкретного устройства.

Среди основных причин возможных неисправностей можно выделить следующие:

Напряжение в сети слишком высокое или низкое. Инвертор сохраняет свою работоспособность в пределах 170-250 вольт.
Использование сетевого провода слишком большой длины или с небольшим сечением. Минимальное сечение должно быть не ниже 2,5 мм2, а длина питающего кабеля – не более 30 м.
Длина стандартного сварочного кабеля не превышает 3 м, а сечение – 35-50 мм2. Нарушение этих параметров приводит к сбоям в работе.
Некачественные контактные соединения силового и питающего кабеля.

В случае обнаружения неисправности, рекомендуется не ремонтировать сварочный инвертор самостоятельно, особенно если схема слишком сложная. Лучше всего – пригласить специалиста для проведения окончательной диагностики на соответствующем оборудовании.

Схема инвертора

Электросхема сварочного инвертора состоит из транзисторов, мощных, берущих на себя большую часть работы. Частота тока в сети составляет всего 50 Гц, транзисторы же переключаются с высокой частотой, поэтому необходимо обеспечить их подачей постоянного напряжения. Вот тут и вступает в работу выпрямитель, как раз занимающийся тем, чтобы поступающий ток имел постоянные параметры.

Достигается этот эффект диодным мостом и фильтрующими конденсаторами. Диодный мост очень мощный, поэтому есть необходимость ставить его в паре с охлаждающим радиатором. На нем, в свою очередь, установлен предохранитель от перегревания, который при достижении критических температур размыкается. Необходим он для того, чтобы избежать поломки прибора от перегрева. Таким образом, на первом этапе мы получаем на выходе с выпрямителя постоянный ток, имеющий значение более 220V.

Важным элементом схемы является фильтр электромагнитной совместимости, ставится он перед выпрямителем и защищает сеть от высокочастотных помех, появляющихся из-за работы инвертора.

Сам инвертор состоит из двух транзисторов на радиаторах для контроля тепла. Для понижения же напряжения схема простого сварочного инвертора успешно работает с трансформатором высокой частоты. Далее транзисторы коммутируют постоянное напряжение через обмотку трансформатора, величины достигают примерно 340V.

Если совсем по-простому, то роль трансформатора в том, что первичная обмотка выдает большое напряжение и маленький ток, а с вторичной обмотки уходит меньшее напряжение, но максимальный ток, показатели могут быть около 120 ампер.

Выходной выпрямитель – это диоды с высокими показателями быстродействия, сдвоенные, с общим катодом. Электросхема инверторного сварочного аппарата нуждается в именно быстродействующих диодах, суть их работы в том, что они очень шустро открываются и закрываются, нужно это для того, чтобы защитить сами диоды и весь прибор от перегревания и выхода из строя.

Подробное описание работы

Принцип работы сварочного аппарата.

В инверторах происходит увеличение рабочих частот с 50/60 Гц до 60 – 80 кГц (при этом увеличение рабочих частот в 4 – 6 раз позволяет снизить массу и габариты устройства в 2 – 3 раза). Повышение частоты (рабочей) происходит в контуре с мощными силовыми ключевыми транзисторами. Однако для работы транзисторов, которые на выходе дают большой ток высокой частоты, следует подать постоянный ток на вход. Постоянный ток получается после прохождения переменного тока питания (от внешней сети) выпрямителя. Электрическую схему можно условно разделить на 2 части: силовую и управления. Описание начинается с силовой части. Итак, сетевой выпрямитель представляет собой мощный диодный мост, который преобразует переменный ток в постоянный.

Для фильтрования применяются конденсаторы (часто электролитические). Фильтр необходим для сглаживания импульсов, которые происходят после прохождения диодного моста. При этом значение напряжения на выходе фильтра будет примерно в 1,4 раза выше входного напряжения диодного моста (т.е. на корень из 3)

При этом важно знать то, что подобные схемы чувствительны к перепадам напряжения. При повышении входного напряжения более чем на 10% выходное повышается на 15%, этого достаточно, для того чтобы схема сгорела

Также важным конструктивным элементом выпрямителя является радиатор, который охлаждает диодный мост. Это связано с тем, что диоды и резисторы в диодном мосту сильно нагреваются под воздействием больших токов.

Принципиальная электрическая схема сварочного инвертора.

Перед выпрямительным узлом устанавливают фильтр ЭМС (электромагнитная совместимость), он защищает сеть от высокочастотных помех и представляет собой дроссель и связку конденсаторов. Инвертор же представляет собой сборку транзисторов (часто из 2 штук) по схеме «косой мост». Коммутация постоянного напряжения в переменное происходит переключением транзисторов, частота которых может составлять десятки или сотни килогерц. Полученный на выходе ток имеет прямоугольную форму. Защиту транзисторов от сгорания обеспечивают RC-цепи, которые называют демпфирующими. Чтобы получить высокий ток на выходе инвертора, после косого моста стоит понижающий трансформатор напряжения. За ним находится мощный силовой выпрямитель, тоже диодный мост, который преобразует переменный ток в постоянный. Именно постоянный ток на выходе генерируют инверторы.

Все силовые контуры имеют охлаждение и термодатчики, которые отключают аппарат при превышении допустимого значения температуры. Чтобы обеспечить плавный запуск аппарата, используют стабилизаторы напряжения. Мягкий пуск необходим из-за того, что после зарядки конденсаторов фильтра на выходе получается большое значения тока, которое может сжечь силовые транзисторы.

Для управления силовой частью используют контроллер ШИМ. Он выдает сигналы на полевой транзистор. Выходные сигналы полевого транзистора попадают на трансформатор разделительный, у которого 2 выходные обмотки. С обмоток выходные сигналы поступают на силовые ключевые диоды (из силовой части). Также для закрытия силовых транзисторов применяется «обвязка» из 2 транзисторов. Для контроля выходного силового сигнала в системе управления применяется схема с использованием операционного усилителя, который подает входной сигнал ШИМ-контроллеру. На узел операционного усилителя, помимо выходных сигналов, заводятся сигналы со всех защитных контуров, в результате чего прекращается генерация сигнала управления и схема перестает работать (отключается).

Принципиальная схема аппаратов инверторного типа

Для того чтобы понимать суть работы современного сварочного агрегата, необходимо знать из каких блоков состоит принципиальная схема сварочного инвертора, который обеспечивает энергией дугу короткого замыкания при сварочном процессе. Эти аппараты могут питаться как от трёхфазной сети 380В, так и от однофазного напряжения 220 В. Причём колебания питающего напряжения могут достигать значительных величин, что не сказывается на работоспособности агрегатов. Это позволяет работать в нестабильных сетях загородного электроснабжения, которое довольно часто присутствует в дачных поселениях.

Переменное напряжение частотой 50 Гц поступает на вход аппарата, где выпрямляется и преобразуется в высокочастотные колебания до 70−85 кГц. Это даёт возможность за счёт высококачественной элементной базы и компактных трансформаторов получать на выходе импульсный и постоянный сварочный ток. Такая схема сварочного аппарата состоит из следующих элементов:

низкочастотный понижающий выпрямительный блок с конденсаторным фильтром;
регулируемый инвертор, преобразующий постоянный ток в высокочастотный переменный;
трансформатор высокой частоты, выдающий на выходе высокочастотный или постоянный сварочный ток большой мощности;
сдвигающий фазу дроссель, стабилизирующий характеристики выходного напряжения;
схема обратной связи, управляющая выходными параметрами и блок управления, который меняет параметры тока и напряжения сварки.

Крайне важно подбирать полупроводниковую базу от надёжных, проверенных производителей, которые обеспечивают высокие параметры при сварочных процессах и обеспечивают долговечную службу. Мощные выходные транзисторы и диоды должны обладать эффективными теплоотводящими радиаторами, которые охлаждаются принудительной вентиляцией, интенсивность действия которой должна зависеть от сварочной нагрузки

Только в этом случае удастся избежать неисправности силового блока инверторного аппарата. Также безупречная работа обеспечивается путём соблюдения правил безопасной работы и своевременного обслуживания отдельных агрегатов и узлов. Важное место занимает регулярная очистка от пыли охлаждающих радиаторов силовых, полупроводниковых элементов

Мощные выходные транзисторы и диоды должны обладать эффективными теплоотводящими радиаторами, которые охлаждаются принудительной вентиляцией, интенсивность действия которой должна зависеть от сварочной нагрузки. Только в этом случае удастся избежать неисправности силового блока инверторного аппарата. Также безупречная работа обеспечивается путём соблюдения правил безопасной работы и своевременного обслуживания отдельных агрегатов и узлов

Важное место занимает регулярная очистка от пыли охлаждающих радиаторов силовых, полупроводниковых элементов

Как работает сварочный инвертор

Инверторный аппарат — источник постоянного тока, обеспечивающий во время сварки конструкций и изделий из металла зажигание и непрерывность работы электрической дуги. Это достигается высокочастотной трансформацией тока большой силы, что приводит к уменьшению размера трансформатора и делает выходящий ток стабильнее. Нужные параметры тока достигаются в несколько этапов:

первичное выпрямление тока, поступившего из сети;
трансформация выпрямленного тока в высокочастотный;
увеличение силы тока высокочастотным трансформатором, что ведёт к уменьшению его напряжения;
вторичное выпрямление до заданной величины.

Выпрямление тока происходит с помощью диодных мостов нужной мощности, частоту регулируют высокомощные трансформаторы, которые, имея высокую частоту, обеспечивают необходимую силу тока на выходе.

https://youtube.com/watch?v=lei9GDzJp74

Конструкция инверторных аппаратов

Большинство сварочных инверторов имеет блочное строение, где каждый из блоков можно, в свою очередь, разделить на собственные составляющие. Основных блоков три:

блок питания;
управляющий блок;
силовой блок.

Блок питания стабилизирует входной ток. От других элементов его обычно отделяет металлическая перегородка. Он состоит из конденсаторов, накапливающих заряд, дроссельной системы управления, собранной на диодах, и управляемого транзисторами многообмоточного дросселя.

В свою очередь, силовой блок, контролирующий процессы преобразования тока, состоит из таких частей, как:

первичный и вторичный выпрямители — собраны на основе диодных мостов, в случае первичного способных выдерживать ток силой до 40 ампер, напряжением до 250 вольт и частотой 50 Гц, а в случае вторичного — мощных диодов, способных поддерживать ток в 250 ампер с напряжением около 100 вольт;
инверторный преобразователь — силовой транзистор с пороговыми значениями силы, напряжения и мощности тока, соответственно, 32 ампера, 400 вольт и 8 киловатт;
высокочастотный трансформатор, состоящий из обмоток медной ленты, делающих возможным повышение силы тока до 250 ампер с напряжением во вторичной обмотке трансформатора не выше 40 вольт.

Тепловая и силовая защита силового блока осуществляется термовыключателями и специальными платами, построенными на основе логических микросхем типа 561ЛА7 или её аналогов (CD4011 или К176ЛА7, например). Конденсаторы и резисторы входят в состав фильтров высокой частоты, защищающих преобразователи и выпрямители тока. Для охлаждения всех частей инвертора используются вентиляторы малого диаметра (до 60 мм) и радиаторы, отводящие тепло от самых горячих радиоэлектронных элементов плат.

Управляющий блок, как правило, собирают на основе либо задающего генератора, либо широкоимпульсного модулятора. В его состав входят и резонансные дроссели и конденсаторы.

Типовые неисправности инверторов

Ремонт сварочного инвертора своими руками следует начинать с установления причин выхода аппарата из строя. Таких причин может быть две: неправильно выбранный режим работы аппарата (например, когда его мощности не хватает для разрезания металла большой толщины) или неисправности в силовой и электронной части.

Признаки неправильной работы аппарата помогают понять к какой причине относится неисправность. Так, если в процессе сварки в горении дуги наблюдается неустойчивость или разбрызгивается металл, следует проверить правильность выставленной величины силы тока. Её для каждого электрода нужно подбирать в зависимости от его длины, толщины и типа. От силы тока также зависит и скорость сварки.

Если сварочный электрод прилипает к поверхности детали, но при этом величина силы тока установлена в соответствии с его характеристиками, следует проверить длину и толщину провода используемого удлинителя, так как для сварки должны использоваться электрические кабеля небольшой длины, не больше 40 метров, и сечением более 4 квадратных миллиметров. Ещё несколькими причинами этого могут быть упавшее напряжение в сети, плохо подготовленная поверхность сварки, окисление ключевых элементов схемы питания инвертора и плохой контакт блоков инвертора в панельных гнёздах.

Если аппарат отключается при продолжительном выполнении сварки деталей, ему, скорее всего, нужно дать остыть, так как срабатывает защита от перегрева. Получаса достаточно для продолжения работ.

Невозможность включить аппарат может говорить о многих проблемах. В первую очередь следует проверить стабильность напряжения в сети, так как если оно опускается ниже 190 вольт, инвертор работать не будет.

Ремонт сварочных инверторов. Часть вторая.

Слава богу. Все вернулось на прошлое место на форуме. А то я утром не понял, куда я попал вообще. Вопрос к админу: может и не надо что то менять? Пусть уже останется так как есть. Очень неудобная новая версия. Ну это на мой взгляд. На сегодняшнее утро, в новой версии форума было всего 1225 человек (может это те, кто тестировал эту версию?). А ведь посетителей и участников форума значительно больше. Форум ведь очень большой. Потом около 4 часов спустя, наверное были устранения проблемм на движке, и вот только сейчас все вернулось на свои места. На прежнюю версию. Хороший форум, «да» необходима какая то систематизация по темам и подтемам. Но не так круто. С ув. к администрации форума. Сергей.

Плюсы и минусы инверторной сварки

Устройство инверторного сварочного аппарата обладает рядом несомненных преимуществ. Благодаря им данный тип оборудования получил широкое распространение как в промышленности, так и в домашнем использовании.

Как известно, все, что необходимо от сварщика – это плавное перемещение электрода над линией соединения без соприкосновения с поверхностью детали. Электрод должен находиться на расстоянии в несколько миллиметров от изделия.

На первый взгляд кажется, что подобная операция достаточно легка. На деле же этот простой процесс превращается в невероятно тяжелую процедуру. Это связано с особенностями работы в маске, в которую постоянно летят искры, не дающий контролировать процесс соединения с высокой точностью.

Применения простого трансформатора сопровождено некоторыми рисками, описанными ниже.

Таблица силы тока для сварки инвертором.

Так, например, касание электрода поверхности изделия приведет к короткому замыканию. Если подобное произойдет, то оторвать его будет достаточно тяжело. Придется приложить приличные усилия, в противном случае сработает теплозащита или, что еще хуже, загорится обмотка трансформатора.

В инверторе такой недостаток попросту отсутствует. Случайное прикосновение электрода к поверхности не повлечет за собой катастрофических последствий. Микропроцессор практически мгновенно отреагирует на падение напряжения и подплавит электрод. В результате оторвать его от детали не составит труда.

Если же соприкосновения не происходит, но электрод находится достаточно близка к поверхности конструкции, процессор распознает такой сценарий действий и прекратит поступление выходного напряжения. Это позволит избежать перегрева трансформатора.

Технологические достоинства

Устройство и принцип работы сварочного инвертора обладает рядом преимуществ по сравнению со своими традиционными аналогами, работающими по трансформаторной схеме, а именно:

достаточно большая мощность, соизмеримая с низкочастотными трансформаторами;
маленький вес и габариты, позволяющие без труда перемещать оборудование по цеху, мастерской или дому;
широкие возможности по настройке параметров сварки;
низкий расход электродов;
высокая эффективность;
возможность осуществления сварочного процесс в различных пространственных положениях;
совместимость с разными типами электродов.

В любом случае повышенный комфорт сварки и возможность выполнения более качественной работы по достоинству оценит любой сварщик.

https://www.youtube.com/watch?v=5RmnsgUOL14

Недостатки

Как показано выше, принцип работы сварочных инверторов обладает множеством положительных моментов. В таком случае возникает вопрос: почему же многие сварщики до сих пор используют традиционные трансформаторные приборы?

Параметры сварочных инверторов.

Главной причиной такого положения вещей является высокая стоимость оборудования. Инверторы минимум в два раза дороже. Данный факт относится к ключевым при ответе не поставленный вопрос.

Еще одним недостатком сварочного инвертора является высокий процент выхода устройств из строя. Достаточно лишь загрязниться электронике – и аппарат может сломаться.

В связи с отмеченной проблемой возникает необходимость в постоянной чистке «внутренностей» с применением сжатого воздуха.

Маленькие размеры инструмента также не относятся только к плюсам. Есть и обратная сторона медали. Наличие большого количества электронных систем ограничивает возможность работы с устройством на открытой местности во время дождя или при повышенной влажности.

Плохая погода может попросту поломать прибор, а ряд дешевых устройств и вовсе не будет функционировать при отрицательных температурах. Работа в пыльных условиях также сопряжена с риском поломки.

Со сваркой тоже не все так гладко, как может показаться на первый взгляд. В первую очередь это относится к резке толстого металла. Если напряжение на выходе сварочного аппарата будет нестабильным, что связано с перепадами в сети, характерными для сельской местности, то преобразующий узел выйдет из строя.

Подобные агрегаты сильно востребованы в сельской местности, где постоянно появляются задачи, связанные с соединением тех или иных металлических изделий.

Высокая мобильность позволяет без труда использовать их во дворе, перенося устройство с одного места на другое. Однако отсутствие сервисных центров станет большой проблемой в случае выхода аппарата из строя.

Специфика сварки аргоном

От сварки ММА аргонную отличает несколько деталей процесса:

Сварка проходит при постоянном обдуве шва аргоном.
Вольфрамовый электрод (для ручной сварки). Для автоматической аргонной сварки могут применяться и плавящиеся электроды.
Дуга разжигается с помощью осциллятора — прибор для бесконтактного розжига.
Специфическая техника прохода электрода.
Необходима присадочная проволока. Без нее можно варить только очень тонкие листы.
Работает как на постоянном токе (обратная полярность), так и на переменном.

Сделать аргонную сварку из инвертора вполне реально, и самодельная установка будет проходить самые сложные швы, выдавая отличное качество. Аргон отличается от других рабочих газов полной инертностью к большинству веществ. Он дешев, достаточно тяжел, чтобы плотно окутать ванну в процессе сварки, и предотвращает образование оксидной пленки. В этом также его минус — при работе на открытом воздухе ветер может снизить качество, укрытие из подручных материалов исправит ситуацию.

Функциональные возможности сварочного инвертора

В среде инертного газа сварка проходит с силой тока 20-200 А и напряжением в 30-80 В. Параметры выбираются из диапазона по специальным таблицам, зависят от толщины соединяемого листа и диаметра электрода. Вольфрам для аргонной сварки не плавится при рабочих температурах, позволяет получить узкий аккуратный, но прочный шов за счет очень тонкой дуги и показывает малый расход (испарение — 0,01 г/м).

Присадочная проволока на толстых деталях нужна для получения монолитного шва и выбирается с учетом материала свариваемых элементов. Для алюминия нужна алюминиевая проволока, для нержавейки — легированная сталь определенной марки, и так по каждому материалу. При рабочей температуре аргонной сварки она плавится и качественно заливает шов.

Рейтинг

( Пока оценок нет )

Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Добавить комментарий