Самый простой сварочный инвертор

[DTS]

Самый простой сварочный инвертор

Доброе время суток уважаемые читатели моей темы, здесь я хочу представить на Ваше обозрение самодельный сварочный инвертор , который под силу повторить (изготовить) практически любому человеку , обладающему базовыми знаниями в электронике и умеющий обращаться с инструментом и измерительным оборудованием. Такой сварочный аппарат возможно станет незаменимым помощником в мастерской домашнего мастера на все руки.
Итак приступаем к сборке.
Первым делом нам нужно изготовить печатную плату, очень желательно для её изготовления взять стеклотекстолит толщиной не менее 1.5мм, а лучше не менее 2мм. Так как она будет на себе нести практически все довольно тяжёлые элементы. Безусловно возможно изготовить ПП по своим эскизам и вынести все тяжёлые элементы за её пределы, но на данном этапе рассмотрим именно вариант с компоновкой на одной плате.

 

[DTS]

Далее впаиваем компоненты согласно схеме, закрепляем радиаторы для мощного транзистора и диодов выпрямителя, впаиваем конденсаторы, предварительно смазав их клеем, так как нагрузка на их выводы будет довольно значительная.
Повествование моё будет подкрепляться видео инструкциями, так что думаю проблем со сборкой и настройкой не возникнет.
 

 

[DTS]

далее нам предстоит изготовить сварочный трансформатор, штука интересная, по своей природе, так как использовать такой трансформатор можно будет только в составе импульсного блока питания, коим по сути и является сварочный аппарат.
Для начала нам нужно подобрать подходящий ферритовый магнитопровод, форма его не столь важна, так как изготовить можно как на тороидальном, так и на П образном или Ш образном магнитопроводах, всё дело в том , что есть у нас под руками или к чему есть доступ за вменяемую цену.
Изначально рекомендуется магнитопровод от производителя epcos Е65, но возможно использовать и другие подходящих габаритов и с близкой магнитной проницаемостью материала.
Следует изготовить каркас самому из стеклотекстолита, либо же взять готовый, лично я взял уже готовый, сильно заморачиваться не стал, так как цена у него вполне доступная.
Для обмоток очень желательно использовать новый провод, либо как минимум провод в хорошей изоляции. Между каждым слоем провода - следует пройтись эпоксидной смолой и сверху обмотать слоем малярного скотча либо другого не горючего материала. В моём случае был использован провод ПСДКТ, его изоляция изначально предполагает использование провода в очень тяжёлых температурных условиях с агрессивной средой. Вот его как раз мы и применим в нашем аппарате.
Все обмотки следует мотать в одном направлении.
первой идёт первичная обмотка, затем слой изоляции с пропиткой, за ней вторичная, пропитка, обмотка размагничивания, пропитака с изоляцией, вторичная обмотка для самопитания и возможена намотка ещё одного слоя первичной обмотки. Но можно обойтись и одним слоем. Намотка *бутербродом* снижает индуктивность магнитного рассеивания, что сказывается на снижении уровня выбросов обратно в ключик. Но так как мы будем использовать транзистор с напряжением К-Э минимум на 900в , то такой вариант обмотки не обязателен, всплески всё равно будут ниже этого значения напряжение, но если Вы сомневаетесь в своих способностях и мотаете трансформатор впервые, то следует всё же мотать *бутербродом* и использовать провод меньшего диаметра, чтобы уложить всё необходимое количество витков.

 

[DTS]

будьте внимательны и старайтесь укладывать провод как можно плотнее.
 

 

[DTS]

далее нам нужно намотать ещё один трансформатор, который будет подключаться последовательно с первичной обмотки и выступать датчиком тока , он так и называется трансформатор тока.
Для его изготовления нам понадобится ферритовое колечко с внутренним диаметром минимум 10мм, внешний диаметр нам не важен, здесь главное уложить провод как можно аккуратнее по всему колечку без частых перехлёстов. Провод лучше брать диаметром 0.14-0.4мм , токи через него проходят мизерные, так что вполне нам подходит. Количество витков может быть от 50 до 100, исходя из количества этих витков, нужно будет подобрать сопротивление резистора R7, он будет задавать максимальный выходной ток нашего сварочного аппарата.
Не забываем о изоляции и последующей пропитке эпоксидной смолой.
 

 

[DTS]

следующим намоточным узлом у нас будет выходной дроссель, мотать его можно как на ферритовом магнитопроводе, так и на сердечнике из трансформаторной стали, индуктивность дросселя не принципиальна и может лежать в пределах 20-100мкГн.
чем выше индуктивность, тем мягче будет варить аппарат на малых токах.
Для своего дросселя я использовал пакет из трансформаторного желе от дросселя ДРЛ, взяв половинку. Стянул пакет болтами, далее струбцинами и обмотав киперной лентой пропитал эпоксидной смолой, после высыхания, намотал обмотку, состоящую из 40 витков самодельного провода, жгут изготовил из того что было под рукой, а именно провод диаметром 0.8-1.2мм , провода стянул при помощи дрели , обмотал сверху малярным скотчем и армировал ХБ ниткой.
После намотки, а так же в процессе, каждый слой обильно пропитывался эпоксидной смолой. Площадь поперечного сечения провода используемого для намотки дросселя , должна быть не менее 10мм2. Будь то шинка, круглый провод или жгут из отдельных проводов. Плотность тока выбирается исходя и 10-15А/1мм2 для медного провода и 6-10А/1мм2 для алюминия. Так как у нас будет принудительное охлаждение, то такие режимы вполне допустимы.
 

 

[DTS]

далее нам следует провести настройку режимов работы, а именно:
первым делом нужно закрепить все элементы схемы на ровной поверхности, так чтобы у нас ничего не болталось и не могло где то замкнуть. Подаём питание на схему, но не напрямую от сети 220в, а через трансформатор с выходным напряжением около 40-60в, вместо резистора R7 с сопротивлением 2 Ом - впаиваем резистор на 10-20 Ом это позволит нам регулировать ток в очень малом нижнем диапазоне, чего нам хватит для визуального контроля работоспособности и правильности фазировки всех обмоток.
Подключаем щуп осциллографа на затвор нашего ключа , нагружаем выход аппарата нихромовой спиралью.
Вращая ручку регулятора тока - убеждаемся что длительность импульсом изменяется, а при коротком замыкании становится ничтожно малой. При этом загорается красный светодиод, светодиод может светится постоянно , но при этом с еле видимым свечением, это нормальный режим работы, можно подобрать светодиод с бОльшим током потребления и он погаснет совсем, а в случае если он горит ярко - это сигнализирует о том, что аппарат находится либо в режиме короткого замыкания на выходе, либо перегреве . После того как светодиод погаснет - аппарат снова будет работать с выставленным ране током. Ток короткого замыкания в данном аппарате во много раз меньше сварочного тока, по этому залипание электрода практически не происходит.
 

 

[DTS]

Если всё у нас работает как надо, приступаем к испытаниям уже с подключением напрямую в сеть 220в.
ВАЖНО:
Осциллограф должен быть гальванически НЕ связан с сетью.
Ещё раз проверяем изменение скважности при вращении ручки регулятора тока, но теперь уже впаяв резистор R7 с меньшим номиналом. Если всё работает как надо, то приступаем к испытаниям близким к рабочему режиму.
 

 

[DTS]

Теперь когда мы всё проверили, аппарат полностью готов к *новоселью* .
Корпус для аппарата можно изготовить из любых подходящих материалов, для себя я использовал алюминиевые уголки скреплённые винтами, и обшил листовым гетинаксом и стеклотекстолитом. В качестве выключателя и одновременно защиты от КЗ , в случае поломки, у меня выступает автомат на 16А. Принудительное охлаждение осуществляется при помощи 120мм вентилятора.
Перфорацию в накладных панелях делал в несколько проходов, постепенно увеличивая диаметр сверла, покраска в три слоя с подготовкой и грунтовкой.
Вот теперь такой вот аппарат есть в моей мастерской.
Бюджет на его постройку , для меня , составил 60$ .
Некоторые скажут, что за такие деньги можно купить готовый аппарат китайского производства, но нужно учесть, что такой аппарат будет изначально уступать как по надёжности, так и по ремонтопригодности , а так же возможно и по качеству сварочного соединения самодельному.
Желаю всем кто захочет повторить данную конструкцию - удачи и терпения, а так же быть очень внимательными, ведь все настройки проводятся под опасным для жизни напряжением , а значит техника безопасности должна быть превыше всего.
 

 

[DTS]

печатная плата в спринт лаут для версии с 3шт конденсаторов, трансформатором на основе сердечника Е65 и дросселя на сердечнике от строчника.

 

[Oppozit]

А как промаркировать ток на рукоятке регулятора, если ток КЗ меньше? Значит нужно замерять ток на зажженной дуге? Допустим амперметр на 400А поставить в разрыв и варить. Так?

 

[DTS]

Кусок нихромовой проволоки в качестве нагрузки, сопротивление подобрать эквивалентно сопротивлению дуги.Удобно использовать пружину от троллейбуса.

 

[Oppozit]

О! У меня есть такая, только в два слоя от башенного крана ))) Спасибо.

 

[WHS]

Тимур, а ТХ аппарата какие?

 

[DTS]

I=20-120А
Uxx =50В(действ) 100В(амп).
U ном.дуги = 22в
ПН =100% (реально аппарат способен работать на токе выше 150А, но конкретно этот аппарат ограничен на 120А, в целях надежности , запас прочности никогда не бывает лишним).
масса 4.5кг (+-%)

 

[WHS]

Вот думаю собрать или купить готовый... Надо как нибудь взяться посчитать что дешевле будет...

 

[Oppozit]

Я считал. В моем случае 3000 р. с двумя транзисторами. Без учета кондеров сетевых и трансформатора (имеется в наличии). Если покупать все, то 4000 с копейками. В принципе, уже купить можно, но ХЗ какого качества. Мне на ремонт приносили сварочник совсем без дросселя. Я не знаю как он работал, но видимо потому, что без дросселя и сгорел )))

 

[DTS]

может у него частота под сотку кГц была, а сами кабеля уже как дроссель работали.

 

[DTS]

Вот думаю собрать или купить готовый... Надо как нибудь взяться посчитать что дешевле будет...

одноразовый ( это когда ремонт сопоставим с покупкой нового) конечно дешевле, а хороший сварочник уже явно дороже будет.

 

[WHS]

одноразовый

Да это понятно, были у меня в ремонте несколько, там сборки диодные только под сотню баксов тянули.... Вот по этому и думаю собрать что-то простое но достойное (простое в плане надёжности и ремонтопригодности в случае чего)