Ремонт и доработки сварочных инверторов своими руками

Ремонт и доработки сварочных инверторов своими руками

Характеристики большинства бюджетных инверторов нельзя назвать выдающимися, в то же время мало кто откажется от удовольствия использовать оборудование со значительным запасом надёжности. Между тем существует немало способов усовершенствовать недорогой сварочный инвертор.

Типовая схема и принцип работы инвертора

Чем дороже сварочный инвертор, тем больше в его схеме вспомогательных узлов, задействованных в реализации специальных функций. А вот сама схема силового преобразователя остаётся практически неизменной даже у дорогостоящего оборудования. Этапы превращения сетевого электрического тока в сварочный достаточно легко проследить — на каждом из основных узлов схемы происходит определённая часть общего процесса.

С сетевого кабеля через защитный выключатель напряжение подаётся на выпрямительный диодный мост, сопряжённый с фильтрами высокой ёмкости. На схеме этот участок легко заметить, здесь расположены внушительные по размеру «банки» электролитических конденсаторов. У выпрямителя задача одна — «развернуть» отрицательную часть синусоиды симметрично вверх, конденсаторы же сглаживают пульсации, приводя направление тока практически к чистой «постоянке».

Схема работы сварочного инвертора

Далее по схеме находится непосредственно инвертор.

С понижающего трансформатора напряжение снимает выходной выпрямитель, ведь мы хотим сварку именно на постоянном токе. Благодаря выходному фильтру природа тока меняется с высокочастотного пульсирующего до практически прямой линии. Естественно, в рассмотренной цепи преобразований есть множество промежуточных звеньев: датчиков, управляющих и контрольных цепей, но их рассмотрение выходит далеко за рамки любительской радиоэлектроники.

Конструкция сварочного инвертора: 1 — конденсаторы фильтра; 2 — выпрямитель (диодная сборка); 3 — IGBT-транзисторы; 4 — вентилятор; 5 — понижающий трансформатор; 6 — плата управления; 7 — радиаторы; 8 — дроссель

Узлы, пригодные к модернизации

Важнейший параметр любого сварочного аппарата — вольт-амперная характеристика (ВАХ), за счёт неё и обеспечивается стабильное горение дуги при разной её длине. Правильная ВАХ создаётся микропроцессорным управлением: маленький «мозг» инвертора на ходу меняет режим работы силовых ключей и мгновенно подстраивает параметры сварочного тока. К сожалению, каким либо образом перепрограммировать бюджетный инвертор нельзя — управляющие микросхемы в нём аналоговые, а замена на цифровую электронику требует незаурядных знаний схемотехники.

Однако «умений» управляющей схемы вполне достаточно, чтобы нивелировать «криворукость» начинающего сварщика, ещё не научившегося стабильно удерживать дугу. Гораздо правильнее сосредоточиться на устранении некоторых «детских» болезней, первая из которых — сильный перегрев электронных компонентов, ведущий к деградации и разрушению силовых ключей.

Вторая проблема — использование радиоэлементов сомнительной надёжности. Устранение этого недостатка сильно снижает вероятность возникновения поломок через 2–3 года эксплуатации аппарата. Наконец, даже начинающему радиотехнику будет вполне по силам реализовать индикацию фактического сварочного тока для возможности работы со специальными марками электродов, а также провести ряд других мелких доработок.

Улучшение теплоотвода

Первый недостаток, которым грешит подавляющее большинство недорогих инверторных аппаратов — плохая схема отвода тепла с силовых ключей и выпрямительных диодов. Начинать доработку в этом направлении лучше с увеличения интенсивности принудительного обдува. Как правило, в сварочных аппаратах устанавливают корпусные вентиляторы с питанием от служебных цепей напряжением 12 В. В «компактных» моделях принудительное воздушное охлаждение может вовсе отсутствовать, что для электротехники такого класса, безусловно, нонсенс.

Достаточно просто увеличить воздушный поток путём установки нескольких таких вентиляторов последовательно. Проблема в том, что «родной» кулер скорее всего придётся снять. Чтобы эффективно работать в последовательной сборке, вентиляторы должны иметь идентичную форму и число лопастей, а также скорость вращения. Собрать одинаковые кулеры в «стопку» крайне просто, достаточно стянуть их парой длинных болтов по диаметрально противоположным угловым отверстиям. Также не стоит беспокоиться о мощности источника служебного питания, как правило её достаточно для установки 3–4 вентиляторов.

Если внутри корпуса инвертора недостаточно места для установки вентиляторов, можно приладить снаружи один высокопроизводительный «канальник». Его установка проще по той причине, что не требуется подключение к внутренним цепям, питание снимается с клемм кнопки включения. Вентилятор, разумеется, должен устанавливаться напротив вентиляционных жалюзеек, часть которых можно вырезать, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление. Оптимальное направление потока воздуха — на вытяжку из корпуса.

Второй способ улучшить теплоотвод — замена штатных алюминиевых радиаторов на более производительные. Новый радиатор нужно выбирать с наибольшим количеством как можно более тонких рёбер, то есть с наибольшей площадью контакта с воздухом. Оптимально в этих целях использовать радиаторы охлаждения компьютерных ЦП. Процесс замены радиаторов довольно прост, достаточно соблюдать несколько простых правил:

  1. Если штатный радиатор изолирован от фланцев радиоэлементов слюдой или резиновыми прокладками, их нужно сохранить при замене.
  2. Для улучшения теплового контакта нужно использовать кремнийорганическую термопасту.
  3. Если радиатор нужно подрезать, чтобы он поместился в корпус, обрезанные рёбра нужно тщательно обработать надфилем, чтобы снять все заусенцы, иначе на них будет обильно оседать пыль.
  4. Радиатор должен быть плотно прижат к микросхемам, поэтому предварительно на нём нужно разметить и просверлить крепёжные отверстия, возможно, потребуется нарезать резьбу в теле алюминиевой подошвы.

Дополнительно отметим, что нет смысла менять штучные радиаторы отдельно стоящих ключей, замене подвергаются только теплоотводы интегральных схем или нескольких высокомощных транзисторов, установленных в ряд.

Индикация сварочного тока

Даже если на инверторе установлен цифровой индикатор установки тока, он показывает не реальное его значение, а некую служебную величину, масштабированную для наглядного отображения. Отклонение от фактической величины тока может составлять до 10%, что неприемлемо при использовании специальных марок электродов и работе с тонкими деталями. Получить реальное значение сварочного тока можно путём установки амперметра.

В пределах 1 тысячи рублей обойдётся цифровой амперметр типа SM3D, его даже можно аккуратно встроить в корпус инвертора. Основная проблема в том, что для измерения столь высоких токов требуется подключение через шунт. Его стоимость находится в пределах 500–700 рублей для токов в 200–300 А. Обратите внимание, что тип шунта должен соответствовать рекомендациям производителя амперметра, как правило, это вставки на 75 мВ с собственным сопротивлением порядка 250 мкОм для предела измерения в 300 А.

Установить шунт можно либо на плюсовую, либо на минусовую клемму изнутри корпуса. Обычно размеров соединительной шины достаточно для подключения вставки длиной около 12–14 см. Изгибать шунт нельзя, поэтому если длины соединительной шины недостаточно, её нужно заменить медной пластиной, косичкой из очищенного однопроволочного кабеля или отрезком сварочной жилы.

Амперметр подключается измерительными выходами к противоположным зажимам шунта. Также для работы цифрового прибора требуется подать напряжение питания в диапазоне 5–20 В. Его можно снять с проводов подключения вентиляторов или найти на плате точки с потенциалом для питания управляющих микросхем. Собственное потребление амперметра ничтожно.

Повышение продолжительности включения

Продолжительность включения в контексте сварочных инверторов более разумно называть продолжительностью нагрузки. Это та часть десятиминутного интервала, в которой инвертор непосредственно выполняет работу, оставшееся время он должен пребывать на холостом ходу и охлаждаться.

Для большинства недорогих инверторов реальная ПН составляет 40–45% при 20 °С. Замена радиаторов и устройство интенсивного обдува позволяют увеличить этот показатель до 50–60%, но это далеко не потолок. Добиться ПН порядка 70–75% можно путём замены некоторых радиоэлементов:

  1. Конденсаторы обвязки ключей инвертора нужно поменять на элементы той же ёмкости и типа, но рассчитанные под более высокое напряжение (600–700 В);
  2. Диоды и резисторы из обвязки ключей следует заменить на элементы с большей рассеиваемой мощностью.
  3. Выпрямительные диоды (вентили), а также MOSFET или IGBT-транзисторы можно заменить на аналогичные, но более надёжные.

О замене самих силовых ключей стоит рассказать отдельно. Для начала следует переписать маркировку на корпусе элемента и найти подробный даташит на конкретный элемент. По паспортным данным выбрать элемент для замены достаточно просто, ключевыми параметрами служат пределы частотного диапазона, рабочее напряжение, наличие встроенного диода, тип корпуса и предельный ток при 100 °С. Последний лучше рассчитать собственноручно (для высоковольтной стороны с учётом потерь на трансформаторе) и приобрести радиоэлементы с запасом предельного тока около 20%. Из производителей такого рода электроники наиболее надёжными считаются International Rectifier (IR) или STMicroelectronics. Несмотря на довольно высокую цену, крайне рекомендуется приобретать детали именно этих брендов.

Намотка выходного дросселя

Одним из наиболее простых и в то же время самых полезных дополнений для сварочного инвертора будет намотка индуктивной катушки, сглаживающей пульсации постоянного тока, которые неизбежно остаются при работе импульсного трансформатора. Основная специфика такой затеи в том, что дроссель изготавливается индивидуально для каждого отдельного аппарата, а также может со временем корректироваться по мере деградации электронных компонентов или при изменении порога мощности.

Для изготовления дросселя понадобится всего ничего: изолированный медный проводник сечением до 20 мм 2 и сердечник, желательно из феррита. В качестве магнитопровода оптимально подойдёт либо ферритовое кольцо, либо сердечник броневого трансформатора. Если магнитопровод набран из листовой стали, его нужно просверлить в двух местах с отступом около 20–25 мм и стянуть заклёпками, чтобы иметь возможность беспроблемно прорезать зазор.

Дроссель начинает работать, начиная от одного полного витка, однако реальный результат виден, начиная с 4–5 витков. При испытаниях следует добавлять витки до тех пор, пока дуга не начнёт ощутимо сильно тянуться, мешая отрыву. Когда варить с отрывом станет затруднительно, нужно скинуть с катушки один виток и подключить параллельно дросселю лампу накаливания на 24 В.

Тонкая настройка дросселя выполняется с помощью сантехнического винтового хомута, которым можно уменьшить зазор в сердечнике, либо деревянного клина, которым этот зазор можно увеличить. Нужно добиваться, чтобы горение лампы при розжиге дуги было максимально ярким. Рекомендуется изготовить несколько дросселей для работы в диапазонах до 100 А, от 100 до 200 А и более 200 А.

Заключение

Все «навесные» дополнения, такие как дроссель или амперметр, лучше монтировать отдельной приставкой, которая включается в разрыв любой из сварочных жил посредством штекера типа байонет. Таким образом внутри корпуса инвертора сохранится достаточно пространства для вентиляции, а дополнительные устройства можно будет легко отключить за ненадобностью.

Нужно помнить, что кардинальной, глубокой модернизации провести не получится, иными словами, «РЕСАНТУ» в KEMPPI разумными силами и средствами не превратить. Однако изготовление приспособлений и мелкая доработка оборудования — отличный способ лучше изучить технологию дуговой сварки и проникнуться профессиональными тонкостями.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник:
http://rmnt.mirtesen.ru/blog/43106358257/Remont-i-dorabotki-svarochnyih-invertorov-svoimi-rukami

Как увеличить мощность аппарата дуговой сварки

Мощность оборудования для сварки не является абсолютно постоянным значением и зависит от различных факторов. На КПД сварочных установок влияет стабильность питающей сети и конкретика производственных реалий, точности настроек, умения сварщика и даже погодных условий. Мощность вообще и сварочную в частности принято считать очевидным критерием производительности – чем выше этот параметр, тем больше метров линейных швов или площадь свариваемых сечений способна обработать единица оборудования. Но самый лучший сварочный аппарат, инвертор или его предшественник, затруднительно оценить в точных цифрах мощностных характеристик. Сварка возможна в очень разнообразных условиях: с присадкой или сплавлением основным металлом; со сложной разделкой кромок или без таковой; под флюсовым слоем, защитным пузырем инертного газа или на атмосферном воздухе. Один и тот же инвертор может работать с обязательным применением специализированной оснастки, перемещения деталей и технологических операций, либо обходиться без дополнительных сложностей. Производительность при этом будет значительно варьироваться, хотя оборудование используется то же самое.

Читайте также  Виды сварочных аппаратов: типы для ручной сварки, разновидности без электродов и все варианты для дома, особенности их применения

Универсальных методов увеличить мощность своего аппарата не так много, но они довольно действенны для различных случаев «сварочной жизнедеятельности». Применительно к инверторным установкам они включают:

  • Увеличение сварочного тока при настройке аппарата, обычно при обратной полярности подключенного оборудования. Большой ток сварки приводит к увеличению массы расплава в единицу времени. Важно выяснить, сколько энергии уходит на глубину проплавления, а сколько приводит к растеканию металла и росту ширины швов. При малой толщине деталей необдуманный рост IСВ приводит к прожогам и подрезам, для толстых заготовок возможен непровар и другие дефекты в виде лакун и пор. Следует учитывать рекомендованную скорость проплавления при увеличении IСВ.
  • Рост напряжения на дуговом факеле за счет уменьшения падения потенциала в анодной и катодной области столба. За счет увеличения напряжения в рабочей области дугового столба возрастает интенсивность плавления электродов (проволоки), что автоматически повышает производительность.
  • Улучшение фокусировки посредством насадок, ограничителей, сопел и т.п. Каким бы не был опытным сварщик, дрожание факела на свариваемой поверхности неизбежно – при грамотном выборе фокусирующих устройств неэффективное рассеивание тепловой энергии удается существенно уменьшить.
  • Дополнительная подготовка. Чистота и оптимальный состав инертного газа, качество и толщина флюсового слоя, прогрев свариваемых деталей, ответственное хранение и та же термическая подготовка для электродов – в росте эффективности сварки нет мелочей.
  • Опыт и квалификация позволяют снизить разбрызгивание и потери на окалину, реже производить смену электродов (катушек с проволокой) и заранее рассчитывать оптимальные точки на швах для такой технологической паузы. С ростом мастерства легче дается крупнокапельный и струйный перенос расплава – а при нем скорость сварки растет одновременно с качеством наплавляемых швов и проходимых стыков.

Производительность, мощность и скорость сварки являются взаимозависимыми параметрами. Они призваны гарантировать высокое качество свариваемых стыков и швов, оптимальные режимы функционирования аппаратов для сварки и полную безопасность труда сварщиков. Эффективность сварочных процессов подчинена качеству работы, а не наоборот.

Источник:
http://tuningtaza.ru/%D0%9A%D0%B0%D0%BA-%D1%83%D0%B2%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B8%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D0%B0%D0%BF%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%B0-%D0%B4%D1%83%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9-%D1%81%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B8.html

Как увеличить мощность сварочного инвертора?

Автомобильные преобразователи напряжения широко применяются в нашей повседневной жизни. Развитие импульсных технологий позволила резким образом снизить габаритные размеры, вес и стоимость таких инверторов, поэтому сейчас они доступны почти всем. За киловатт мощности придется заплатить порядка 40$, но на самом деле.

Практика переделки китайских инверторов помогло понять каким должен быть хороший инвертор и изучить все нюансы схематики. Почти все инверторы 12-220 Вольт выполнены по одинаковой схеме, имеют множество защит и в практике работают довольно стабильно.

Во всех инверторах мы можем увидеть традиционные схемы с применением задающего двухтактного генератора и силовых ключей. Но если использовать импульсную схему инверторов, то частота на выходе устройство будет значительным образом отклонятся от сетевой, именно поэтому высокое напряжение уже после трансформатора выпрямляется и подается на высоковольтные силовые ключи, которые открываются с частотой 50 Гц — этот процесс обеспечивается отдельным генератором (часто используют микросхему TL494 и ее аналоги).

Недавно была сделана попытка умощнения промышленного инвертора и на практике удалось поднять мощность от 300 до 800 ватт.

Силовые транзисторы в первичной цепи стоят IRF3205 — одна пара, которые вполне способны обеспечить выходную мощность в пределах 300 ватт. Были добавлены еще две пары силовых ключей, но этого для умощнения недостаточно.

Габаритные размеры сердечника трансформатора не позволяют снять большую выходную мощность, поэтому пришлось заменить и трансформатор. Мотать новый трансформатор не нужно — подойдет буквально любой трансформатор от компового блока питания.

Трансформатор в компьютерном блоке питания предназначен для понижения сетевого напряжения, в нашем случае мы им будем повышать входной номинал до 250 Вольт. Для этого нужно домотать сетевую обмотку. Новая обмотка состоит из 16 витков и намотана проводом 0,8 мм, поске намотки эту обмотку подключаем последовательно с промышленной обмоткой.

Затем тестируем схему. Отвод от середины «косу» трансформатора подключаем к плюсу питания 12 Вольт. Для начала вторичную обмотку не нужно подключать на соответствующие выводы на плате инвертора. После запуска проверяем тепловыделение на ключах, если они холодные, то скорее всего схема работает нормально. Дяльше ко вторичной обмотке подключаем лампу накаливания 220 Вольт 40-100 ватт и снова запускаем схему. Лампа должна гореть ПОЛНЫМ НАКАЛОМ. Если все хорошо, то подключаем вторичную обмотку к плате.

Схема имеет защиту от перегрева, повышения входного напряжения, защиту от КЗ на выходе, перегруза и переплюсовки входного напряжения, должен заметить, что все защиты лично проверял — работает.

ВИДЕО РАБОТЫ УСИЛЕННОГО ИНВЕРТОРА 12-220

Выходные ключи использованы на 10 Ампер, в ходе работы с большими нагрузками будут перегреваться, поэтому помимо теплоотвода возможно будет нужда активного охлаждения.

Источник:
http://samodelnie.ru/publ/samodelnye_invertory/povyshenie_moshhnosti_invertora/2-1-0-164

Самостоятельная доработка сварочного инвертора

Инвертор в последние годы стал одним из самых популярных аппаратов для сварки. Именно он сейчас применяется многими профессионалами и простыми людьми. В некоторых случаях подобное оборудование приходится дорабатывать. Доработку сварочного трансформатора можно доверить и профессионалам, а можно и сделать все своими руками. Ведь именно к этому в основном и сводится вся работа. В сварочном инверторе очень важную роль играет трансформатор, который преобразует входящее напряжение, повышая его значение до необходимого уровня. Доработка сварочного инвертора с данной информацией превратится в самое настоящее удовольствие.

Схема устройства сварочного инвертора.

Если хорошо посмотреть на сварочный аппарат данного типа, то сразу бросается его простота. Система представляет собой простейший преобразователь напряжения. Первичная обмотка силового трансформатора достаточно проста. Она рассчитана на входное напряжение 220/400 Вольт.

Разумеется, имеется здесь тепловая защита от перегрева и вентилятор охлаждения. Все эти детали являются неотъемлемой частью инвертора. Именно здесь и кроется возможность доработки. В основном подобную схему имеют практически все инверторы. Стоит отметить, что они рассчитаны на работу не с самыми большими токами. Чаще всего значение этого параметра не превышает 200 Ампер. Модернизация схемы не всегда является необходимостью. В некоторых ситуациях этого делать не нужно, но в месте использования в обязательном порядке должно быть стабильное напряжение питания.

Предпосылки к модернизации

Таблица требуемых технических характеристик для сварочного инвертора.

Существует несколько основных предпосылок, которые заставляют людей переходить к доработке сварочного трансформатора. Во-первых, если данный агрегат используется в том месте, где нестабильно напряжение. Он рассчитан на стабильное потребление от 220 до 400 Вольт, но этого добиться можно не всегда. В некоторых случаях напряжение питания может падать куда ниже критической отметки. К примеру, если оно опустится до 170 Вольт, то велика вероятность того, что трансформатор не будет работать, а соответственно, и инвертор. Аппараты подобного типа не предназначены для художественной сварки. Они скорее могут использоваться для работы с крупногабаритными деталями. Если нужна художественная сварка, то придется также переходить к доработке сварочного трансформатора.

Подобный аппарат даже при номинальных значениях напряжения не всегда позволяет зажечь дугу. Выходной каскад трансформатора не всегда выдает нужное высокое его значение. Если говорить о пониженных значениях, то тут может случиться беда. Именно поэтому при возникновении подобных проблем можно смело переходить к доработке.

Вся работа в данном случае сводится к установке диодного моста для выпрямления тока, что позволит получить на выходе более стабильную дугу и приведет к увеличению значения выходного напряжения трансформатора, чтобы розжиг можно было производить даже при недостаточном питании. Это очень полезные решения, которые каждый человек может реализовать самостоятельно.

Процесс выполнения работы

Функциональные возможности сварочного инвертора.

Вся работа сводится к тому, что в схему добавляется перемычка, состоящая из выпрямительного моста с фильтром низкой частоты. В результате получается выпрямительное устройство, на выходе которого при холостом ходе получается значение удвоенного напряжения. Можно более подробно рассмотреть сам процесс работы схемы с перемычкой. Сначала полуволна напряжения поступает на первый вентиль, пройдя через который, она поступает на фильтр.

В результате выпрямленное напряжение поступает на обмотку трансформатора. Происходит полная зарядка конденсатора в схеме. Далее вторая полуволна поступает на второй диод, проходя через который, она поступает на второй конденсатор. Соответственно, он тоже заряжается до максимума.

В результате получается, что по схеме напряжения от обоих элементов складываются между собой, что приводит к удвоению значения этого параметра на выходе. Именно этого и нужно было добиться, чтобы трансформатор позволял без каких-либо затруднений производить розжиг дуги. Итак, можно считать, что первая проблема полностью решена.

Схема источника питания инверторного сварочного аппарата.

Стоит еще отметить тот факт, что третий и четвертый выпрямители при отсутствии нагрузки в схеме никак не работают, то есть они не участвуют в рабочем процессе. Измененная схема выпрямительного моста позволяет сохранить стабильные показатели напряжения на выходе, в то время как стандартная принципиалка не позволяет работать с максимальным качеством дуги.

Это связано с тем, что при касании электрода рабочей поверхности происходит резкий разряд конденсатора, а это приводит к микровзрыву. В подобной ситуации не стоит рассчитывать на качественное сваривание поверхностей. Итак, модифицированный мост позволит получить на выходе действительно потрясающий результат. Он позволяет работать уже не только с толстыми металлами, но и выполнять ювелирную работу.

Несколько слов о самих деталях

Схема дросселя сварочного инвертора.

Теперь стоит поговорить о том, какие детали необходимо включить в схему, чтобы на выходе получить весьма неплохой результат. Ничего сверхъестественного использоваться не будет. Все детали можно без каких-либо проблем приобрести в специализированных магазинах.

Что касается выпрямительных диодов, то лучше всего использовать модель Д161 со стандартными радиаторами охлаждения, которые на них устанавливаются. Можно составить смешанную схему, в которой будут использоваться выпрямители предыдущей марки, а также модели В200. В этой ситуации устройство получается более компактным, так как радиаторы у каждой модели имеют различные габариты. Их проще соединить с помощью специальной шпильки.

В качестве конденсаторов можно использовать практически любые модели этих элементов, но лучше перестраховать себя и установить МБГО, которые не имеют полярности.

Читайте также  5 простых способов заточить ножницы в домашних условиях, Журнал Ярмарки Мастеров

Для стабильной работы аппарата придется подбирать емкость каждого элемента.

Для этого используется либо метод тыка, либо математика. В большинстве случаев можно обойтись 400 мкФ.

Токовый дроссель наматывается на сердечник трансформатора. Для этого должен использоваться достаточно крупный провод. В большинстве случаев можно обойтись шнурком диаметром 10 квадратных миллиметров. Мотать нужно до тех пор, пока окно не заполнится. В результате должно получиться пространство без каких-либо щелей. Между половинами сердечника стоит уложить текстолит. Он используется в качестве изолятора.

В результате получается инвертор со стабильными показателями работы дуги и со стабильным розжигом. Этого и стоило добиваться.

Повышение экономичности: рекомендации

Схема работы сварочного инвертора.

Сварочный инвертор – это весьма мощный агрегат, который потребляет огромное количество электроэнергии. Разумеется, с этим явлением можно бороться различными методами. Один из них будет предложен прямо сейчас. Трансформатор в значительной степени влияет на подсадку напряжения в сети. Если работы будут вестись постоянно, то можно быть уверенными, что свет дома будет гореть слабо. Это приводит к дискомфорту всех окружающих. Нужно искать правильный выход из ситуации.

Сам процесс понижения напряжения предельно прост. Придется внедрить еще одну доработку в сварочный инвертор. Делается дополнительный вывод со вторичной обмотки, то есть уменьшается количество ее витков. Разумеется, каждый может начать спорить, ведь значительно ухудшится качество горения при этом, но на самом деле здесь также имеется одна хитрость, которая позволит сохранить стабильное горение дуги.

Нужно сделать плавным входящее напряжение, то есть у него полностью должны отсутствовать какие-либо скачки. Для этого используются, разумеется, конденсаторы. В подобной ситуации достаточно одного мощного устройства, которое будет сделано из бумаги. Его емкость должна при этом составлять приблизительно 15 тысяч мкФ. Этого будет вполне достаточно. Разумеется, для каждого конкретного аппарата это значение может изменяться, но в большинстве случаев оно варьируется от 10 до 18 тысяч мкФ. На это и стоит ориентироваться.

Итак, теперь каждый читатель знает о том, как можно доработать сварочный инвертор, чтобы на выходе иметь оптимальную дугу, которая позволит работать даже с самыми прихотливыми и тонкими материалами.

Источник:
http://moyasvarka.ru/instrumenty/dorabotka-svarochnogo-invertora.html

Переделка сварочного инвертора в полуавтомат

Сварочный полуавтомат является довольно востребованным устройством среди профессиональных и домашних мастеров, особенно тех, кто занимается кузовным ремонтом. Данный агрегат можно приобрести уже в готовом исполнении. Но многие владельцы сварочных инверторных аппаратов задаются вопросом: а можно ли переделать инвертор в полуавтомат, чтобы не покупать еще один сварочник? Сделать полуавтомат из инвертора своими руками — задача довольно сложная, но при сильном желании вполне осуществимая.

Способы переделки

Для начала, рассмотрим возможные варианты превращения инвертора в сварочный полуавтомат.

Для создания полуавтомата обязательно понадобится так называемое головное устройство. Это, собственно, сварочный аппарат, который и будет формировать рабочие параметры для возникновения дугового разряда. В качестве такого головного устройства подойдет не каждая модель инвертора.

Необходимо выбрать достаточно мощный сварочный аппарат. Его вольт-амперные характеристики можно изменить при помощи контроллера широтно-импульсной модуляции. Однако, во-первых, такое устройство есть не у каждого домашнего мастера. Во-вторых, процесс проведения измерений весьма долгий и трудоемкий. Наконец, провести все исследования сможет только человек с достаточно высоким уровнем знаний в электротехнике.

Так как вариант с ШИМ-контроллером не будет доступен среднестатистическому сварщику, рекомендуется пойти более простым путем. Во-первых, выбранный аппарат-донор должен нормально выполнять все необходимые операции. Во-вторых, для создания самодельного полуавтомата понадобится дроссель. Данную деталь, предназначенную для ламп дневного света, можно купить в любом магазине запчастей. Выходное напряжение дросселя используется в качестве входа обратной связи. Как именно сделать схему подключения и провести необходимые монтажные операции, показано в ролике ниже.

Данный вариант создания самодельного полуавтомата подойдет только счастливым владельцам качественного оборудования. А именно, инверторов, способных работать в режиме строго заданной вольт-амперной характеристики. Сварочники такого класса дорогие, однако максимально подходят для решения поставленной задачи.

Чтобы сделать собственный полуавтоматический аппарат, потребуется:

  • купить механизм подачи проволоки, в комплекте к которому поставляются все необходимые провода и коммутационные разъемы;
  • подключить механику подачи к инверторному сварочному аппарату;
  • подобрать вольт-амперную характеристику для работы с конкретным типом проволоки.

Механизм подачи проволоки с Aliexpress

В сущности, механизм подачи выступает в роли приставки, которая расширяет возможности сварочного инвертора. Однако такая схема обладает повышенной надежностью, не требует от пользователя специальных знаний. Кроме этого, полученный полуавтомат показывает максимальный уровень гибкости и неприхотливости: может быть быстро настроен для работы с конкретным материалом и проволокой.

Данный способ потребует от пользователя немалой подготовки. Во-первых, ему понадобится найти не среднестатистический инверторный сварочный аппарат подходящей мощности. Необходимо выбрать как можно более простого донора определенного класса. Идеальным будет аппарат, у которого:

  • есть шунт на выходе;
  • в блоке первичного преобразования используется трансформатор тока;
  • компоновка ZX-7.

Рекомендуется выбирать аппараты без дополнительных опций контроля и функционала для облегчения жизни сварщика. У инвертора не должно быть никаких горячих стартов, простого поджига, форсажа дуги.

Для создания собственного самодельного полуавтомата потребуется точно установить вольт-амперные параметры выбранного инвертора. Также понадобится сделать настройку нарастания тока. Порядок и списочный состав необходимых работ не универсальный. Он отличается у разных моделей инверторов.

Вольт-амперная характеристика сварочного инвертора

Подробный алгоритм переделки

Данный способ переделки достаточно сложный для рядового пользователя. Однако домашнему умельцу, который любит собирать инструмент своими руками и разбирается в электросхемах, он вполне подойдет.

Необходимые материалы и инструменты

Для сборки агрегата понадобятся следующие элементы:

  • инверторный сварочный аппарат;
  • горелка, а также специальный гибкий шланг, внутри которого проходят газопровод, направляющая для проволоки, силовой кабель и электрический управляющий кабель;
  • механизм для равномерной автоматической подачи проволоки;
  • модуль управления, а также контролер скорости двигателя (ШИМ-контроллер);
  • баллон с защитным газом (углекислотой);
  • электромагнитный клапан для отсекания газа;
  • катушка с электродной проволокой.

Чтобы собрать самодельный полуавтомат из сварочного инвертора, последний должен вырабатывать сварочный ток не менее 150 А. Но его придется немного модернизировать, поскольку вольтамперные характеристики (ВАХ) инвертора не подходят для сварки электродной проволокой в среде защитного газа.

Но об этом позже. Сначала нужно сделать механическую часть полуавтомата, а именно механизм подачи проволоки.

Механизм подачи электродной проволоки

Поскольку подающий механизм будет размещаться в отдельном коробе, то для этой цели идеально подойдет корпус от системника компьютера. К тому же, не нужно выбрасывать блок питания. Его можно приспособить под работу механизма протяжки.

Для начала, нужно измерить диаметр катушки с проволокой или, обрисовав ее на бумаге, вырезать окружность и вставить ее в корпус. Вокруг бобины должно быть достаточно места для размещения других узлов (блока питания, шлангов и механизма протяжки проволоки).

Устройство протяжки проволоки изготавливается из механизма стеклоочистителя от автомобиля. Под него необходимо спроектировать раму, которая также будет удерживать прижимные ролики. Макет необходимо нарисовать на плотной бумаге в реальном масштабе.

Устройство подачи должно быть установлено в корпусе так, чтобы разъем располагался в удобном месте.

Чтобы проволока подавалась равномерно, все составляющие должны закрепляться точно друг напротив друга. Ролики необходимо отцентрировать относительно отверстия для входного штуцера, который находится в разъеме для подключения шланга.

В качестве роликовых направляющих можно использовать подходящего диаметра подшипники. На них с помощью токарного станка протачивается небольшая канавка, по которой будет двигаться электродная проволока. Для корпуса механизма можно использовать фанеру толщиной 6 мм, текстолит или прочный листовой пластик. Все элементы закрепляются на основе, как показано на следующем фото.

В качестве первичной направляющей для проволоки используется просверленный вдоль оси болт. В результате получится подобие экструдера для проволоки. На входе штуцера одевается кембрик, усиленный пружиной (для жесткости).

Штанги, на которых закреплены ролики, также подпружиниваются. Сила прижима устанавливается с помощью болта, расположенного снизу, к которому крепится пружина.

Основу для закрепления бобины можно изготовить из небольшого куска фанеры или текстолита и обрезка пластиковой трубы подходящего диаметра.

Далее, все компоненты нужно аккуратно разместить в корпусе.

Схема управления механикой

Чтобы добиться хорошего качества шва при сварке, необходимо обеспечить подачу проволоки с определенной и постоянной скоростью. Поскольку за скорость подачи оснастки отвечает двигатель от стеклоочистителя, то необходимо устройство, способное изменять скорость вращения его якоря. Для этого подойдет уже готовое решение, которое также можно приобрести в Китае, и называется оно ШИМ-контроллер.

Ниже приведена схема, из которой становится понятно, как подсоединяется контроллер оборотов к двигателю. Регулятор контроллера с цифровым табло выводится на переднюю панель корпуса.

Далее, нужно установить реле, управляющее газовым клапаном. Оно же будет управлять и запуском двигателя. Все данные элементы должны активироваться при нажатии кнопки пуска, расположенной на рукоятке горелки. При этом подача газа в место сварки должна быть с опережением (примерно на 2-3 сек) начала подачи проволоки. В противном случае дуга зажжется в окружении атмосферного воздуха, а не в среде защитного газа, в результате чего электродная проволока расплавится.

Реле задержки для самодельного полуавтомата можно собрать на основе 815-го транзистора и конденсатора. Чтобы получить паузу в 2 секунды, будет достаточно конденсатора на 200-2500 мкФ.

Электромагнитный запорный клапан размещается в любом месте, где он не будет мешать работе подвижных узлов, и подсоединяется к цепи согласно схеме. Можно использовать воздушный клапан от ГАЗ 24 или купить специальный, предназначенный для полуавтоматов. Клапан отвечает за автоматическую подачу защитного газа на горелку. Включается он после нажатия на кнопку пуска, расположенную на горелке полуавтомата. Наличие этого элемента значительно экономит расход газа.

Далее, после установки всех узлов в корпус, приставка к инвертору для полуавтоматической сварки будет готова к работе.

Но как уже было отмечено, для полноценной работы полуавтомата вольтамперные характеристики (ВАХ) инвертора не подходят. Поэтому, чтобы приставка полуавтомат работала в паре с инвертором, в его электрическую схему требуется внести небольшие изменения.

Изменение ВАХ инвертора

Чтобы изменить ВАХ инвертора, существует множество схем, но самый простой способ сделать это заключается в следующем:

  • соберите устройство с использованием дросселя от лампы дневного света по схеме, приведенной ниже;

  • для подключения собранного устройства потребуется собрать еще один блок по следующей схеме;

  • чтобы на инверторе не срабатывал датчик перегрева, к нему необходимо припаять (параллельно) оптрон, как показано на следующей схеме.

Но если управление сварочным током в инверторе происходит с помощью шунта, то можно собрать простую схему из трех резисторов и переключателя режимов, как показано ниже.

В итоге, переделка сварочного инвертора в полуавтомат обойдется в 3 раза дешевле уже готового агрегата. Но конечно же, для самостоятельной сборки аппарата потребуется иметь определенные знания в радиоделе.

Читайте также  Осциллятор своими руками: виды и схемы сборки

Источник:
http://tehnika.expert/dlya-remonta/svarochnyj-apparat/sdelat-poluavtomat-iz-invertora.html

Как увеличить мощность сварочного инвертора?

Проблемные ТГР сварочных инверторов,
изготовление ТГР на примере ДИОЛД АСИ-140 М

Есть определенные серии сварочных инверторов , в которых типичной «болезнью» является трансформатор гальванической развязки ТГР . Его малый ресурс можно связать с некачественным магнитопроводом (он как раз и теряет свои свойства) , малыми габаритными размерами (не имеет запаса ппо индуктивности и работает близко к максимальной габаритной мощности) и ко всему прочему «проблемные» ТГР залиты эпоксидной смолой , что мешает охлаждению, а тепло значительно ускоряет процесс потери свойств магнитопровода.
В общем само явление значительной потери свойств магнитопровода приводящее к неисправностям достаточно редкое, так как большинство производителей делают значительный запас по индуктивности, учитывая потери свойств магнитопроводов в процессе эксплуатации. В электронике гораздо чаще можно встретить к примеру межвитковой пробой, но как уже было сказано выше для целого ряда бюджетных маломощных аппаратов потеря свойств магнитопровода настоящая «болячка», некоторые из таких аппаратов ProfHelper DaVinci, Prestige , AikenWeld Ranger, DeFort DWI и обсуждаемый Диолд .
Так что-же происходит при потере свойств магнитопровода ? Давайте посмотрим схему драйвера ключей аппарата Диолд АСИ-140

Сигнал от ШИМ контроллера коммутируемый MOSFET транзистором средней мощности поступает на трансформатор Т2 , который и выполняет роль гальванической развязки между верхним, нижним плечом и низковольтной частью схемы , в момент когда магнитопровод потерял значительную часть своих свойств , индуктивность обмоток падает , а потери в трансформаторе возрастают . Учитывая то что нагрузка трансформатора имеет емкостный характер, а именно емкость затворов IGBT транзисторов, сигнал после «подсевшего» ТГР начинает терять в амплитуде, а главное начинают растягивать фронта (длительность нарастания и спада импульса ), и пошла цепочка последовательностей. Растянутые фронта — увеличивают время открытия и закрытия силового ключа , это в свою очередь дают перегрев кристалла полупроводника транзистора , так как время пока транзистор находится между полностью открытом и полностью закрытом состоянии практически вся мощность рассеивается на транзисторе. В итоге транзисторы перегреваются, а в какой-то момент включение на столько замедляется что мощность превышает мощность рассеивания на транзисторе и происходит тепловой пробой кристалла, тут ни какая тепловая защита уже не спасет , так как транзистор попросту не успевает передать все выделенное тепло на радиатор.
Те кому все же сложно представить этот режим , представьте что вы приседаете, по команде «делай раз» вы полностью сели, по команде «делай два» — полностью встали, и в первом и во втором положении вы особо не напряжены, а теперь попробуйте все это проделать очень медленно , медленно вставать и садится — будет в разы тяжелее, а если принять положение «полтора» — будете тратить силы по максимуму . Так и с транзисторами , не любят они режим «полтора » !
Ниже несколько примеров, неправильных форм сигналов, с такой формой управляющего сигнала сварочный инвертор сможет работать, только без нагрузки в режиме холостого хода или с очень слабой нагрузкой.

Но к сожалению на практике не все так красиво как в теории , чаще всего пробой силовых ключей происходит именно когда сердечник ТГР еще не сильно утерял свои свойства , а сам аппарат был перегружен. Поэтому при ремонте осциллограммы кажутся вполне приемлемыми, но замеры мы веть делаем быз сетевого напряжения, поэтому ТГР нагружен только емкостью затвор-эмиттер (Сзэ) но есть еще емкость затвор-коллектор (Сзк) которая гораздо меньше и ее зачастую просто не учитывают, а напрасно!

Дело в том что емкость затвор-эмиттер (Сзэ) хоть и гораздо больше чем емкость затвор-коллектор (Сзк) но заряжается она до напряжения управления затвором , часто это от -10В до +15В , а вот емкость затвор-коллектор (Сзк) заряжается до напряжения затвор — коллектор , это порядка 280. 320В , и разряжается до нуля при открытии транзистора , следовательно это емкости для заряда до такого большого напряжения тоже требуется определенное время . Вот и получается что при включении сварочного инвертора от сети, нагрузка на ТГР больше чем при тестах от блока питания на столе, и форма сигнала естественно отличается не в лучшую сторону.
Поэтому большинство мастеров кто уже не первый раз столкнулся с подобными аппаратами стараются по возможности сразу менять Трансформатор Гальванической Развязки , так как если это не сделать возвраты по гарантии после ремонта таких аппаратов — обычное дело. Конечно я имею ввиду честных мастеров которые добросовестно относятся к своей работе и дают на нее гарантию.
С сутью проблемы мы разобрались , давайте перейдем к изготовлению ТГР на примере Диолд АСИ-140. Перед этим пару слов о взаимозаменяемости , на всех перечисленных выше аппаратах стоят схожие ТГР которые при желании можно заменить друг другом НО соблюдая фазировку ! Так как печатные платы у всех сварочных разные , конфигурация выводов у трансформаторов выполнена по разному и просто вытянуть ТГР из одного сварочного и в ставить в другую модель не всегда возможно.
Разбирать, разматывать старый ТГР залитый эпоксидной смолой пересчитывать его витки, смотреть направление намотки и т.д. уж совсем не хочется. У нас есть схема где указаны начало обмоток , но можно обойтись и без нее . Например мы знаем что сдвиг по фазе у нас 0 о то есть амплитуда ШИМ на входе совпадает по времени с амплитудой на выходе, так же знаем схему включения силового трансформатора инвертора — это «Косой мост» или как пишут в учебниках ассиметричный мост , это значит что силовые ключи должны работать синфазно, то есть закрываться и открываться одновременно , поэтому начало-конец обмоток ТГР нижнего и верхнего ключа тоже должны быть одинаково намотаны, в одном направлении. Получается за начало всех трех обмоток мы берем «горячий конец » как на схеме — помечено точкой, можно взять и «холодный конец» (общий) но обязательно у всех трех обмоток начало должно быть одинаково .

Теперь направление обмотки — здесь опять же мотать можно в любую сторону но обязательно одинаково все три обмотки, начали мотать первичку по часовой стрелке, значит и остальные должны быть намотаны так же.
Магнитопровод я выбрал ЕЕ25 материал РС40 — просто потому что такой был под рукой. Пробовал мотать на кольце, но результат и сам процес намотки на кольцо мне не понравился. Магнитопровод конечно можно использовать и больше, если позволяет место, но не советую брать меньше ЕЕ19 иначе через время могут проявится те же «болячки» что и у родного ТГР. Схема выводов трансформатора гальванической развязки для Диолд АСИ-140 соответствует рисунку ниже.

Сначала намотана обмотка нижнего плеча (Н1,К1) , затем обмотка возбуждения (Н2,К2) и последней обмотка верхнего ключа , такое решение сделано только потому что между обмотками нижнего и верхнего плеча достаточно большой потенциал и если обмотки намотаны рядом да еще и плохо изолированы — пробой дело времени. Разумеется о намотке в два или в три провода речи идти не может — слишком большой риск пробоя, конечно если использовать провод МГТФ это можно сделать но такой провод не поместится на этом сердечнике.
В интернете уже достаточно много статей по перемотке ТГР и я признаюсь не стал рассчитывать количество витков, а просто подобрал исходя из чужого опыта.
Оптимально оказалось l=28вит. ll=27вит. lll=28вит. провод использовал диаметром 0,4мм ПЭВ-1 или нечто похожее на него. Направление намотки на рисунке ниже.

Из рисунка думаю все понятно — вид снизу, между слоями изолировал термоскотчем в два слоя, особое внимание к выводам, они не должны касаться следующих обмоток.
После намотки и изоляции склеиваем сердечник , хотя у ТГР зазора в сердечнике быть не должно , все же было замечено что если вставить альбомный лист между сердечниками , сигнал немного четче , хотя и практически не заметно. Полноценным зазором лист бумаги конечно не назовешь, но я его прокладываю.
Сравним что получилось в сравнении с штатным ТГР:

Даже с первого взгляда понятно что новый трансформатор имеет свободный доступ воздуха и не будет так накапливать в себе тепло как штатный буквально заключенный в «шубу» из эпоксидной смолы, а тепло как я писал выше вызывает деградацию материала сердечника.
Ставим ТГР на место и проверяем с питанием от лабораторного блока питания.

В качестве нагрузки на ТГР во время проверки можно временно подставить силовые ключи или использовать их эквивалент — конденсаторы на 4700 пф включенные между затвором и эмиттером, по одному вместо каждого транзистора . Как видим форма сигнала получилась хорошая.
При подключении схемы к блоку питания стоит обратить внимание на ток потребления, он не должен сильно отличатся от тока потребления с родным ТГР, к примеру в моем случае схема с родным трансформатором потребляла 125мА, с перемотанным уже 140мА , разница мизерная всего 15мА, а вот когда я экспериментировал с кольцом используя провод МГТФ получил потребление в 320мА — а это уже лишняя нагрузка транзистор коммутирующий ТГР (по схеме Q9) и на не без того слабый блок питания инвертора, выполненный в виде дополнительной обмотки от силового трансформатора инвертора. По этой причине провод МГТФ я не стал использовать и ферритовые кольза тоже отложил в сторонку.


Вернемся к эпюрам , максимальное напряжение +15В минимальное -10В такая разность позволяет четко открывать и быстро закрывать IGBT транзисторы. На последнем фото осцилографа можно видеть «плавно» нарастающие и спадающие франта, ничего в мире не делается мгновенно и это как раз время заряда емкости затвора и ее разряда, в данном случае одна клеточка на экране осциллографа это 800нс , время нарастания (Rise Timе) 560нс что равняется 0,00000056 секунды или 0,56 мкс или 0,00056 мс, так что вполне не плохой результат во времени для заряда емкости затворов 4х ключей.
Ну и конечно фото как установлен ТРГ на плате, пока без одного радиатора.

Всем кто осилил статью целиком — спасибо за внимание ! Вопросы, замечания и пожелания пишите в комментариях.

Источник:
http://oskolchip.ru/blog/izgotavlivaem_tgr_dlja_svarochnogo_invertora_diold_asi_140_m/2020-03-16-5