Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Designér a slavný vědec Jurij Negulyaev ve své době vynalezl téměř nepostradatelné zařízení - svařovací střídač. Navrhujeme zvážit, jak vytvořit svářečský měnič pomocí pulzního transformátoru a výkonných tranzistorů MOSFET vlastními rukama.
Nejdůležitější při navrhování nebo opravě nákupu nebo domácího střídače je jeho schéma zapojení. Vzali jsme ho z projektu Negulyayev na výrobu našeho střídače.
Výroba transformátorů a tlumivek
K práci potřebujeme následující vybavení:
- Feritové jádro.
- Rám transformátoru.
- Měděná sběrnice nebo vodič.
- Držák pro upevnění dvou polovin jádra.
- Tepelně odolná izolační páska.
Nejprve je třeba si pamatovat jednoduché pravidlo : vinutí jsou navinuta pouze na celé šířce rámu, s tímto designem se transformátor stává odolnějším vůči poklesům napětí a vnějším vlivům.
Vysoce kvalitní pulzní transformátor je navinut měděnou sběrnicí nebo svazkem vodičů. Hliníkové vodiče stejného průřezu nejsou schopny odolat dostatečně velké proudové hustotě ve střídači.
V tomto provedení transformátoru by mělo být sekundární vinutí navinuto v několika vrstvách na principu sendviče. Jako sekundární vinutí bude sloužit svazek vodičů s průřezem 2 mm, které jsou zkrouceny dohromady. Musí být od sebe izolovány, například lakováním.
Mezi primárním a sekundárním vinutím musí být dvojnásobně nebo třikrát větší izolace, aby síťové napětí nespadlo na sekundární vinutí, které je v rektifikované formě 310 voltů. K tomu je nejvhodnější fluoroplastická tepelně odolná izolace.
Transformátor může být prováděn ne na standardním jádru, pro tento účel používá 5 transformátorů z horizontálního skenování vadných televizorů kombinovaných do jednoho společného jádra. Je také nutné pamatovat na vzduchovou mezeru mezi vinutími a jádrem transformátoru, což usnadňuje jeho chlazení.
Důležitá poznámka, že hladký chod zařízení přímo závisí nejen na velikosti stejnosměrného proudu, ale také na tloušťce drátu sekundárního vinutí transformátoru. To znamená, že pokud je vinutí navinuto tlustší než 0, 5 mm, dostaneme efekt kůže, který příliš neovlivňuje provozní režim a tepelné charakteristiky transformátoru.
Proudový transformátor je také vyráběn na feritovém jádru, které pak bude připojeno k pozitivnímu napájecímu vodiči, kabely z tohoto transformátoru jsou odeslány do řídicího panelu pro monitorování a stabilizaci výstupního proudu.
Pro snížení pulzací na výstupu přístroje a menší množství emisí rušení do napájecí sítě je použita tlumivka. Je také navinuta na feritovém rámu jakéhokoliv provedení, drátem nebo sběrnicí, jehož tloušťka odpovídá tloušťce drátu sekundárního vinutí.
Konstrukce svařovacích strojů
Zvažte, jak doma navrhnout dostatečně silný pulzní svařovací měnič.
Pokud budete opakovat návrh systému Negulyaeva, tranzistory jsou přišroubovány k radiátoru speciálně řezané pro tuto desku, čímž se zlepší přenos tepla z tranzistoru do radiátoru. Mezi radiátorem a tranzistory je nutné položit tepelně vodivé, proudové těsnění. Tím je zajištěna ochrana proti zkratu mezi dvěma tranzistory.
Diody usměrňovače jsou připevněny k hliníkové desce o tloušťce 6 mm, montáž se provádí stejně jako montáž tranzistorů. Jejich výstupy jsou propojeny neizolovaným drátem o průřezu 4 mm. Je třeba dbát na to, aby vodiče nebyly v kontaktu.
Škrticí klapka k základně svařovacího stroje je upevněna železnou deskou, jejíž rozměry opakují tvar samotného škrticí klapky. Pro snížení vibrací se mezi škrticí klapku a skříň vloží gumové těsnění.
Video: Svařovací invertor
Všechny silové vodiče uvnitř skříně střídače musí být vedeny v různých směrech, jinak může dojít ke zkratu. Ventilátor současně ochlazuje několik radiátorů, z nichž každý je určen pro svou část okruhu. Tento design vám umožní dělat s jedním ventilátorem namontovaným na zadní straně skříně, což šetří místo.
Pro chlazení domácího svařovacího invertoru můžete použít ventilátor z skříně počítače, který je optimálně vhodný jak pro velikost, tak pro napájení. Vzhledem k tomu, že větrání sekundárního vinutí hraje velkou roli, mělo by se to vzít v úvahu při jeho umístění.
Hmotnost takového střídače se bude pohybovat od 5 do 10 kg, zatímco jeho svařovací proud může být v rozsahu od 30 do 160 ampérů.
Jak konfigurovat střídač
Není tak těžké vyrobit domácí svařovací střídač, zejména proto, že se jedná o téměř zcela volný výrobek, nepočítá se cena některých dílů a materiálů. Ke konfiguraci smontovaného zařízení však může potřebovat pomoc odborníků. Jak to můžete udělat sami?
Pokyny pro usnadnění samonastavovacího svařovacího měniče:
- Nejprve je třeba použít síťové napětí na desku střídače, poté jednotka začne vydávat charakteristický pískání pulzního transformátoru. Rovněž napětí je aplikováno na chladicí ventilátor, nedovolí přehřátí konstrukce a provoz zařízení bude mnohem stabilnější.
- Poté, co jsou výkonové kondenzátory plně nabity ze sítě, musíme v jejich obvodu uzavřít odpor omezující proud. K tomu zkontrolujte funkci relé a ujistěte se, že napětí na rezistoru je nulové. Pamatujte, že pokud připojíte střídač bez rezistoru omezujícího proud, může dojít k explozi!
- Použití takového rezistoru významně snižuje proudové rázy při zahrnutí svařovacího stroje do sítě 220 voltů.
- Náš měnič je schopen produkovat proud více než 100 ampérů, tato hodnota závisí na specifickém obvodu používaném v návrhu. Nalezení této hodnoty není s osciloskopem obtížné. Je nutné měřit frekvenci příchozích pulzů do transformátoru, měly by být v poměru 44 a 66 procent.
- Režim svařování se kontroluje přímo na řídicí jednotce připojením voltmetru k výstupu zesilovače optočlenu. Pokud je měnič nízkoenergetický, průměrné amplitudové napětí by mělo být přibližně 15 voltů.
- Poté se zkontroluje správná montáž výstupního můstku, k tomuto účelu se na vstup měniče přivádí napětí 16 voltů z jakékoli vhodné napájecí jednotky. Při volnoběhu spotřebovává jednotka přibližně 100 mA proudu, což je třeba vzít v úvahu při provádění kontrolních měření.
- Pro srovnání můžete zkontrolovat provoz průmyslového střídače. Pomocí osciloskopu změřte pulsy na obou vinutích, musí se navzájem shodovat.
- Nyní je nutné řídit provoz svařovacího měniče s připojenými výkonovými kondenzátory. Změníme napájecí napětí ze 16 voltů na 220 V, připojení zařízení přímo do elektrické sítě. Pomocí osciloskopu, připojeného k výstupu tranzistorů MOSFET, regulujeme průběh, musí splňovat zkoušky při nízkém napětí.
Video: svařovací střídač k opravě.
Svařovací invertor je velmi oblíbeným a nezbytným zařízením v jakékoli činnosti jak v průmyslových podnicích, tak v domácnosti. Kromě toho, díky použití integrovaného usměrňovače a regulátoru proudu, pomocí takového svařovacího střídače, můžete dosáhnout lepších výsledků svařování ve srovnání s výsledky, které lze dosáhnout pomocí tradičních zařízení, jejichž transformátory jsou vyrobeny z elektrické oceli.