Схема трехфазного сварочного аппарата

Обновлено: 09.05.2024

Сварочные аппараты на 380 вольт распространены в производстве и строительстве из-за мощности и неприхотливости. Использование трехфазных устройств позволяет работать с электродами больших диаметров и металлами максимальной толщины.

Сварка по сравнению с однофазными аппаратами получается более мягкой. При работе в составе производственных линий также используется трехфазное оборудование.

Виды трехфазных устройств

Трехфазные сварочные аппараты бывают трех видов:

трансформаторные;
выпрямительные;
инверторные.

Сварочное оборудование первого вида в основе имеет трехфазный трансформатор. Первичная обмотка состоит из трех обмоток соединенных звездой, а вторичная понижающая обмотка соединяется треугольником.

Если для сварки используется переменный ток, то с каждой фазы вторичной обмотки отдельным проводом к электроду через дроссель подается пониженное напряжение. По сравнению с однофазным сварочным трансформатором сварка получается более мягкой, электрическая дуга становится стабильней, просадка напряжения меньше.

Выпрямительные аппараты на выходе вторичной обмотки имеют три полумостовые схемы собранные из мощных диодов. Как и в первом случае с каждого выпрямителя ток подается на сварочный электрод.

Пульсации по сравнению с выпрямителем на одной фазе значительно меньше, соответственно сварочный ток более стабилен, что сказывается на качестве сварки.

В инверторах на три фазы при одинаковой мощности сварки можно использовать менее мощные диоды и транзисторы, но это практически так не делают. Наоборот применение трехфазного напряжения позволяет получать аппараты большой мощности при малых габаритах и массе.

Преимущества и недостатки

Все трехфазное оборудование для сварки относится к категории профессиональных устройств. Многие из них способны производить сварку в непрерывном режиме, то есть ПВ равно 100%. На строительстве трехфазные трансформаторные и выпрямительные сварочные аппараты до сих пор не имеют альтернатив.

Они не боятся пыли, грязи, работают при низких температурах, что противопоказано инверторам. Однофазные приборы трансформаторного типа тоже могут работать в таких же условиях, но у них мощность меньше и пульсации тока больше.

Соответственно, они не могут сравниться с трехфазными устройствами по качеству сварки, диаметру электродов и толщине свариваемого металла.

Использование трехфазного тока в инверторах, тоже имеет свои преимущества. Применяя одинаковую элементную базу, получают более мощный прибор с большими сварочными токами, что позволяет работать практически с любыми изделиями.

Схема прибора отличается незначительно. Используется тот же широтно-импульсный модулятор. Преобразование высокого в пониженное напряжение происходит на частоте порядка 40-100 кГц.

Единственный недостаток этих устройств заключается в том, что не всегда и не везде можно подключиться к трехфазному источнику питания на 380 В, и цена у них значительно выше, чем у однофазных аппаратов.

Подключение

В отличие от однофазных, оборудование для сварки с использованием трех фаз на конце питающего кабеля имеют четырех или пяти штырьковую вилку. Если в помещении имеется соответствующая розетка, нужно просто подключить сварочный аппарат через нее.

Но, иногда, особенно в условиях строительства, когда нет соответствующих розеток, концы кабеля через болтовое соединение подключаются к фазам дизельного генератора или трансформаторной подстанции.

При выборе оборудования для сварки в условиях домашней мастерской и наличии на участке трехфазного электроснабжения стоит остановиться на трехфазном сварочном аппарате. При этом он должен обеспечивать режимы ручной дуговой сварки и в среде защитных газов (MMA, MAG/MIG).

Тогда он даст практически неограниченные возможности в сварочном деле. Так как они предусмотрены для профессионалов, то имеют много дополнительных функций и настроек.

По мере приобретения навыков можно осваивать новые возможности устройства, что, несомненно, окажется очень полезным для хозяина. В отличие от однофазного аппарата он не будет просаживать напряжение во время работы, распределяя нагрузку по всем фазам, и соответственно не будет жалоб от соседей.

Схема работы и основные детали сварочного инвертора

Уникальные возможности инверторов и вполне понятная схема сварочного аппарата объясняют тот высокий интерес, который проявляют к ним многие пользователи.

Некоторые из них даже пытаются изготовить аппарат своими руками. Однако для того чтобы собрать сварочный аппарат в домашних условиях необходимо хотя бы приблизительно знать, что представляет собой схема инвертора.

Лишь после изучения схемного решения этого электронного прибора можно будет собрать качественный бытовой инвертор и в случае необходимости самостоятельно отремонтировать его.

Как происходит преобразование

Электрические схемы инверторных устройств от различных производителей могут отличаться небольшими деталями, однако все они работают по одному и тому же алгоритму. Основная задача встроенной электроники во всех случаях сводится к следующему:

обеспечить выпрямление входного сетевого напряжения;
преобразовать (инвертировать) его в импульсный сигнал относительно высокой частоты;
понизить уровень полученного импульсного сигнала до требуемого значения и снова выпрямить его на выходе устройства.

Основная цель этой цепочки – получить постоянный ток величины, необходимой для поддержания сварочного процесса. Причём сделать это нужно так, чтобы используемые в схеме детали позволили снизить габариты и вес всего аппарата в целом.

Поскольку электронный преобразователь состоит из полупроводниковых деталей, то поставленная перед конструкторами задача решается без особых проблем. Инвертор всегда значительно меньше по размерам, чем обычный трансформаторный преобразователь тока.

Однако схема сварочного инвертора значительно сложнее, и собрать ее своими руками с нуля практически невозможно. Можно только использовать готовые части, соединив в общую конструкцию.

Ещё одним достоинством инвертора является возможность электронного регулирования амплитудного значения тока. Это позволяет расширить возможности прибора, варить металл разной толщины, в том числе сваривать достаточно тонкие детали. Причем делать это можно без механических регуляторов, заметно уступающих по надёжности своим электронным аналогам.

Пояснения к работе аппарата

Хорошо знакомые с электроникой специалисты сразу заметят, что рассмотренный принцип преобразования используется в блоках питания большинства современных электронных приборов (в компьютерах, холодильниках, телевизорах и так далее).

Основная особенность электросхем (схемных решений) инверторов – это увеличение частоты переменного сигнала за счёт его преобразования (инвертирования).

Многим неспециалистам не вполне понятно, зачем нужно дважды преобразовывать один и тот же сигнал, сначала выпрямляя его, затем превращать в переменный, а после снова выпрямлять.

Дело в том, что размеры и вес основного узла любого сварочного аппарата – его трансформатора – определяются не только мощностью, но и частотой протекающего через обмотки тока. Чем выше рабочая частота – тем более лёгким и компактным получается сам трансформатор.

Зависимость от частоты достаточно сильна; при её четырехкратном увеличении габариты трансформаторного модуля снижаются вдвое.

Поскольку типовая схема инверторных источников сварочного тока обеспечивает повышение частоты с 50 Герц до 60-80 килогерц –выигрыш в габаритах и весе может оказаться очень существенным.

В итоге получается очень лёгкий и компактный сварочный инвертор, при изготовлении которого расходуется минимум дорогих материалов (включая дефицитную медь).

Сетевой выпрямитель

Особенности работы инвертора предполагают наличие на его входе постоянного сигнала, получаемого путём выпрямления сетевого напряжения 220 Вольт. Выпрямительный модуль состоит из классического диодного мостика и нескольких конденсаторов, обеспечивающих фильтрацию получаемых после выпрямления пульсаций.

К источнику электроэнергии, обеспечивающему электрическим питанием сварочный инвертор, выпрямитель подключён через ещё одну фильтрующую цепочку, защищающую сеть от высокочастотных помех.

Большие рабочие токи выпрямителя сильно нагревают диодный мост, вследствие чего во время работы он нуждается в непрерывном охлаждении. Один из традиционных способов снижения температуры – крепление моста на специальном радиаторе с термическим предохранителем, отключающим схему при его нагреве до 90°.

После подключения резонансного сварочного инвертора к сети, зарядный ток конденсаторов увеличивается настолько, что может вызывать пробой элементов диодного мостика.

Во избежание этого каждый сварочный инвертор должен оборудоваться схемой обеспечения плавного запуска. Для этого в неё вводятся элемент коммутации (реле) и резистор, ослабляющий уровень потребляемого тока в момент включения.

После того как инверторный аппарат выходит на рабочий режим функционирования, реле своими контактами блокирует резистор, отключая его временно от схемы.

Импульсный преобразователь

На выходе выпрямительного модуля увеличенное напряжение 310 Вольт поступает на участок схемы с транзисторами. Они в сварочном инверторе выполняют функцию импульсных ключей.

Основное функциональное назначение транзисторов – обеспечение коммутации подводимого к ним напряжения с целью получения импульсного сигнала прямоугольной формы частотой в диапазоне от 60 до 80 килогерц.

Ключевые транзисторы так же, как и диодные мостики, всегда монтируются на радиаторах, обеспечивающих возможность их постоянного охлаждения. Для защиты этих элементов от перенапряжения в схеме предусмотрены специальные демпферные RC-цепочки. Работу остальных преобразовательных модулей сварочного инвертора стоит рассмотреть отдельно.

Импульсный трансформатор

Важнейшим элементом схемы любого сварочного агрегата, определяющим особенности технологического процесса сварки, является понижающий трансформатор.

В сварочных инверторах он отличается особой компактностью. Другое существенное отличие этого узла от традиционных трансформаторов – наличие ещё одной (дополнительной) выходной обмотки, предназначенной для запитывания схемы управления.

На приёмную обмотку инверторного преобразователя поступает последовательность прямоугольных импульсов величиной порядка 310 Вольт и частотой 60-80 килогерц. При этом наводимое во вторичной обмотке напряжение снижается до 60-70 Вольт (за счёт меньшего количества витков).

Одновременно с этим величина тока в выходных цепях сварочного инвертора возрастает до 110-130 Ампер, после чего ток подвергается окончательному выпрямлению.

Выходное выпрямительное устройство

Сигнал, формируемый высокочастотным трансформатором, должен быть преобразован в постоянный ток, используемый для получения сварочной дуги. Для этого необходим выходной выпрямительный узел.

Его схема построена на основе сдвоенных диодов, отличающихся высоким быстродействием и определяющих максимальный потребляемый ток всего сварочного аппарата. Эти выходные элементы также устанавливаются на охлаждающие радиаторы.

Схема запуска устройства работает так. В момент включения напряжение питания через стабилизаторный блок подаётся на модуль управления и сразу активирует его.

После этого в работу вступают ключевые транзисторы, благодаря чему во вспомогательной обмотке трансформатора начинает действовать переменное напряжение.

Затем оно выпрямляется с помощью диодного мостика и через стабилизатор начинает самостоятельно питать управляющую схему, отключая последнюю от сетевого выпрямителя сварочного инвертора.

Управляющий модуль

Управляющая схема предназначена для координации переключений всех узлов сварочного инвертора. Её основу составляет микросхема с функцией микроконтроллера, осуществляющего широтно-импульсную модуляцию входного сигнала. Основная задача этой схемы – управление переключением инверторных транзисторов, стоящих на её выходе.

Помимо этого, в состав управляющего модуля входит ряд дополнительных элементов, облегчающих процесс формирования импульсного сигнала и управления его параметрами.

Благодаря принципиально иной схеме работы, сварочные аппараты инверторного типа позволяют получать стабильную дугу. Инвертор делает сварку компактной, быстрой и удобной.

Коэффициент полезного действия при этом возрастает почти до 90%, а потребляемая мощность снижается, что приводит к экономии электроэнергии. Применение транзисторов и диодов открывает возможности для развития сварочной техники.

Появляются аппараты с дополнительными функциями, такими, как автоматическое отключение и программирование работы.

Самодельный сварочный аппарат: однофазный инвертор СВАРОГ в трехфазный . Ч.2.

Алгоритм работы будет таким:
1. Если воткнуть штатную вилку в 220v, то срабатывает пускатель К1 (25А на контакт), который одной парой контактов восстанавливает разрезанный нами провод идущий к переключателю ВКЛ\ВЫКЛ сварочного аппарата.

А его вторая пара контактов замкнет сделанные нами разрезы дорожек на печатной плате, которые подводят силовое напряжение к штатному однофазному полноволновому выпрямителю.

Больше ни для чего К1 не нужен. Он лишь восстанавливает исходную схему питания сварочного аппарата после перерезания двух проводов и двух дорожек. (хотя, есть еще одна функция – К1 не позволяет быть штатной вилке сварАппа под напряжением, когда он подключен к трехфазному питанию. Это очень хорошо!)

2. Пускатель К2 (10А на контакт) используется для подключения трех фазной части питания в схему аппарата. Он поменьше и подешевле, так как от него требуется замыкание всего двух проводов, которые мы пропустим через спаренные 10А-ные контактны е группы. Собственно, это все.
Сначала, я купил трехфазные розетки 3р+N+E, что означает четыре контакта фаз и нуля и пятый земля. Провод купил четырехжильный диаметром 2,5мм на жилу. Выпрямительные диоды на радиаторе я планировал разместить внутри сварАппа. Однако, в процессе работы, мне пришло в голову более изящное и безопасное решение.

Смысл сводился в том, что я размещу 3х-фазный выпрямитель в отдельном боксе непосредственно около входного щитка, и на сварочный пущу уже выпрямленное напряжение по одному проводу, по второму любую из фаз на схему запуска электроники сварАппа (без этого никак), по третьему пущу NULL, и у меня остается еще четвертый провод, по которому я приделаю от входного щитка настоящую честную ЗЕМЛЮ на корпус аппарата (она у меня во входном щитке реально есть).

Таким образом у меня получается обеспечение всех типов безопасности для пользователя и сварАппа, вилки и розетки можно поставить четырехпиновые, т.е. 3р+Е. Это я счел более удобным.

Чтобы диоды не были «день и ночь» под напряжением в щитке, ну и для удобства, конечно, я подключил их через дешевый отключатель нагрузки на 40А. Это не автомат, их хватает вместе с УЗО в основном щитке, это просто трехконтактный выключатель. Диоды подойдут «на любой вкус и цвет», у меня на помойке были Д242Б из одной партии, я их запараллелил и ввернул на радиатор от какого-то старенького компьтерного процессора.
Провода брал медные, тоже обрывки пособирал в хозяйстве, те которые потоньше складывал парой – одним концом в шуруповерт и закручиваем: выходит красивенько жесткой косичкой. Общее сечение меди достаточно 2мм2. Больше не имеет особого смысла. Очень удобно брать медь одной толстой жилой. Она сразу будет служить жестким конструктивом и грамотнее зажимается в клемниках. Да, и приготовьте паяльник ватт на 60-100, чтобы делать сборку культурно там где потребуется, мы же не китайцы.
Теперь, призываем в помощь всю нашу внимательность и делаем, как я сказал:
(для тех , кто до сих пор плавает в нашей теме и подзабыл правила саперной техники)
ШАГ 1.

Апгрейд ШАГ 1

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 1

Размещаем пускатель 25А в удобном для него месте (даже не крепим его, если провода у нас будут жесткие), прикидываем на глаз на каком расстоянии лучше обрезать фазу и нейтраль в презервативе, идущие на выключатель ВКЛ\ВЫКЛ и… смело срубаем шашкой!
Образовавшиеся культи зачищаем от оплетки, красиво залуживаем и зажимаем в двух верхних на фото клемниках К1.

Подсказка – перед шагом 1, приготовьте и прикрутите подходящий проводок к катушке К1 и сразу спаяйте его с концами нейтрали и фазы идущей от фильтра ВЧ помех (это нижний на фото разрезанный кусок).
Смело зажимайте эти концы на клеммах катушки пускателя в любом
порядке. Если вы сделали шаг 1, то можно вкл ючить провод сварочника в розетку и убедиться, что он продолжает работать как и прежде, единственное, что нас сначала выводит из себя то, что при вкл ючении провода в розетку раздается щелчок пускателя. От этого поначалу вздрагиваешь, но потом привыкаешь.

Апгрейд ШАГ 2

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 2

Берем в руки ножовочное полотно и аккуратно, шириной не меньше 1,5мм, поглубже в текстолит, разрезаем дорожки, которые идут к паре четверок из желтых проводов в разъемах. Здесь поближе, обратите внимание – желтый маленький кружок вокруг контакта варистора, который мы перерезали (черная черточка обозначает бывшую дорожку). А красная полоска, это перемычка, которую необходимо не забыть позже припаять! Иначе не будут гаситься переходные импульсны е всплески напряжения.
Справа, овалом обведены контакты релюшки (белая), которая с некоторой задержкой замыкается после подачи питания на сварАпп . Это, собственно и есть все контрольные точки, на которых будет обращено наше внимание в манипуляциях дальше. А дальше – мы раскладываем от К1 провода, чтобы замкнуть ее контактами разрез, сделанный нами. Не полностью откл ючая голову доверяемся нашим прямым ручкам…

Вот там мы разложили, а здесь концы припаяли. (НЕ ЗАБЫВ ПРО ПЕРЕМЫЧКУ ОТ ВАРИСТОРА! Не видно на фото ?)

Снова включаем девайс и убеждаемся в его полной работе от однофазной сети.

А сейчас, простой, но очень ответственный момент. Припаиваем к концам разрезанных дорожек (самые слева по фотке, идущие на выпрямитель) двухжильный не толстый проводок, который идет на катушку К2. Соединяем четырьмя коротенькими (оранжевые) перемычками контакты К2 попарно.

На фото, правые контакты К2 короткими проводами скручиваем и зажимаем вместе с контактами К1, идущими туда же, откуда бросили провод на катушку К2.

Провод, который в «обычной жизни» идет сначала на «белую релюшку» тот черный, на него мы посадим (в трехфазном подключении) любую нами выбранную фазу для запитывания пусковой электроники сварАппа. А провод, который идет без разрыва от ВКЛ\ВЫКЛ (толстый красный) на штатный выпрямитель через желтые повода в белых разъемах, мы спаяем с NULLевым проводом от нашей трехфазной розетки.

Внимательно смотрим на схему и с умным выражением лица тыкаем тестером в клеммы, проверяя соответствие разводки проводов схеме.

Если вы полностью убеждены что « все по схеме», то соберите\подогните аккуратненько повода с К1 и К2, уложите вовнутрь СварАппа, полюбуйтесь и еще раз убедитесь, что он до сих пор работает от одной фазы! Лениться не стоит..

Апгрейд ШАГ 3

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 3

ШАГ 3. Самый интересный и захватывающий.
Я сначала сделал его прямо на операционном столе. Синий плетеный провод подрезанный рамкой кадра – спаян с плетеным желто\синим и прикручен к радиатору (плюсу) трехфазного выпрямителя (он временный). Этот силовой плюс , уходит к спаренным контактам пускателя К2 (на фотке хорошо видно). На К1 от 3-х фазной розетки идет пара фаза\ноль и силовой ноль.

ВНИМАНИЕ!
Напоминаю, что на этом ФОТО розетка с 5-ю контактами, позже, когда я вынесу выпрямитель в щиток, розетка будет четырехконтактной. (см.схему)

ИТАК, подаем три фазы на самодельный сварочный аппарат, и переключаемВКЛ/ВЫКЛ на ВКЛ! Щелкнули пускатели…. И все заработало!!

Апгрейд ШАГ 4

Втыкиваем силовые кабели, выкручиваем ..

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 4

Ого! на 202А ручку тока, в сарае находим самый толстый и древний электрод. У меня таким оказалась протухшая в плесени со времен перестройки 4-ка.

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 4 — Самодельная сварка

Хватаем черную железяку, в месте где она толщиной 10мм, бессовестно упираем и давим электрод… В первое мгновение он подлипает, с шипением выкипает из него вода с грибами(реально, прямо супом запахло!) и…… при полном нажиме секунды за три-четыре жжем сквозную дырку! Переживаем первую радость\гордость, и следующие пару вечеров уже вдумчиво и неспешно экспериментируем с нашей прелестью в разных позах и режимах…..

Апгрейд ШАГ 5 (Уборка и упаковка собранной схемы)

Аккуратно и окончательно укладываем провода, пускатели. Не жалея сил, подергаем в разные стороны симулируя жесткое падение сварАппа с крыши. Если никакой пускатель не цепляет контактами окружающие железочки – то все у нас надежно.

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 5 Уборка и упаковка собранной схемы

Последний штрих – затягиваем где есть возможность, жгутами (у меня зеленые были, уже не помню где экспроприировал). Любуемся, и принимаемся за оформление вывода проводов для трехфазной розетки.

Выводим четыре провода примерно в центр верха самодельного трехфазного инвертора. Это провод +250v от трехфазного выпрямителя, NULL, одна любая фаза, и прикручиваем желтый с зеленой полосой провод к корпусу устройства, это он будет нашей «честной землей». Снимаем с силового кабеля небольшой кусок оплетки и обхватываем все кабеля в том месте, где они будут проходить через отверстие в крышке инвертора, ну, и обматываем изоляцией.

Ниже – фото новых четырехпиновых розеток\вилок, выкл ючателя нагрузки на 40А и уютный домик для радиатора с выпрямительными диодами от MAKEL (кстати, с поэтическим названием – «сива-остю-сигорта-кутусю»). По русски, все более прозаично – Электрощиток Накладной.

Сверлим 14-м сверлом отверстие в крышке сварАппа под вывод наших силовых поводов, прикручиваем одну из розеток, прикручиваем концы проводов и т.д. и т.п…

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: Завершающий этап

Вот что получилось:

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: Что получилось…

Самодельный трехфазный инвертор из Сварога

Делаем предподготовку соединения второй розетки и щитка с выпрямителем и отключателем нагрузки, тестером проверяем чтобы в розетках не было перепутывания проводов и идем прикручивать щиток на стенку.

Подготовка соединения второй розетки и щитка с выпрямителем и отключателем нагрузки

Вот что получилось в «щитовой».

Левый разъем для самодельного сварочника

Правый разъем – есть розетка 3ф+N+E – это для подключения обычных 3-х фазных девайсов. А вот левый – исключительно для нашей прелести.
На этом, собственно все. На текущий момент спалил баллон аргона балуясь с сварАппом на 3-х фазах. Работает безукоризненно.

Самодельный сварочный аппарат: однофазный инвертор СВАРОГ в трехфазный . Ч.1.

Пришлось мне приводить в порядок старый дом в деревне. Без сварки мужику – сами знаете что. Фаза на краю деревни проваливалась на обычном сварочном трансформаторе так, что соседи приходили и в с держанном тоне предупреждали «по-хорошему».
Купил себе цацу TIG 200P AC_DC… точнее сначала был TIG 160 AC_DC, но его вынесли быстро вместе с линолеумом, поэтому о нем не будем…
Вот, соседи рады, я счастлив, т.к. от 40 до 90 ампер на тройку электрод и на TIG нержавейку – вполне достаточно. Вместе с новой проводкой в доме, договорился с энергосетями на подключение 3-х фаз – стало вообще кошерно, рейсмусовый станочек и все-такое… вах!

Сварочный инвертор Сварог фото внутри

Однако, пришла нужда пару раз поварить алюминий…. тут то мне и взгрустнулось. Ток больше 90 А выкачать из одной деревенской фазы TIG 200P AC_DC ну никак не мог. Трещала защита, моргал свет,
ИБП на ОГВ после безуспешных попыток осознать, что происходит с фазой уходил в аут и реанимировался лишь после полного ВКЛ\ВЫКЛ. Пришлось побороть свою лень и включить мозк насчет того, можно ли из трех фаз взять понемножку, чтобы моему сварАппу хватило на рубашку (замечу, что гугл побрезговал мне помочь в этой теме)…

Итак, вскрытие пациента:

Ответственно, без личных эмоций, можно сказать что китайские модули собраны вполне прилично. Детали стоят ровно, платы покрыты лаком, полноценные радиаторы, практически все винты\болтики затянуты и маркированы красным лаком, провода зацеплены жгутами, спрятаны где необходимо в негорючие презервативы , честные медные шины на больших токах, т.е, если не знать что папа китаец — то выглядит пациент нормальным человеком. Сразу, чтобы делать операцию без осложнений – разгоняем кистью пауков и сдуваем пыль легочным компрессором…

Фото сварочный инвертор Сварог внутри: 1- блок импульсных трансформаторов и 2-Силовые транзисторы

Обращаем внимание на стандартную, для заявленных ТТХ, комплектацию модулей – то бишь, приличный сетевой фильтр импульсных помех (платка сзади внизу где входит провод 220v) дальше на переключатель ВКЛ\ВЫКЛ, после него провода идут на плату с релюшкой, которая с небольшой задержкой подает переменку на силовые выпрямительные диоды (две шоколадки в каждой по два независимых диода видимо) батарея конденсаторов на 400v, и с них выпрямленное и выглаженное питание идет на блок импульсных трансформаторов (1) спрятанных между радиаторами в левом модуле на фото. Правый модуль, по ходу дела, занимается импульсами тока и деланием его из постоянного снова в переменное когда это необходимо.
Дальше – лень разбираться, потому как нам нужно препарировать лишь часть схемы, которая до батареи конденсаторов.
Почти сразу нашел начавший обгорать болт (2) к которому прикручена медная шина, идущая на правый модуль.
Здесь на фото уже после восстановления новая гайка, затянутая на разогретую паяльником снизу шину, заодно плата снизу была к шине еще и припаяна.
Силовые транзисторы (3) кучей аккуратно придавлены к массивным радиаторам — лепота.

На следующем фото видны друг за другом два одинаковых разъема (5), в каждом по четыре параллельно провода желтых – это два переменных конца на полнопериодный диодный выпрямитель из двух шоколадок (4).
Пара пар красных проводов – это плюс с выпрямительного моста и пара пар черных — это минус.

Фото сварочный инвертор Сварог внутри: 4- диодный выпрямитель, 5- разъемы, 6-батарея конденсаторов

Если померить напряжение между красными и черными к ним еще подключена батарея конденсаторов (6), то с одной фазы набегает примерно 240-260v постоянки.
Откручиваем со своей стороны пару гаек и приподымаем плату (7).

Фото сварочный аппарат внутри

Да, верно, к желтым идет переменка, а выпрямленный плюс и минус уходит на конденсаторы.
Сюда бы нам и прилепить свой плюс и минус с выпрямленных трех фаз! Кстати, (12) это как раз восстановленный и пропаянный обгоревший контакт о котором говорилось выше.
Красный провод (9) переменка приходит с выключателя ВКЛ/ВЫКЛ, вместе с ним жгутом перетянут провод черный.
Это второй провод переменки и он тоже идет в плату, НО, видите за ним белую релюшку?
Она срабатывает чуть позже включения питания сварАппа и подает силовую переменку с черного провода на 4 желтых в разъеме и дальше на выпрямитель….
Возьмем этот момент на заметку!
В белом презервативе (8) видим два красных провода, идущих на выключатель ВКЛ/ВЫКЛ.
Это 220v которые вы включаете в розетку.
Начало этого провода (11) мы видим выходящим из платы ВЧ сетевого фильтра (вон там за 11 виден его дроссель).
Обратите внимание на черный варистор (10).
Ниже красный овальчик, в нем едва заметная дорожка на плате, она позже будет перерезана и освобожденный контакт перемычкой будет перепаян чуть в сторону.
Фотка будет ниже… плинн, я один вижу тюльпанчики или еще кто?!
Резюмируем — осмотр пациента внушает надежду на положительный исход от вживления трансплантатов и расширение возможностей функционала.
Можно планировать хирургическое вмешательство.

Теперь прикидываем «что и как».

Как выпрямить 3 фазы и вообще, что это такое. Снова google дает картинки в которых только гуру разберутся, звезды да треугольники, да действующие напряжения, мы и слов таких не знаем… сейчас сам нарисую, чтобы «все ежики» поняли…. Вот, смотрите кто еще не в теме, все очень просто, как два пальца.

Теперь, кратенький ассоциативный ряд:
Представим, что слева три тестера есть квартиры на одной лестничной площадке. В общем стояке проходят три провода «трехфазного напряжения 360в» (обозначены L1, L2, L3 разными цветами) и четвертый, общий\земляной\нулевой провод (в особенности не вдаемся).
До нулевого провода (NULL) можно дотронуться рукой, он прикручен к раме\дверце металлической крышки общего щитка на лестничной площадке, и он один\общий не только на вашем этаже, но и для всех во всем доме…. И даже в вашей розетке один из двух контактов есть именно этот нулевой провод. На рисунке он обозначен черным цветом и общий для трех левых тестеров.
Так вот, если померить напряжение между проводом NULL и любым из L1, L2, L3 то тестеры покажут 220в. И именно так, во все три квартиры на лестничной площадке разведены один из L1, L2, L3 и один общий NULL. НИКАКИХ 360в там нет!, вроде бы….
На каждой фазе (L1, L2, L3) относительно NULL, в форме синусоиды с размахом в плюс и в минус присутствует ЭДС, которая напрягает\давит электроны, заставляя их двигаться «туда-сюда», если цепь от фазы замкнется на NULL через какую либо нагрузку. Эта ЭДС, среди обывателей обзывается «напряжением» и условно обмеряется Вольтами. Для нас она в сети есть 220в. Итого, в розетку каждой квартиры приходит один NULL и одна фаза Lх, на которой, то в одну, то в обратную сторону появляется давление на электроны силой\напряжением 220в.

САМОЕ ЗАГАДОЧНОЕ в «3-х фазном» — где же 360 вольт?
Дело в том, что синусоиды на L1, L, и L3 (смотрите изображение в предыдущей части) сдвинуты друг от друга по форме напряжения на 120 градусов , и если до сих пор мы замеряли напряжение на фазе относительно NULL провода, то замер напряжения одной фазы относительно другой преподнесет нам сюрприз – посмотрите на четвертый тестер внизу картинки. Если провести на графике линию в какой-либо момент времени, то можно сразу понять – «так вот они какие! 360в» Я точками отметил что показывает тестер, измеряющий напряжение между L1 и L2.
Теперь нам становиться понятно и явление, когда в нашем доме из-за электрика, который перепутал провода, горят холодильники и телевизоры.
Просто вместо NULL электрик пробросил соседнюю фазу и в розетке случилось двухфазное напряжение, которое после выпрямления в бытовом приборе дает вместо 250в на конденсаторах блоков питания все 400в с хвостиком, что в свою очереди разрывает электролитические конденсаторы, которые не рассчитаны на такое издевательство. В холодильнике и в лампочке, после непродолжительной борьбы сгорают обмотки и спиральки.
Однако, не торопитесь обвинять электрика.
Гораздо чаще, проблема носит техногенный характер. Где-то в сплетениях силовых проводов на подстанции рядом с вашим домом, а может даже в общем стояке, крыса или просто эрозия изоляционной обмотки на какой-либо фазе, замыкает фазу на NULL. ЭДС радостно разгоняет электроны по образовавшейся цепи в глубину нашей планеты, намертво сваривая место контакта. Через некоторое время, если у ЭДС хватает силы, NULLевой провод в сторону ядра планеты разогревается и переплавляется…. цепь в землю размыкается и… вуаля!
Через место сварки фазы с проводом NULL, который в направлении земли отгорел, а в направлении квартир остался цел (туда тока почти не было), мы получаем в розетке ДВЕ фазы! Последствия вам уже известны.
Повезет только тем, кто висел на той же фазе, которая приварилась к NULL. У них просто все выключится без последствий (несмотря на то, что на обеих контактах розеток будет телепаться одна и та же фаза, и если за нее взяться рукой, то будет очень неприятно!).
Есть еще третий вариант последствий, просто с «отгоранием нулевого провода» и «перекосом фаз из-за разности нагрузок», но он чуть сложнее в понимании и не будем в него вдаваться.

Итак, теперь после теории, приступаем к практике.
С правой стороны рисунка с тестерами, показаны сравнительные результаты выпрямления 3-х фаз по схеме Миткевича (именно ее мы будем пользовать по ряду причин) И выпрямленное напряжение однофазное по полномостовой схеме, которая применяется в нашем сварАппе. Схематически такой выпрямитель справа.

Что можно сказать о них?
Первое, что трехфазный выпрямитель в отличии от однофазного дает пульсации 150Гц вместо 100Гц, и это хорошо для нас, т.к. силовая емкостная батарея заряжается на 50 раз в с екунду чаще (кстати, и служить будет дольше).
Второе, нагрузка от сварАппа разделяется на три части, что уменьшает просаживание линий, и это тоже дает нам выигрыш.

Третье, самое интересное – это закрашенная площадь действующего напряжения.
В выпрямленной однофазной схеме есть полный провал до нуля, а в трехфазной схеме его вообще нет.
Из-за такого расклада, емкости сварАппа заряжаются минимум в 1,3 раза эффективнее, а реально — эффективность будет еще выше!
Теперь, мы знаем, что при самом пессимистическом прогнозе, мы сможем поднять, в моем случае, допустимый сварочный ток с 90А до 120А. И это уже приятно.

Читайте также: