Сварочный аппарат на твс

Обновлено: 20.09.2024

Вашему вниманию представлена схема сварочного инвертора, который вы можете собрать своими руками. Максимальный потребляемый ток - 32 ампера, 220 вольт. Ток сварки - около 250 ампер, что позволяет без проблем варить электродом 5-кой, длина дуги 1 см, переходящим больше 1 см в низкотемпературную плазму. КПД источника на уровне магазинных, а может и лучше (имеется в виду инверторные).

На рисунке 1 приведена схема блока питания для сварочного.

Трансформатор намотан на феррите Ш7х7 или 8х8
Первичка имеет 100 витков провода ПЭВ 0.3мм
Вторичка 2 имеет 15 витков провода ПЭВ 1мм
Вторичка 3 имеет 15 витков ПЭВ 0.2мм
Вторичка 4 и 5 по 20 витков провода ПЭВ 0.35мм
Все обмотки необходимо мотать во всю ширину каркаса, это дает ощутимо более стабильное напряжение.

На рисунке 2 - схема сварочника. Частота - 41 кГц, но можно попробовать и 55 кГц. Трансформатор на 55кгц тогда 9 витков на 3 витка, для увеличения ПВ трансформатора.

Трансформатор на 41кгц - два комплекта Ш20х28 2000нм, зазор 0.05мм, газета прокладка, 12вит х 4вит, 10кв мм х 30 кв мм, медной лентой (жесть) в бумаге. Обмотки трансформатора сделаны из медной жести толщиной 0.25 мм шириной 40мм обернутые для изоляции в бумагу от кассового аппарата. Вторичка делается из трех слоев жести (бутерброд) разделенных между собой фторопластовой лентой, для изоляции между собой, для лучшей проводимости высоко- частотных токов, контактные концы вторички на выходе трансформатора спаяны вместе.

Дроссель L2 намотан на сердечнике Ш20х28, феррит 2000нм, 5 витков, 25 кв.мм, зазор 0.15 - 0.5мм (два слоя бумаги от принтера). Токовый трансформатор – датчик тока два кольца К30х18х7 первичка продетый провод через кольцо, вторичка 85 витков провод толщиной 0.5мм.

Сборка сварочного

Намотка трансформатора

Намотку трансформатора нужно делать с помощью медной жести толщиной 0.3мм и шириной 40мм, ее нужно обернуть термобумагой от кассового аппарата толщиной 0.05мм, эта бумага прочная и не так рвется как обычная при намотке трансформатора.

Вы скажите, а почему не намотать обычным толстым проводом, а нельзя потому что этот трансформатор работает на высокочастотных токах и эти токи вытесняются на поверхность проводника и середину толстого провода не задействует, что приводит к нагреву, называется это явление Скин эффект!

И с ним надо бороться, просто надо делать проводник с большой поверхностью, вот тонкая медная жесть этим и обладает она имеет большую поверхность по которой идет ток, а вторичная обмотка должна состоять из бутерброда трех медных лент разделенных фторопластовой пленкой, она тоньше и обернуты все эти слои в термобумагу. Эта бумага обладает свойством темнеть при нагреве, нам это не надо и плохо, от этого не будет пускай так и останется главное, что не рвется.

Можно намотать обмотки проводом ПЭВ сечением 0.5…0.7мм состоящих из нескольких десятков жил, но это хуже, так как провода круглые и состыкуются между собой с воздушными зазорами, которые замедляют теплообмен и имеют меньшую общую площадь сечения проводов вместе взятых в сравнении с жестью на 30%, которая может влезть окна ферритового сердечника.

У трансформатора греется не феррит, а обмотка поэтому нужно следовать этим рекомендациям.

Трансформатор и вся конструкция должны обдуваться внутри корпуса вентилятором на 220 вольт 0.13 ампера или больше.

Конструкция

Для охлаждения всех мощных компонентов хорошо использовать радиаторы с вентиляторами от старых компьютеров Pentium 4 и Athlon 64. Мне эти радиаторы достались из компьютерного магазина делающего модернизацию, всего по 3…4$ за штуку.

Силовой косой мост нужно делать на двух таких радиаторах, верхняя часть моста на одном, нижняя часть на другом. Прикрутить на эти радиаторы диоды моста HFA30 и HFA25 через слюдяную прокладку. IRG4PC50W нужно прикручивать без слюды через теплопроводящую пасту КТП8.

Выводы диодов и транзисторов нужно прикрутить на встречу друг другу на обоих радиаторах, а между выводами и двумя радиаторами вставить плату, соединяющею цепи питания 300вольт с деталями моста.

На схеме не указано нужно на эту плату в питание 300V припаять 12…14 штук конденсаторов по 0.15мк 630 вольт. Это нужно, чтобы выбросы трансформатора уходили в цепь питания, ликвидируя резонансные выбросы тока силовых ключей от трансформатора.

Остальная часть моста соединяется между собой навесным монтажом проводниками не большой длины.

Настройка

Подать питание на ШИМ 15вольт и хотя бы на один вентилятор для разряда емкости С6 контролирующую время срабатывания реле.

Реле К1 нужно для замыкания резистора R11, после того, когда зарядятся конденсаторы С9…12 через резистор R11 который уменьшает всплеск тока при включении сварочного в сеть 220вольт.

Без резистора R11 на прямую, при включении получился бы большой БАХ во время зарядки емкости 3000мк 400V, для этого эта мера и нужна.

Проверить срабатывание реле замыкающие резистор R11 через 2…10 секунд после подачи питания на плату ШИМ.

Проверить плату ШИМ на присутствие прямоугольных импульсов идущих к оптронам HCPL3120 после срабатывания обоих реле К1 и К2.

Ширина импульсов должна быть шириной относительно нулевой паузе 44% нулевая 66%

Проверить драйвера на оптронах и усилителях ведущих прямоугольный сигнал амплитудой 15вольт убедится в том, что напряжение на IGBT затворах не превышает 16вольт.

Подать питание 15 Вольт на мост для проверки его работы на правильность изготовления моста.

Ток потребления при этом не должен превышать 100мА на холостом ходу.

Убедится в правильной фразировке обмоток силового трансформатора и трансформатора тока с помощью двух лучевого осциллографа .

Один луч осциллографа на первичке, второй на вторичке, чтобы фазы импульсов были одинаковые, разница только в напряжении обмоток.

Подать на мост питание от силовых конденсаторов С9…С12 через лампочку 220вольт 150..200ватт предварительно установив частоту ШИМ 55кГц подключить осциллограф на коллектор эмиттер нижнего IGBT транзистора посмотреть на форму сигнала, чтобы не было всплесков напряжения выше 330 вольт как обычно.

Начать понижать тактовую частоту ШИМ до появления на нижнем ключе IGBT маленького загиба говорящем о перенасыщении трансформатора, записать эту частоту на которой произошел загиб поделить ее на 2 и результат прибавить к частоте перенасыщения, например перенасыщение 30кГц делим на 2 = 15 и 30+15=45, 45 это и есть рабочая частота трансформатора и ШИМа.

Ток потребления моста должен быть около 150ма и лампочка должна еле светиться, если она светится очень ярко, это говорит о пробое обмоток трансформатора или не правильно собранном мосте.

Подключить к выходу сварочного провода длиной не мене 2 метров для создания добавочной индуктивности выхода.

Подать питание на мост уже через чайник 2200ватт, а на лампочку установить силу тока на ШИМ минимум R3 ближе к резистору R5, замкнуть выход сварочного проконтролировать напряжение на нижнем ключе моста, чтобы было не более 360вольт по осциллографу, при этом не должно быть ни какого шума от трансформатора. Если он есть - убедиться в правильной фазировке трансформатора -датчика тока пропустить провод в обратную сторону через кольцо.

Если шум остался, то нужно расположить плату ШИМ и драйвера на оптронах подальше от источников помех в основном силовой трансформатор и дроссель L2 и силовые проводники.

Еще при сборке моста драйвера нужно устанавливать рядом с радиаторами моста над IGBT транзисторами и не ближе к резисторам R24 R25 на 3 сантиметра. Соединения выхода драйвера и затвора IGBT должны быть короткие. Проводники идущие от ШИМ к оптронам не должны проходить рядом с источниками помех и должны быть как можно короче.

Все сигнальные провода от токового трансформатора и идущие к оптронам от ШИМ должны быть скрученные, чтобы понизить уровень помех и должны быть как можно короче.

Дальше начинаем повышать ток сварочного с помощью резистора R3 ближе к резистору R4 выход сварочного замкнут на ключе нижнего IGBT, ширина импульса чуть увеличивается, что свидетельствует о работе ШИМ. Ток больше - ширина больше, ток меньше - ширина меньше.

Ни какого шума быть не должно иначе выйдут из строя IGBT.

Добавлять ток и слушать, смотреть осциллограф на превышение напряжения нижнего ключа, чтобы не выше 500вольт, максимум 550 вольт в выбросе, но обычно 340 вольт.

Дойти до тока, где ширина резко становиться максимальной говорящим, что чайник не может дать максимальный ток.

Все, теперь на прямую без чайника идем от минимума до максимума, смотреть осциллограф и слушать, чтобы было тихо. Дойти до максимального тока, ширина должна увеличиться, выбросы в норме, не более 340вольт обычно.

Начинать варить, в начале 10 секунд. Проверяем радиаторы, потом 20 секунд, тоже холодные и 1 минуту трансформатор теплый, спалить 2 длинных электрода 4мм трансформатор горечеватый

Радиаторы диодов 150ebu02 заметно нагрелись после трех электродов, варить уже тяжело, человек устает, хотя варится классно, трансформатор горяченький, да и так уже не кто не варит. Вентилятор, через 2 минуты трансформатор доводит до теплого состояния и можно варить снова до опупения.

Ниже вы можете скачать печатные платы в формате LAY и др. файлы

Сварочный аппарат из деталей старых телевизоров

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Топ авторов темы

ant4 1 157 постов

kiborg16 759 постов

Yu-ri 1 114 постов

тимвал 671 постов

Изображения в теме

@Гость_Григорий_Т. Дан конус высотой 1,8 м. Прикрепил рисунок, где я разбил его на участки по 0,15 м с указанием значений каждого основания. Остальные параметры: угол 2"фи" = 20 градусов, ориентация не меняется. Угол альфа – угол, определяющий ориентацию, показан на втором рисунке. Конус облучается импульсом, у кот-го длительность 1 нс, что эквивалентно 0,15 м (если воспользоваться формулой, что R = (скорость света * длительность импульса)/2. Таким образом, необходимо найти ЭПР конуса, если известна удельная ЭПР. Удельная ЭПР – это ЭПР единицы площади поверхности. Равна она 4pi*ро(коэффициент отражения поверхности = 0,45)*cos^2(альфа). Нужно найти зависимость ЭПР от времени (а время в свою очередь находится в формуле, что я выше показал, когда сказал, что 1 нс эквивалентно 0,15 м) Ну вот я и подумал, что нужно удельную ЭПР умножить на площадь конуса, то есть необходимо взять поверхностный интеграл. Могу еще прикрепить файл MathCAD Prime 7.0.0.0 со своими вычислениями 3pieceofshit2.mcdx

Какая радиолампа лучше для передатчика начинающего коротковолновика? Гу-19 или 6Р3С-1? Есть ли принципиальная разница в этих хороших лампах, при работе в режиме класса "с"?

Может конечно дроссель в насыщении, тогда почему размыта только верхняя полуволна? Он же симметрично должен насыщаться?

Сварочный аппарат на твс

Представляю самый маленький, лёгкий и достаточно простой в повторении сварочный инвертор. Он позволяет проводить сварочные работы электродами диаметром до 3мм.

Характеристики инвертора

Размеры (ДхШхВ) — 180х105х80;
Вес — 1100 грамм;
Ток — 80А, можно выжать до 100А;
Ток холостого хода — 170-200мА;
Напряжение холостго хода — 60 вольт.

Инвертор собран в корпусе компьютерного блока питания.

Из-за нехватки места в этом корпусе не удалось обеспечить хороший обдув радиаторов силовых компонентов, поэтому он не предназначен для долговременной работы, но спалить несколько электродов подряд с его помощью можно.

Делать инвертор с нуля достаточно дорого, хорошие оригинальные детали дорогие, нужен опыт работы с импульсными источниками питания и в силовой электронике в целом, лучше и выгоднее купить заводской инвертор, а если решили собрать - то делайте полноразмерный инвертор и не скупитесь на охлаждении.

Схема инвертора

Данный сварочный инвертор — это однотактный прямоходовый преобразователь построенный на ШИМ контроллере UC3844. Выход микросхемы через драйвер управляет IGBT транзистором. Схема снабжена плавным пуском, защитой по перегреву. Обратная связь по току реализована через токовый трансформатор.

Инвертор собран на трёх платах:

все силовые компоненты, трансформатор, дроссель, выпрямители, силовой транзистор и входная цепь размещены на материнской плате;
схема управления;
дежурный источник питания.

Схема управления

Больше половины компонентов, которые есть на схеме находятся на этой компактной печатной плате

В авторской версии вся схема собрана на одной плате, в моем же случае чтобы аппарат был максимально компактным управление перенес на отдельную плату. Она получилась очень компактная, меньше сделать крайне трудно если использовать выводные компоненты, а не смд. Монтаж очень плотный, на плате всего одна перемычка.

После сборки плата была проверена. На вход стабилизатора или диода подается напряжение около 30 вольт. База и эмиттер транзистора VT1 замыкаем между собой имитируя замкнутый термовыключатель, иначе сработает защита по перегреву и реле замкнет регулятор тока и как следствие микросхема перестанет вырабатывать последовательность импульсов. К выходу драйвера подключаем щуп осцилографа и наблюдаем красивый меандр с частотой порядка 30 кГц и заполнением около 44-х процентов. Проверяем защиту, убрав ранее установленную перемычку. Должно сработать реле, засветиться красный светодиод и заблокироваться работа микросхемы ШИМ. Плата управления готова, в дополнительной наладке эта часть не нуждается, если все собрано правильно, компоненты исправны и нет соплей на плате.

Исходная схема работает на частоте в 30 кГц, изначально хотел поднять ее, а также изменением соотношения количества витков обмоток снять с сердечника большую мощность, но конечные расчеты показали, что с сердечника даже при 30-и килогерцах спокойно можно взять мощность около 2-2,2кВт, а это где-то 80-90 Ампер тока, если учитывать просадку напряжения при сварке, примерно до 24-х вольт.

С учетом этого аппарат без проблем справляется с электродами в 3мм, но в моем агрегате для страховки максимальный ток ограничен на уровне 80 Ампер.

Силовой трансформатор

Так как сварочный аппарат планировался на небольшой выходной ток в районе 80 ампер, трансформатор покажется маленьким, но его хватает, хотя и работает он почти на пределе своих возможностей.

Схема однотактная и между половинками сердечника нужен немагнитный зазор 0,1-0,2мм, такой зазор без проблем можно сделать если использовать сердечник из двух половинок, например Ш-образный. Но проблема заключалась в том, что у меня в наличии не было такого сердечника с необходимой габаритной мощностью, единственные более менее хорошие сердечники были колцевого типа размером 47х26,5х15,5мм. Такой сердечник отлично будет работать в двухтактной схеме, в однотактной же нужен зазор.

Сначала делаем разметки, затем пилим сердечник, не полностью, пол миллиметра сполна хватит.

Далее устанавливаем сердечник на деревянные бруски примерно так, как это показано, по центру на месте пропила ставим металлический прут и аккуратно, но сильно бьем по нему молотком. В итоге получаем две ровные половинки. Далее берем чек от банкомата, нарезаем две полоски и приклеиваем на одну из половинок с помощью суперклея, клея много не надо.

Стягиваем половинки сердечника например каптоновым скотчем. В целом данный сердечник имеет изоляцию в виде краски, но дополнительная изоляция не будет лишней.

После мотаем первичную обмотку, в моем случае для намотки использован провод 1,2мм, расчет производился по программе, естественно в случае иных сердечников получим иные намоточные данные, поэтому количество витков указывать не вижу смысла. В данной схеме очень важно солблюдать начало намотки, на схеме они указаны точками, поэтому после намотки каждой из обмоток начала намотки желательно промаркировать.

Витки равномерно растянуты по всему кольцу, после намотки ставим изоляцию и мотаем фиксирующую обмотку.

Количество витков тоже самое, что и в случае первичной обмотки, но провод естественно тоньше, я использовал провод 0,3мм.

Мотать нужно так, чтобы витки фиксирующей обмотки находились между витками первичной обмотки.

После намотки фиксирующей обмотки опять ставим изоляцию и мотаем вторичную обмотку из 80 параллельных жил проводом 0,22мм. Жгут дополнительно изолирован каптоновым скотчем.

Трансформатор тока намотан на небольшом кольцевом ферритовом магнитопроводе, проницаемость сердечника 2400.

Сначала сердечник был изолирован каптоновым скотчем, затем намотана вторичная обмотка. Количество витков около 80, для намотки был использован провод с диаметром 0,24мм. Обмотка равномерно растянута по всему кольцу. Вторичная обмотка один виток двойным проводом по 1,2мм.

Для выходного дросселя в качестве сердечника взят тор размером 38,8х21х11,4 мм из порошкового железа. Кольцо имеет зелено синий окрас, специально предназначено для работы в качестве выходного дросселя.

Для намотки был использован жгут из 80 жил изолированных друг от друга проводов с диаметром 0,22мм каждая жила, то есть точно тоже самое, что и в случае вторичной обмотки трансформатора.

Индуктивность дросселя получилась около 35 микрогенри и этого мало, желательно индуктивность сделать в районе от 80 до 120 мкГн.

Выводы обмотки дросселя были очищены от лака, залужены.

Несколько слов о комплектующих

Реле в схеме плавного пуска полноразмерное 30-и амперное, как у больших инверторов, хотя плату изначально разрабатывал для установки более компактного реле.

Силовой IGBT транзистор, диоды в высоковольтной цепи преобразователя те, что по схеме, никаких отклонений.

В выходном выпрямителе использованы быстродействующие диодные сборки STTH6003. В одной такой сборке 2 диода с током в 30 ампер, катод общий, аноды также включены параллельно, в итоге получаем аналог 60-и амперного диода, обратное напряжение сборки 300 вольт.

Сборки установлены на общий радиатор, подложки не изолированы, т.к. катоды общие, выходной плюс снимается с радиатора.

Резистор в цепи плавного пуска на 5-10 ватт, сопротивление 10-30 Ом.

Дежурный блок питания

Это готовый источник питания универсального типа, который куплен на али и предназначен для работы в индукционных плитах в качестве дежурки, мощностью около 7 ватт.

Он выдает три напряжения: 5 вольт, 12 вольт и 18 вольт. Выходные напряжения задаются стабилитроном на 18 вольт. Этот стабилитрон я заменил на 24-х вольтовый, выкинул цепь 5 вольт, заменил некоторые конденсаторы на выходе на более высоковольтные и в итоге дежурка стала выдавать два напряжения: 15 вольт и 24 вольта.

Первое напряжение нужно для питания вентилятора, он у меня на 12 вольт, второе напряжение питает управление и реле. Такая дежурка имеет плавный пуск, защиту от коротких замыканий, построена всего на одной микросхеме.

Радиаторы охлаждения взяты от компьютерных блоков питания, с учетом наличия активного охлаждения и максимального тока сварки их хватает.

После сборки аппарат заработал сразу, без каких-либо отклонений. Первый запуск делался через страховочную лампу на 100 ватт, на осциллографе форма импульсов на всех обмотках правильная, напряжение холостого хода около 60Вольт.

Проверяем работу системы ограничения тока. Для начала ставим регулятор тока на минимум, цепляемся осциллографом на затвор силового транзистора и делаем короткое замыкание на выходе, видим, что длительность управляющих импульсов резко уменьшается, ток ограничивается, если этого не происходит, меняем местами начало и конец вторичной обмотки токового трансформатора.

Силовые дорожки на печатной плате дополнительно армированы медными лентами.

Выходные клеммы от мощного преобразователя 12-220 Вольт.

Для надёжности трансформаторы, дроссель и пара вертикальных плат были дополнительно приклеены к материнской плате с помощью эпоксидной смолы.

На балласте инвертор выдал честные 80 ампер, минимальный ток сделал в районе 20 ампер, при этом имеем уверенный розжиг дуги. Благодаря малому значению минимального тока можно сваривать даже тонкую жесть.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА Т 2 .

даташиты и схему можно скачать здесь

Извлекаем из шести старых телевизоров, марки 3УСЦТ строчные трансформаторы - ТВС110ПЦ15.У каждого из шести трансформаторов откручиваем две гайки, и извлекаем крепёжные скобки (ск обки не выбрасываем). Распиливаем катушку трансформатора, и снимаем её с магнитопровода. Зажимаем магнитопровод в тиски через тряпочку, и лёгким ударом черенка молотка разделяем магнитопровод на две части. Зачищаем каждый магнитопровод от остатков эпоксидной смолы.

В результате получаем 12 одинаковых составляющих для нашего магнитопровода

Затем изготавливаем каркас для сварочного трансформатора (все детали в двух экземплярах):

В итоге собираем вот такую конструкцию:

Расчёт трансформатора.

Параметры материала М3000НМС1:

магнитная индукция - Bs=0.45Тл (при Н=800А/м), Bm=0.33Тл (при Н=100А/м и t=60C);

остаточная магнитная индукция - Br=0.1Тл;

коэрцитивная сила - Нс = -12А/м.

После сборки получим один Ш-образный магнитопровод, с параметрами:

сечение магнитопровода - Sм=11.7см 2 ;

площадь окна – So = 6.2см 2 ;

Средняя длина магнитной линии - l ср = 182мм.

В однотактных схемах принято (если преобразователь работает в режиме неразрывных токов, то не обязательно) делать немагнитный зазор в магнитопроводе трансформатора, для того чтобы уменьшить остаточную магнитную индукцию, например с Br = 0.1 до Br 2 = 0.03. Определим толщину немагнитного зазора:

σ = μ0 * l ср * Hc / ( sqrt (2) * Br 2) = (4* pi *10**-7) * 182 * 12 / ( sqrt (2) * 0.03) = 0.065,

Толщина немагнитных прокладок по краям и в середине сердечника должна быть в два раза меньше ~0.032 мм.

Определим необходимое количество витков для разных частот работы преобразователя по формулам:

W1 = U вх / (2 * 10**-4* Sм * ΔB * f ) = 300 / (2 * 10**-4 * 11.7 * 0.3 * f ) = 427350 / f ; W 2 = W 1 / K .

Рассмотрим только целые значения W 2:

Расчёт плотности тока.

Коэффициент заполнения окна выбираем ko = 0.225, с учётом того, что нужно сэкономить место для дополнительной обмотки W 3. Если бы обмотки W 3 не было, то ko можно было бы выбрать равным 0.25.

Теперь определим, какая будет плотность тока в обмотках при выходном токе 160А для трёх вариантов трансформатора:

J = W * i / 50 * So * ko = W * i / 50 * 6.2 * 0.225 = W * i / 70

J 2 = W 2 * i 2 / 70 = W 2 * 160 / 70 = W2 * 2.286.

W 2 / J 2

В моей предыдущей конструкции (без обмотки W 3) плотность тока составляет 9 А /мм2, трансформатор греется сильно, но из строя не выходит уже три года. Разумеется, осуществлено его воздушное охлаждение – обдув вентилятором, таким образом, разумно выбрать вариант c частотой – 32 кГц, W 1 = 13, W 2 = 4.

В любом случае, при регулировке необходимо подобрать частоту работы преобразователя, так чтобы сердечник трансформатора не уходил в насыщение, но в то же время, работал на максимально возможной петле гистерезиса. Для этого лучше временно надеть трансформатор тока Т 2 на вывод, соединяющий вывод трансформатора Т1 с коллекторами силовых транзисторов. Трансформатор тока следует нагрузить сопротивлением 1..2 Ом, и при разорванной обратной связи по напряжению (без оптопары ), то есть при максимальной - 50% длительности импульсов смотреть осциллограмму на этом резисторе. Ток должен нарастать линейно (пилообразно), если на вершине импульсов появляется задир, значит, сердечник трансформатора уходит в насыщение, то есть частота мала.

ОБЩИЙ РАСЧЁТ.

При расчёте прямоходового преобразователя сварного тока следует исходить из того, что он состоит из четырёх последовательно включенных четырёхполюсников: выпрямителя с фильтром , ключевого транзистора с первичной обмоткой трансформатора , вторичной обмотки трансформатора и выпрямителя с выходным дросселем . Каждый, из четырёхполюсников имеет определённые потери мощности, а токи и напряжения на входах и выходах четырёхполюсников связаны определёнными отношениями.

Задан максимальный выходной сварочный ток: i св .м акс = 160А, напряжение на выходе при таком сварочном токе: 24 V , следовательно мощность на выходе Pout .св.макс = 160 * 24 = 3840 W . У таких сварочных аппаратов КПД обычно составляет около 0.85, и аппарат из сети потребляет 3840 / 0.85 = 4520 W , или 20.5 А при нормальном напряжении в сети. На выходных диодах, падает напряжение 1.3 V , ещё немного на дросселе и сварочных проводах. Следовательно, действующее напряжение на вторичной обмотке трансформатора составит около 26 V . А действующий ток вторичной обмотки i 2 = i св .м акс = 160А.

На входных и выходных диодах в тепло преобразуется небольшая мощность, поэтому КПД транзистор + трансформатор можно считать равным 3840 / 4520 = 0.9. Какая именно мощность рассеивается на транзисторе, а какая на трансформаторе трудно предсказуемо, поэтому будем считать их КПД равными, каждому по 0.95. Таким образом, на транзисторе мощность снизится до 4520 * 0.951 = 4280 W , а на трансформаторе до 4280 * 0.951 = 3800 W .

Теперь, зная распределение КПД и коэффициент трансформации 3.25 можно вычислить действующие значения тока и напряжения на первичке трансформатора: i_w ₁ = (160 / 3.25) / sqrt (0.951) = 50.5 A ; u_w ₁ = (25.5 * 3.25) / sqrt (0.951) = 85 V .

Какое напряжение будет на конденсаторах фильтра при максимальном сварочном токе практически не предсказуемо, так как зависит от нескольких факторов, для упрощения расчёта примем это напряжение равным 250 V , то есть для сравнительно небольшой ёмкости. Тем более, что на дальнейшие расчёты влияние будет минимально (просто изменится λ ) .

Теперь можно найти скважность импульсов λ при максимальном сварочном токе 85 / 250 = 0.34.

Отсюда можно найти импульсный ток через первичку трансформатора 50.5 / λ = 148.5 A .

Самодельная сварка аргоном. Осциллятор своими руками

Прикупил себе товарищ сварочный инвертор аргонно-дуговой сварки для разных металлов. В основном таких как нержавейка и алюминий в среде газа аргон, но вот незадача такой тип сварки не подходит для сварки алюминия. Задал я вопрос на форуме, рекомендовали менять местами массу и держак, но при таком подключении вольфрамовый электрод просто сгорает. Рекомендовали варить переменным сварочником, якобы алюминий лучше варить переменным током, при таком токе шов получается качественный. Было решено купить сварочник переменного тока, но для него нужен осциллятор. Вот и дал он мне такую задачку собрать для него осциллятор

Осциллятор это такой прибор, который нужен для бесконтактного розжига дуги. Дуга разжигается за счет высоковольтного напряжения между контактами, к примеру как в свече двигателя внутреннего сгорания искра пробивается на расстоянии. По такому же принципу работает осциллятор

В поисках хорошей схемы долго я скитался по просторам рунета, схемы все время чем то не нравились, но вот наткнулся на каком то форуме на схему от Евгения. Выкладываю схему в оригинале

Человек построил схему на базе принципиальной схемы обратнохода на UC3842-5 и трансформатора строчника телевизора. Мне эта идея очень понравилась, но к сожалению у меня нет этой микросхемы и я решил сделать схему на базе таймера NE555.

На базе NE555 можно собрать неплохой генератор прямоугольных импульсов, усилить его драйвером на транзисторах для управления полевым транзистором и гонять преобразующий трансформатор.
Разберу схему с начала. Питать осциллятор решил от отдельного блока питания 30В, после диодного моста напряжение примерно 45В. На Q1R2R5D6C2C3 собран источник опорного напряжения для питания генератора и драйвера. На R3R4R8D5C6C7 и таймере 555 собран генератор прямоугольных импульсов скважностью 60%, R6Q2Q5 драйвер для управления Q3. C1R1D3 RCD клампер для подавления выбросов с трансформатора.
После трансформатора высокое напряжение свыше 1000В поэтому установлен высоковольтный диод HVR-1×4, такой диод можно найти в микроволновке, он способен выдержать до 12кВ. Между плюсом и минусом установлен разрядник из свечи с мопеда, после через конденсатор установлен развязывающий трансформатор, через который пропускается сам сварочный кабель. Второй трансформатор уже подает высоковольтное напряжение на держак и массу

В точке А схема осциллятора соединяется с датчиком тока, он необходим для работы осцилятора в нужный момент. То есть когда дуга не зажжена и ток не течет через кабель, осциллятор работает выдавая высоковольтное напряжение. Когда дуга зажигается, через датчик тока на трансформаторе проходит какой то ток, с трансформатора на компаратор поступает напряжение, компаратор открывает транзистор C945 и работа осциллятора останавливается. Эта мера необходима, что бы осциллятор работал только для розжига и поддержания дуги когда она затухает, все остальное время осциллятор как бы в режиме ожидания

Датчик тока построен на повторителе из первого ОУ, для согласования напряжения с датчика и компаратора, и собственно самого компаратора, который сравнивает опорное напряжение с напряжением с датчика тока. В качестве датчика тока выступает обычный трансформатор 50ГЦ, как расчитать его описано в статье Расчет трансформатора тока

Со схемой немного определился и принялся за разводку платы, кусок текстолита взял 160*100мм

Разводя печатную плату стремился сделать ее как можно компактней, но добиться этого удалось только в управляющей части схемы, в высоковольтной части все компоненты разместил подальше друг от друга, что бы избежать пробоя ведь напряжения немалые

Пока печатка травилась в растворе медного купороса решил заняться трансформатором. Для расчета использовал программку Flyback 8.1, замерил размеры магнитопровода и ввел все в программку.
Задал напряжение питания 30В и частоту генератора 48кГц, напряжение на вторичке выставлял таким образом, что бы количество витков вторички равнялось примерно 700, по паспорту это количество витков внутри залитой эпоксидкой катушке
Нажав на кнопку рассчитать я получил точное количество витков первички и диаметр кабеля, а так же зазор на магнитопроводе

На ферритовый магнитопровод намотал пару витков молярного скотча, поверх него намотал 23 витка проводом диаметром 0,63 и сверху намотал скотчем еще пару слоев для изоляции
После намотки принялся за сборку платы. Собрал ИОН и генератор. Установил трансформатор Т1 и диод с разрядником, установлено все кроме RCD клампера. Клампер рассчитываю в той же программе. Задаю емкость конденсатора и рассчитываю диод и сопротивление резистора

Собрал все в кучу, прикрутил на радиатор через прокладки транзисторы, теперь можно и пробное включение сделать.

Включил через лампу на секунду другую. Лампа светится, но не в весь накал, искра стала пробиваться, значит генератор работает. Удалил лампу с цепи, сделал замеры на ИОН там 15В как и надо.

На генераторе есть импульсы, искра пробивается значит можно продолжать сборку и собирать датчик тока.
Установил второй трансформатор и временно установил последовательно два конденсатора 1600В 2,2нФ, так как не было подходящего. На второй трансформатор временно намотал витков для проверки работы схемы

Схема работает отлично, осциллятор работает. Осталось только доработать датчик тока, но так как товарищ еще не привез сварку, испытывать нечем. О его работе я расскажу в следующей статье, а пока устройство лежит ждет своего времени

Не хотите тратить время на сборку платы и настройку, закажите готовый модуль из Китая
для питания от переменного напряжения 220В модуль стоит 1200 рублей, ссылка вот

Так же вы можете приобрести осциллятор с питанием от 24В стоимостью 1500 рублей, ссылка вот

Если вы серьезно заинтересованный этой темой, рекомендую прочитать последнюю статью по самодельному аргонодуговому аппарату для алюминия, так же можете прочитать про первый горький опыт Самодельная сварка аргоном. Переделка переменного сварочного аппарата

Читайте также:

Сварочный аппарат на твс

Сборка сварочного

Намотка трансформатора

Конструкция

Настройка

Сварочный аппарат из деталей старых телевизоров

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Топ авторов темы

Популярные посты

Молчун

тимвал

Изображения в теме

Сварочный аппарат на твс

Характеристики инвертора

Схема инвертора

Схема управления

Силовой трансформатор

Несколько слов о комплектующих

Дежурный блок питания

Самодельная сварка аргоном. Осциллятор своими руками