Выпрямитель на сварочный аппарат

Обновлено: 25.04.2024

Оборудование

Диод представляет собой полупроводниковый агрегат с разной проводимостью, определяемой прикладываемым напряжением. Он имеет два вывода: катод и анод. Если подается прямое напряжение, то есть на аноде в сравнении с катодом потенциал положителен, агрегат открыт.

Если напряжение отрицательно, он закрывается. Такая особенность нашла применение в электротехнике: диодный мост активно используется в сварочном деле для выпрямления переменного тока и улучшения качества сварных операций.

Выпрямитель для сварки

Оборудование для сварки на переменном токе обладает существенным минусом при использовании в домашних условиях: оно провоцируют перепады напряжения в сети и помехи для работы электроустройств.

По этой причине, при проведении сварных работ своими руками, требуется выпрямитель для сварочного аппарата, позволяющий в некоторой мере сгладить мощные перепады сетевого напряжения.

Особенность выпрямителей

Многие сварочные аппараты требуют доработки, заключающейся в применении специальных выпрямителей. Для их изготовления часто применяют диоды, способные пропускать напряжение исключительно в одну сторону.

Изначально для усовершенствования сварки мастера использовали диодные схемы из четырех диодов на радиолампах. Но данная технология была слишком сложной и дорогой. В наши дни силовые диоды стали доступными по стоимости, поэтому активно используются в сварных операциях.

На заметку! Подбирайте такие электрические элементы, которые обладают высоким качеством, и следите за тем, чтобы фактический ток в цепи был меньшим, чем заданный по номиналу. Тогда аппарат прослужит без поломок максимально длительное время.

Электрическая схема выпрямителя для сварки.

Схема для такого приспособления не отличается особой сложностью: она состоит из проводников, пропускающих электрический поток и направленных в актуальную сторону.

Если быть более точным, то два элемента общей схемы соединены последовательно и направлены друг к другу, а еще два ‒ располагаются один за другим. Первые из них проводят ток в выбранном направлении, вторые ‒ не позволяют току вернуться.

Выпрямители на диодах характеризуются разной мощностью, поэтому вид электрода необходимо подбирать с учетом этого параметра. Чем выше мощность, тем более толстый электрод потребуется.

На промышленном производстве требуется применить мощную аппаратуру, которая позволит выполнять сварные соединения без каких-либо пауз. Для бытового использования подойдут менее мощные выпрямители для сварки.

Применение в сварке

Диодную схему можно собрать из отдельных диодов или приобрести монолитную конструкцию с разными параметрами. Первый вариант менее предпочтителен, чем второй. Но при сгорании одного диода не требуется менять все четыре элемента, как в случае монолитной конструкции.

Если применить такие агрегаты для переориентации сварки на работу с постоянным током, можно добиться расширения ее функциональных возможностей.

Применение выпрямителя из диодов поможет:

устранить перебои напряжения в сети;
упростить задачу розжига электрической дуги в условиях номинального и пониженного напряжения;
увеличить тепловой режим при длительной работе сварочного аппарата.

На заметку! С помощью выпрямителя из диодов для сварочного аппарата можно поддерживать электрическую дугу на стабильном уровне, что позволяет повысить эстетические качества созданных своими руками сварных соединений на металлических конструкциях.

Выпрямитель для сварки собирается по мостовой схеме, но при этом важно учесть, что корпус агрегата находится под напряжением.

Поэтому при установке диодного моста на радиатор, важно изолировать агрегат от иных элементов схемы, от корпуса сварочного аппарата, соседних диодов. А это чревато определенными неудобствами для сварщика: нужно использовать более крупный по размеру корпус сварки.

Выпрямитель тока для сварочных работ.

Как следствие, аппарат получается тяжелым и громоздким.

Чтобы уменьшить габариты сварки, можно подобрать выпрямительный прибор ВЛ200 с другой полярностью, объединив полупроводники на два парных радиатора. Но еще лучше, установить в едином корпусе сварки мощные, но при этом максимально компактные диодные мосты.

Такое решение обойдется сварщику в несколько раз дешевле, нежели покупка диодов В200. Деталь по размеру не больше, чем спичечный коробок. Она имеет площадку для установки радиатора, работает на максимальном, прямом токе ‒ 30-50 А.

Важно! Если в процессе выполнения сварных работ потребовался более мощный мост, стоит воспользоваться параллельным подключением мостовых сборок. Главное понимать, что при таком решении надежность конструкции будет ниже, чем при одиночных мощных диодах.

Если говорить о схемах полупроводникового типа с устройством выпрямителя, важно отметить следующее:

Лучшие показатели имеет трехфазная система, позволяющая использовать мощность сети до 380 В.
Ее применяют на промышленных предприятиях, где важно создать длительный непрерывный сварной процесс без пауз для соединения больших по размеру металлических деталей: ворот, контейнеров, хозяйственных металлических сооружений и т.п.
Система с одной фазой подходит для бытового использования, когда сварной процесс длится короткий промежуток времени, и нет необходимости в более длительной сварке.

Установка

Если планируется установить параллельную схему соединения диодных мостов, важно учесть некоторый разброс по параметрам каждого диода. Подбирать элементы нужно так, чтобы оставался некоторый запас прочности. Тогда можно получить компактный диодный мост для сварочного аппарата.

Диодные сборки можно разместить на одном радиаторе, но для повышения показателей теплоотдачи их монтируют через теплопроводящую пасту. Актуальное количество таких схем для выпрямителя определяется требуемым сварочным током: стандартное количество 3-5 сборок.

Проводники стоит соединять с контактами при помощи пайки, и иначе в местах контакта потери мощности, или соединение сильно нагревается. При необходимости выполнить сварные операции, выпрямитель подключается к аппарату для сварки.

Как сделать выпрямитель своими руками?

Если в наличии мастера имеются комплектующие детали, вполне реально изготовить самодельный сварочный выпрямитель. При условии соблюдения всех рекомендаций специалистов он гарантировано обеспечит процесс ручной дуговой сварки постоянным током, но потребуется применить электрод с обмазкой.

Диодный мост для сварочного аппарата.

Обмазка при расплавлении электрода препятствует проникновению составляющих воздуха в расплавленный металл сварного соединения. Без нее контакт металла в расплавленном виде с азотом и кислородом снизят прочностные свойства шва, сделав его хрупким и пористым.

Сначала потребуется выбрать или смотать своими руками понижающий трансформатор с требуемыми параметрами. Собирают трансформатор до подключения диодного моста.

Если выбран путь самостоятельного изготовления аппарата, важно правильно рассчитать его элементы, в том числе:

параметры магнитопровода;
актуальное количество витков;
размеры сечения шин, проводов.

На заметку! Расчеты для изготовления трансформаторов осуществляются по единой методике, поэтому данная задача не представляет трудностей даже для малоопытного сварщика со школьными знаниями электричества.

В работе не обойтись без светодиодов: нужны они в качестве проводников тока в одном единственном направлении. Простейший диодный выпрямитель, созданный по мостиковой схеме, монтируют на радиатор с целью теплообмена и охлаждения.

Мощные диоды для сварочного аппарата, по типу ВД-200, выделяют при работе довольно большой объем тепловой энергии. Чтобы обеспечить падающую характеристику тока, в цепь потребуется включить дроссель последовательно.

Активное переменное сопротивление в такой схеме обеспечит сварщику возможность плавно регулировать сварочный ток. Далее, один полюс нужно подключить к сварной проволоке, а второй ‒ к рабочему объекту.

Электролитический конденсатор в составе схемы необходим в качестве сглаживающего фильтра для снижения пульсаций.

Выполнить намотку реостата несложно своими силами, но для такой задачи потребуется керамический сердечник и проволока из никелина или нихрома. Актуальный диаметр проволоки определит величина регулируемого тока сварной операции.

Расчет сопротивления реостата нужно проводиться учетом удельного сопротивления электрода, его сечения и общей длины.

Электрическая схема сварки с диодным мостом.

Шаг регулировки тока для сварки зависит от диаметра витков. Если правильно собрать перечисленные детали в единый агрегат, процесс сварки будет сопровождаться постоянным током. Не лишним будет и монтаж резистора, препятствующего короткому замыканию при работе.

Оно может происходить при касании проволоки о металл без зажигания дуги. Если в это время на конденсаторе нет сопротивления, он мгновенно разрядится, произойдет щелчок, электрод разрушится или прилипнет к металлу.

При наличии резистора можно сгладить разряды на конденсаторе, сделать поджога электрода более простым и мягким. Изготовление аппарата для выпрямления сварного тока своими руками позволит создавать максимально аккуратные и долговечные сварные швы.

Итоги

Диодный мост для сварочного аппарата преобразует переменный ток в постоянный, что позволяет повысить качества сварных соединений. Такое приспособление можно приобрести в готовом виде или создать своими руками, следуя советам, озвученным в статье.

Назначение, особенности и принципы функционирования сварочных выпрямителей

Сварочный выпрямитель представляет собой специальный агрегат, преобразующий электрический ток от сети в рабочее напряжение высокого уровня для проведения сварных работ высокого качества.

Использование такого оборудования облегчает работу сварщика, так как позволяет выполнять более качественные и долговечные соединения металлических поверхностей при экономии расходного материала. Рассмотрим, как устроен и работает выпрямитель для дуговой сварки.

Назначение выпрямителя

Сварка представляет собой соединение двух металлических деталей путем замыкания дуги между соединяемой поверхностью и концом плавящегося электрода сварочного выпрямителя.

Два кабеля подсоединяются к выходящим клеммам устройства: первый фиксируется на свариваемой детали из металла, на конце второго размещается держатель или горелка.

Сварочный выпрямитель.

Полярность, а также режим осуществления сварной операции определяется конкретным полюсом крепления к свариваемым металлическим частям конструкции.

Выпрямитель для сварки имеет довольно простую конструкцию. Он состоит из нескольких блоков, которые обеспечивают сварщику стабильный рабочий процесс. В итоге, на выходе можно получить постоянный ток такой силы, которая необходима для проведения сварки деталей из стали, цветных металлов.

На заметку! Такое оборудование также позволяет сварщику выполнить сварные работы обратной полярности на конструкциях из тонколистовой, нержавеющей, легированной и высокоуглеродистой стали, которые чрезмерно чувствительны к перегреву.

Выпрямители относятся к более совершенным агрегатам для работы с металлическими конструкциями в сравнении с обычными трансформаторами, поскольку обладают рядом преимуществ:

обеспечивают постоянное горение дуги, что продлевает рабочее время аппарата;
при их эксплуатации сводится к минимуму количество брызг расплавленного присадочного и основного металла;
позволяют достигнуть ровной поверхности шва с микроскопическим чешуйчатым рисунком;
повышают свариваемость цветных и легированных металлов, что существенным образом улучшает качество выполненных соединений;
предоставляют сварщику возможность сэкономить расходные материалы при выполнении сварных работ, что снижает себестоимость готового изделия.

Как устроен сварочный выпрямитель, и по какому принципу функционирует?

Сварочный выпрямитель сконструирован из нескольких блоков, внутри которых происходит понижение, преобразование входящего напряжения при одновременном увеличении величины А. Устройство сварочного выпрямителя позволяет понять основные принципы его функционирования.

Конструкция агрегата состоит из следующих элементов:

трехфазный трансформатор, понижающий входящее напряжение;
диоды, пропускающие ток в одном направлении, в отличие от проводников электрического тока, способных одинаково хорошо проводить ток в оба направления;
радиаторы и вентилятор для охлаждения конструкции;
амперметр;
вольтметр;
регуляторы тока.

Поскольку диоды в процессе функционирования агрегата нагреваются, то им требуется качественная система охлаждения. По этой причине рядом с ними расположены модули охлаждения, обеспечивающие конструкции постоянный обдув холодным воздухом.

Это устраняет риск перегрева диодов, повышает время работы выпрямителя и устраняет необходимость перерывов в его работе.

Измерительные приборы в системе позволяют контролировать характеристики тока, а сигнализатор температуры сообщит о перегреве. Выставить актуальную в работе силу тока можно с помощью специальных регуляторов. Если же показатели V превышаются, сработает защитный блок, и сварка остановится.

Такие агрегаты могут обладать разными характеристиками, и предназначены для проведения сварки заготовок из стали и сплавов цветных металлов. Но все виды подобного оборудования функционируют по единому принципу.

Схема устройства выпрямителя с трансформатором с увеличенным рассеянием.

Схема сварочного выпрямителя выглядит так:

перемененный или сетевой ток подается на первичную обмотку понижающего трансформатора, что приводит к понижению его стандартной величины;
поток напряжения с уменьшенным значением V и возросшей силой тока А возникает на вторичной обмотке за счет электромагнитной индукции;
напряжение поступает на кремневые элементы-диоды, обеспечивающие прохождение тока в одном направлении и его стабилизацию;
колебание частоты тока устраняется, после чего постоянное напряжение подается в зону соединения деталей.

Любой аппарат для сварки постоянного тока функционирует по подобной схеме, обеспечивая сварщика широкими возможностями в работе.

Ведь выпрямители для сварочных работ позволяют осуществлять сварку и резку устойчивой дугой с получением швов более высокого качества на различных металлических конструкциях за счет преобразования тока от трансформатора в постоянное напряжение внутри агрегата.

При работе расходные материалы не разбрызгиваются, поэтому происходит их существенная экономия.

Важно! Напряжение при работе сварных выпрямителей на холостом ходу не должно превышать уровень в 48V.

Обслуживание и ремонт

Сварочные выпрямители отличаются высоким качеством и длительное время работают без поломок, если своевременно осуществлять обслуживание и ремонт агрегатов:

проводите проверку всех токопроводящих частей на предмет сохранности изоляции и надежности крепления клемм;
удаляйте пыль с внутренних элементов конструкции;
перед включением сварного аппарат проверяйте его заземление;
периодически смазывайте винт регулировки хода вторичной обмотки;
не допускайте работу с выпрямителем без применения защитного кожуха.

Наиболее часто встречаемые поломки сварных выпрямителей – перегрев конструкции и чрезмерный гул при работе аппарата.

Принципиальная схема сварочного выпрямителя.

При наличии подобных проблем, важно проверить следующие элементы аппарата:

крыльчатку вентилятора на предмет несоответствия актуальной величине: если такой факт установлен, деталь потребуется заменить;
вал вентилятора охлаждения на предмет заклинивания;
первичную обмотку трансформатора, если произошло замыкание;
герметичность изоляции листов сердечника, его шпилек.

Часто можно столкнуться с иной распространенной поломкой сварочного выпрямителя, которая требует незамедлительного проведения ремонтных работ. Напряжение тока на выходе понижается в связи с замыканием, обрывом во вторичной обмотке.

Если выключение магнитного пускателя осуществляется практически сразу после его включения, причину проблемы стоит искать в диоде. Также подобную поломку может спровоцировать замыкание тока на кожух оборудования.

Заключение

Сварочные выпрямители выделяются на фоне иного оборудования, применяемого с целью выполнения электродуговой сварки. Они способны повысить силу тока до необходимого для плавления кромок металлов значения и преобразовывать переменную частоту напряжения до постоянного значения.

В итоге, швы лучше шлифуются, поэтому получаются гораздо более качественными.

Диодный мост для сварочного аппарата: особенности работы, плюсы и минусы

Сварочные аппараты активно используются как для производственных, так и для бытовых целей. Для выполнения работы необходимо обеспечить это оборудование электроэнергией. Чтобы создать качественный шов, переменный ток, получаемый из сети, требуется преобразовать в нужную форму. Для этой цели нужно использовать диодный мост для сварочного аппарата. Мастер должен знать, почему это необходимо и как работает выпрямительный узел.

Преобразование энергии при работе сварочного аппарата

При подключении к сети ток сначала попадает в понижающий трансформатор. Переменное электромагнитное поле возбудит во вторичной обмотке ток с нужными для сварочного аппарата параметрами. У него будет меньшее напряжение и большая сила тока.

Затем он проходит через выпрямительный блок, который обеспечит то, что ток будет иметь полярность одного знака. При этом останутся значительные пульсации. Чтобы их сгладить, его пропустят через конденсаторный блок. После него электроэнергия, используемая непосредственно для дуговой сварки, будет в значительной степени стабильна для того, чтобы создать качественный и надёжный шов.

Для ведения работы в аппарате существуют устройства, которые обеспечивают запуск и отключение, создают охлаждение рабочей части. В состав конструкции входят датчики, показания которых используются для более точного управления. Предусмотрена регулировка рабочего напряжения. Она происходит ступенчатым образом благодаря подключению дополнительных секций обмотки или их отсеканию.

Работа сварочного выпрямителя даёт возможность поддерживать рабочий постоянный ток с нужными параметрами и обеспечить его стабильность на протяжении всего процесса работы.

Различные виды сварочных выпрямителей

В зависимости от модели для этой цели могут применяться различные схемы. Используются следующие виды выпрямителей:

Работающие на основе трансформатора.
Построенные на применении транзисторов, которые обеспечивают выпрямление и сглаживание тока.
Диодные мосты.
При помощи дросселя, который предназначен для сдерживания резких скачков тока и напряжения.
На основе использования тиристоров.
Преобразователи-инверторы, которые повышают частоту, приводят ток и напряжение к нужным для работы параметрам.

Применение диодного моста считается одним из самых эффективных методов получения тока с нужными для работы параметрами.

Далее в видеоролике рассказывается о том, как собрать диодный мост:

Видео описание

Как собрать диодный мост

Существуют также другие способы классификации сварочного оборудования. Часто применяется та, которая построена на использовании различных видов характеристик:

Выпрямители, для которых типичны крутопадающие характеристики, обычно применяются для ручной дуговой сварки. Их также используют для работ с не плавящимися электродами в специальной газовой среде. Такой аппарат способен создавать радиопомехи, которые подавляются с помощью использования соответствующих фильтров.
Устройства с жёсткими характеристиками используют для работы с плавящимися в углекислом газе электродами.
Универсальные устройства могут использоваться для всех видов сварочных работ.

Эти устройства нужно различать по силе используемого тока. Силовые диоды рассчитаны на работу в тех случаях, когда она является значительной. Сварочные аппараты промышленного уровня, предназначенные для трёхфазного напряжения 380 В, могут работать с током величиной до 400 А. Для однофазных она равна 125-180 А.

Плюсы и минусы применения диодного моста

В некоторых приборах вместо того, чтобы применять диодный мост для сварочного аппарата, в конструкцию включается трансформатор. Последний способ обеспечивает менее качественную работу. Схема с диодным мостом позволяет воспользоваться такими преимуществами:

С его помощью электрическая дуга становится более стабильной.
Выпрямление тока способствует более экономному расходу энергии в процессе работы.
Относительно высокий коэффициент полезного действия.
Выпрямитель не только производит преобразование тока, но и выполняет стабилизацию напряжения. Он позволяет сварочному аппарату уверенно работать даже в тех случаях, когда электросеть является нестабильной.
Во время выполнения сварки уменьшается количество брызг.
По сравнению с применением трансформатора при использовании диодного моста аппарат имеет меньший вес и более компактные размеры.
Проведение сварочных работ обеспечивает более высокую надёжность соединения.

Однако применение диодных мостов также имеет следующие недостатки:

Важную роль играет параметры поступающей из электросети энергии. Применение диодных мостов выдвигает определённые требования по стабильности.
Более высокое качество работ связано с небольшой потерей мощности.
Более высокий риск возникновения короткого замыкания.
Применение этого способа обуславливает увеличение стоимости аппаратуры.

Использование диодных мостов для выпрямления обеспечивает более высокое качество сварки.

Как получают нужный для работы ток

Питание для сварочного аппарата должно соответствовать требованиям конкретной модели. Предусмотрено 2 варианта:

Однофазное напряжение 220 В. Оно часто используется для работы бытовых сварочных приборов. Оно обеспечивает менее равномерный ток по сравнению с трёхфазным.
Трёхфазное напряжение 380 В. Этот вариант часто применяется при осуществлении промышленной сварки. Он доступен для бытовых целей при условии, что хозяин может обеспечить эту возможность. Такие аппараты работают более стабильно и качественно.

Частота в обоих случаях равна 50 Гц.

О регуляторе тока для проведения сварки рассказано в ролике ниже.

Регулятор ТОКА для сварочного аппарата.

Из сети поступает напряжение, которое изменяется по синусоиде. Оно циклически становится то положительным, то отрицательным. Поступая на первичную оболочку трансформатора, постоянные изменения тока создают переменное электромагнитное поле, которое возбуждает во вторичной обмотке периодические колебания напряжения и тока. Различие состоит в том, что на выходе трансформатора потребление мощности уменьшается.

Дальше ток проходит через диодный мост. Поскольку входное напряжение изменяется по синусоиде, то на вход поступают положительные и отрицательные импульсы, которые чередуются между собой. После прохождения диодного моста в сварочном аппарате первые остаются без изменений, а вместо вторых проходят положительные, имеющие такую же амплитуду. Таким образом на выходе возникает сильно пульсирующее напряжение одного знака.

Для того, чтобы сгладить пульсацию, дальше для обработки применяется конденсаторный блок. На его выходе получается постоянное напряжение, имеющее высокий уровень стабильности.

Как выбрать

Наиболее популярным типом диодного моста заводского изготовления является ВД306. Он удобен тем, что оснащается возможностью выполнять плавную регулировку. Нужно учитывать, что при работе он потребляет 12 кВт электричества. Вес этого устройства достигает 100 кг. Такой прибор наиболее удобно использовать для промышленной сварки.

Диодный мост можно сделать своими руками. Его изготавливают из силовых диодов. В составе схемы их может быть от двух до пяти. Самостоятельно сделанный диодный мост будет стоить дешевле, но для его создания специалист должен профессионально разбираться в аппаратуре.

Сварочный аппарат, рассчитанный на трёхфазное напряжение 380 В имеет наилучшие эксплуатационные характеристики. Однако для него не всегда на месте работы имеется соответствующая сеть электропитания. Например, если потребуется выполнять сварку на дачном участке, то вряд ли получится обеспечить его энергией.

Такие аппараты являются более тяжёлыми по сравнению с теми, которые используют однофазную сеть. Вес последних находится в пределах 30-80 кг.

Для надёжной работы диодного моста нужно, чтобы используемые значения напряжения и силы тока, на которые он рассчитан, превосходили реальные в 1,5-2 раза. Максимальное обратное напряжение применяемых диодов должно быть в два раза выше по сравнению с тем, которое даёт трансформатор. Мощные диоды для сварочного аппарата необходимы для того, чтобы работа была безотказной.

Правила техники безопасности при использовании

Многие виды диодов для сварки не могут полноценно работать при чрезмерной запыленности. Поэтому перед применением их нужно продуть. Одно из наиболее удобных средств для этого — использование бытового фена. С его помощью можно не только устранить пыль, но и убрать влагу, которая влияет на электрические характеристики оборудования. Такую продувку необходимо проводить не реже раза в квартал.

Если сварочный аппарат не использовался в течение года, то перед применением его необходимо прогреть. Для этого аппарату дают возможность немного поработать на всех имеющихся режимах. Время, в течение которого проводится эта подготовка, должно быть не меньше двух часов.

При работе сварочный аппарат потребляет большое количество энергии. Важно следить за тем, чтобы он не перегревался. Если его температура превышает допустимую, в работе нужно сделать перерыв.

Нужно проверять наличие изоляции на всех токопроводящих частях. Если она нарушена, её необходимо восстановить. Крепления клемм должны быть надёжными. В процессе работы сварочный аппарат обязательно заземляется. Если он перегревается, причиной может быть одна из следующих неисправностей:

Произошло замыкание в обмотке трансформатора.
Вентилятор охлаждения не работает в полную силу.
Нарушена изоляция сердечника.
Из-за неисправности вторичного контура трансформатора понижено рабочее напряжение.

При обнаружении неисправностей их нужно устранить перед тем, как начать использовать сварочный аппарат.

Диодный мост в сварочном аппарате обеспечивает подачу тока, который необходим для выполнения качественной сварки. Этот узел может использовать электропитание 380 или 220 В. В результате его применения переменный ток преобразуется на выходе в тот, который по своим характеристикам близок к постоянному.

Особенность сборки диодного моста для сварочного аппарата

Диод – это полупроводниковый прибор, который обладает различной проводимостью в зависимости от прикладываемого напряжения. Имеет всего два вывода: анод и катод. При подаче прямого напряжения (на анод подается положительный потенциал по сравнению с катодом) он открыт. При подаче отрицательного напряжения он закрывается.

Эта особенность прибора широко используется в электротехнике, в частности диодный мост применяют для сварочного аппарата, чтобы выпрямлять переменный ток, улучшая качество сварки.

Основные характеристики

Главными параметрами, на которые обращают внимание при выборе выпрямителей для сварочных аппаратов, являются:

максимально допустимое постоянное обратное напряжение;
максимальный средний прямой ток за период;
рабочая частота переключения;
постоянное прямое напряжение при максимальном прямом токе;
максимально допустимая температура корпуса.

Амплитуда бытовой сети составляет около 310 В, поэтому нужно использовать диоды с обратным напряжением 400 В и выше. Прямой ток жестко связан с мощностью прибора, и на него также обращают внимание. Рабочая частота показывает, в каком выпрямителе можно использовать полупроводник, применять его в сетевом или выходном блоке инвертора.

Прямое напряжение полупроводника характеризует мощность рассеяния на самом приборе. Это позволяет рассчитать размеры радиатора или системы охлаждения. Предельная температура корпуса сварочного аппарата дает возможность предусмотреть схему защиты от перегрева.

Применение в сварке

В любом трансформаторном сварочном аппарате постоянного тока или инверторе присутствуют силовые диоды. Они предназначены для выпрямления переменного тока. Для повышения коэффициента полезного действия диоды подключают по мостовой схеме, в этом случае оба полупериода приходятся на нагрузку.

В трансформаторном сварочном аппарате выпрямительные диоды устанавливают на выходе вторичной обмотки. Сварочное оборудование имеет понижающий трансформатор, соответственно, напряжение холостого хода значительно ниже входного, поэтому здесь требуются приборы большой мощности и низкой частоты. Для этого подойдут выпрямительные диоды В200 (максимальный ток 200А).

Для сварочного инвертора требуется два выпрямителя. Один располагается на входе источника питания. Он преобразует переменный ток 220 вольт 50 Гц в постоянный, который преобразуется в дальнейшем в переменный ток высокой частоты (40-80 кГц).

При мощности аппарата 5 кВт выпрямительные диоды должны иметь обратное напряжение 600-1000 В и средний прямой ток 25-35 А при частоте 50 Гц.

Второй выпрямитель располагается после высокочастотного трансформатора. Здесь требования другие. Максимальный прямой ток должен быть не менее 200 А на частоте 80 кГц, а обратное напряжение превышать напряжение холостого хода (60-70 В).

В любом случае используются диоды из категории мощных, с площадкой для монтажа радиатора, поскольку без отведения тепла устройство быстро сгорит.

Особенность выпрямителей

Выпрямитель для сварочного аппарата выполняется по мостовой схеме. При изготовлении сварочного аппарата своими руками и применении диодов В200 нужно учитывать, что их корпус находится под напряжением.

Поэтому когда выпрямитель устанавливают на радиатор, он должен быть изолирован от остальных элементов схемы, от корпуса прибора и от соседних диодов тоже. А это создает определенные неудобства для сварщика.

Приходится использовать более крупный корпус. Для уменьшения габаритов аппарата применяют выпрямительный прибор ВЛ200, который имеет другую полярность. Это позволяет объединить полупроводники на два парных радиатора.

В последние годы стали выпускать довольно мощные диодные мосты в одном корпусе. По размерам такая конструкция из диодов примерно соответствует спичечному коробку, имеет площадку для посадки радиатора, максимальный прямой ток 30-50 А. Диодная сборка имеет значительно меньшую стоимость по сравнению с диодами В200.

Если по работе устройства требуется более мощный мост, то эту проблему можно легко решить, используя параллельное подключение мостовых сборок. Однако их надежность в таком случае будет ниже, чем у одиночных мощных диодов.

Установка

При использовании параллельной схемы соединения диодных мостов необходимо учитывать, что все они имеют некоторый разброс по параметрам.

Поэтому при подборе элементов необходимо делать это с некоторым запасом прочности. При соблюдении этого требования для сварочного аппарата можно получить диодный мост более компактный, чем при использовании одиночных диодов.

Диодные сборки позволяют размещать их на одном радиаторе, так как корпусы не находятся под напряжением. Это позволяет монтировать их в любом месте, и даже снаружи.

В зависимости от требуемого сварочного тока для выпрямителя могут потребоваться от 3 до 5 диодных сборок. Для лучшей теплоотдачи диодные мосты устанавливаются на радиатор через теплопроводящую пасту.

К контактам проводники рекомендуется подсоединяться пайкой, в противном случае могут быть потери мощности в месте контакта и его сильный нагрев.

Применение на практике

Для примера, рассмотрим инверторный аппарат TELWIN Force 165. Во входном выпрямителе используются диодные сборки GBPC3508. Выпрямительный мост GBPC3508 может работать с током 35 А, обратное напряжение – 800 В.

С ним вместе идет обязательно сглаживающий фильтр из конденсаторов большой емкости. Кроме этого имеется фильтр электромагнитной совместимости, который не пропускает помехи от инвертора в бытовую сеть.

На выходе инвертора используются мощные сдвоенные диоды с общим катодом. Они имеют высокое быстродействие в отличие от диодов расположенных на входе устройства.

Благодаря малому времени восстановления, менее 50 наносекунд, приборы успевают переключать высокочастотный ток на выходе вторичной обмотки.

В данном приборе используются сдвоенные диоды марок STTH6003CW, FFH30US30DN или VS-60CPH03, рассчитаны на прямой ток 30 ампер на один прибор (60 ампер на оба) и обратное напряжение 300 вольт.

Устанавливаются на радиатор. Для защиты полупроводников от перегрузки используется RC фильтр. Схема управления требует стабильный источник питания без бросков напряжения.

Для этого в приборе предусмотрены стабилитроны или уже готовый интегральный стабилизатор, которые обеспечивают стабильное питание на микросхемах управления. В результате получается компактное устройство, позволяющее качественно варить металл.

Устройство и виды сварочного выпрямителя

Распространённый в практике строительно-монтажных работ выпрямитель для сварочного аппарата состоит из ряда узлов и агрегатов, в основу работы которых заложен принцип преобразования сетевого напряжения.

Одновременно со снижением его величины в трансформаторе увеличивается предельно допустимое значение тока, который может «сниматься» с вторичной обмотки преобразовательного устройства.

В этом и состоит назначение выпрямителя – преобразовывать напряжение и повышать ток до значений, требуемых для сварки.

Устройство аппарата

После выделения и выпрямления мощными вентильными диодами токовой составляющей, на выходе сварочного выпрямителя формируется постоянный ток заданной величины, достаточный для образования мощной электрической дуги.

Полученный дуговой разряд и является той рабочей средой, которая необходима для сварки стальных заготовок и сплавов цветных металлов.

Для более полного ознакомления с агрегатом следует рассмотреть устройство сварочного выпрямителя с точки зрения подготовки его к свариванию заготовок.

При этом должны приниматься во внимание такие технические детали, как соблюдение полярности подключения проводов и другие рабочие моменты.

С позиции пользователя (или оператора) выпрямитель представляет собой модификацию электронного устройства, к выходным контактам которого подключаются два сварных кабеля плюсовой и минусовой полярности.

Один из ответных концов этих проводов подсоединяется к свариваемому изделию, а второй крепится на держателе электрода или встраивается в специальную газовую горелку.

В зависимости от условий сварки, а также от вида свариваемого материала выбирается требуемый режим работы и полярность подключения электродов к инструменту и заготовке.

Сам процесс соединения заготовок запускается посредством замыкания дуги между сплавляемой поверхностью и концом стержневого электрода. Дуга образуется за счёт сварочного тока, протекающего в цепи.

Помимо самого преобразовательного устройства, в состав сварочного выпрямителя обязательно входят элементы защиты и контроля параметров сварки, а также специальные органы управления.

Все перечисленные элементы управления и подключения трансформаторного выпрямителя объединены на одной рабочей панели с продуманной эргономикой, обеспечивающей удобство обращения со сварочным аппаратом.

Виды преобразователей

Согласно тому, какая электрическая схема используется в данной конкретной модели преобразователя, все сварочные выпрямители подразделяются на следующие группы:

выпрямители под условным обозначением «ВДМ», состоящие из понижающего трансформатора, мощного диодного мостика и сглаживающего конденсатора, имеющие всего один выход (пост);
универсальные выпрямители, изготавливаемые по многопостовой схеме и подключаемые к сети 3-х фазного напряжения;
выпрямители типа «инвертор», относящиеся к категории сложных электронных устройств с импульсным преобразованием входного напряжения.

Каждая из указанных разновидностей сварочных выпрямителей имеет свои достоинства и недостатки и применяется в соответствующих их техническим характеристикам условиях.

Однопостовые

Так, однопостовые аппараты отличаются относительно невысокой ценой, но при этом имеют один существенный недостаток, заключающийся в небольшой длительности непрерывной работы.

Они рассчитаны на рядового покупателя в любительском ранге, занимающегося сваркой лишь от случая к случаю.

Многопостовые

В отличие от «ВДМ» аппаратов многопостовые выпрямители имеют определённые преимущества, выражающиеся в увеличенной продолжительности непрерывной работы и в наличии отдельного блока управления (БУ) для каждого из постов. При этом все эти БУ содержат в своём составе специальный регулировочный элемент (реостат) и дроссельный ограничитель.

Указанные устройства широко применяются в производствах, специализирующихся на изготовлении металлоконструкций, а также на поточных сварочных линиях и обычных стройплощадках.

Инверторные

Сварочные выпрямители инверторного типа представляют собой сложную электронную конструкцию, работающую по схеме импульсного преобразования напряжения и дополненную активными элементами фильтрации и стабилизации.

Благодаря усовершенствованиям функциональные возможности этих агрегатов заметно расширяются. При работе с электронным инвертором удаётся легко зажигать дугу и обеспечивать ее стабильность на протяжении всего процесса сварки.

Различные модели инверторных устройств имеют несколько отличные от типовой схемы. Однако по принципу получения выпрямленного тока они относятся к одной и той же категории импульсных выпрямителей.

За счёт снижения веса преобразовательного модуля такие сварочные трансформаторы более удобны в обращении и транспортировке, чем обычные выпрямители.

Промышленные образцы

Рассмотрим один из промышленных образцов многопостового сварочного оборудования под заводским наименованием ВКСМ-1000-1-1 (ГОСТ 5.153-72).

Этот выпрямитель обеспечивает одновременное питание сразу шести сварочных постов с рабочим током 300 Ампер и выполнен по схеме с «жёсткой» выходной характеристикой.

В состав выпрямителя входят следующие основные узлы:

выпрямительный модуль со встроенным вентилятором охлаждения;
элементы пускорегулирующей и блокирующей (защитной) аппаратуры.

Производители этой модели сварочного агрегата побеспокоились о простоте конструкции прибора, а также о его надёжности и экономичности.

Для этого первичная обмотка трансформатора ТС обустроена по схеме классического «треугольника», а вторичная состоит из 2-х фазных обмоток, соединённых «звездой».

Среди популярных моделей отечественных выпрямителей можно выделить универсальный агрегат марки ВДМ 1202С, отличающийся прекрасными сварочными характеристиками.

При работе с этим прибором могут применяться любые типы покрытых электродов, что упрощает работу с ним и устраивает не только любителей, но и профессионалов.

Техническое обслуживание и ремонт

Бережное отношение к сварочному оборудованию предполагает своевременный его ремонт и текущее техническое обслуживание, исключающее преждевременный выход из строя.

Перед проведением ТО аппарат размещается на специально оборудованном для этих целей рабочем месте, после чего с него снимается наружный защитный кожух.

После разборки внутренние пространства сварочного выпрямителя и отдельные его узлы тщательно очищаются от осевшей пыли и грязи с помощью струи сжатого воздуха.

При наличии сильно загрязнённых мест их дополнительно протирают чистой мягкой фланелевой тряпочкой или ветошью. И лишь после этого приступают к процедурам, предусмотренным регламентом ТО.

При их проведении меняется смазка в подшипниках вентилятора, а также подгоняются контакты пускателей, автоматических выключателей и коммутаторов модуля управления.

В случае ремонта вышедшего из строя аппарата все его узлы предварительно осматривают визуально, и только затем переходят к поиску неисправности с помощью специальной измерительной аппаратуры.

В процессе поиска повреждений сначала проверяют все имеющиеся в схеме контакты, а также измеряют изоляцию внутренней разводящей проводки, сопротивление которой не должно быть менее 5 Мегом.

Помимо этого, исследуют элементы выпрямительного блока и фильтрующие конденсаторы, после чего визуально обнаруженные повреждённые детали заменяют новыми.

После этого можно попробовать вновь подключить агрегат и проверить его на работоспособность. В случае если выпрямитель по-прежнему не работает – лучше всего обратиться в специальную мастерскую, где профессионалы разберутся с возникшей неисправностью.

Подводя итоги, необходимо отметить, что выбор подходящего для бытовой эксплуатации выпрямителя должен строиться на учете множества факторов. Только при их соблюдении удаётся подобрать недорогой и достаточно надёжный агрегат, позволяющий сваривать большинство материалов.

Читайте также: