Сварочный полуавтомат из инвертора и трансформатора

Агрегат, предназначенный для сваривания изделий, принято считать сварочным полуавтоматом. Такие устройства могут быть различных видов и форм. Но самым важным является механизм инвертора. Необходимо, чтобы он был качественным, многофункциональным и безопасным для потребителя. Большинство профессиональных сварщиков не доверяют китайской продукции, изготавливая устройства самостоятельно. Схема изготовления самодельных инверторов достаточно проста. Важно учитывать для каких целей будет изготовлен аппарат.

Существуют инверторы для:

• Сваривания при помощи порошковой проволоки;
• Сваривания на различных газах;
• Сваривания под толстым слоем флюса;

Иногда для качественного результата и получения ровного сварного шва необходимо взаимодействие двух устройств.

Также инверторные устройства делятся на:

• Однокорпусные;
• Двухкорпусные;
• Толкающие;
• Тянущие;
• Стационарные;
• Передвижные, в комплекте которых есть тележка;
• Переносные;
• Предназначенные для начинающих сварщиков;
• Предназначенные для полупрофессиональных сварщиков;
• Предназначенные для профессиональных мастеров;

Схема инвертора:

Что потребуется?

Самодельный аппарат, схема которого очень проста, включается в себя несколько главных элементов:

• Механизм с главной функцией, отвечающий за управление сварочным током;
• Источник сетевого питания;
• Специальные горелки;
• Удобные зажимы;
• Рукава;
• Тележка;

Схема сварки при помощи полуавтомата в среде защитного газа:

Также мастеру понадобятся:

• Механизм, который обеспечивает подачу проволоки;
• Гибкий шланг, при помощи которого проволока или порошок будет поступать к сварному шву под давлением;
• Бобина с проволокой;
• Специальное устройство управления;

Алгоритм переделки

Подавляющее большинство компонентов применяется без существенных переделок. Переоборудование потребуется устройству подачи присадочного материала, поскольку скорость подачи присадки по гибкому рукаву должна совпадать со скоростью плавления присадочного металла. В механизме необходимо учесть опцию настройки, потому что скорость варьируется исходя из разновидности свариваемых металлов, типа и сечения присадочного материала.

В рабочем инверторе в первую очередь следует переустроить входящее в его структуру трансформаторное устройство. Оно покрывается добавочным слоем, состоящим из медной полоски и бумаги с термочувствительным покрытием.

Не следует использовать обыкновенную проволоку из меди для трансформаторного устройства. В ходе сварочного цикла она нагревается слишком сильно и может застопорить работу всего сварочного полуавтоматического агрегата.

Вторичная обмотка трансформаторного устройства также требует доработки. Она покрывается в 3 слоя тонкой листовой сталью, изолированной лентой из фторопласта. Концы навитой обмотки соединяются посредством паяния. После выполнения этих действий электропроводность значительно увеличивается.

Важным компонентом является вентилятор, который будет осуществлять охлаждение агрегата, предохраняя от излишнего нагрева.

Преобразователь тока для ручной электросварки очень просто становится источником электропитания для полуавтоматического агрегата. Рабочее устройство можно не разбирать, а всё вспомогательное оснащение локализовать в другом корпусе. В нём располагаются бобина с присадочным материалом, беспрепятственно крутящаяся на барабане, и подающее приспособление. На обшивке сбоку устраиваются преобразователь скорости движения присадочного материала и разъём для присоединения направляющего шланга.

Запросто сгодится бэушный корпус системника ПК. Получится аккуратно и лаконично.

Параметры электротока могут настраиваться на инверторе, следовательно, и «плюсовая» клемма подсоединяется к детали от него.

«Минус» выводится из инвертора и заводится в новую несущую оболочку. Тут его присоединяют к клемме подающего шланга. Главное, чтобы и присадочный материал соединялся с данным потенциалом.

Шланг для подвода защитной газовой смеси, следующий от баллона к пистолету-горелке, также фиксируется в корпусе. Если применить клапан от «дворников» автомашины, то появится настройка подачи газовой смеси.

Представленная сборка несложная в реализации, а инвертор может параллельно практиковаться для ручной электродуговой сварки и как источник электропитания для сделанного в домашней обстановке сварочного агрегата, функционирующего в полуавтоматическом режиме.

Принцип работы

Принцип работы инвертора включает в себя:

• Регулировку и перемещение горелки;
• Контроль и наблюдение за сварочным процессом;

При подключении агрегата к электрической сети наблюдается преобразование переменного тока в постоянный. Для данной процедуры понадобится электронный модуль, специальные выпрямители и трансформатор с высокой частотой. Для качественного сваривания нужно, чтобы у будущего агрегата такие параметры, как скорость подачи специальной проволоки, сила тока и напряжение были в идентичном равновесии. Для данных характеристик понадобятся источник питания дуги, который имеет вольтамперные показания. Длину дуги должно определить заданным напряжением. Скорость подачи проволоки напрямую зависит от сварочного тока.

Схема самодельного устройства:

Электрическая схема устройства предусматривает факт, что тип сваривания сильно влияет на прогрессивную работоспособность аппаратов в целом.

Электрическая схема самодельного устройства:

Полуавтомат своими руками — подробное видео

Полуавтоматическая сварка из инвертора

Чтобы переделать инвертор в сварочный полуавтомат, потребуются три основных модуля. Электрический, обеспечивающий подачу тока от инвертора и режим сварки, механизм для подвода проволоки и горелка с соплом. Горелка создает газовую среду в виде облака защитного инертного газа, предотвращающего окисление расплавленного металла. Для этого используется баллон с углекислым газом, который подключается к аппарату с помощью шланга и входного штуцера. Если применять присадочный материал со специальным покрытием, образующим защитную среду, то можно обойтись и без баллона. Такой способ распространен среди мастеров.

Рисунок 2 — Полуавтомат из инвертора

Горелка заменяет привычный для сварщиков держатель электродов. Внешне она представляет собой пистолетную рукоятку с клавишей, обеспечивающей подачу проволоки.

Она продвигается по тонкому каналу, проходящему внутри обрезиненного рукава, соединяющего полуавтомат с горелкой. Канал для подачи газа при сварке находится в том же рукаве и заканчивается соплом на конце горелки.

Для качественной сварки полуавтомат из инвертора должен поддерживать на выходе постоянное напряжение, как у заводского оборудования.

Необходимые инструменты и материалы

Для создания полуавтомата из инвертора своими руками потребуется приготовить необходимые комплектующие и оборудование.
Перечень инструментов и материалов:

1. Инвертор с силой тока на выходе от 150 А.
2. Механизм подачи проволоки, который перемещает ее без рывков и замедлений.
3. Газовая горелка для плавления ванны.
4. Подающий шланг, который будет служить направляющим рукавом для движущейся к рабочей зоне проволоки.
5. Газовый шланг, подающий защитный углекислый газ к месту сварки.
6. Катушка с присадочной проволокой.
7. Блок электроники для управления работой сварочного полуавтомата. Здесь настраиваются сила тока, напряжение и скорость работы.
8. Схема сварочного полуавтомата.

Рисунок 3 — Схема сварочного полуавтомата
Большая часть компонентов используется без существенных изменений. Переделки потребует механизм подачи проволоки, чтобы процесс соответствовал скорости плавления. В устройстве нужно предусмотреть возможность регулировки, потому что скорость меняется в зависимости от вида свариваемых материалов, типа и диаметра проволоки.

Процесс переделки инвертора

В готовом инверторе сначала необходимо переделать входящий в него трансформатор. Он покрывается дополнительным слоем, состоящим из медной полосы и термобумаги.

Обычную медную проволоку использовать для сварочного трансформатора нельзя. При сварке она сильно перегревается и способна остановить работу всего сварочного полуавтомата.

Вторичная обмотка трансформатора тоже потребует вмешательства. Она закрывается в три слоя жестью, изолированной фторопластовой лентой. Концы нанесенной обмотки спаиваются. В результате манипуляции токопроводимость существенно возрастает.

Важный элемент – это вентилятор, который будет охлаждать аппарат, защищая от перегрева.

Рисунок 4 — Обмотка инвертора

Инвертор для ручной сварки легко превращается в источник питания для полуавтомата. Работоспособный прибор можно не разбирать, а все дополнительное оборудование поместить в отдельный корпус. В нем размещается свободно вращающаяся катушка со сварочным проводом и механизм протяжки. На боковую панель выводятся регулятор скорости перемещения проволоки и гнездо для подсоединения рукава.

Вполне подойдет старый корпус системного блока компьютера. Получается компактно и аккуратно.

Параметры тока могут регулироваться на инверторе, тогда и «плюсовая» клемма подключается к заготовке от него.

«Минусовый» контакт выводится из инвертора и заходит в новый корпус. Здесь его подсоединяют к клемме рукава. Важно, чтобы и сварочная проволока соединялась с этим потенциалом.

Газовый шланг, идущий от баллона к горелке, тоже крепится в корпусе. Если задействовать клапан от автомобильного стеклоочистителя, то появится регулировка подачи газа.

Приведенная компоновка проста в исполнении, а инвертор может одновременно использоваться для ручной дуговой сварки и как источник питания для самодельного полуавтомата.

Узел механизма подачи проволоки

Механизм подачи необходим для равномерного поступления электродной проволоки с нужной скоростью в зону сварки.

Расходный материал подбирают исходя из сорта металла и целей сварочных работ. Отличаться могут материал и размер. Поэтому устройство должно иметь регулировку, чтобы подстраиваться под разные виды проволоки и условия сварки. Ходовые диаметры проволоки: 0,8; 1; 1,2 и 1,6 мм.

Механизм протяжки проволоки приобретается в готовом виде в отделе электротехнических товаров или изготавливается из подручных средств. Для сборки потребуется двигатель от автомобильных «дворников» для стекол, три подшипника, прижимная пружина и ролик, устанавливаемый на валу электродвигателя. И еще пластины толщиной не менее 1 см подходящего размера, на которых крепятся подшипники.

Рисунок 5 — Схема регулятора оборотов электродвигателя

Комплектующие размещаются на пластине из текстолита толщиной не менее 5 мм. Проволока заводится между подшипником и роликом. Место выхода должно совпадать с креплением конца подающего шланга, в который она протягивается. Провод равномерно и тщательно наматывают на катушку, потому что от этого зависит качество будущего соединительного шва. Катушка устанавливается на самодельной опоре и фиксируется. В процессе работы провод будет разматываться и поступать на свариваемый стык. С помощью подающего механизма удается упростить и ускорить сварочные работы, сделать их производительнее.

Рисунок 6 — Подающий механизм

Устройство узла горелки

Сварочная горелка – это рабочий инструмент сварщика для наложения шва в среде защитного газа. Служит она не более полугода и относится к расходным материалам.
Работают горелки по одному принципу, хотя и отличаются размерами, материалами, предельной температурой, мощностью и механизмом подачи газа.

Конструктивные элементы:

• основание с рукояткой;
• сопло;
• держатель;
• наконечник;
• изоляционная втулка.

Рисунок 7 — Устройство узла горелки

Сварка сопровождается перегревом элементов горелки. Больше всего страдает сопло и токоподводящий наконечник. От материала наконечника будет зависеть продолжительность работы. Широко применяется медь, а в более дорогих вариантах – вольфрам. Средний ресурс наконечника составляет 200 часов. Они изготавливаются быстросменными, потому что их приходится часто менять.

Для рукоятки используется термостойкий изоляционный материал, надежно защищающий сварщика от поражения электрическим током. На рукоятке горелки с помощью кнопки контролируется включение и выключение подачи расходника и защитного газа. От рукоятки отходит подающий рукав стандартной длиной 2,5–7 м. Выбор длины рукава зависит от типа выполняемых работ.

Не рекомендуется допускать излишков рукава, сложенных кольцами. От напряжения выходной катушки они сильно нагреваются, что может вызвать короткое замыкание.

Рисунок 8 — Устройство газовой горелки

На рынке представлен широкий выбор газовых горелок. Модели характеризуются следующими параметрами:

• ток нагрузки;
• способ охлаждения: воздушный или водяной;
• длина рукава;
• подключение штекером или евроразъемом;
• способ управления: универсальный, кнопочный или вентильный.

Горелка должна быть компактной и легкой. Для самодельного устройства достаточно штекерного разъема. Пластиковый корпус должен быть прочным и эргономичным. Горелку подбирают по параметрам тока, заниженным относительно полуавтомата.

Для поджига дуги необходимо, чтобы проволока выдвинулась за край горелки на 10–15 см.

Подача расходного материала включается нажатием клавиши на горелке, которая находится в руках у сварщика. Тумблер на корпусе открывает и закрывает подачу газа в зону сварки.

Управление и питание

Управление полуавтоматом выполняет микроконтроллер. Он также отвечает за преобразование и стабилизацию тока.
Электропитание к механизму протяжки проволоки и клапану, отключающему газ, подается напряжением 12 В. Для этого потребуется установить маленький трансформатор с выпрямителем. Коммутация между двигателем и клапаном происходит через промежуточное автореле на 12 В.

Сборка агрегата

Качественно сделать полуавтомат для сварки поможет инструкция по сборке. Работы осуществляются в следующей последовательности:

1. Инвертор подключить к силовому и управляющему устройствам.
2. Проволоку заправить в подающий механизм и проверить плавность движения.
3. Установить необходимую скорость подачи проволоки.
4. Горелку соединить с рукавом, который подключить к устройству подачи.
5. Газовый баллон с редуктором и манометром соединить с горелкой.
6. Включить инвертор и механизм подачи.
7. Проверить поступление газа и проволоки. После подачи газа задержка движения проволоки должна быть 1–2 с. Она поступает уже в готовую защитную среду, иначе будет залипать.

При подготовке самодельного полуавтомата к первому пуску нужно позаботиться об охлаждении собранного сварочного полуавтомата, чтобы он не перегрелся. Для этого входные и выходные выпрямители, силовые ключи монтируют на радиаторах. На корпусе инвертора, где находится радиатор, то есть в самой нагреваемой зоне, рекомендуется установить термодатчик, который обесточит устройство при перегреве.

После этого силовую часть подключить к блоку управления, а затем включить полуавтомат в электросеть. Когда загорятся индикаторы сети, инвертор нужно протестировать. На выходе прибора измеряется ток, который не должен превышать 120 А. Если его величина меньше, то это означает, что по проводам к оборудованию поступает напряжение ниже 100 В. В этом случае меняют силу тока и контролируют напряжение, добиваясь желаемых параметров. При этом инвертор не должен перегреваться.

Под нагрузкой полуавтомат проверяют следующим образом. Сварочные провода соединяют с реостатом, рассчитанным на ток 60 А и сопротивлением не менее 0,5 Ом. Поступающий на горелку ток контролируют амперметром. Если сила тока отличается от нормы, изменяют величину сопротивления.

После включения собранного полуавтомата индикатор должен показать силу тока 120 А. Эта цифра подтверждает правильность проведения работ. Если высвечиваются восьмерки, то причина в недостаточном напряжении в подводящих проводах. Сварочные инверторы работают в диапазоне регулировки рабочего тока 20–160 А.

Контроль в процессе работы

Работоспособность и срок службы полуавтомата зависит от соблюдения температурного режима. Нормальной считается температура на радиаторах 75 °C. При перегреве, поломке или замыкании появляется звуковой сигнал. Электронный блок управления автоматически снизит рабочий ток до величины 20 А, звуковой сигнал сохранится до стабилизации ситуации. Ошибка в системе сопровождается кодом Err на индикаторе.

Созданный план

Любая схема самодельного устройства предусматривает отдельную последовательность работы:

• На начальном уровне необходимо обеспечить подготовительную продувку системы. Она будет воспринимать последующую подачу газа;
• Затем необходимо запустить источник питания дуги;
• Подать проволоку;
• Только после выполнения всех действий начнется движение инвертора с заданной скоростью.
• На окончательном этапе следует обеспечить защиту шва и заварку кратера;

Сборка выпрямителя на основе диодного моста

Схема диодного моста

Изготовление самодельного полуавтомата, запитанного на бытовую сеть переменного тока, требует установки диодного моста. Комплектация устройством выпрямления вторичного напряжения однофазного трансформатора графически выглядит как симметричный перенос нижних синусоид относительно оси абсцисс в верхние квадранты системы координат.

После выпрямляющего устройства пульсация напряжения достигает 100 Гц. Дважды за период неконтролируемое падение напряжения с максимума до нулевого значения не способно поддерживать стабильное горение и розжиг сварочной дуги. Этот изъян устраняет фильтр, устройство, призванное сгладить скачки пульсации напряжения.

Подготовка трансформатора

Свое внимание необходимо уделить подающему механизму. При помощи данного устройства должна происходить подача электродной проволоки. Из-за того, что данный механизм ломается чаще всего, следует сделать качественные расчеты. Важно учесть, что увеличение силы тока в большинстве случаев приводит к возгоранию электрода. При этом происходит сильное повреждение изделия. Но если ток очень слабый, то сделать полноценный агрегат не получится. Полученный сварной шов будет ненадежен. Поэтому на данном этапе подготовки необходимо правильно выполнить все расчеты.

Как работает полуавтомат для сварки

Самодельное устройство функционирует по тому же принципу, что стандартное оборудование. Однако вместо электродов здесь используют присадочную проволоку. Ее подают в сварочную ванну автоматически, с помощью специального приспособления. Из-за непрерывной работы механизма образуется зона расплавления, позволяющая быстро соединить 2 элемента.

В виде источника тока в электросхему самодельного полуавтомата включают трансформатор или инвертор. Электрическая дуга образуется на горелке пистолетного вида. Подача присадочной проволоки выполняется через прорезиненный шланг. В это же время по каналу поступает газ.

Принцип работы самодельного сварочного аппарата прост, производительность высока. Шов имеет равномерную поверхность, отличается повышенной прочностью. Самодельное устройство используют для сварки низкоуглеродистой стали и цветных металлов.

Источник питания

Ремонт или изготовление конструкции включает в себя источник питания. Таким устройством может служить выпрямитель, инвертор или трансформатор. Именно данная деталь влияет на объем и стоимость сварочника. Наиболее профессиональными и качественными устройствами принято считать инверторные источники питания.

Схема блока питания:

Полуавтомат Саныча

Для изготовления трансформатора Саныч использовал 4 сердечника от ТС-720. Первичную обмотку намотал медным проводом Ø 1,2 мм (кол-во витков 180+25+25+25+25), для вторичной обмотки использовал шину 8 мм2 (кол-во витков 35+35). Выпрямитель собрал по двухполупериодной схеме. Для переключателя выбрал галетник спаренный. Диоды установил на радиатор, чтобы в процессе работы они не перегревались. Конденсатор поместил в устройство емкостью 30000 мкф. Дроссель фильтра выполнил на сердечнике от ТС-180. Силовая часть включается в работу с помощью контактора ТКД511-ДОД. Трансформатор питания установлен ТС-40, перемотанный на напряжение 15В. Ролик протяжного механизма в этом полуавтомате имеет Ø 26 мм. В нем имеется направляющая канавка глубиной 1 мм и шириной 0,5 мм. Схема регулятора работает от напряжения 6В. Его достаточно, чтобы обеспечивалась оптимальная подача сварочной проволоки

Как ее совершенствовали другие умельцы, можно прочитать сообщения на различных форумах, посвященных этому вопросу и вникнуть в нюансы изготовления.

Плата управления

Для создания инвертора необходима специальная плата управления. На данном устройстве должны быть вмонтированы узлы аппарата:

• Задающий генератор, включающий в себя трансформатор гальванической развязки;
• Узел, при помощи которого управляется реле;
• Блоки обратной связи, отвечающие за сетевое напряжение и подающий ток;
• Блок термозащиты;
• Блок «антистик»;

Печатная плата блока управления:

Настройка инвертора

Как сделать антенну для цифрового ТВ своими руками

Для обеспечения качественной работы полуавтомата при небольших габаритах, лучше всего использовать трансформаторы тороидального типа. У них самый высокий коэффициент полезного действия.

Трансформатор для работы инвертора подготавливают следующим образом: его необходимо обмотать медной полосой (шириной 40 мм, толщиной 30 мм), защищенной термобумагой, необходимой длины. Вторичная обмотка выполняется из 3 слоев жести, изолированных друг от друга. Для этого можно воспользоваться фторопластовой лентой. Концы вторичной обмотки на выходе необходимо спаять. Чтобы такой трансформатор работал бесперебойно и при этом не перегревался, необходимо установить вентилятор.

Схема намотки трансформатора

Работы по настройке инвертора начинаются с обесточивания силовой части. Выпрямители (входной и выходной) и силовые ключи должны иметь радиаторы для охлаждения. Там, где расположен радиатор, который наиболее нагревается в процессе работы, необходимо предусмотреть термодатчик (его показания в процессе работы не должны превышать 75 0С). После этих изменений силовую часть подключают к блоку управления. При включении в эл. сеть должен загореться индикатор. С помощью осциллографа необходимо проверить импульсы. Они должны быть прямоугольными.

Частота их следования должна быть в интервале 40 ÷ 50 кГц, и они должны иметь временный интервал 1,5 мкс (время корректируется путем изменения входного напряжения). Индикатор должен показывать не менее 120А. Не лишней будет поверка устройства под нагрузкой. Это выполняется путем включения нагрузочного реостата 0,5 Ом в сварочные провода. Он должен выдерживать ток в 60А. Проверяется это с помощью вольтметра.

Правильно собранный инвертор при выполнении сварочных работ дает возможность регулировать ток в широком диапазоне: от 20 до 160А, а выбор силы рабочего тока зависит от металла, который необходимо сварить.

Для изготовления инвертора собственными руками можно взять компьютерный блок, который должен быть в рабочем состоянии. Корпус необходимо усилить, добавив ребра жесткости. В нем монтируется электронная часть, выполненная по схеме Саныча.

Ремонт/доработка устройства скорости подачи электродной проволоки

Инверторы считаются надежными устройствами. Но при небрежном уходе устройства могут выйти из строя. Аппаратам может потребоваться ремонт. В большинстве случаев главной причиной является поломка регулятора. При возникновении первых проблем, поломка сказывается на дальнейшей работе устройства. Поэтому чтобы избежать будущий ремонт, следует как можно больше уделить времени на качественную сборку устройства.

Схема агрегата включает в себя прижимной ролик. Он оснащен специальным регулятором уровня прижима проволоки. Также в агрегате присутствует ролик подачи проволоки, в котором есть два небольших углубления. Из них должна выходить сварочная проволока. Разрешено использование проволоки диаметром до 1 мм. Сразу после регулятора находится соленоид, который контролирует подачу газа.

Регулятор считается крупным элементом. Он фиксируется при помощи небольших болтов. Поэтому крепление является крайне ненадежным. Агрегат может перекашиваться, что может привести к сбою в работе. Именно из-за этой причины устройство часто ломается и требует дополнительный ремонт.

Реализация электрической части

Для этого понадобится:

• два автомобильных реле;
• диод;
• шим регулятор для двигателя;
• конденсатор с транзистором;
• электромагнитный клапан холостого хода – для подачи газа в горелку. Подойдет любая ВАЗовкая модель, например от восьмерки;
• провода.

Схема управления подачей проволоки и газа довольно проста и реализуется следующим образом:

• при нажатии кнопки на горелке срабатывает реле №1 и реле №2;
• реле №1 включает клапан подачи газа;
• реле №2 работает в паре с конденсатором и включает подачу проволоки с задержкой;
• протяжка проволоки делается дополнительной кнопкой в обход реле подачи газа;
• для снятия самоиндукции с электромагнитного клапана, к нему подключается диод.
• Нужно предусмотреть подключение горелки к силовому кабелю от инвертора. Для этого рядом с евро разъемом, можно установить быстросъемный разъем и подключить его к горелке.

Полуавтоматический аппарат имеет такую последовательность работы:

1. Включается подача газа.
2. С небольшой задержкой включается подача проволоки.

Такая последовательность нужна, чтобы проволока сразу попадала в защитную среду. Если сделать полуавтомат без задержки – проволока будет залипать. Для ее реализации, понадобится конденсатор и транзистор, через которые подключается реле управления двигателем. Принцип действия:

• напряжение подается на конденсатор;
• он заряжается;
• ток подается на транзистор;
• включается реле.

Емкость конденсатора нужно подбирать так, чтобы задержка равнялось примерно 0,5 секунды – этого достаточно для заполнения сварочной ванны.

После сборки механизм нужно протестировать, а процесс изготовления можно увидеть на видео.

Дроссель своими руками

Для того, чтобы сделать дроссель, понадобится трансформатор, эмальпровод с диаметром более 1,5 мм. Между слоями наматывается изоляция. При помощи алюминиевой шины с габаритами не менее 2,5х4,5 мм, наматываются 24 витка. Оставшиеся концы шины остаются по 30 см. Сердечник прокладывается при помощи кусочков текстолита с зазором минимум 1 мм. Также разрешено наматывать дроссель на железе от старого лампового цветного телевизора. Но на такое устройство можно поставить только одну катушку. Такое устройство может стабилизировать сварочный ток. Готовое изделие должно выдавать минимум 24 В при токе 6 А.

Как контролировать правильность работы оборудования

Чтобы сварочный полуавтомат, который вы собрали своими руками, служил вам длительное время, лучше постоянно контролировать температурный режим работы инвертора. Для осуществления такого контроля необходимо нажать одновременно две кнопки, после чего температура самого горячего радиатора инвертора будет выводиться на индикатор. Нормальной рабочей температурой считается та, значение которой не превышает 75 градусов Цельсия.

Если данное значение будет превышено, то, кроме информации, выводимой на индикатор, инвертор начнет издавать прерывистый звуковой сигнал, на что следует сразу же обратить внимание. В этом случае (а также при поломке или замыкании термодатчика) электронная схема устройства автоматически снизит рабочий ток до значения 20А, а звуковой сигнал будет издаваться до тех пор, пока оборудование не придет в норму. Кроме того, о неисправности оборудования, сделанного своими руками, может свидетельствовать код ошибки (Err), высвечиваемый на индикаторе инвертора.

Настройка режима сварки на инверторе «Ресанта»

Сварочная горелка

Данное устройство предназначено для подачи электродной проволоки, углекислого газа и дугового напряжения к необходимому участку сварки. Назначением устройства является замыкание цепи, которое обеспечивает подачу сварочной проволоки к защитному газу.

Сварочная горелка:

Для наибольшего качественного эффекта рекомендуется приобретать готовый пистолет. В комплекте вместе с устройством должны быть рукава для подачи сварочной проволоки и защитного газа.

Подающий механизм

Электродная проволока должна подаваться непрерывно и равномерно – тогда сварка получится качественной. Скорость подачи должна регулироваться. Есть три варианта как сделать устройство:

1. Купить полностью готовый механизм в сборе. Дорого, зато быстро.
2. Купить только подающие катушки.
3. Сделать все своими руками.

Если выбран третий вариант, понадобится:

• два подшипника, направляющий ролик, пружина натяжения;
• двигатель для подачи проволоки – подойдет мотор от дворников;
• металлическая пластина для крепления механизма.

Один подшипник прижимной – он должен быть регулируемый, второй служит опорой для ролика. Принцип изготовления:

• на пластине делаются отверстия для вала двигателя и для крепления подшипников;
• мотор закрепляется сзади пластины;
• на вал надевается направляющий ролик;
• сверху и снизу закрепляются подшипники;

Подшипники лучше всего ставить на металлические полоски – один край прикрепляется болтом к основной пластине, а к другому подсоединяется пружина с регулировочным болтом.

Сделанный механизм, размещается в корпусе так, чтобы ролики располагались на одной линии с разъемом для горелки, т.е., чтобы проволока не переламывалась. Перед роликами нужно установить жесткую трубку для выравнивания проволоки.

Тележка

Тележка может быть выполнена самостоятельно. Также разрешено использование готовых конструкций. Можно изготовить одноуровневые, двухуровневые и трехуровневые изделия. Для удобства на верхнем уровне хранят инструменты и материалы, которые будут нужны для работы. Для удобного перемещения тележка включается в себя колесики диаметром не менее 5 см.

Самодельная тележка с нескольких вариациях:

Режимы сваривания в углекислом газе:

От обычного устройства полуавтомат отличается механизмом подачи проволоки. Поэтому такой агрегат считается наиболее сложным устройством. Ремонт будет необходим в случае поломки подающего механизма.

Еще один полезный вариант изготовления

Способы переделки

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

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

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

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

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

Чтобы сделать собственный полуавтоматический аппарат, потребуется:

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

Механизм подачи проволоки с Aliexpress

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

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

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

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

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

Вольт-амперная характеристика сварочного инвертора

Переделка сварочного инвертора в полуавтомат

Чтобы сделать полуавтомат из сварочного инвертора – необходимо подвергнуть устройство некоторым манипуляциям. Аппарат обматывают медной полосой с обмоткой из термической бумаги. Важно заметить, что обыкновенный толстый провод не подойдет. Он будет очень сильно нагреваться. Система охлаждения может не справиться с поставленной нагрузкой, что приведет к сильному перегреву устройства.

Вторичная обмотка должна состоять из стрех слоев жести. Каждый слой следует тщательно изолировать. Для этого используют фторопластовую ленту. Концы обмотки необходимо сделать спаянными между собой. Такая процедура позволяет повысить проводимость токов.

Осциллограмма сварочного напряжения и тока на обратной и прямой полярности:

Любой самодельный аппарат плохо воспринимает наличие грязи и пыли. Поэтому такие устройства следует чистить минимум раз в 4-6 месяцев. Интенсивность чистки должна зависеть от количества применений. В ином случае ежегодно придется проводить ремонт устройства.

Ориентировочные режимы сварки стыковых швов при помощи полуавтомата:

Главным преимущество таких аппаратов считается маленький вес. Также есть возможность использования как переменного, так и постоянного тока. Агрегаты могут сваривать цветные металлы, а также чугун. В недостаткам относится низкий температурный интервал. Сварочный полуавтомат своими руками нельзя использовать при температуре ниже 15°С. Поэтому для холодных регионов и для зимнего периода времени такие устройства не подойдут. В основном такие инверторы используют на улице в летний период или в помещениях. Самодельные конструкции отлично подойдут для сваривания небольших конструкций в домашних условиях. Для профессионального сваривания и для широкого производства рекомендовано покупать готовые инверторы.

Прежде всего хочу сразу озвучить один момент — эта страница будет дополняться по мере готовности проделанных работ, так что кому интересна тема не забывайте добавить страницу в закладки, а при следующем посещении нажать кнопочку ОБНОВИТЬ СТРАНИЦУ.

Насмотревшись Американского кина по сварке алюминия решил, что мне такая горелка тоже нужна. В местных магазинах я такое даже искать не стал, а посетив пару Ростовских пришел в выводу, что опять выручит Китай.

Разумеется, что горелка с Али гораздо меньше и наверняка менее надежна, чем показанная в видео, но пока руки крюки можно потренироваться и на подобной игрушке, тем более цена не очень то и кусачая. Покопавшись вечерок сделал заказ. При выборе прежде всего исходил из рейтинга магазина, но и на цену не забывал поглядывать. Здесь и рейтинг высокий и отправка из России, правда видел на пару сотен дешевле у кого то, но отправка из Китая.

Непосредственно перед заказом я изучил отзывы об этой штуке не только у этого продавца, но и у других торгашей, у кого были продажи этой горелки. Положительных отзывов по работе довольно много, а вот по доставке есть косяки – держатель катушки довольно часто отламывается во время транспортировки.

Моя горелка с доставкой из России транспортной компанией и я, дурачек, надеялся, что за неделю пути ее не успеют сломать. Успели…

Врать не буду – в данном случае я даже не много обрадовался. Судя по отзывам продавец довольно адекватный, а в подобных ситуациях я предпочитаю сначала пообщаться с продавцом. В моих планах было выморозить из продавца долларов 7-8 и на эти деньги купить токосъемников для этой горелки. Токосъемники, ну или наконечники для подобных горелок называются на Али как MIG наконечник горелки Push Pull , поэтому обращайте внимание на тип наконечника, чтобы не купить что то не нужное. РЕЗУЛЬТАТЫ ПОИСКА НАКОНЕЧНИКОВ. Но вернемся к моей беде. Пишу продавцу, что я расстроен, что горелка сломана и у меня есть и фотографии и видео на этот счет. Ютуба у них нет, поэтому подобные сюжеты я выгружаю у себя на сайте и даю ссылку. У кого нет сайта могут выгрузить на Гуглодиск, не забыв открыть доступ. Но меня попросили выслать видео и фото по электронке. Надо? Выслал… Дальше случилось две неожиданности. Со следующим ответом продавец согласился, что товар действительно сломан, а через минуту отправил трекномер отправки – он отправил новую горелку. Это была первая неожиданность. Мне как бы две горелки не нужно, опять же не факт, что горелка не придет в таком же состоянии. Переварив полученную информацию, не много поехидничав, что теперь у меня горелка и для левой руки и для правой пишу Китайцу, что мол спасибо. Дальше пришла пора второй неожиданности – спустя две недели статус посылки не изменился – ожидает отправки из Китая. Пишу продавцу – мол фигня какая то. Тот отвечает, что это нормально, нужно ждать. Ладно, ждем. Сам себе думаю – в принципе полученную горелку можно отремонтировать и как останется пару часов до закрытия защиты покупателя открою спор и тупо верну все деньги, а этому продавану влеплю одну звезду по рейтингу. Кстати, о продавце. Подобные горелки для полуавтоматической сварки на Али продаются двух основных видов — под катушку 0,5 кг и под катушку 1 кг проволоки. Под килограмовую катушку горелки чуток дороже, но катушка имеет чехол, предохраняющий от пыли, а это существенный плюс. Да и килограмовые катушки купить легче, по крайнймере у нас. Повторюсь — я выбирал исходя из рейтинга продавца и точки отправки, покупал НА ЭТОЙ СТРАНИЦЕ. Однако это не самый дешевый вариант, поэтому можете воспользоваться РЕЗУЛЬТАТАМИ ПОИСКА горелки для сварки MIG.
Дальше ожидание, потом еще ожидание и еще ожидание…
Ну а пока новая горелка лежит на границе решил озадачится ремонтом уже присланного чуда. Для этого вплавливаю в место слома проволоку – огрызки застрявшей в Овермане проволоки не выкидываю – она бывают частенько нужны для подобного рода ремонтов. Дальше, для усиления накладываются заплатки из ткани и все это пропитывается эпоксидкой и приглаживается паяльником. Теперь можно не переживать, что этот хвост отломится, однако заплатки видно и согласно феншую – если не можешь спрятать – сделай чтобы было видно. Однако получилось спрятать – не много поразмышляв я выдул на горелку остатки автомобильного антигравия и в принципе получилось довольно не плохо и на ощупь эта штука стала поприятней.

УХ ТЫ! Посылка сдвинулась с места!

И вот тут до меня начинает потихоньку доходить как все происходит в реальности. У них там в Шанхае огромнейший дирижабль и они целый месяц его грузили вручную. Загрузив под завязку дирижабль тронулся в путь. Почему дирижабль? Да потому что самолет не может лететь 7 суток. Дальше прибыв в Екатеринбург его два дня разгружали. Тут явно носили не по одному пакетику, ну или все таки использовали погрузчики. После растаможки уже все пошло как обычно – Подольск – Ростов – Новошахтинск – Вручение. В этот раз упаковано в картонную коробку, помятую, но изгибов нет и надежы, что все в порядке усиливаются. Ну да – все отлично. Подаем на двигатель напряжение для проверки вращения – все работает. Теперь осталось доделать блок питания для этого моторчика и клапана, ну и решить вопрос с силовым питанием. Ну и послесловие. Механизм данного аппарата рассчитан на использования алюминиевой сварочной проволоки, однако и стальную проволоку эта машинка тянет вполне уверенно, правда пришлось клеить пористую резину на стопорную планку – стальная проволока более пружинная и спокойно лежать на катушке ей не захотелось.

Для тех, кто ни чего не понял кинушка:

С гореклой разобрались, теперь будем разбираться от чего запитать ее двигатель. Прежде всего нужен блок питания с регулируемым выходным напряжением и поскольку силовой части для самой сварки пока нет, то было решено попробовать запитать двигатель горелки от однотактного прямоходового преобразователя без обмотки размагничивания — так называемый кососй мост. Во первых можно проверить схемотехнику — если что то пойдет не так, то сгорят дешевые транзисторы, а не дорогие. Если все пойдет так, то можно будет проверить принципы построения данной игрушки, наступить на грабли, не переживая, что придется перематывать большие трансформаторы. В общем в качестве блока питания протяжного механизма для данной горелки было решено попробовать использовать модель, т.е. уменьшенную копию. Не много порыскав по интернету было выяснено, что именно того, что надо мне нет. Есть довольно много схем, которые можно адаптировать под регулятор оборотов двигателя протяжного механизма, поэтому не много поразмышляв новый велосипед изобретать не стал. Перед тем как пойдет речь о предлагаемой схеме лучше ПОЧИТАТЬ СТАТЬЮ об используемом контроллере, ну или хотя бы кино посмотреть:

Это все для того, чтобы по десять раз не писать одно и то же, а сразу перейти к принципиальной схеме, ведь данный блок питания ну очень сильно похож на простейший сварочный инвертор и все процессы в нем происходят точно так, как и в его могучих собратьях. Хотя есть некоторое, довольно существенное отличие — сварочные инветоры MMA это стабилизаторы тока, а для управления двигателем нужен стабизатор напряжения. Впрочем для полуавтоматической сварки MIG / MAG тоже нужен стабилизатор напряжения. Так что данная модель — выстрел по двум зайцам.

НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ — СХЕМА ОТКРОЕТСЯ В НОВОМ ОКНЕ И ХОРОШЕМ КАЧЕСТВЕ.

Для начала о деталях. L1 — фильтр от какого то компьютерного блока питания, взят на кольце потому что гибкие выводы дают несколько больше свободы при установке. VD3 — диодный мост на 4…10 ампер. С6 — обязательно пленочный конденсатор на 0,47…2,2 мкФ на 400 вольт. С7 — электролит на 220…330 мкФ TV1 — управляющий трансформатор с компьютерного блока питания. Первичка — две обмотки по 40 витков, вторичка — две обмотки по 50 витков. На моем экземпляре все обмотки по 40 витков — на вторичке напряжение чуточку маловато. Между вторичками ОБЯЗАТЕЛЬНО изоляция

.
НЕ МОТАТЬ ВТОРИЧКУ В ДВА ПРОВОДА!!!
TV2 — управляющий трансформатор от другого компьютерного блока питания. Вторичка 200 витков проводом 0,015 мм, первичка — один ПОЛНЫЙ виток проводом… Я мотанул монтажным проводом сечением 0,15 мм. TV3 — в моем случае это сердечник от ТПИ. Витки считались по программе Денисенко. Отвод сделан на 5 витке от верхнего вывода. Резисторы R3 и R10 на 5 кОм, ЛИНЕЙНЫЕ. VD14 — Шотки на 30А 100 Вольт. Пара слов о С8 — этот конденсатор призван подавлять выбросы в момент открытия и закрытия управляющего транзистора. Однако было замечено, что в некоторых случаях выбросы наоборот начинали увеличиваться. В этом случае необходимо заменить С8 на резистор от 750 до 1000 Ом. Этот блок питания затачивался под определенную задачу, а именно для работы с электродвигателем определенной мощности, поэтому в нем есть некоторые недоработки. Хотя недоработками я бы это не стал называть, скорей это специфика. Дело в том, что по определнию максимальные обороты двигателя использоваться не будут, поскольку это уже для сварщиков которые с горелкой родились. Отсутствие максимальной длительности управляющего сигнала позволило выкинуть несколько деталей, но сделало данный БП довольно специализированным. В частности цепи затворов силовых транзисторов были упрощены до максимума. Если же данная схемотехника будет использоваться в качестве универсального источника питания, то необходимо внести некоторые поправки в принципиальную схему, о которых будет сказано чуть позже, а пока разбираемся с питанием для этого питателя. В качестве источника питания 15 вольт использовался первоначально блок питания от DVD плеера, но пока все это обдумывалось, разрабатывалась плата из Китая пришел малыш на 12 вольт 0,45 А:

В реальности этот блок питания крохотный, однако его мощности хватило и для питания контроллера UC3845 и релюшки с обмоткой на 12 вольт, причем релюшку он отработал и с контактами на 30 ампер. Блок питания покупал ЗДЕСЬ, шло ровно два месяца, трек не отслеживался.

В схеме приведены номиналы резисторов, R8 это тот, который возле трансформатора, а не тот, который возле светодиода.

Кстати сказать, диапазон минимального сетевого при замене резистора обнаружен не был — или ЛАТРа не хватает. Зачем реле? Ну как зачем? В данном случае нужно еще клапан открывать, который газ подает в область сварки. Это как бы раз. Опять же как не верти, а при проведении сварочных работ полуавтоматом необходимо подачу проволоки включать и выключать. Понятно, что UC3845 можно остановить подав ноль на первый вывод микросхемы — исчезнет питание, исчезнет вращение. Однако я просмотрел довольно много схем сварочных аппаратов и обнаружился один, довольно интересный момент. На полуавтоматах среднего и высокого класса управление двигателем осуществляется при помощи реле, причем контакт переключателя подключается к электродвигателю. Если нужно, чтобы двигатель вращался контакт замыкается на напряжение питание двигателя. Если же нужно остановить двигатель, то этот контакт переключается на второй вывод двигателя.

Тем, кто не понял зачем так делается напоминаю, что электродвигатель с постояннми магнитами обращаемый, т.е. если на него подать напряжение, то будет вращаться вал двигателя, а если вращать вал, то он будет выдавать напряжение. Однако если на этом генераторе будет нагрузка вал будет вращать труднее и чем больше нагрузка, тем придется прилагать больше усилий. После снятия напряжения питания вал двигателя будет вращаться еще какое то время — инерция. Однако если нагрузить это генератор, то энергия энерции ирасходуется очень быстро. Если выводы электродвигателя замкнуть между собой, что и происходит во время выключения, то вал двигателя остановится практически мгновенно не выдав ни милиметра лишней сварочной проволоки. Но тут есть не большое НО…

Чем мощнее двигатель, тем более мощные нужны контакты на переключающем реле. Именно поэтому для проверки и использовалось реле с контактами на 30 А.

Подобные реле довольно часто используются для софтстарта сварочных аппаратов, поэтому я и взял их несколько штук. Покупал ЗДЕСЬ. Нет, нет, я не забыл про клапан. Клапан будет на 220 вольт, а включать его собираюсь при помощи твердотельного реле на 2 ампера, так что светодиодик этого реле я бы и нагрузкой не назвал. Покупал еще года два назад, но проверив ссылку обнаружил, что у моего продавца они еще есть. Брал ЗДЕСЬ. Но вернемся к блокам питания: На удивление оба блока питания нормально отработали при нижнем напряжении в 160 вольт и верхнем 270. Это я округлил диапазон. Впрочем по поводу большого у меня особых сомнений не было, а вот малыш действительно удивил. Ну по комплектухе вроде разобрались,чуток принципа работы: В момент подачи питания на контроллер он начинает формировать управляющие импульсы, которые ключуют управляющий транзистор. Управляющий транзистор нагружен на управляющий трансформатор, ну или трансформатор гальванической развязки (видел и такое название). Принцип работы этого трансофрматора — прямоходовой с размагничивающей обмоткой. Есть варианты схем без таковой, но я решил ее использовать — диодик нужен по любому, а намотать обмотку двойным проводом нужно столько же времени, что и одинарным. Вторичных обмоток у управляющего трансофрматора две, они то и формируют импульсны на затворы силовых транзисторов. После обмоток стоят диоды VD6, VD7, отсекающие отрицательное напряжение после обмоток. Дальше нагрузочные резисторы R17 и R18. Нагрузочные, потому что в данном блоке питания используются транзисторы с довольно низкой емкостью затвора и если увеличивать сопротивление этих резисторов, то напряжение с трансформатора начинает модулироваться ударными процессами в момент открытия и закрытия управляющего транзистора VT2. Для подавления этого звона дополнительно установлен конденсатор C9 (150…330 пкФ). Стабилитроны VD8 и VD9 служат для ограничения напряжения на затворах силовых транзисторов, причем для открывающего напряжения это 18 вольт — напряжение стабилизации стабилитрона. А для закрывающего напряжения это 0,6…0,7 вольта — напряжение падения на кристалле стабилитрона в прямом включении. Закрывающее отрицательное напряжение проходит через резисторы R15 и R16. Для ускорение закрытия силовых транзисторов и подавления звона используются снаберы на R21-VD10-C9 для верхнего плеча и R22-VD11-C10 для нижнего. Мощность данного блока питания не большая, следовательно и снаберные цепи не сильно мощные. Для размагничивания первичной обмотки используются диоды VD12 и VD13. В этой цепочке стоят HER508, хотя лучше поставить SF56 — они гораздо быстрее. Выходной снабер R23 и С11 я ставить не стал — звон в итоге получился не большой, поэтому я решил не использовать его. VD14 в моем случае 30CPQ100, поскольку из компьютерных блоков питания аналогичные сборки по вольтажу не подходят. L2 конечно же лучше использовать исходя из расчетов, однако я впаял уже готовую индуктивность выдранную из какого то блока питания. Подобную вольность я себе позволил потому что данный блок питания ни когда не будет работать на ту мощность, которую он способен выдать, следовательно вероятные потери в дросселе не критичны. Возвращаемся к моменту подачи питания — контроллер начинает стартовать, т.е. появляется первый управляющий импульс. Пройдя управляющий трансформатор этот импульс открывает сразу оба силовых транзистора и ток первичного питания начинает течь через первичные обмотки силового трансформатора и трансформатора тока. Разумеется, что С13 сейчас разряжен и по логичке вроде бы короткое замыкание, однако это не совсем так — ток не может достичь максимального значения мгновенно — мешает дроссель L2 и напряжение на С13 начинает увеличиваться плавно, таким образом исключая мгновенное значение тока заряда. Если же на выходе блока питания присутствует нагрузка, то все таки возникает вероятность достижения критического значения, однако этого не произойдет — если ток превысит определенное значение напряжения на выходе трансформатора тока станет достаточно для того, чтобы выключить управляющий импульс по входу регулировки тока — вывод 3. Таким образом на первом такте полностью исключается перегрузка силовых транзисторов — мало того, что ток ограничивается индуктивностью L2, так ток еще и контролируется трансформатором тока. Как только управляющий импульс заканчивается на выходе управляющего трансформатора формируется отрицательное наряжение закрытия силовых транзисторов и они разумеется закрываются. Напряжение на выходе силового трансформатора исчезает, остатки магнитного поля в сердечнике силового трансформатора вызывают появление напряжения самоиндукции и это напряжение тупо сливается обратно в шину первичного питания через диоды VD12 и VD13. Накопленная электромагнитная энергия в дросселе L2 скидывается в нагрузку через через нижний диод диодной сборки и таким образом во время отсутстивия напряжения на выходе трансформатора в нагрузку продолжает поступать напряжение. Вот теперь довольно важный момент — если необходимо получить высокий КПД, то выходной дроссель L2 не должен насыщаться при максимальной нагрузке и максимальной длительности импульсов напряжения с выходного трансформатора. Таким образом дроссель сможет накопить достаточно энергии, чтобы во время паузы не возникал провал напряжения на выходе источника питания. Вот по этой причине выходное напряжение силового странсформатора значительно превышает напряжение, которое должно быть на выходе источника питания. Для примера можно воспользоваться программой Денисенко и из расчета явно видно, что при необходимости получить на выходе 24 вольта амплитуда выходного напряжения силового трансформатора достигает семидесяти вольт:

И указанная индуктивность выходного дросселя ни как не должна быть меньше, чем показал расчет, иначе дроссель будет насыщаться и во время паузы Вы получите провал напряжения. Ну и конечно же можно использовать в качестве середечника для дросселя желтые колечки от компьютерных блоков питания, но если Вы готовы к их усиленному нагреву. Я не буду вдаваться в большие подробности почему дроссель будет греться, я просто еще раз напомню, что мой вариант блока питания НИ КОГДА

не будет работать на мощностях близких к максимальным, следовательно нагрев до пятидесяти градусов за три часа непрерывной работы на номинальную нагрузку можно считать приемлемым. Тем, что хочет более детально ознакомиться с выходными дросселями я предлагаю статью Сергея Бирюкова, главного редактора журнала «Схемотехника». ЧИТАТЬ СТАТЬЮ. Кстати сказать, у Бирюкова довольно много интересных статей по импульсным блокам питания, так что можете поискать и ознакомится — время будет потрачено не зря. Опять отвлекся, поэтому возвращаемся к работе преобразователя и как раз приходит время второго такта. Напряжение на выходе еще подрастает, ну и допустим на третьем такте достигает значения, когда уже начинает работать обратная связь — через резистор R3 выходное напряжение подается на усилитель ошибки и в случае превышения напряжения на выводе 2 2,5 вольта усилитель ошибки начинает уменьшать длительность управляющих импульсов, что влечет уменьшение выходного напряжения. Регулировка тока в данном блоке питания организована формированием напряжения смещения на выводе 3. На транзисторе VT1 формируется пилообразное напряжение, это чисто из даташита, однако величина этой пилы подается на вывод 3 через переменный резистор R10 с движка которого эта пила подается на вход ограничения тока. Но эта пила подается не в чистом виде, а к ней суммируется напряжение, идущее с трансформатора тока. Если движок резистора R10 находится влевом крайнем положении, то величина пилы с транзистора VT1 имеет довольно приличную амплитуду и даже не большое изменение напряжения на трансформаторе тока уже спровоцирует контроллер на отключения управляющего импульса. Если движок резистора R10 находится в крайнем правом положении, то влияние пилы с транзистора VT1 уже очень не значительное и напряжение с трансформатора тока должно достич довольно большого значения, чтобы выключить управляющий импульс, а для этого как раз нужен приличный ток. Величиной резистора R11 ну и конечно же R13 как раз и определяется максимальное значения протекающего через силовые транзисторы тока. Основной особенностью данного источника питания является контроль протекающего через силовые транзисторы тока на каждом такте преобразования, т.е. контроль производится мгновенного значения, а не среднего. А ЧТО ДАЕТ КОНТРОЛЬ ТОКА НА КАЖДОМ ТАКТЕ? При правильной настройке ограничения тока данный блок питания не возможно перегрузить. Другими словами абсолютно не важно по каким законам изменяется нагрузка и каких величин она достигает — как только ток через силовые транзисторы достигает установленного значения управляющий импульс закрывает силовые транзисторы. Остается только выдувать тепло из данного блока питания и он по сути не убиваемый. Регулировка напряжения производится усилителем ошибки — на его вход подается напряжение с выхода преобразователя через регулируемый делитель напряжения R3. Стабилитроны VD1 и VD2 ограничивают напряжение на входах контроллера и не дадут отгореть входам, если что то ВДРУГ пойдет не так. После сборки разумеется нужно проверить что собственно было напаяно, а для этого понадобятся два блока питания. Один так и останется в этом устройстве — им будет запитан контроолер UC3845. Второй — временный, он будет имитировать сетевое напряжение. Величина напряжения имитатора сетевого напряжение от 20 до 50 вольт, оптимально — 30 вольт, это в 10 раз меньше первичного напряжения и уже можно делать выводы о коэффициенте трансформации. Эта имитация необходимо для проверки моточных узлов данного преобразователя — отсутствие межвиткового и правильность фазировки обомоток.
На плате есть одина спотыкачка, поэтому лучше с материалом ознакомиться до конца — будет меньше вопросов.
Конечно же использование двух канального осциллографа для данных тестов предпочтительней — гораздо меньше переключений.

Однако двухлучевой осциллограф есть далеко не у всех. Поэтому проверку будем производить одним лучем. Перед тем как заняться проверкой необходимо бросить перемычку между минусовым питанием UC3845 и минусом первичнного напряжения питания — нижний вывод С7. Вот тут небольшая пояснялка. Намотать две вторички в одном направлении на управляющем трансформаторе как бы проблем нет — открыл глазоньки и намотал. А вот с фазировкой первички могут возникнуть проблемы — вроде и правильно все делал, а в итоге получилось в противофазе. Выпаивать трансформатор и менять выводы обмотки местами конечно же можно, но лениво. Поэтому на плате первичная обмотка управляющего трансформатора имеет не совсем традиционную разводку. Точка соединения полуобмоток выведена на второй сверху вывод каркаса, а крайние вывода В ЛЮБОЙ очередности подключаются к третьему и четвертому выводам. Шансы на правильность попадания фазы 50/50, однако теперь есть возможноть оперативно менять фазировку первичной обомотки поменяв перемычки местами:

Итак, подаем питание на контроллер и проверяем наличие управляющих импульсов — земляной щум осциллографа на GND UC3845, измерительный щуп на вывод 6. Частота импульсов должна быть равна частоте для которой производился расчет силового трансформатора. Следующий замер — измерительный щуп на затвор нижнего силового транзистора VT4. Если управляющие импульсы имеются и их форма близка к прямоугольной, а амплитуда чуть больше, чем напряжение питания UC3845, то управляющий трансформатор намотан правильно, исправен и осталось проверить фазировку. Для этого земляным щупом осцилографа становимся на затвор VT4, а измерительным на затвор VT2. Если Вы удачливы и с фазировкой все получилось правильно на экране будет что то похожее на это:

Если же Вам не повезло и перемычки под управляющим трансформатором запаяны не верно, то картинка будет такая:

По такому же принципу проверяется фазировка трансформатора тока — R13 на время проверки не запаивать, на выход повесить нагрузку не превышающую мощность блока питания, имитирующего сетевое напряжение. Однако на чертеже печатной платы направление намотки прорисовано, следовательно проявив чуток внимательности проблем с фазировкой можно избежать. Тоже самое касается намотки силового трансформатора. Перед тем, как перейти к печатной плате есть не большое пожелание, реально совсем маленькое:

Не разгоняйте частоту преобразования выше 60 кГц — уже довольно сильно начнут сказываться коммутационные потери, на больших токах уже начнут сильно вылезать электромагнитные наводки. Бороться с этим довольно затруднительно и если Вы готовы порвать на себе тельняшку, что Вам 100 кГц это семечки, то будьте морально готовы, что между ягодицами может образоваться разрыв в виде флага Великобритании. И не надо расказывать, что мол Вы делали и у Вас все получилось и работало. Я на полном серьезе говорю — случайность это не закономерность. Я лично диагностировал компьютер, который вручили жителям Новошахтинска в передаче САМ СЕБЕ РЕЖИСЕР. Они его выиграли, следовательно это возможно, но это не закономерность. Печатная плата в архиве ZIP, .Файл двухстраничный. Страница PRIVOD это то, что показано на фотографиях и то, чему нужен отдельный блок питания. Страница UNIVER — универсальная версия, которая может использоваться и как блок питания для привода, так и как обычный блок питания, поскольку имеет цепи самозапита. Но на минимальных значениях выходного напряжения вариант UNIVER может выключится, поскольку не хватит питания для самого контроллера.

Кроме этого на варианте UNIVER имеются отверстия под несколько типоразмеров ТПИ, так что с установкой ТПИ на плату проблем возникнуть не должно — использовал самые популярные типоразмеры. Так же на плате универсального варианта есть дополнительный разрез дорожки — это и есть спотыкачка, о которой я упоминал раньше. Этот зазро необходим для проверки протекающего через транзисторы тока — со стороны печатных проводников на разрезанную дорожку устанавливается резистор на 1 Ом мощностью 2 Вт. По напряжению падения на этом резисторе можно судить о протекающем через силовыет ранзисторы току, ну и конечно же он пригодится для наблюдения изменения самого тока. Смотреть конечно же нужно осциллографом — мультиметр будет показывать цену на дрова.

После настройки диапазона регулировки выходного тока этот резистор удаляется и дорожка восстанавливается каплей припоя. На какой ток нужно производить настройку? Да я же откуда знаю какой сердечник Вы будете использовать, какая частота преобразования и какие силовые транзисторы. Это уже на Вашей совести. Единственно, что могу порекомендовать — делайте хотя бы двухкратный запас по току для транзисторов, т.е. если транзисторы на 10 ампер не нужно превышать максимальный ток выше 5 ампер, а еще лучше 3,3 ампера — с прогревом кристалла максимальный ток у полевиков падает, а температура кристалла и температура корпуса это совсем не одно и тоже. Вроде с приводом разобрались. Пара слов об универсальном блоке питания и пойдем колхозить управление для остальной сварки. Универсальный вариант данного блока питания

работает с использованием самозапита — старт производится с использованием резистора R10, затем питание контроллера осуществляется от дополнительной обмотки силового трансформатора.

Теперь внимательно смотрим на схему и пытаемся кое что понять. Взор направляем на цепочки управления силовыми транзисторами. Первое, что бросается в глаза — диоды VD5 и VD6 развернуты в другую сторону. Разумеется возникает вопрос: НА ФИГА?

Все до безобразия просто — используются разные транзисторы. У STP10NM60 энергия затвора порядка 19 nC, это значительно меньше, чем даже у популярных IRF740, у которых минимальная энергия затвора 43 nC только у транзисторов от
STMicroelectronics
. У остальных производителей это параметр на уровне 60nC. Использование легких транзисторов позволяет получить очень легкое управление ими и в варинте для привода двигателя протяжного механизма используется ускоренное открытия силовых транзисторов через VD6 и VD7. Закрытие тут более затянуто, поскольку производится через резисторы R15 и R16. уменьшение тока закрытия-открытия силовых транзисторов в итоге на прямую влияет на потребление модуля управления и в этом варианте сводится к минимуму, чтобы не нагружать сыкунчика, который питает контроллер и управляющий трансформатор. В универсальном варианте используются транзисторы с более «тяжелыми» затворами SPA20N60, у которых энергия затвора может достигать 114 nC, что в 6 раз больше от превоначального варианта. Естественно, что затягивать с открытием и закрытием уже не стоит — токи то протекать будут тоже большего значения. Поэтому на универсальном варианте R16 и R17 уменьшены до 33 Ом, а диоды развернуты, чтобы обеспечивать ускоренное закрытие. Так же в управление вместо стабилитронов установлены супрессоры, ограничивающи напряжение затвора до ±15 вольт. В принципе можно использовать ии встречно включенные стабилитроны на 15…18 вольт. Эти элементы необходимы для защиты затворов от повышенного напряжение — далеко у всех транзисторов напряжение на затворе достигает ±30 В. У тех же SPA20N60 на затвор можно подавать не более ±20 вольт. Кстати сказать в серии транзисторов на 20 ампер в корпусе ТО-220 есть и «легковесы» с энергией затвора не более 74 nC. Это FQPF20N60.
ВНИМАНИЕ!
Информация для маньяков, которые покупают IRF740 от International Rectifier (
IR
), а потом по всем местам, где только можно оставляют свои метки:
«Мол не работает БП, а транзисторы новые, а почему то греются»
и т.д. Ответ до безобразия прост —
International RectifierНЕ ВЫПУСКАЕТ УЖЕ ОЧЕНЬ ДАВНО IR740
.
Вы купили не известно что,вот оно и работает не известно как.
Это скрин результа запроса на сайте https://www.alldatasheet.com/ — среди производителей этих транзисторов International Rectifier не значится. Но вернемся к блоку питания. Чтобы было понятно почему я так усердствую вокруг энергии затвора придется почитать статью о РАСЧЕТАХ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ В EXECEL. Там упоминается на что влияет энегрия затвора и почему при проектировании она приоритетней перед емкостью затвора. ВАЖНО!!!

Рекомендованное значение напряжения питания для UC3845 составляет 12…28 вольт. Разбег больше чем в 2 раза. Я специально обращаю на это внимание. Этот факт дает некоторую вольность и в тоже время накладывает некоторую ответственность при выборе элементной базы. Это касается элементов управления силовыми транзисторами. Прежде всего количества витков траннсформатора управления. Если по Вашей задумке питание контроллера будет осуществляться от 12 вольт, то трансформатор лучше сделать повышающим — первичка 40 витков, вторичка — 45-50 витков. Тут же следует обратить внимание на ограничители напряжения в затворах (стабилитроны или супрессоры — кому как больше нравится). Если напряжение с трансформатора управления будет больше напряжения стабилизации этого ограничителя, то ограничитель однозначно начнет греться, а Вы получите повышенное потребление модуля управления в целом. Если это произошло, то следует либо уменьшать количество витков во вторичке управляющего трансформатора, либо заменить ограничители напряжения на более высковольтные. Перед заменой стабилитронов (супрессоров) необходимо посмотреть даташник на используемые силовые транзисторы — там указано какое максимальное напряжение на затворы можно подавать и это значение не стоит превышать. В большинстве случаев это ±30 вольт, но есть экземпляры с максимальным напряжением на затворах и ±20 вольт. Если же напряжение контроллера планируется в пределах 20…25 вольт, то управляющий трансформатор необходимо сделать понижающим, но не убавлять витки во вторичке, а добавить витков в первичке. Подводя итоги сказанному выше сведем наиболее важные моменты, которые нужно учитывать.

Кстати сказать тут предоставляется возможность поиграться с управляющими импульсами и посмотреть в каком положении диода и при каком номинале резистора будут наименьшие ударные процессы на первичной обмотке трансформатора и наименьший нагрев силовых транзисторов.
Адрес администрации сайта

Инструменты и материалы

Для изготовления полуавтоматического сварочного агрегата из инвертора (преобразователя переменного электротока в постоянный) своими руками требуется подготовить требуемые составные компоненты и оснащение.

1. Инвертор с выходной силой электротока от 150 А.
2. Устройство подачи присадочного материала (присадки).
3. Газовая горелка-пистолет.
4. Шланг подающий, который станет направляющим протоком для присадочного материала, идущего к свариваемой области.
5. Шланг для подвода защитных газовых смесей к свариваемой области.
6. Катушка (бобина) с присадочным материалом (проволокой).
7. Узел электроники для контроля над деятельностью полуавтоматического сварочного агрегата. Здесь производится настройка силы электротока, напряжения и скорости работы.
8. Схема сварочного полуавтоматического устройства.

Характерные неисправности

Основные неисправности видно сразу. Если шов получается с порами и темный, следует заменить баллон. Это признаки влаги в газе. Большое количество искр возникает при работе на одном режиме, когда баллон пустеет и уменьшается давление – расход газа.

С наибольшей нагрузкой работает инвертор. Он имеет сложную электронную плату, систему охлаждения и к нему привязана работа всех остальных механизмов. Поэтому инвертор ломается чаще других узлов полуавтомата.

Несанкционированное прерывание цикла

Причиной прерывания процесса сварки может стать неравномерная подача проволоки. Когда расходный материал движется рывками. В этом случае следует заменить канал новым, гладким внутри. Следует проверить работу натяжного механизма, изменить силку прижима роликов. При необходимости заменить запчасть или полностью весь узел.

При пробое в обмотке катушки высокого напряжения цикл сварки прерывается и не возобновляется. Следует прозвонить обмотки, и непригодную деталь заменить.

В прерывании работы полуавтомата могут быть виноваты плохие контакты. Если они окислились или соединение ослабло, ток будет поступать прерывисто или исчезать. Контакты следует зачистить, покрыть специальной токопроводящей смазкой и затянуть.

Инверторный сварочный аппарат начинает тянуть при температуре – 5⁰. При более низкой он просто перестает работать, прерывая цикл сварки. Надо проверить, при каких условиях эксплуатируется аппарат. Если причина в холоде, то достаточно перенести инвертор в теплое помещение, дать время ему согреться и полуавтомат будет нормально работать.

Сильное дребезжание и гудение

Аппарат начинает гудеть, когда перегружен трансформатор. Это возникает при сварке проволокой или электродом большего диаметра, на какой рассчитан полуавтомат. Гул может возникать при сильной нагрузке на обмотки по причине сильного проседания сетевого тока. Следует проверить по паспорту, какой максимальный диаметр расходного материала допускается и минимальное напряжение, с которым может работать данный аппарат.

Дребезжание сопровождает работу сварочного полуавтомата в случае плохих контактов и возникновения искрения в местах соединения разных узлов. Необходимо заменить изоляцию на новую, закрепить контакты. Возможно, потребуется диэлектрическая вставка между катушками, чтобы они гарантированно не соприкасались и не замыкали.

Перегрев устройства

Чаще всего перегрев сварочного полуавтомата вызывает:

• работа на повышенных режимах;
• несоблюдение периодичности работы и отдыха оборудования;
• сбой в работе вентилятора;
• низкое напряжение в сети;
• пыль покрыла микросхемы и элементы воздушного охлаждения.

При эксплуатации оборудования следует предварительно изучить его технические характеристики не перегружать полуавтоматический аппарат. Во всех паспортах указаны предельные значения тока и режим работы в процентах относительно часа работы. Например, 40% означает, что через каждые 25 минут аппарат должен 35 минут отдыхать. Инверторные полуавтоматы обычно охлаждаются быстро и имеют режим работы 50% и даже 60%. Но прерываться все равно надо.

При ежемесячном осмотре проверяется направление вращения вентилятора, он должен гнать воздух внутрь корпуса. Если на ребрах холодильников и платах осела пыль, оборудование будет греться.

При низком напряжении в сети, аппарат работает с повышенной нагрузкой. Происходит нагрев обмоток и всего преобразователя. В рейтинге полуавтоматов, работающих при пониженных токах, лидирует инвертор. Трансформатор не выдерживает проседание ниже 185В.

Расчет сечения проводов первичной обмотки трансформатора

Схема устройства сварочного трансформатора.

Теория трансформаторов сложна тем, что она основана на законах электромагнитной индукции и других явлений магнетизма. Однако, не используя сложный математический аппарат, можно пояснить, как работает трансформатор и можно ли его собрать самостоятельно.

Вручную трансформатор можно намотать на металлическом сердечнике, собранном из пластин трансформаторной стали. Проще выполнить намотку на стержневой или броневой сердечник, чем на тороидальный

Сразу же следует обратить внимание, что на изображении хорошо видна разница в толщине проводов: тонкий провод расположен непосредственно на сердечнике, и в нем явно видно большее количество витков. Это первичная обмотка

Более толстый провод и с меньшим количеством витков — это вторичная обмотка.

Не учитывая потери мощности внутри трансформатора, рассчитаем, каким должен быть ток I1 в его первичной обмотке. Идеальное напряжение сети равно U=220 В. Зная потребляемую мощность, например, P=5 кВт, имеем:

По току в первичной обмотке трансформатора определяем диаметр провода. Плотность тока для бытового сварочного трансформатора должна быть не более 5 А/мм 2 сечения провода. Следовательно, для первичной обмотки потребуется провод сечением S1=22,7:5=4,54 мм 2 .

По сечению провода определяем квадрат, его диаметр d без учета изоляции:

d 2 =4S/π=4×4,54/3,14=5,78.

Извлекая корень квадратный, получаем d=2,4 мм. Эти расчеты выполнены для медных жил провода. При намотке проводов с алюминиевым сердечником полученный результат необходимо увеличить в 1,6-1,7 раза.

Для первичной обмотки применяют медный провод, изоляция которого должна хорошо выдерживать высокие температуры. Это стеклотканевая или хлопчатобумажная изоляция. Подойдет резиновая и резинотканевая изоляция. Провода, имеющие ПВХ изоляцию, применять не следует.