Радиосхемы. — Сварочный аппарат на мощных тиристорах
материалы в категории
Предлагаемое устройство представляет собою регулятор постоянного тока, а так как диапазон регулировок у него очень широк и используются мощные тиристоры то применять его можно и как мощное зарядное устройство так и сварочный аппарат.
Схема сварочного аппарата на тиристорах
График, поясняющий работу силового блока, выполненного по однофазной мостовой несимметричной схеме (U2 — напряжение, поступающее со вторичной обмотки сварочного трансформатора, alpha — фаза открывания тиристора, t — время).
Регулятор может подключаться к любому сварочному трансформатору с напряжением вторичной обмотки U2=50…90В. Предлагаемая конструкция очень компактна. Общие габариты не превышают размеры обычного нерегулируемого выпрямителя типа «мостик» для сварки постоянным током. Схема регулятора состоит из двух блоков: управления А и силового В. Причём первый представляет собой не что иное, как фазоимпульсный генератор. Выполнен он на базе аналога однопереходного транзистора, собранного из двух полупроводниковых приборов n-p-n и p-n-p типов. С помощью переменного резистора R2 регулируется постоянный ток конструкции. В зависимости от положения движка R2 конденсатор С1 заряжается здесь до 6,9 В с различной скоростью. При превышении же этого напряжения транзисторы резко открываются. И С1 начинает разряжаться через них и обмотку импульсного трансформатора Т1. Тиристор, к аноду которого подходит положительная полуволна (импульс передаётся через вторичные обмотки), при этом открывается.
В качестве импульсного можно использовать промышленные трёхобмоточные ТИ-3, ТИ-4, ТИ-5 с коэффициентом трансформации 1:1:1. И не только эти типы. Хорошие, например, результаты дает использование двух двухобмоточных трансформаторов ТИ-1 при последовательном соединении первичных обмоток. Причём все названные типы ТИ позволяют изолировать генератор импульсов от управляющих электродов тиристоров.
Только есть одно «но». Мощность импульсов во вторичных обмотках ТИ недостаточна для включения соответствующих тиристоров во втором (см. схему), силовом блоке В. Выход из этой «конфликтной» ситуации был найден элементарный. Для включения мощных использованы маломощные тиристоры с высокой чувствительностью по управляющему электроду.
Силовой блок В выполнен по однофазной мостовой несимметричной схеме. То есть тиристоры трудятся здесь в одной фазе. А плечи на VD6 и VD7 при сварке работают как буферный диод.
Монтаж? Его можно выполнить и навесным, базируясь непосредственно на импульсном трансформаторе и других относительно «крупногабаритных» элементах схемы. Тем более что соединяемых в данную конструкцию радиодеталей, как говорится, минимум-миниморум.
Прибор начинает работать сразу.
Моделист-конструктор 1994 №9.А.ЧЕРНОВ, г. Саратов
radio-uchebnik.ru
НА ТИРИСТОРЕ
Предлагаю принципиальную схему сварочного аппарата на быстродействующем тиристоре. Схема является копией промышленного сварочного аппарата «Электрон-125». Мощность достаточна, чтобы варить электродом диаметром 3 мм, в большинстве случаев этого достаточно.
Диаппазон регулирования сварочного тока, А
Напряжение холостого хода, В………………….не более 90.
Коэффициент полезного действия, % ……….не менее 60.
Частота преобразования — около 4 kHz. Регулирование выходной мощности осуществляется изменением частоты генератора, выполненного на аналоге однопереходного транзистора VT1 и VT2. Я эту схему сам не делал. Её делал мой знакомый. Схема вполне работоспособна, но есть свои небольшие проблемы: cхема издаёт неприятное пищание, в режиме холостого хода часто щёлкает реле К2 , которое срабатывает при превышении U холостого хода на выходе.
Power Electronics
cuzikovs писал(а):
Да описывать собственно еще рано
Думаю как раз время!Так меньше вероятности ошибок!
cuzikovs писал(а):
Т2 8-строчников ш-образно зазор какой остался от предыдущей схемы 0,2мм если он вообще необходим я так и непонял, витки относительно индуктивностям выщитывал по приведенным автором формулам,
Ага ,а вот тут-то! Не торопитесь сейчас найду информацию по этому вапросу от Тиран,у которого были на этих сердечниках проблемы ,а потом он нашол и причину и на них тоже успешно зделал! Вот видите как раз во время и описание! Я всё копирую и через некоторое время найду и выставлю копию,там конкретно указаны число витков.
cuzikovs писал(а):
защитный нихром тоже оставил он то и спас тиры от смерти оставил также снаберную цепочку параллельно тирам обратный диод убрал.
Здесь всё вроде нормально,но обратные диоды мне кажется лутше поставить,я с * Antek*согласен,да и при таком подключении генератора,схема может быть не предсказуема!?
Вот нашол для Вас *cuzikovs*нужную информацию!Удачи!
valvol.ru
Как сделать самодельный сварочный инвертор на тиристорах?
- Дата: 17-08-2015
- Рейтинг: 35
Самодельный сварочный инвертор изготавливают, используя транзисторы и тиристоры. Простые устройства на транзисторах не обладают достаточной надежностью. Аналоги с тиристорами способны выдерживать замыкания выхода до срабатывания предохранителя (при отсутствии повреждений). Инвертор на тиристорах в процессе работы нагревается меньше, чем сварочный инвертор на транзисторах. Плюс самодельных устройств — простая конструкция и общедоступность необходимых деталей и материалов.
Схема инверторного сварочного источника.
{reklama1}
Инструкция по изготовлению инструмента
Предварительно специалисты советуют ознакомиться со схемой оборудования. Одна из главных деталей — дюралюминиевая плита 6 мм, к которой необходимо присоединить проводники с проводами (без теплоизоляции), отдающие тепло. Чтобы собрать сварочный инвертор на тиристорах, вам понадобятся следующие инструменты и материалы:
- радиатор от автомобиля;
- провода;
- уплотнители;
- диоды;
- плита из дюралюминия.
Радиатор от автомобиля будет выполнять функцию вентилятора, обдувая дроссель и диоды. Дроссель изготавливается из 6 медных сердечников и прижимается к основанию с помощью уплотнителя. Диоды необходимо прижать к основанию схемы сварочного инвертора, присоединив стабилизаторы и уплотнители.
Таблица требуемых технических характеристик для сварочного инвертора.
Потребуется трансформатор с сечением в 2 мм и отсутствием изоляции. Допускается использование изолированного кабеля. В проводниковом пучке 4 провода. Изоляционные материалы — изолента или фторопластовая лента. Между слоями изоляции необходимо оставлять промежуток (для охлаждения трансформатора).
Проводники требуется разводить в стороны, чтобы сварочный инвертор функционировал без сбоев. Затем выполняется монтаж силового моста на транзисторе. Используют медный провод с сечением в 2 мм. Его необходимо обмотать 2-3 слоями нитей для шитья. Проводник фиксируют изолирующими пяточками, на которые переносится нагрузка с транзисторов. Самодельный сварочный инвертор, изготовленный по этой схеме, способен длительное время работать без перебоев.
Изготовление подобного оборудования по схеме Негуляева требует прижимания транзисторов к радиатору. Их устанавливают при помощи пластин из дюралюминия и фиксируют небольшими винтиками. Силовые мосты, обдуваемые вентиляторами, изолируют, чтобы не требовалось присоединения транзисторов к мостам и радиатору. Специалисты рекомендуют учитывать резонансное напряжение. Вторичная обмотка (при необходимости) выводится на приемник питания или на цилиндры. Энергия от приемника поступает к сердечникам.
Импульсное оборудование
Инструменты для изготовления сварочного инвентора.
Изготовление оборудования высокой мощности требует обмотки по всей ширине каркаса (для повышения устойчивости трансформатора к воздействию внешних сил и перепадов напряжения). Чтобы собрать данный аппарат, потребуются:
- уплотнители;
- преобразователь;
- медная жестянка;
- нож;
- изолента.
Необходимо сделать несколько слоев вторичной обмотки устройства, а дроссель — намотать на ферритный сердечник.
Охлаждение аппарата будет производиться при помощи радиатора от компьютера, который соответствует производимому оборудованию по уровню потребления электроэнергии и мощности.
Использовать для генератора алюминиевые провода нежелательно из-за их неустойчивости к колебаниям переменного тока.
{reklama2}
Работа агрегата зависит от следующих показателей:
- толщина используемого провода;
- использование переменного или постоянного тока;
- пропускаемая способность от 30 до 160 А.
Настроить самодельный аппарат для сварки можно с помощью профессионалов или самостоятельно. Генератор необходимо подключить к сети. Блок начнет издавать громкие звуки при передаче тока. Резистор необходимо замкнуть, подключив реле, после зарядки конденсаторов. Пропускаемую способность определяют с помощью мультиметра. Прибор требуется переключить в режим амперметра и определить периодичность поступления импульсов. Показатель должен быть равен 44%.
Генератор проверяется на оптроне и усилителе. Среднее значение амплитуды для маломощных аппаратов — 15 В. Затем необходимо проверить сборку силового моста, подавая на устройство питание в 16 В. На холостом ходу фиксируется преобразование до 100 мА. Замеры не будут точными, если не выполнить указанные рекомендации.
https://moyasvarka.ru/youtu.be/LvIyLUOzS64
Работу генератора проверяют осциллографом. Исходящие от обмоток импульсы должны совпадать. Управление трансформатором выполняется с помощью контроля конденсаторов. Необходимо увеличить пропускной уровень до 200 В, подключить инвертор к осциллографу и следить за формой поступающего сигнала, исходящего от коллектора эмиттера.
moyasvarka.ru
Схемы управления тиристорами в контактной сварке
Техническая характеристика сварочного трансформатора с электронным регулированием тока:
Напряжение питания, В 220
Пределы регулирования сварочного тока, А 45 — 140
Напряжение холостого хода силовой дуги, В 42
Напряжение холостого хода дежурной дуги, В 87
Ток подпитки, А 15
На рисунке 1 представлена электрическая схема сварочного аппарата. В нее включены: сварочный трансформатор Т3; силовой выпрямитель на тиристорах VS3, VS4; выпрямитель для питания дежурной дуги на диодах VD6 — VD9, сглаживающий дроссель L1; блок управления силовыми тиристорами на транзисторах VТ1 — VТ5.
Рис. 1. Принципиальная электрическая схема сварочного аппарата с электронным регулированием тока и питанием от сети напряжением 220 В
Основная дуга питается от выпрямителя на тиристорах VS3, VS4; значение сварочного тока меняется путем изменения угла включения тиристоров.
Когда силовые тиристоры закрыты, ток сварочной дуги обеспечивается цепью подпитки на диодах VD6 — VD9 и дросселем L1.
Силовой выпрямитель имеет падающую внешнюю характеристику. Выпрямитель дежурной дуги имеет крутопадающую внешнюю характеристику, и за счёт дросселя L1 в цепи дуги поддерживается непрерывный ток, что обеспечивает устойчивое горение дуги и не дает осыпаться обмазки электродов.
Схема управления состоит из источника питания на трансформаторе Т1, выпрямителя на диодах VD1, схемы синхронизации на транзисторах VT1 и VT5, фазосдвигающего устройства на транзисторах VТ3, VТ4, блока сравнения на транзисторе VТ2, схемы измерителя сварочного тока на трансформаторе тока Т4, цепи управления силовыми тиристорами на тиристорах VS1 и VS2.
Схема синхронизации на транзисторах VТ1, VТ5 предназначена для разряда емкости С3 фазосдвигающего устройства в начале каждого полупериода напряжения питания сети. В момент, когда напряжение сети равно 0, на базе транзистора VТ1 будет 0 (он закрыт), a VТ5 открыт и С3 разряжен; во всех остальных случаях VТ5 закрыт.
В начале каждого полупериода питающего напряжения конденсатор С3 заряжается через VТ2 и R8; в момент, когда напряжение на С3 будет равно напряжению на базе транзистора VТЗ, происходит его открывание, VТ4 и С3 разряжается на I обмотку импульсного трансформатора Т2. С обмотки II и III импульс тока открывает тиристор VS1 или VS2 (открывается тиристор, на аноде которого присутствует положительная полуволна напряжения). Ток управления с обмотки III или IV трансформатора Т1 через открытый тиристор VS1 или VS2 подается на силовой тиристор VS3 или VS4. Из этих тиристоров открывается тот, через управляющий электрод которого протекает управляющий ток. Последний ограничивается резисторами R14 или R15. Через открытый тиристор VS3 (VS4) протекает ток сварочной дуги, он измеряется трансформатором тока Т4 и через цепь обратной связи VD5, R17, С4, R18, R20, R7 подается на схему сравнения на транзисторе VT2. Напряжение с движка резистора R20 сравнивается с напряжением в точке «А» схемы сравнения. Транзистор VT2 меняет свое внутреннее сопротивление (он работает в активном режиме) в зависимости от разности напряжений в точке «А» и на движке резистора R20. Если ток через сварочную дугу вырос больше, чем задано блоком управления, внутреннее сопротивление VT2 возрастает, конденсатор С1 заряжается медленнее, угол включения силовых тиристоров увеличивается и, следовательно, ток через сварочную дугу уменьшается.
В случае уменьшения сварочного тока ниже, чем задано блоком управления, происходят обратные процессы: угол включения силовых тиристоров уменьшается и, следовательно, ток дуги увеличивается. Таким образом происходит регулирование сварочного тока.
Ток сварочной дуги задается с панели управления путём поворота движка резистора R20. В процессе горения дуги зазор между концом электрода и сварочным изделием меняется, следовательно, меняется и напряжение на дуге. В некоторых случаях (при большом зазоре) оно становится больше, чем напряжение холостого хода силового выпрямителя, и тогда дуга начинает питаться от выпрямителя дежурной дуги, а силовые тиристоры закрываются. В случае уменьшения длины сварочной дуги силовые тиристоры откроются снова, так как в течение всего полупериода через управляющий электрод тиристора протекает ток управления.
Трансформатор Т1 может быть любой мощности, но не менее 20 Вт, первичная обмотка I — на 220 вольт, обмотка II — на 24 вольта, диаметр провода не менее 0,13 мм, обмотка III и IV — на напряжение 12 вольт, диаметр провода не менее 0,25 мм.
Трансформатор Т2 намотан на сердечнике К20х10х5 из феррита 2000НМ. Его обмотки I, II, III — по 50 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,2 мм.
Сердечник трансформатора Т3 — из электротехнической холоднокатаной стали марки 3404 толщиной 0,35 мм (размеры указаны на рис.2). Обмотка I — 162 витка: две секции по 81 витку медного провода сечением 8 мм2 (2×4 мм). Каждая обмотка II и III — по 32 витка: состоит из двух секций по 16 витков медного провода сечением 15 мм2 (3×5 мм). Обмотки I, II, III имеют изоляцию из стекловолокна, пропитанную теплостойким лаком. Обмотка IV, V — по 93 витка эмалированного провода диаметром 1,7 мм.
Рис. 2. Сварочный трансформатор Т3 (электрическая (а) и физическая (б) схемы расположения обмоток на магнитопроводе):
1 — обмотка I (две секции по 81 витку медного провода сечением 8 мм2); 2,3 — обмотки II и III (каждая — из двух секций по 16 витков медного провода сечением 15 мм2); 4,7 — обмотки V и IV (по 93 витка эмалированного провода диаметром 1,7); 5 -сердечник (холоднокатаная сталь марки 3404, лист s0,35); 6 — магнитный шунт.
В качестве трансформатора тока Т4 взят сердечник от трансформатора тока ТК 200, 100/5. Он имеет две первичные
обмотки по одному витку сечением 15 мм2. В качестве провода можно применить сварочный кабель или другой многожильный провод в изоляции. Вторичная обмотка — 400 витков эмальпровода диаметром 0,5 мм. Она намотана на каркас от старой вторичной обмотки.
Сердечник дросселя L1 — из электротехнической стали; сечение магнитопровода (проходящего через обмотку) не менее 12 см2 с немагнитным зазором 1 мм. Число витков эмальпровода диаметром 2,24 мм — 68.
Схема не критична к радиоэлементам, за исключением VТЗ и VТ4 (пара этих транзисторов должна быть аналогом динистора). Резистор R20 должен иметь ручку для регулирования сварочного тока. Резистор R16 — ПЭВ 10. Резистор R15 (R14) собран из трех параллельно включенных одноваттных резисторов по 47 Ом каждый.
Отладка сварочного трансформатора осуществляется по блочно. Сначала он собирается и включается в сеть через предохранитель не менее 30 А. Затем проверяется напряжение на вторичных обмотках: на II и III — до 45 вольт, причём необходимо их включать согласно; на обмотках IV и V — до 90 вольт (включение также согласно). Последовательно с силовыми тиристорами включаются одновитковые обмотки трансформатора тока Т4 таким образом, чтобы он работал в режиме перемагничивания.
После сборки блока управления проверяют импульсы на выходе Т2 и работу схемы синхронизации. Для удобства проверки вместо транзистора VT2 параллельно R9 следует поставить переменное сопротивление 20 кОм и, изменяя его значение, проверить изменение угла включения аналога динистора. Затем собирается вся схема. В цепь сварочной дуги ставится амперметр с током полного отклонения 150 — 200 А. При сварке металла необходимо подстроить резистор R18 так, чтобы при повороте ручки переменного резистора R20 сварочный ток изменялся от 45 до 140 А.
Силовые тиристоры крепятся на стандартные радиаторы; диоды VD6 — VD9 установлены на четыре радиатора площадью 30 см2 каждый.
Электронное управление током сварки очень удобно при сварочных работах, особенно в разных пространственных положениях сварочного шва.
Моделист-конструктор 2005 №1
