Как в домашних условиях собрать инверторный сварочный аппарат. Сварочный аппарат импульсный своими руками

Мощный сварочный инвертор своими руками: схемы, материалы, инструкция

Собрать самодельный инверторный сварочный аппарат по силам даже домашнему мастеру, не обладающему глубокими познаниями в электротехнических процессах. Основным требованием является соблюдение технологии монтажа, соответствие схеме и понимание принципа работы устройства. Если своими руками создать инвертор, то его параметры и производительность не станут значительно разниться с заводскими моделями, но экономия может получиться приличная.

Простой самодельный аппарат инверторного типа позволит качественно осуществлять сварочные операции. Даже инвертор с простой схемой позволяет работать с электродом от 3 до 5 мм и дугой до 1 см.

Характеристики

Подобный сварочник для домашнего применения может обладать следующими параметрами:

• Уровень напряжения – 220 вольт.
• Входная сила тока – 32 ампера;
• Выходная сила тока – 250 ампер.

Для бытового применения подходит инвертор, который функционирует от бытовой электросети 220 В. Если есть необходимость, то возможно собрать более мощное устройство, работающее от 380 В. Он отличается более высокой производительностью по сравнению с однофазным сварочным инверторным аппаратом.

Особенности функционирования

Для начала необходимо разобраться, как функционирует инвертор. По сути, он является компьютерным блоком питания. В нем можно наблюдать преобразование электроэнергии в такой последовательности:

• Входное переменное напряжение трансформируется в постоянное.
• Потребляемый ток частотой 50 Гц преобразовывается в высокочастотный.
• Снижается выходное напряжение.
• Выходной ток выпрямляется, требуемая частота сохраняется.

Подобные преобразования необходимы для снижения массы оборудования и его габаритов.

Трансформаторные сварочные аппараты обладают чувствительным весом и размерами. За счет значительной силы тока в них можно осуществлять дуговое сваривание. Для повышения силы тока и понижения напряжения вторичная обмотка предполагает наличие меньшего количества витков, а сечение провода увеличивается. В итоге трансформаторный сварочник тяжел и габаритен.

Инверторный же принцип позволяет снизить эти показатели в разы. Схема подобного аппарата предполагает повышение частоты до 60-80 кГц, что способствует снижению его габаритов и веса. Чтобы реализовать подобное преобразование применяются силовые полевые транзисторы. Они сообщаются меж собой именно с этой частотой. Питает их постоянный ток, поступающий от выпрямляющего устройства, в качестве которого применяется диодный мост. Значение напряжения выравнивают конденсаторы.

После транзисторов ток передается к понижающему трансформатору. Он представляет собой небольшую катушку. Малые размеры трансформаторной катушки инвертора обеспечены частотой, многократно увеличенной полевыми транзисторами. В итоге получаются аналогичные с трансформаторным аппаратом характеристики, но со меньшим весом и размером.

Что необходимо для сборки

Чтобы создать подобную самоделку необходимо учитывать характеристики схемы, т. е. потребляемое напряжение и ток. Выходной силы тока в 250 ампер достаточно для создания прочного шва. Чтобы реализовать задумку потребуются следующие детали:

• Трансформатор.
• Первичная обмотка (100 витков с проводом ⌀ 0,3 мм).
• 3 обмотки. В наружной: 20 витков, ⌀ 0,35 мм. В средней: 15 и ⌀ 0,2. Во внутренней 15 и ⌀ 1 мм.

Помимо этого, до начала сборки инвертора необходимо приготовить инструменты и элементы для разработки электронных схем. Потребуются:

• Отвертки;
• Паяльник;
• Нож;
• Ножовка по металлу;
• Крепеж;
• Электронные элементы;
• Медные провода;
• Термобумага;
• Электротехническая сталь;
• Стеклоткань;
• Текстолит;
• Слюда.

Схемы

Принципиальная электрическая схема инвертора – один из наиболее ответственных моментов при проектировании или ремонте инверторного аппарата. Поэтому рекомендуем сначала подробно изучить варианты, а потом приступать к их реализации.

Список радиоэлементов

Силовая часть

Блоку питания отводится одна из ведущих ролей в инверторном аппарате. Он представляет собой трансформатор, который намотан на феррите. Он обеспечивает стабильное понижение напряжения и повышение значения тока. Необходимо 2 сердечника Ш20х208 2000 нм.

Для создания термоизоляции между обмотками инвертора применяется термобумага. Чтобы свести к минимуму отрицательное воздействие при постоянных перепадах напряжения в электросети, обмотка должна проводится по всей ширине сердечника.

Для обмотки трансформатора специалисты рекомендуют применение медной жести, имеющую ширину 40 мм и толщину 0,3 мм. Ее нужно обернуть в термобумагу 0,05 миллиметров (кассовая лента). Специалисты объясняют это тем, что во время сварки высокочастотный ток вытесняется на поверхность толстых проводов, а сердцевина не задействуется и выделяется много тепла. Поэтому обычные проводники не подходят. Исключить подобный эффект можно при помощи проводников со значительной поверхностной площадью.

Аналогом медной жести, который допускается использовать, является провод ПЭВ с сечением 0,5-0,7 мм. Он является многожильным с воздушными зазорами между жилами, что позволяет уменьшить нагревание.

Эту рекомендацию необходимо обязательно учитывать, так как нагреву подвержен не ферритовый стержень, а непосредственно провода обмотки. Именно по этой причине так важна вентиляция инвертора.

После создания первичного слоя в этом же направлении наматывается экранирующий провод со стеклотканью. Этот провод (подобного диаметра) обязан полностью перекрыть стеклоткань. Таким же образом необходимо действовать и с другими обмотками трансформатора. Их необходимо изолировать друг от друга при помощи указанных выше изоляторов.

Чтобы напряжение от трансформатора к реле было на уровне 20 – 25 вольт, необходимо правильно выбрать резисторы. Главной задачей питающего блока инвертора является изменение переменного тока в постоянный. Реализует это диодная мостовая схема типа «косой мост».

В работе диоды инверторного аппарата будут греться. Поэтому их необходимо размещать на радиаторе. Допускается применять радиаторы от компьютеров. Благо они сейчас широко распространены и недороги. Потребуется 2 радиатора. Верхний элемент моста фиксируется на одном, а нижняя – на втором. При этом при монтаже первого необходимо использовать прокладку из слюды, а во втором случае – термопасту.

Выход диодного моста – в том же направлении, что и выход транзисторов. Использовать провода длиной не более 15 см. Основа инверторного блока – транзисторы. Мост требуется отделять от блока питания листом металла, который впоследствии прикрепляется к корпусу.

Монтаж диодов на радиаторе

Инверторный блок

Основной задачей этого узла инвертора является трансформация выпрямленного тока в высокочастотную переменную составляющую. Исполнять эту функцию призваны силовые транзисторы, открывающиеся и закрывающиеся на высокой частоте.

Создавать преобразовывающий узел инверторного аппарата лучше не с одним транзистором помощнее, а с использованием нескольких более слабых. За счет этого стабилизируется частота тока и минимизируется шумовой эффект во время сварки.

В схеме инвертора должны присутствовать конденсаторы. Соединяются в последовательной цепи. Выполняют 2 основные задачи:

• Минимизируют резонансные выбросы блока питания.
• Снижают потери транзисторного блока, возникающие после включения. Объясняется это тем, что транзистор открывается скорее. Скорость закрытия заметно меньше. При этом происходит потеря тока и нагреваются ключи в транзисторном блоке.

Система охлаждения

Силовые элементы преобразователя во время сварки будут значительно нагреваться. Это может быть причиной поломки. Для исключения этого помимо упомянутых выше радиаторов следует применять вентилятор, исключающий перегрев и обеспечивающий стабильное охлаждение.

Одного вентилятора достаточной мощности может быть достаточно. Однако при использовании элементов старого ПК, то может потребоваться до 6 штук, 3 из которых необходимо размещать возле трансформатора.

Чтобы полностью защитить самодельный инвертор от перегрева можно задействовать датчик температуры. Его следует смонтировать на наиболее греющийся элемент с радиатором. Элемент сможет отключить питание при достижении определенной температуры, а индикация сигнализировать о критическом уровне.

Для эффективной и стабильной работы системы вентиляции инвертора необходимо обеспечить постоянный правильный забор воздуха. Для этого отверстия, по которым будет забираться воздух, не должны ничем перекрываться. В корпусе инвертора следует предусмотреть достаточное количество отверстий. При этом размещать их нужно на противоположных поверхностях корпуса.

Управление

При размещении электронных плат аппарата возможно применять фольгированный текстолит с толщиной 0,5 – 1 миллиметр.

Чтобы обеспечить автоматическое управление работой инверторной сварки следует купить и смонтировать ШИМ-контроллер. Он будет стабилизировать силу сварного тока и уровень напряжения. Для удобного управления в лицевой части размещаете все органы управления и точки подключения.

Корпус

После создания главных элементов инверторной сварки можно приступать к подготовке корпусных деталей. При планировании нужно учитывать ширину трансформатора, так как он должен беспрепятственно размещаться в корпусе. Исходя из этого размера следует добавить примерно 70% пространства для остальных деталей. Защитный кожух возможно сделать из листового железа, толщиной 0,5-1 миллиметра. Соединение элементов можно проводить при помощи сварки, болтов. Более изысканным вариантом будет цельная конструкция из выгнутых исходных материалов. Обязательны ручки и крепления для ремня, чтобы переносить аппарат.

При разработке инвертора нужно учесть возможность простой разборки для доступа к внутренним компонентам, чтобы их легко отремонтировать. Лицевая сторона также должна содержать:

• Переключатель силы тока;
• Кнопка, которой аппарат будет включаться/отключаться;
• Световые элементы индикации;
• Разъемы для подключения кабелей.

Заводские инверторы окрашиваются порошковым красителем. В быту можно использовать обычную краску. Нанести покрытие стоит для исключения появления ржавчины.

Подключение

Собранный сварочный аппарат нужно подключать в электросеть. При подключении к розетке следует предусмотреть наличие предохранителя или автоматического выключателя. Для защиты на входе в инвертор можно установить автоматический выключатель на 25 ампер.

Если точка подключения удалена, то можно использовать удлинитель.

Включение аппарат происходит по стандартной схеме – с помощью кнопки «вкл/откл». Должна загореться индикация, обычно для этого используется зеленый светодиод.

Производить подключение к сети необходимо проводом, имеющим сечение минимум 1,5 мм2. Однако оптимальным сечением будет провод 2,5 мм2.

Перед включением аппарата в электросеть следует проверить наличие изоляции всех высоковольтных элементов от корпусных деталей.

Проверка работоспособности

После проведения всех работ по сборке и отладке необходимо осуществить проверку работоспособности созданного инвертора.

По рекомендациям специалистов необходимо провести проверку силы тока и напряжения аппарата с использованием осциллографа. Нижняя петля по напряжению должна составлять до 500 вольт, не превышая значения в 550 В. Если все конструктивные требования соблюдены, то уровень напряжения будет составлять 330 – 350 вольт. Но этот метод доступен не всегда, ведь не у каждого дома имеется свой подобный измерительный прибор.

Зачастую проверка проводится в действии непосредственно сварщиком. Для этого проводится создание пробного шва с полным выгоранием электрода. По окончанию пробного сваривания нужно проверить температуру на трансформаторе. Если она зашкаливает, то в схеме имеются какие-то недоделки и следует все перепроверить.

Если температура силового блока в норме, то можно провести еще 2-3 пробных захода. После этого проверить температуру радиаторов. Они также могут перегреваться. Если после двух – трех минут они приходят в норму, то можно смело продолжать работу.

Настройка инвертора – полезные советы

Процедура сборки аппарата не отличается сложностью. Наиболее важным этапом является настройка инверторного аппарата. Может быть, что придется обратиться за помощью к специалисту.

1. Для начала нужно подключить 15 вольт к ШИМ с одновременным подключением одного конвектора. Так можно снизить нагрев и шумность во время работы.

2. Чтобы замыкать резистор нужно подключать реле. Оно подключается при окончании зарядки конденсаторов. За счет этого можно значительно снизить колебания напряжения во время подключения к электросети 220 вольт. Без резистора при прямом подключении возможен взрыв.

3. Проверить срабатывание реле замыкания резистора спустя пару секунд после подачи тока к плате ШИМ. Проконтролировать наличие на плате импульса прямоугольной формы, после отработки реле.

4. Подача питания 15 вольт на мост для проверки его работоспособности и правильности сборки. Сила тока должна быть не выше 100 мА на холостом ходу.

5. Проверка корректности размещения фаз. Применять осциллограф. На мостовую схему от конденсаторов через лампу подается 200 вольт с нагрузкой 200 Вт. На ШИМ выставляется частота 55 кГц. Подсоединяется осциллограф, проверяется форма сигнала и уровень напряжения (не более 350 вольт).

Для определения частоты аппарата следует медленно понижать частоту ШИМ до тех пор, пока на ключе IGBT не произойдет небольшой заворот. Полученное значение частоты нужно разделить на 2 и прибавить частоту перенасыщения. В итоге получится рабочее колебание частоты трансформатора.

Трансформатор аппарата не должен издавать никаких шумов. При их наличии необходимо проверять полярность. К диодному мосту можно подключать питание для теста через подходящую бытовую технику. К примеру, подойдет чайник, имеющий мощность 3000 Вт.

Идущие к ШИМ проводники нужно выполнять короткими. Их требуется скручивать и размещать дальше от источника помех.

6. Постепенно повышается ток при помощи резистора. При этом необходимо прислушиваться к инвертору и контролировать значения на осциллографе. На нижнем ключе не должно быть более 500 вольт. Среднее значение – 340. Если присутствуют шумы, то возможна поломка IGBT.

7. К свариванию приступать после 10 секунд. Проверяются радиаторы, если не нагрелись, то работу продлевать еще на секунд 20. После повторной проверки сваривание может продолжаться от одной минуты и дольше.

Безопасность

Все проводимые операции, за исключением проверки работоспособности, необходимо проводить исключительно на обесточенном оборудовании. Каждый элемент рекомендуется заранее проверить, чтобы после установки он не вышел из строя из-за перенапряжения. Основные правила электробезопасности также обязательны к выполнению.

Таким образом сделать самодельную инверторную сварку по силам практически каждому. Предложенное описание должно помочь разобраться во всех нюансах. Если изучить видео уроки и фото материалы, то собрать устройство не составит труда.

oxmetall.ru

Сварочный инвертор своими руками из старого телевизора

Сварочные аппараты прочно вошли в обиход домашних мастеров. Традиционные трансформаторы недорого стоят, легко ремонтируются, и такую конструкцию можно изготовить собственноручно.

Однако у них есть недостаток – для сварки металла толще автомобильного кузова, требуются высокие токи. Это дает нагрузку со стороны первичной обмотки 220 вольт, порядка 3-5 Вт.

Заварить трубу в квартире не удастся, по техническим условиям, ввод счетчика ограничен мощностью 3,5-5 Вт. Да и в частном доме гарантирован просад электроэнергии.

Для работы в бытовых условиях лучше пользоваться сварочным инвертором. Этот прибор имеет меньшую мощность, компактные габариты и небольшую массу.Стоимость такого автомата выше, чем обычного трансформаторного. Поэтому многие домашние «кулибины» изготавливают сварочный инвертор своими руками.

В отличие от трансформатора, при изготовлении которого вы боретесь с большим весом и толщиной вторичной обмотки, инвертор предлагает решить иные проблемы.

Схема сварочного инвертора может повергнуть в шок даже радиолюбителя со стажем, не говоря о домашнем мастере, познания которого сводятся к замене предохранителя.Не стоит пугаться. Следуя инструкциям по сборке, любой радиолюбитель, умеющий держать в руках паяльник, соберет этот блок за несколько свободных вечеров.

Важно! Сварочный инвертор при работе использует токи высокой частоты, поэтому некоторые элементы сильно греются.

Любой инвертор, даже небольшой мощности, требует принудительного охлаждения. К этому добавим грамотное расположение компонентов внутри корпуса.

Разумеется, сам корпус должен быть снабжен проточными отверстиями для вентиляции. В противном случае постоянно будет срабатывать тепловая защита (необходимый элемент оборудования).

Предлагаем к рассмотрению варианты, как сделать сварочный своими руками.

Резонансный инвертор в фабричном корпусе

В качестве оболочки можно использовать привычный блок питания для компьютера. Чем старее будет возраст – тем лучше. 20 лет назад не жалели металла на стенки, и размеры блоков питания формата AT были крупнее.

От самого блока питания потребуется лишь вентилятор (если он в нормальном состоянии) и радиаторы охлаждения. Поэтому исправность электрической начинки донора нас не интересует. Так будет дешевле его приобрести.

Инвертор построен на б/у элементной базе от старых мониторов и телевизоров. Если нет доступа к подобным «запасникам» — покупка радиоэлементов на рынке, не сильно обременит кошелек.Подробный рассказ как сделать сварочный инвертор своими руками — видео

Принцип построения резонансного инвертора, безопасность схемы

1. Технологию ШИМ необходимо полностью исключить, поскольку для этого требуется стабилизированное напряжение питания задающего генератора. Это усложняет схему
2. Затворы силовых транзисторов необходимо стабилизировать. Для этого подойдут стабилитроны типа KC213
3. Управляющий трансформатор монтируется как можно ближе к силовым транзисторам. Провода, подающие напряжение на затворы, должны быть скручены витковой парой, для уменьшения паразитных наводок
4. Особые требования к монтажной плате силового моста: дорожки на текстолите необходимо вытравить как можно большей ширины, затем залудить слоем припоя минимум 1 мм. Используйте тугоплавкий припой. Электрическая схема выполняется на текстолите толщиной минимум 3 мм, для лучшего рассеивания тепла.

Важно! По этим дорожкам протекают токи до 25А, тонкая медь печатной платы перегорит от высокой температуры.

5. Любые цепи, относящиеся к силовым блокам, должны быть тщательно пропаяны тугоплавким припоем. В противном случае возможно возгорание деталей от искрения
6. Сетевой кабель выполняется сечением не менее 2,5 квадратов
7. Входной автомат должен быть рассчитан на ток нагрузки плюс 50%. В нашем случае – 16А
8. Высоковольтные цепи выполняются в двойной изоляции: на проводники надеваются несгораемые кембрики на основе слюды или стекловолокна
9. Резонансный дроссель не должен иметь металлического кожуха. Крепление только на клеммах – никаких металлических скоб. Иначе наводки нарушат его параметры
10. Проточная принудительная вентиляция – обязательное условие
11. Выходные силовые диоды должны быть защищены от пробоя по напряжению. Обычно применяются RC цепочки.

Важно! Невыполнение требований безопасности при монтаже силовой электроники приведет к порче оборудования, а в худшем случае – к травмам.

Задаем для себя параметры будущего сварочного аппарата:

• Ток нагрузки на выходе: 5 – 120А
• Напряжение холостого хода 90В
• Продолжительность нагрузки для электродов 2 мм – 100%, для электродов 3 мм – 80%. (при высокой температуре воздуха, время охлаждения увеличивается на 20%-50%)
• Потребляемый ток на входе: не более 10А
• Масса без силовых проводов 2 кг
• Регулятор тока
• Вольтамперная характеристика – падающая. Поэтому можно работать в режиме полуавтомата с СО2.

Это достаточно простой сварочный инвертор, несмотря на то, что схема насыщенная:Все номиналы элементной базы указаны на схеме, дублировать их отдельным списком не имеет смысла. Сердце задающего генератора собрано на популярной микросхеме SG3524.

Она используется в блоках питания компьютерных бесперебойников. Можно извлечь деталь из сгоревшего UPS.

[note]Особенность инвертора – крайне низкая потребляемая мощность (по меркам сварочника, разумеется) – не более 2,5 Вт. Это позволяет использовать его не только в гараже, но и в квартире с входным автоматом 16А.[/note]

Силовой трансформатор собирается на сердечниках E42. Монтаж вертикальный, иначе не влезет в корпус. Подобные сердечники в изобилии присутствуют в старых ламповых мониторах, и дефицитом не являются в принципе. Для изготовления одного трансформатора потребуется «распотрошить» 6 мониторов.

Из этих же деталей (которые останутся от разобранных трансформаторов) выполняем дроссель. Сердечники для остальных компонентов делаются из стандартного феррита 2000 НМ.Основа силового блока – мощные диоды и транзисторы, которые нуждаются в рассеивании тепла. Их можно установить на радиаторы от блока питания (в котором собирается инвертор), или набрать из тех же старых компьютерных мониторов.До включения вольтодобавки, холостой ход поддерживается величиной 35В. За счет такого малого напряжения силовая часть не перегружается. Длина схватываемой дуги составляет 3-4 мм. Это комфортное значение, позволяющее уверенно работать даже начинающим сварщикам.

Выпрямленное напряжение имеет форму синуса (это особенность резонансных инверторов). Для окончательного сглаживания полуволн, необходимо уложить выходные кабели в ферритовые трубки индуктивностью 3-4mkH. Можно использовать фильтрующие кольца от того же блока питания для компьютера, и уложить провод в 2 витка.Дополнительная обмотка трансформатора добавляет напряжение, поэтому при начале работ дуга зажигается моментально, вне зависимости от атмосферных условий. Главное – качественная обмазка электродов.

[tip]Трансформаторы тока подключены во вторичной обмотке. Это конструктивная особенность схемы – в первичной обмотке максимальный ток возможен лишь во время образования резонанса.[/tip]

Защита инвертора

Залипание электрода предотвращает полевой транзистор IRF510. На схеме хорошо видно этот участок. Им же обеспечивается плавный пуск. Отметим, что такое устройство добавляет комфорта для неопытного сварщика.

На микросхеме SG3524, вход shutdown прерывается в трех случаях:

1. Срабатывание термодатчика
2. Блокировка транзисторной схемой при коротком замыкании
3. Отключение тумблером.

Важно! Самодельный сварочный инвертор не имеет заводского сертификата безопасности. Поэтому защита оператора – это ответственность создателя устройства.

В схеме предусмотрены основные моменты безопасности, их не следует исключать из конструкции. Корпус не должен иметь лишних отверстий (кроме вентиляционных) и открытых полостей. Силовые выходные клеммы устанавливаются на термостойких прочных изоляторах.Итог:Собрать инвертор своими руками возможно. Пусть вас не пугает множество деталей в схеме – это забота разработчика. Настраивать готовое изделие не придется, сварочник сразу готов к работе. При условии, что вы все правильно припаяете и скомпонуете модули в корпусе.

obinstrumente.ru

Сварочные аппараты своими руками на сайте полезных самоделок

Сегодня вашему вниманию предлагается проверенная временем схема инверторного сварочного аппарата, который будет несложно собрать своими руками. Детали взяты из старых телевизоров, но их можно заменить на более современные аналоги....

Читать далее

Используется принцип получения водорода с помощью электролиза водного раствора щелочи. Благодаря малым наружным габаритам электролизера ему найдется место и на ...

Читать далее

Принцип действия большинства плазматронов мощностью от нескольких кВт до нескольких мегаватт, практически один и тот же. Между катодом, выполненным из тугоплавк...

Читать далее

Появившись более ста лет назад, электродуговая сварка произвела технологическую революцию. К настоящему времени она практически вытеснила все остальные...

Читать далее

В данной книге я постараюсь охватить и описать весь спектр сварочных инверторов, начиная с простейшего полумоста и заканчивая мощным резонансным источником...

Читать далее

А вот схема самодельного сварочного полуавтомата на простых дискретных элементах, без дорогих микроконтроллеров. Ток сварки регулируется от 70 до 300 А, скорость сварки - 20...45 м/ч, диаметр проволоки на катушке - 0.8-1.2 мм. Использован сварочный трансформатор на 3 кВт....

Читать далее

Какой домашний мастер, а тем более автолюбитель, не мечтает иметь в своем распоряжении малогабаритный сварочный аппарат постоянного тока да еще с функцией заряд...

Читать далее

Переносный малогабаритный электросварочный аппарат с выносным сварочным пистолетом предназначен для приваривания листовой нержавеющей и обычной стали толщиной 0...

Читать далее

Данная конструкция может быть полезна для автолюбителей, при ремонте пластмассовых деталей. Извечная проблема для радиолюбителя — корпус для очередной поделки....

Читать далее

Сварка деталей голым электродом. Дуговая сварка долгое время применялась, главным образом, при ремонте чугунных деталей. Причиной этого были низкие механические...

Читать далее

Сварочный аппарат работает от сети 220 В и обладает высокими электротехническими характеристиками. Благодаря применению новой формы магнитопровода вес аппарата...

Читать далее

В нашем коллективе давно витала идея создания небольшого, компактного, лёгкого, но в то же время приемлемого по параметрам сварочного аппарата. Однако, наша час...

Читать далее

Обычная спичка подсказала конструкцию термитного карандаша. С его помощью вполне можно сварить на дачном участке несложные металлические изделия....

Читать далее

electro-shema.ru

Сварочный инвертор своими руками - схема сборки, ремонт и настройка

Инвертор сварочный своими руками

Метод сварки металлов на сегодня насчитывает немало способов и большинство их основано на использовании электричества. Электросварка же в свою очередь, также подразделяется на несколько видов, в том числе и инверторный способ.

Последний стал популярен относительно недавно и до того, как на полках магазинов появились малогабаритные и легкие в переноске аппараты, домашняя сварка была уделом немногих. После массового внедрения сварочных инверторов оказалось, что принцип устройства и работы этого аппарата достаточно прост и при желании, собрать такой же можно самостоятельно.

Описание

Инвертор – это прибор преобразующий постоянный электрический ток в переменный, а в сварочном аппарате инверторного типа происходит двойное преобразование:

1. Переменный ток силой не превышающей 5 ампер, с напряжением 220/380 вольт и частотой 50 Гц преобразовывается в постоянный с такими же значениями.
2. Полученный постоянный ток преобразовывается в переменный с напряжением в несколько десятков вольт и силой тока до нескольких сотен ампер.

Такая трансформация более выгодна, поскольку получаемые характеристики сварочного тока имеют высокую стабильность и легко управляются, что дает возможность настроить оптимальный режим сварки при различных размерах свариваемых деталей.

Сварочные инверторы, это моноблочные приборы, и главное их достоинство – эргономичность. В отличие от сварочных трансформаторов, в том числе и выдающих постоянный ток, инверторы могут переноситься одним человеком, а обладающие небольшой мощностью, имеют вес всего в несколько килограмм и легко вешаются на плечо.

Преобразование происходит за счет трансформатора и электронных микросхем, требующих качественного охлаждения, поэтому в корпусе также размещается мощный вентилятор. Несмотря на кажущуюся сложность, сварочный инвертор можно собрать и своими руками. Такой прибор сможет обеспечить сваривание не хуже, чем его заводские аналоги.

Принцип работы

Основным элементом системы, является силовой трансформатор с выпрямителем. Его вторичная обмотка, сильно нагревается, поэтому при компоновке устройства, очень важно расположить ее на пути воздушного потока исходящего от вентилятора.

Выпрямленный ток пропускается через фильтр из триодов с высокой частотой коммутации, в результате, частота вторичного переменного тока может достигать значения в 50 КГц. Обратная зависимость частоты и габаритов электротехнического оборудования известна давно, что и позволило придать инверторам такие скромные размеры. Такой же принцип успешно используется везде, где необходима экономия пространства, например, в бортовой сети самолета или подводной лодки, частота электрического тока также измеряется тысячами герц.

В сварочном трансформаторе, производится преобразование электродвижущей силы, в то время, как в инверторе преобразуются высокочастотные токи, что позволило в разы уменьшить вес трансформатора и сократить расход материала на его изготовление. Для защиты от перегрузки, на вторичной стороне устанавливается плавкий предохранитель, который можно заменить с лицевой панели. Пользователь может регулировать силу подаваемого на электрод тока с помощью регулятора, значение тока выводится на цифровое табло.

Область применения

Трудно представить строительные работы, при которых не использовалась бы сварка. Сварочные инверторы существенно расширили область ее применения, так как обладают достаточно большой долей мобильности, в отличие от громоздких трансформаторных аппаратов. Сегодня инверторную сварку применяют:

• Для сваривания деталей из черных металлов.
• Для сваривания деталей из цветных металлов.
• При необходимости сваривания в малопроходимых местах, например, в подземных туннелях трубопроводов.
• Для сваривания фасонных деталей на производстве.
• Для сварки в бытовых условиях.

В промышленности, для сваривания применяются инверторы с автоматической и полуавтоматической подачей сварочной проволоки, что позволяет унифицировать процесс и снизить долю ручного труда.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом инверторных сварочных аппаратов является их размер, поскольку до этого, варить приходилось либо на стационарном посту, либо же, перемещать тяжелый сварочный трансформатор с помощью подручных средств, до места сварочных работ.

Благодаря двойному преобразованию, сварочный ток инвертора не зависит от сетевого и поэтому остается всегда с постоянными значениями, что позволило избежать таких неприятных явлений при сварке как:

• Залипание электрода.
• Отсутствие дуги при пониженном напряжении в сети.
• Пережог или недожог металла.

Инвертор универсален и подходит для сварки чугунных или цветных металлов соответствующими электродами, а также для аргонодуговой сварки неплавящимися электродами. Оператор имеет возможность регулировать ток в широких пределах.

Недостаток инверторов – это относительно высокая стоимость по сравнению с трансформаторами, но учитывая имеющиеся преимущества, он полностью нивелируется. Как и любая электроника, микросхемы аппарата требуют бережного отношения, поэтому рекомендуется периодически очищать внутреннее пространство от пыли.

Также электроника может выйти из строя в условиях низких температур или высокой влажности, поэтому окружающие условия должны согласовываться с паспортными данными прибора.

Как сделать своими руками?

Хотя инверторные сварочные аппараты в широкой продаже в современном исполнении, стали доступны относительно недавно, они не являются чем-то новым. По сути, добавилось только удобное цифровое управление и более современные электронные компоненты.

Принцип же работы, как и сам аппарат были разработаны несколько десятков лет назад, да и сегодня, многие схемы сборки актуальны. Собрать самостоятельно инвертор можно имея старые электротехнические детали, на основе современных электронных компонентов. Такой аппарат выйдет значительно дешевле, чем заводской аналог.

Необходимые материалы и инструменты

Для сборки аппарата понадобятся:

• Ферритовый сердечник для силового трансформатора.
• Шина из меди или проволока для создания обмоток.
• Фиксирующая скоба для соединения половинок сердечника.
• Термостойкая изолента.
• Компьютерный вентилятор.
• Транзисторы.
• Паяльник, пассатижи, кусачки.

Схемы

На сегодняшний день, все схемы сварочных инверторов унифицированы и построены на основе использования импульсного трансформатора и мощных транзисторов типа MOSFET.

Каждый из производителей вносит незначительные изменения в виде фирменных разработок, однако, в общем функционал аппарата не претерпевает каких-либо существенных изменений.

За основу также может браться принципиальная схема Юрия Негуляева – ученого и разработчика отечественного сварочного аппарата инверторного типа.

Пошаговое руководство

1. Для размещения всех элементов необходимо подобрать корпус. Рекомендуется использовать старый системный компьютерный блок, так как там уже предусмотрены отверстия для вентиляции.
2. Необходимо увеличить прочность корпуса, так как вес агрегата может достигать до десяти килограмм. Для этого, в углах устанавливаются металлические уголки на резьбовом крепеже.
3. Первичная обмотка трансформатора – намотка проволоки производится по всей ширине каркаса, это способствует стабильной работе трансформатора при перепаде напряжений. Для намотки используются только медные провода, при отсутствии шины, несколько проводов соединяются в пучок.
4. Вторичная обмотка трансформатора – наматывается в несколько слоев, для этого используют несколько проводов сечением 2 мм, соединенных в пучок.
5. Между обмотками необходим усиленный слой изоляции, во избежание попадания на вторичную обмотку сетевого напряжения.
6. Между сердечником трансформатора и обмотками предусматривается воздушный зазор, для обеспечения циркуляции воздуха.
7. Отдельно на ферритовом сердечнике выполняется трансформатор тока, при сборке закрепляющийся на плюсовой линии и соединяющийся с панелью управления.
8. Транзисторы необходимо прикрепить к радиатору, но обязательно через термопроводящую диэлектрическую прокладку. Это обеспечит эффективный теплоотвод и защиту от короткого замыкания.
9. Диоды выпрямляющего контура крепятся аналогичным способом, к пластине из алюминия. Выходы диодов соединяются неизолированным проводом сечением 4 мм.
10. Силовые проводники внутри корпуса разводятся таким образом, чтобы исключить короткое замыкание.
11. Вентилятор устанавливают на задней стенке, что сэкономит пространство и позволит обдувать сразу несколько радиаторов.

Электросхема сварочного инвертора

Настройка аппарата

После сборки аппарата необходима дополнительная настройка для получения корректных значений сварочного тока и напряжения:

1. Подается сетевое напряжение, на плату и привод вентилятора.
2. Необходимо дождаться полной зарядки силовых конденсаторов, затем проверить работу реле, убедившись что напряжение на токоограничивающем резисторе, установленном в цепи конденсаторов отсутствует, после чего замкнуть его.
3. При помощи осциллографа определяется значение тока вырабатываемого инвертором, для чего замеряется периодичность импульсов, поступающих на обмотку трансформатора.
4. Проверяется режим сварки на блоке управления, для чего вольтметр подключают к выходу усилителя осциллографа. В маломощных инверторах, значение напряжения достигает около 15 вольт.
5. Проверяется работа выходного моста, путем подачи напряжения 16 вольт от блока питания. Следует помнить, что в режиме холостого хода, потребление блока составляет около 100 мА и это необходимо учитывать при проведении измерений.
6. Тестируется работа с силовыми конденсаторами. Напряжение изменяют со значения 16 вольт на 220. Осциллограф подключают к выходным транзисторам и контролируют амплитуду сигнала, она должна быть идентичной с той, что была на испытаниях с пониженным напряжением.

Обслуживание и ремонт

Для сборки, обслуживания и ремонта сварочного аппарата инверторного типа необходимо иметь достаточный уровень электротехнических знаний. При отсутствии таковых и необходимости ремонта, пользователь может производить лишь текущее обслуживание:

• Чистка аппарата от пыли – производится пылесосом при открытом корпусе. Если аппарат используется постоянно в строительных работах, то необходима регулярная чистка.
• Замена предохранителя – защищает схемы аппарата от повреждений при перегрузке и коротких замыканиях.
• Ремонт коммутирующих частей на сварочных кабелях.

Сварочный полуавтомат из инвертора

В технологических процессах требуется сваривание шаблонных деталей и наибольшего качества можно добиться используя автоматические и полуавтоматические сварочные установки с подачей проволоки для сваривания. Получить такое устройство из самодельного или промышленного инвертора, можно только при наличии соответствующих знаний и правильной перенастройке блока управления.

Дело в том, что источники питания для ручной и полуавтоматической сварки проектируются с различными вольтамперными характеристиками, и инвертор к которому добавлен только механизм для подачи проволоки, будет в итоге давать неровный шов с рваными краями.

Советы и рекомендации

1. Следует помнить, что силовые конденсаторы и транзисторы в схеме инвертора, требуют дополнительных мер безопасности, в частности, обязательного наличия токоограничивающего резистора. Подача тока без него может привести к взрыву.
2. Не следует удлинять сварочные кабели, их длина не может превышать 2,5 метра.

househill.ru

Самодельный сварочный инвертор: как изготовить

Сделать самодельный сварочный инвертор несложно, особенно если вы ладите с электроникой. Главное, чтобы у вас было свободное время (5-6 часов) и желание выполнить эту работу. Данный аппарат пригодится всем хозяевам. Сварочные инверторы — это новые современные сварочные аппараты, которые выходят сейчас на первый план.

Устройство инверторного сварочного аппарата.

На рынке можно найти много различных видов инверторов. Но прибор, сделанный самостоятельно, может получиться качественнее и инвертор своими руками обойдется дешевле, чем покупка нового аппарата.

Немного информации о сварочных аппаратах

Сейчас очень трудно представить себе какую-нибудь конструкцию, для которой бы не потребовалась сварка. Для этой работы применяют различные напряжения. В зависимости от него сварочные аппараты делятся на две группы: аппарат постоянного тока и переменного. На постоянном токе разрешается варить электропроволокой без покрытия и электродами. Чтобы придать горения дуге на маленьких токах, обязательно нужно иметь на обмотке увеличенное напряжение холостого хода до 70 В. Сварочный аппарат постоянного тока лучше в употреблении, применяют его для тонколистовых металлов, в особенности для автомобильной и кровельной стали. Сварочная дуга стабильна на данном этапе, поэтому сварка идет и на прямой, и на обратной полярности напряжения, которое подают.

Классификация сварочных инверторов.

Из чего состоит сварочный аппарат? В основной состав сварочного устройства входят:

• трансформатор — главная деталь;
• первичная и вторичная катушки;
• корпус для сварочного аппарата;
• вентиляторы;
• канцелярская бумага или моток из кассового аппарата;
• медная полоска;
• медная лента.

Вернуться к оглавлению

Как изготовить самодельный сварочный аппарат

Самой важной частью в работе над инвертором является схема. Начинают изготовление сварочного устройства с подборки трансформатора, на который наматывается медная полоска жести (длина 40 мм, толщина 0,3 мм). Еще нужна термопрослойка, в качестве которой подойдет канцелярская бумага или моток из кассового аппарата. Она должна быть прочной и при намотке не разрываться. Толстым проводом не наматывайте, т.к. данный прибор будет работать на высоких частотах, что приведет к перегреву трансформатора.

Чтобы этого не случилось, возьмите медную ленту — это будет вторая обмотка из трех полосок меди. Они будут отделяться фторопластовой прослойкой. Для второй обмотки снова возьмите бумагу, как и при первой. Правда, бумага будет темнеть, но от цвета она свойства не потеряет. Не забудьте в трансформатор поставить вентилятор, чтобы обмотка не нагревалась и охлаждалась. Можете взять кулер из своего компьютера на 220 В и на 0,15 А. Схема поможет вам понять суть.

Электросхема сварочного инвентора.

Далее продолжаете изготовление инвертора на основании вашей схемы. Следующим шагом должна быть система охлаждения, которая защищает от перегревания сварочный аппарат. Взять ее лучше из компьютерного процессора. Всего потребуется 6 таких вентиляторов, 3 из них должны быть направлены в сторону обмотки двигателя. Не забудьте установить заборщики воздуха напротив кулеров.

После этого нужно установить силовой косой мост. Он будет находиться на двух радиаторах. Верхний край моста будет на одной стороне, а нижний стоит прикрепить через прокладку на другой мост. Диоды нужно вывести и разместить навстречу транзисторам. Чтобы понизить выбросы, на плату следует припаять конденсаторы (14 штук по 0,15 мк и 630 В), раздать их нужно на всю линию питания.

Для того чтобы выплески усилились, а утраты IGBT стали наименьшими, в цепочку стоит вставить снабберы, в составе которых находятся конденсаторы С15, С16. IGBT открываются скорее, а противоположный процесс длительнее по времени. И в этот момент С15 и С16 начнут получать заряд через диод, который установили. Все это делается для того, чтобы снаббер взял на себя всю силу и уменьшил расход тепла в 4-5 раз.

Вернуться к оглавлению

Как подключить сварочный инвертор своими руками

Сделать данное устройство не так тяжело, как его настроить. Это займет больше времени. Поможет последовательная схема подключения:

Способы подключения сварочного инвертора.

1. Следует подключить сварочный инвертор к электросети. Вы услышите громкие звуки, это блок начнет передавать ток. Электричество подается на вентилятор, благодаря чему сварочный аппарат работает тише и уменьшается его нагревание.
2. Далее следует замкнуть резистор. Для этого после зарядки конденсаторов нужно подсоединить реле. Скачки тока при включении уменьшаются.
3. Обратите внимание, без резисторной детали производить подключение трансформатора нельзя, так как может произойти взрыв. Чтобы узнать уровень сварочного аппарата, нужно включить прибор на режиме амперметра, приходящие импульсы должны быть равны 44%.
4. С помощью усилителя и оптрона, которые передают сигнал к блоку, вы можете проверить саму сварку. Амплитуда должна быть равна 15 В.
5. С помощью осциллографа можно проверить работу сварочного аппарата. Если импульсы, которые будут поступать от разных обмоток, будут одинаковые, то работа инвертора выполнена правильно.
6. В конце нужно проконтролировать трансформатор инвертора под управлением конденсаторов. Для этого увеличьте уровень пропуска до 200 Вт, подключите осциллограф и наблюдайте за звуковыми сигналами, который будет издавать коллектор-эмиттер.

Вернуться к оглавлению

Меры безопасности при работе со сварочным инвертором

Сварка — это очень опасный и травматичный вид работы. А электросварка может ударить сварщика электрическим током. Поэтому все оборудование, то есть сварочный аппарат, с которым работает сварщик, должно быть заземлено качественно. Это помогает защититься от электрических травм.

Следующая опасность для здоровья человека — это ультрафиолетовый спектр электрической дуги. Он может нанести вред органам зрения, кожным покровам и вызвать сильные ожоги. Поэтому люди, которые работают со сварочным аппаратом, должны обязательно пользоваться специальной одеждой и маской, предназначенными для сварки. Желательно ограждать других людей от сварки, т.к. если просто смотреть на работу сварщика, то тоже можно получить ожоги глаз.

При соблюдении правил безопасности сварочные работы не принесут вреда жизни и здоровью человека.

Сварочный инвертор имеет много плюсов, главный из которых — это его маленький вес.

В нем вы можете использовать электроды и переменного, и постоянного тока.

moiinstrumenty.ru

---

• 
  Сварочный импульсный аппарат своими руками
• 
  Сварочный аппарат aurora pro overman 200 mosfet
• 
  Сварочный аппарат на тиристорах своими руками
• 
  Сварочный аппарат как правильно выбрать
• 
  Аппарат для сварки проводов своими руками
• 
  Промышленный сварочный аппарат
• 
  Аппараты для сварки полиэтиленовых труб
• 
  Аппарат для резки металла плазмой
• 
  Сварочный аппарат ресанта саи 190 пн инструкция по эксплуатации
• 
  Сварочный аппарат ресанта саи 250пн
• 
  Как выбрать пескоструйный аппарат