Зварювальний інвертор своїми руками

1. Інвертор зварювальний своїми руками Метод зварювання металів на сьогодні налічує чимало способів...
2. Принцип роботи
3. Область застосування
4. Переваги і недоліки
5. Як зробити своїми руками?
6. Необхідні матеріали та інструменти
7. схеми
8. покрокове керівництво
9. Налаштування апарату
10. Обслуговування та ремонт
11. Зварювальний напівавтомат з інвертора

Інвертор зварювальний своїми руками

Метод зварювання металів на сьогодні налічує чимало способів і більшість їх засновано на використанні електрики. Електрозварювання же в свою чергу, також поділяється на кілька видів, в тому числі і інверторний спосіб.

Останній став популярний відносно недавно і до того, як на полицях магазинів з'явилися малогабаритні і легкі в перенесенні апарати, домашня сварка була осередком деяких. Після масового впровадження зварювальних інверторів виявилося, що принцип пристрою і роботи цього апарату досить простий і при бажанні, зібрати такий же можна самостійно.

опис

Інвертор - це прилад перетворює постійний електричний струм в змінний, а в зварювальному апараті інверторного типу відбувається подвійне перетворення:

1. Змінний струм силою що не перевищує 5 ампер, з напругою 220/380 вольт і частотою 50 Гц перетворюється в постійний з такими ж значеннями.
2. Отриманий постійний струм перетворюється в змінний з напругою в кілька десятків вольт і силою струму до декількох сотень ампер.

Така трансформація більш вигідна, оскільки одержувані характеристики зварювального струму мають високу стабільність і легко управляються, що дає можливість встановити оптимальний режим зварювання при різних розмірах деталей, що зварюються.

Зварювальні інвертори, це моноблочні прилади, і головне їх гідність - ергономічність. На відміну від зварювальних трансформаторів, в тому числі і видають постійний струм, інвертори можуть переноситися однією людиною, а що володіють невеликою потужністю, мають вагу всього в кілька кілограм і легко вішаються на плече.

Перетворення відбувається за рахунок трансформатора і електронних мікросхем, що вимагають якісного охолодження, тому в корпусі також розміщується потужний вентилятор. Незважаючи на гадану складність, зварювальний інвертор можна зібрати і своїми руками. Такий прилад зможе забезпечити зварювання не гірше, ніж його заводські аналоги.

Принцип роботи

Основним елементом системи, є силовий трансформатор з випрямлячем. Його вторинна обмотка, сильно нагрівається, тому при компонуванні пристрою, дуже важливо розташувати її на шляху повітряного потоку вихідного від вентилятора.

Випрямлений струм пропускається через фільтр з триодов з високою частотою комутації, в результаті, частота вторинного змінного струму може досягати значення в 50 КГц. Зворотна залежність частоти і габаритів електротехнічного обладнання відома давно, що і дозволило надати інверторів такі скромні розміри. Такий же принцип успішно використовується всюди, де необхідна економія простору, наприклад, в бортовій мережі літака або підводного човна, частота електричного струму також вимірюється тисячами герц.

У зварювальному трансформаторі, виробляється перетворення електрорушійної сили, в той час, як в инверторе перетворюються високочастотні струми, що дозволило в рази зменшити вагу трансформатора і скоротити витрату матеріалу на його виготовлення. Для захисту від перевантаження, на вторинній стороні встановлюється запобіжник, який можна замінити з лицьової панелі. Користувач може регулювати силу подається на електрод струму за допомогою регулятора, значення струму виводиться на цифрове табло.

Область застосування

Важко уявити будівельні роботи, при яких не використовувалася б зварювання. Зварювальні інвертори істотно розширили сферу її застосування, так як мають досить великою часткою мобільності, на відміну від громіздких трансформаторних апаратів. Сьогодні інверторну зварювання застосовують:

• Для зварювання деталей з чорних металів.
• Для зварювання деталей з кольорових металів.
• При необхідності зварювання в малопроходімих місцях, наприклад, в підземних тунелях трубопроводів.
• Для зварювання фасонних деталей на виробництві.
• Для зварювання в побутових умовах.

У промисловості, для зварювання застосовуються інвертори з автоматичного і напівавтоматичного подачею зварювального дроту, що дозволяє уніфікувати процес і знизити частку ручної праці.

Переваги і недоліки

Основною перевагою інверторних зварювальних апаратів є їх розмір, оскільки до цього, варити доводилося або на стаціонарному посту, або ж, переміщати важкий зварювальний трансформатор за допомогою підручних засобів, до місця зварювальних робіт.

Завдяки подвійному перетворенню, зварювальний струм інвертора не залежить від мережевого і тому залишається завжди з постійними значеннями, що дозволило уникнути таких неприємних явищ під час зварювання як:

• Залипання електрода.
• Відсутність дуги при зниженій напрузі в мережі.
• Перевитрата або недожог металу.

Інвертор універсальний і підходить для зварювання чавунних або кольорових металів відповідними електродами, а також для аргонодугового зварювання плавляться. Оператор має можливість регулювати струм в широких межах.

Недолік інверторів - це відносно висока вартість в порівнянні з трансформаторами, але з огляду на наявні переваги, він повністю нівелюється. Як і будь-яка електроніка, мікросхеми апарату вимагають дбайливого ставлення, тому рекомендується періодично очищати внутрішній простір від пилу.

Також електроніка може вийти з ладу в умовах низьких температур або високої вологості, тому навколишні умови повинні узгоджуватися з паспортними даними приладу.

Як зробити своїми руками?

Хоча інверторні зварювальні апарати в широкому продажі в сучасному виконанні, стали доступні відносно недавно, вони не є чимось новим. По суті, додалося тільки зручне цифрове управління і більш сучасні електронні компоненти.

Принцип же роботи, як і сам апарат були розроблені кілька десятків років тому, так і сьогодні, багато схеми складання актуальні. Зібрати самостійно інвертор можна маючи старі електротехнічні деталі, на основі сучасних електронних компонентів. Такий апарат вийде значно дешевше, ніж заводський аналог.

Необхідні матеріали та інструменти

Для збірки апарату знадобляться:

• Феритове осердя для силового трансформатора.
• Шина з міді або дріт для створення обмоток.
• Яка фіксує скоба для з'єднання половинок сердечника.
• Термостійка ізоляційна стрічка.
• Вентилятор комп'ютера.
• Транзистори.
• Паяльник, пасатижі, кусачки.

схеми

На сьогоднішній день, всі схеми зварювальних інверторів уніфіковані і побудовані на основі використання імпульсного трансформатора і потужних транзисторів типу MOSFET.

Кожен з виробників вносить незначні зміни у вигляді фірмових розробок, проте, в загальному функціонал апарата не зазнає будь-яких істотних змін.

За основу також може братися принципова схема Юрія Негуляєва - вченого і розробника вітчизняного зварювального апарату інверторного типу.

покрокове керівництво

1. Для розміщення всіх елементів необхідно підібрати корпус. Рекомендується використовувати старий системний комп'ютерний блок, так як там вже передбачені отвори для вентиляції.
2. Необхідно збільшити міцність корпусу, так як вага агрегату може досягати до десяти кілограм. Для цього, в кутах встановлюються металеві куточки на різьбовому кріпленні.
3. Первинна обмотка трансформатора - намотування дроту проводиться по всій ширині каркаса, це сприяє стабільній роботі трансформатора при перепаді напруги. Для намотування використовуються тільки мідні дроти, при відсутності шини, кілька проводів з'єднуються в пучок.
4. Вторинна обмотка трансформатора - намотується в кілька шарів, для цього використовують кілька проводів перетином 2 мм, з'єднаних в пучок.
5. Між обмотками необхідний посилений шар ізоляції, щоб уникнути попадання на вторинну обмотку напруги.
6. Між сердечником трансформатора і обмотками передбачається повітряний зазор, для забезпечення циркуляції повітря.
7. Окремо на ферритовом осерді виконується трансформатор струму, при складанні закріплюється на плюсовій лінії і з'єднується з панеллю керування.
8. Транзистори необхідно прикріпити до радіатора, але обов'язково через термопровідних діелектричну прокладку. Це забезпечить ефективний тепловідвід і захист від короткого замикання.
9. Діоди випрямляє контуру кріпляться аналогічним способом, до пластини з алюмінію. Виходи діодів з'єднуються неізольованих проводом перетином 4 мм.
10. Силові провідники всередині корпусу розлучаються таким чином, щоб виключити коротке замикання.
11. Вентилятор встановлюють на задній стінці, що заощадить простір і дозволить обдувати відразу кілька радіаторів.

Електросхема зварювального інвертора

Налаштування апарату

Після складання апарату необхідна додаткова настройка для отримання коректних значень зварювального струму і напруги:

1. Подається напруга мережі, на плату і привід вентилятора.
2. Необхідно дочекатися повної зарядки силових конденсаторів, потім перевірити роботу реле, переконавшись що напруга на струмообмежуючі резистор, встановленому в ланцюзі конденсаторів відсутня, після чого замкнути його.
3. За допомогою осцилографа визначається значення струму, що виробляється інвертором, для чого змиритися періодичність імпульсів, що надходять на обмотку трансформатора.
4. Перевіряється режим зварювання на блоці управління, для чого вольтметр підключають до виходу підсилювача осцилографа. У малопотужних инверторах, значення напруги досягає близько 15 вольт.
5. Перевіряється робота вихідного моста, шляхом подачі напруги 16 вольт від блоку живлення. Слід пам'ятати, що в режимі холостого ходу, споживання блоку становить близько 100 мА і це необхідно враховувати при проведенні вимірювань.
6. Тестується робота з силовими конденсаторами. Напруга змінюють зі значення 16 вольт на 220. Осциллограф підключають до вихідних транзисторів і контролюють амплітуду сигналу, вона повинна бути ідентичною з тієї, що була на випробуваннях із зниженою напругою.

Обслуговування та ремонт

Для збірки, обслуговування і ремонту зварювального апарату інверторного типу необхідно мати достатній рівень електротехнічних знань. При відсутності таких і необхідності ремонту, користувач може виробляти лише поточне обслуговування:

• При чищенні увімкненого від пилу - виробляється пилососом при відкритому корпусі. Якщо апарат використовується постійно в будівельних роботах, то необхідна регулярна чистка.
• Заміна запобіжника - захищає схеми апарату від пошкоджень при перевантаженні і коротких замикань.
• Ремонт комутуючих частин на зварювальних кабелях.

Зварювальний напівавтомат з інвертора

У технологічних процесах потрібно зварювання шаблонних деталей і найбільшого якості можна домогтися використовуючи автоматичні і напівавтоматичні зварювальні установки з подачею дроту для зварювання. Отримати такий пристрій з саморобного або промислового інвертора, можна тільки при наявності відповідних знань і правильної перенастроюванні блоку управління.

Справа в тому, що джерела живлення для ручного і напівавтоматичного зварювання проектуються з різними вольтамперних характеристик, і інвертор до якого доданий тільки механізм для подачі дроту, буде в підсумку давати нерівний шов з рваними краями.

Поради та рекомендації

1. Слід пам'ятати, що силові конденсатори і транзистори в схемі інвертора, вимагають додаткових заходів безпеки, зокрема, обов'язкової наявності струмообмежувального резистора. Подача струму без нього може призвести до вибуху.
2. Не слід подовжувати зварювальні кабелі, їх довжина не може перевищувати 2,5 метра.