Pri zváraní sa používajú zariadenia špeciálne prispôsobené na špecifické účely. Schémy jednotlivých zariadení majú výrazne odlišnú štruktúru. Medzi najpraktickejšími a najrozšírenejšími obvodmi je možné zvoliť obvod meniča. Zariadenie, zostavené podľa tejto schémy, je hladko a presne vyladené, kompaktné, pre majstrov, ktorí pracujú na ceste, je jednoducho nenahraditeľné.
Schéma zváracieho invertora.
Obvod jednotky meniča je jedným z najjednoduchších, všetky potrebné prvky dosiek plošných spojov a tranzistory možno ľahko nájsť v predajniach rádiových komponentov a montážne schémy sú dostupné u majstrov. Úlohou zostaviť takýto zvárací stroj vlastnými rukami je celkom v moci ľudí, ktorí môžu pracovať s spájkovacou tyčou.
Princíp činnosti invertorového zváracieho stroja
Toto zariadenie je samo o sebe podobnosťou silného napájacieho zdroja podobného impulzným jednotkám ako AT a ATX, ktoré sú inštalované v osobných počítačoch. Poradie zmien v počiatočných parametroch elektrického prúdu v týchto dvoch zariadeniach je identické. V meniči prechádza elektrická energia radom transformácií:
- Napätie AC domácnosti sa prevádza na DC.
- DC prúd je konvertovaný na AC s vysokou frekvenciou.
- Hodnota napätia klesá.
- Prúd so zníženým napätím je odstránený so zachovaním danej frekvencie.
Všetky tieto transformácie sú vysvetlené potrebou znížiť hmotnosť a rozmery výkonových transformátorov zváracích strojov.
Schéma zváracieho invertora.
Princíp činnosti starých zariadení sa znížil na zníženie napätia zo siete a zvýšenie hodnoty prúdovej sily na sekundárnom vinutí na niekoľko desiatok, alebo dokonca stoviek ampérov - hodnôt potrebných na oblúkové zváranie. Aby sa dosiahol požadovaný pomer na zníženie napätia a zvýšenie veľkosti prúdu, sekundárne vinutie dostalo menší počet závitov a väčší prierez vodiča. Pretože staré zváracie transformátory mali veľké rozmery a hmotnosť. Výroba vinutia transformátora vyžadovala veľké náklady na medený drôt, preto zváračky vôbec neboli lacné.
Obvody meniča umožnili napraviť situáciu. Zvýšením frekvencie prúdu na pracovnom vinutí na 60-80 kHz a viac bolo možné zmenšiť veľkosť a hmotnosť celej konštrukcie. Kvôli 4-násobnému zvýšeniu pracovnej frekvencie konverzie boli rozmery prístroja polovičné. A v našom prípade hovoríme o tisícnásobnom zvýšení frekvencie.
Tieto vysoké hodnoty frekvencie striedavého prúdu sa dosahujú prepínaním tranzistorov inštalovaných v obvode meniča, ktoré spolu komunikujú pri frekvencii 60 až 80 kHz. Prúd do tranzistorov je z usmerňovača konštantný. Napätie striedavým prúdom je usmerňované mostíkovým obvodom diód a je kompenzované kondenzátormi. Na výstupe usmerňovača a kondenzátora sa dodáva konštantné napätie 220 V. Toto je prvý krok obvodu.
Vysokofrekvenčné tranzistory s invertorovým obvodom prenášajú striedavý vysokofrekvenčný prúd na redukčný transformátor. Pretože prevádzková frekvencia je už 1000-krát nižšia ako frekvencia napájania, transformátor je veľmi kompaktná cievka.
Komponenty zváracieho stroja
Menič na zváranie elektrických obvodov.
Obvod meniča je navrhnutý pre hodnotu napájacieho prúdu do 32 A a napätie 220-230 V. Hodnota prúdu na výstupe meniča dosiahne 250 A. Táto hodnota zabezpečuje silný zvar pri zváraní elektródou vo vzdialenosti do 1 cm. :
- Transformátor so 7x7 alebo 8x8 bázou feritického jadra.
- Primárne vinutie má 100 prstencov drôtu s priemerom 0, 3 mm.
- Vnútorné sekundárne vinutie pri 15 otáčkach s drôtom hrúbky 1 mm.
- Priemerné sekundárne vinutie pri rovnakom počte závitov drôtu s menšou hrúbkou (0, 2 mm).
- Vonkajší vstup sekundárneho vinutia na 20 závitov drôtu s hrúbkou 0, 35 mm.
Montáž transformátora
Obvod vinutia transformátora.
Pred navinutím vodičov na jadro transformátora je obal zabalený do medi. Šírka pásov je 40 mm, výška pásky je 0, 3 mm. Spolu s medenou páskou je jadro obalené termálnym papierom. Pre tento účel, dobrý cash tape a všetky ostatné tenké a odolné papier, ktorý je vhodný, aby sa zmestili okolo jadra. Okrúhly drôt nie je vhodný pre primárne vinutie, pretože sa ľahko prehrieva. Kvôli tomu sú prúdy presmerované na vonkajšiu stranu vinutia a vnútorné vrstvy zostávajú nezaťažené.
Sekundárne vinutie sa umiestni do 3 vrstiev drôtov, medzi ktorými sa vloží pásik z fluoroplastu. Na tento účel nie sú vhodné štandardné drôty s priemerom 0, 5-0, 7 mm. Kvôli kruhovému prierezu vinutia nie sú dobre priľnuté k sebe, zanechávajúc medzery, čím sa zhoršuje prestup tepla.
Pri otáčaní vinutia dávajte pozor na zvinutie drôtu bez medzier okolo jadra. Len týmto spôsobom bude napätie stabilné. Typická konštrukcia invertorového zariadenia predpokladá prítomnosť dvoch transformátorov s frekvenciou 41 kHz, ale sú vhodné aj pre 55 kHz. Potom je inštalované izolačné tesnenie a tlmivka s označením L2. Na boku dosky je inštalovaný prídavný ventilátor, jeho elektrické charakteristiky sú 0, 13 A a 220 V.
Spájkovanie invertorovej dosky
Na mapovanie zváracieho stroja typu invertora sú chladiče a radiátory, ktoré sa nachádzajú v počítačových napájacích zdrojoch. Môžu byť extrahované zo starej technológie alebo sa môžu obrátiť na sklad rádiových komponentov pre nové.
Radiátory sú umiestnené v hornej a dolnej časti koncov šikmého mostíka.
Na vytvorenie meniča bude potrebovať chladič.
Ak sa na rozvod prúdenia používa most IRG4PC50W, použite namiesto sľudy tepelný tuk.
Smer elektród tranzistorov a diód je nastavený tak, aby sa navzájom stretli. Medzi radiátory je namontovaná doska, ktorá spojí všetky časti napájacieho obvodu zváracieho zariadenia s vloženými prvkami mosta. Majte na pamäti, že menovité napätie napájacieho obvodu je 300 V. Výkony vybité transformátorom musia prejsť do okruhu, pre ktorý sú k doske pripájané kondenzátory 0, 15 μF. Inštalácia po zhasnutí transformátora a kondenzátoroch zhasne nežiaduci náraz z prepätia na výstupe sekundárneho vinutia.
Nastavenie a ladenie meniča
Schéma vnútornej štruktúry meniča
Po dokončení montáže je nevyhnutné prispôsobiť prevádzku meničového modulu. Pripojte 15 V k PWM a napájajte ventilátor. Potom cez odpor R11 pripojte relé K1. Toto všetko sa robí preto, aby sa predišlo skokom pri pripojení k sieti 220 V. Skontrolujte včasnú aktiváciu relé a po 10 sekundách aktivujte PWM pracovný výkon. Po spustení relé by nemali byť dodržané obdĺžnikové oblasti v diagrame PWM.
Potom je most pripojený k napäťovému zdroju 15 V. Pri nečinnosti menič spotrebuje prúd do 100 mA. Ak meranie ukazuje prípustnú hodnotu, potom sa okruh správne zmontuje. Okrem toho musíte zabezpečiť, aby fázovanie vinutí nebolo zmätené.
Na PWM sa nastavenie frekvencie zníži, až kým sa v spodnej časti grafu neobjaví ohyb, čo bude znamenať presýtenie uzla. Túto hodnotu delíme na 2 a pridáme ju k prevádzkovej frekvencii dosky PWM a priamo k transformátoru. Obvod je správne pripojený, ak relé pri ladení vysiela signál pri 150 mA. Ak je svetelný signál neostrý a slabý, potom je doska nesprávne pripojená alebo jeden z vinutí razidla. Odstráňte zbytočné rušenie, ak skrátite všetky napájacie vodiče.
Kontrola stavu zariadenia
Po montáži zváracieho invertora je potrebné skontrolovať jeho funkčnosť.
Takže, invertorový zvárací stroj je zostavený a pripravený na použitie, teraz zostáva, aby sa ubezpečil, že je funkčný. Zapnite zariadenie v elektrickej sieti, plynulo nastavte veľký prúd a skontrolujte napätie na osciloskope. Napätie v dolnej slučke oscilogramu je prijateľné v rozsahu 500 V, v podmienkach prekročenia je povolené prekročenie až 550 V. V správne zostavenej schéme toto číslo neprekročí 350 V.
Pri kontrole výkonu zariadenia dbajte na to, aby sa pri zvyšujúcej sa záťaži nezvyšoval hluk z pneumatiky. Ak chcete aplikovať maximálny prúd, šum pozadia musí zostať nezmenený.
Potom pokračujte k samotnému zváraniu. Po naštartovaní počkajte 10 sekúnd a skontrolujte teplotu chladičov. Počas prvých 20 sekúnd by mali zostať studené, ďalšiu minútu - mierne teplé.
Potom vezmeme 2 elektródy na požadovaný typ zvárania a rez na testovanom materiáli, až kým úplne nevyhoria. Keď skončíme, kontrolujeme teplotu transformátora: do tej doby bude mať čas sa zahriať, ale nestane sa bielym horúcim. Nadmerné teplo indikuje chybu v zostave.
Radiátory majú čas na zahriatie po nepretržitej prevádzke na 3 elektródach. Preto je potrebné nechať ich vychladnúť 2 minúty. To je dosť na to, aby chladič znížil teplotu na normálnu úroveň a pokračoval v práci bez straty kvality.
Proces montáže zváracieho stroja vlastnými rukami, veľmi pracný, ukazuje čo najväčšiu koncentráciu a pozornosť. Pozorne si preštudujte zvolenú schému, usporiadajte poradie spojovacích častí v nej, spočítajte presný počet komponentov a vodičov. Na konci zostavy sa vynález musí kontrolovať z hľadiska zdravia a bezpečnosti. Usporiadajte zváracie práce so všetkými potrebnými podmienkami pre bezpečnú prácu: na ruky noste pevné rukavice, zakryte si tvár zváracím štítom.