Разное

Самодельный инвертор: Сварочный инвертор своими руками

Как сделать инверторный сварочный аппарат своими руками: схемы

Содержание статьи:

Содержание

Инверторная сварка своими руками — это очень просто

Инверторная сварка — это современное устройство, которое пользуется широкой популярностью благодаря небольшому весу аппарата и его габаритов. Инверторный механизм основывается на применении полевых транзисторов и силовых переключателей. Чтобы стать обладателем сварочного аппарата, можно посетить любой магазин инструментов и обзавестись такой полезной вещью. Но есть способ намного экономнее, который обусловлен созданием инверторной сварки своими руками. Именно второму способу и уделим внимание в данном материале и рассмотрим, как сделать сварку в домашних условиях, что для этого понадобится и как выглядят схемы.

Особенности функционирования инвертора

Сварочный аппарат инверторного типа — это не что иное, как блок питания, тот, который сейчас применяется в современных компьютерах. На чем же основывается работа инвертора? В инверторе наблюдается следующая картина преобразования электрической энергии:

1) Напряжение, потребляемое из сети, преобразуется в постоянное.

2) Ток с постоянной синусоидой преобразовывается в переменный с высокой частотой.

3) Происходит снижение значения напряжения.

4) Происходит выпрямление тока с сохранением необходимой частоты.

Перечень таковых преобразований электрической цепи необходим для того, чтобы иметь возможность снизить массу аппарата и его габаритные размеры. Ведь, как известно, старые сварочные аппараты, принцип которых основывается на снижении величины напряжения и увеличения силы тока на вторичной обмотке трансформатора. В результате благодаря высокому значению силы тока наблюдается возможность дугового сваривания металлов. Для того чтобы сила тока увеличивалась, а напряжение снижалось, на вторичной обмотке уменьшается число витков, но при этом увеличивается сечение проводника. В результате можно заметить, что сварочный аппарат трансформаторного типа не только имеет значительные габариты, но и приличный вес.

Для решения проблемы был предложен вариант реализации сварочного аппарата посредством инверторной схемы. Принцип инвертора основывается на увеличении частоты тока до 60 или даже 80 кГц, тем самым осуществляя снижение массы и габаритов самого устройства. Все что потребовалось для реализации инверторного сварочного аппарата — это увеличить частоту в тысячи раз, что стало возможным благодаря применению полевых транзисторов.

Транзисторы обеспечивают сообщение между собой с частотой около 60-80 кГц. На схему питания транзисторов приходит постоянное значение тока, что обеспечивается благодаря применению выпрямителя. В качестве выпрямителя используется диодный мост, а выравнивание значения напряжения обеспечивают конденсаторы.

Переменный ток, который передается после прохождения через транзисторы на понижающий трансформатор. Но при этом в качестве трансформатора используется в сотни раз уменьшенная катушка. Почему используется катушка, потому как частота тока, которая подается на трансформатор, уже увеличена в 1000 раз благодаря полевым транзисторам. В результате получаем аналогичные данные, как и при работе трансформаторной сварки, только с большой разницей в весе и габаритах.

Что нужно для сборки инвертора

Чтобы собрать самостоятельно инверторную сварку, нужно знать, что схема рассчитывается, прежде всего, на потребляющее напряжение величиной 220 Вольт и током на 32 Ампера. Уже после преобразования энергии на выходе ток будет увеличен почти в 8 раз и будет достигать 250 Ампер. Такого тока достаточно для того, чтобы создать прочный шов электродом на расстоянии до 1 см. Для реализации блока питания инверторного типа потребуется воспользоваться следующими составляющими:

1) Трансформатор, состоящий из ферритного сердечника.

2) Обмотка первичного трансформатора со 100 витками провода диаметром 0,3 мм.

3) Три вторичных обмотки:

— внутренняя: 15 витков и диаметром провода 1 мм;

— средняя: 15 витков и диаметром 0,2 мм;

— наружная: 20 оборотов и диаметром 0,35 мм.

Кроме того, чтобы собрать трансформатор, потребуются следующие элементы:

— медные провода;

— стеклоткань;

— текстолит;

— электротехническая сталь;

— хлопчатобумажный материал.

Как выглядит схема инверторной сварки

Для того, чтобы понимать, что вообще собой представляет сварочный инверторный аппарат, необходимо рассмотреть схему, представленную ниже.

Электрическая схема инверторной сварки

Все эти компоненты необходимо объединить и тем самым получить сварочный аппарат, который будет незаменимым помощником при выполнении слесарных работ. Ниже представлена принципиальная схема инверторной сварки.

Схема блока питания инверторной сварки

Плата, на которой находится блок питания аппарата, монтируется отдельно от силовой части. Разделителем между силовой частью и блоком питания выступает металлический лист, подсоединенный к корпусу агрегата электрически.

Для управления затворками применяются проводники, припаивать которые нужно поблизости транзисторов. Эти проводники соединяются между собой парно, а сечение этих проводников не играет особой роли. Единственное, что важно учитывать — это длина проводников, которая не должна превышать 15 см.

Для человека, который не знаком с основами электроники, прочесть такого рода схему проблематично, не говоря уже о назначении каждого элемента. Поэтому если у вас нет навыков работы с электроникой, то лучше попросить знакомого мастера помочь разобраться. Вот, к примеру, ниже изображена схема силовой части инверторного сварочного аппарата.

Схема силовой части инверторной сварки

Как собрать инверторную сварку: поэтапное описание + (Видео)

Для сборки инверторного сварочного аппарата необходимо выполнить следующие этапы работы:

1) Корпус. В качестве корпуса для сварки рекомендуется воспользоваться старым системником от компьютера. Он подходит лучше всего, так как в нем имеется необходимое количество отверстий для вентиляции. Можно использовать старую 10-литровую канистру, в которой можно вырезать отверстия и разместить кулера. Для увеличения прочности конструкции из корпуса системника необходимо разместить металлические уголки, которые закрепляются с помощью болтовых соединений.

2) Сборка блока питания. Важным элементом блока питания является именно трансформатор. В качестве основы трансформатора рекомендуется воспользоваться ферритом 7х7 или 8х8. Для первичной обмотки трансформатора необходимо осуществить намотку проволоки по всей ширине сердечника. Такая немаловажная особенность влечет за собой улучшение работы устройства при появлении перепадов напряжения. В качестве проволоки обязательно нужно использовать медные провода марки ПЭВ-2, а в случае отсутствия шины, провода соединяются в один пучок. Стеклоткань используется для изоляции первичной обмотки. Сверху после слоя стеклоткани необходимо намотать витки экранирующих проводов.

Трансформатор с первичной и вторичной обмотками для создания инверторной сварки

3) Силовая часть. В качестве силового блока выступает понижающий трансформатор. В качестве сердечника для понижающего трансформатора применяются два вида сердечников: Ш20х208 2000 нм. Между обоими элементами важно обеспечить зазор, что решается путем расположения газетной бумаги. Для вторичной обмотки трансформатора характерно наматывание витков в несколько слоев. На вторичную обмотку трансформатора необходимо укладывать три слоя проводов, а между ними устанавливаются прокладки из фторопласта. Между обмотками важно расположить усиленный изоляционный слой, который позволит избежать пробоя напряжения на вторичную обмотку. Необходимо установить конденсатор напряжением не менее 1000 Вольт.

Трансформаторы для вторичной обмотки от старых телевизоров

Чтобы обеспечить циркуляцию воздуха между обмотками, необходимо оставить воздушный зазор. На ферритовом сердечнике собирается трансформатор тока, который включается в цепь к плюсовой линии. Сердечник необходимо обмотать термобумагой, поэтому в качестве этой бумаги лучше всего использовать кассовую ленту. Выпрямительные диоды крепятся к алюминиевой пластине радиатора. Выходы этих диодов следует соединить неизолированными проводами, сечение которых составляет 4 мм.

3) Инверторный блок. Главным предназначением инверторной системы — это преобразование постоянного тока в переменный с высокой частотой. Для обеспечения повышения частоты и применяют специальные полевые транзисторы. Ведь именно транзисторы работают на открытие и закрытие с высокой частотой.

Рекомендуется использовать не один мощный транзистор, а лучше всего реализовывать схему на основании 2 менее мощных. Это нужно для того, чтобы иметь возможность стабилизации частоты тока. В схеме не обойтись и без конденсаторов, которые соединяются последовательно и дают возможность решить такие проблемы:

Инвертор на алюминиевой пластине

4) Система охлаждения. На стенке корпуса следует установить вентиляторы охлаждения, а для этого можно использовать компьютерные кулера. Необходимы они для того, чтобы обеспечить охлаждение рабочих элементов. Чем больше вентиляторов будет использовано, тем лучше. В частности, обязательно требуется установить два вентилятора для обдува вторичного трансформатора. Один кулер будкт обдувать радиатор, тем самым не допуская перегрева рабочих элементов — выпрямительных диодов. Диоды монтируются на радиаторе следующим образом, как показано на фото ниже.

Выпрямительный мост на радиаторе охлаждения

Рекомендуется воспользоваться таким вспомогательным элементом, как термодатчик.

Фото терморегулятора

Его рекомендуется устанавливать на самом нагревающемся элементе. Этот датчик будет срабатывать при достижении критической температуры нагрева рабочего элемента. При его срабатывании будет отключаться питание инверторного устройства.

Мощный вентилятор для охлаждения инверторного устройства

При работе инверторная сварка очень быстро нагревается, поэтому наличие двух мощных кулеров является обязательным условием. Эти кулеры или вентиляторы располагаются на корпусе устройства, чтобы они работали на вытяжку воздуха.

Поступать свежий воздух в систему будет благодаря отверстиям в корпусе устройства. В системном блоке эти отверстия уже имеются, а если вы используете любой другой материал, то не забудьте обеспечить приток свежего воздуха.

5) Пайка платы является ключевым фактором, так как именно на плате основывается вся схема. На плате диоды и транзисторы важно устанавливать на встречном направлении друг к другу. Плата монтируется непосредственно между радиаторами охлаждения, с помощью чего соединяется вся цепь электроприборов. Питающая цепь рассчитывается на напряжение 300 В. Дополнительное расположение конденсаторов емкостью 0,15 мкФ дает возможность сброса избыточной мощности обратно в цепь. На выходе трансформатора располагаются конденсаторы и снабберы, с помощью которых осуществляется гашение перенапряжений на выходе вторичной обмотки.

6) Настройка и отладка работы. После того, как инверторная сварка будет собрана, потребуется провести еще несколько процедур, в частности, настроить функционирование агрегата. Для этого следует подключить к ШИМ (широтно-импульсный модулятор) напряжение в 15 Вольт и запитать кулер. Дополнительно включается в цепь реле через резистор R11. Реле включается в цепь для того, чтобы избежать скачков напряжения в сети 220 В. Обязательно важно провести контроль за включением реле, после чего подать питание на ШИМ. В результате должна наблюдаться картина, при которой должны исчезнуть прямоугольные участки на диаграмме ШИМ.

Устройство самодельного инвертора с описанием элементов

Судить о правильности соединения схемы можно в том случае, если во время настройки реле выдает 150 мА. В случае, когда же наблюдается слабый сигнал, то это говорит о неправильности соединения платы. Возможно, имеется пробой одной из обмоток, поэтому для устранения помех потребуется укоротить все питающие электропровода.

Инверторная сварка в корпусе системного блока от компьютера

 

Проверка работоспособности устройства

После проведения всех сборочных и отладочных работ остается только провести проверку работоспособности получившегося сварочного аппарата. Для этого запитывается прибор от электросети 220 В, затем задается высокие показатели силы тока и по осциллографу осуществляется сверка показаний. В нижней петле напряжение должно быть в переделах 500 В, но не более 550 В. Если все выполнено правильно со строгим подбором электроники, тогда показатель напряжения не превысит значения в 350 В.

Итак, теперь можно проверить сварку в действии, для чего используем необходимые электроды и осуществляем раскраивание шва до полного выгорания электрода. После этого важно проконтроллировать температуру трансформатора. Если трансформатор попросту закипает, тогда схема имеет свои недочеты и лучше далее не продолжать рабочий процесс.

После раскраивания 2-3 швов радиаторы нагреются до высокой температуры, поэтому после этого важно дать возможность им остыть. Для этого достаточно 2-3 минутной паузы, в результате чего температура понизится до оптимального значения.

Проверка сварочного аппарата

Как пользоваться самодельным аппаратом

После включения в цепь самодельного аппарата, контроллер в автоматическом режиме задаст определенную силу тока. При напряжении провода менее 100 Вольт, то это говорит о неисправности устройства. Придется разобрать аппарат и снова повторно провести проверку правильности сборки.

С помощью такого вида сварочных аппаратов можно осуществлять спайку не только черных, но и цветных металлов. Для того чтобы собрать сварочный аппарат, потребуется не только владение основами электротехники, но и свободное время для реализации задумки.

Инверторная сварка — незаменимая вещь в гараже у любого хозяина, поэтому если вы еще не обзавелись таким инструментом, то вы можете сделать его самостоятельно.

 

Cамодельный сварочный инвертор из доступных деталей своими руками

Инверторная сварка быстро вошла в рабочую сферу мобильных бригад и отдельных специалистов, выполняющих заказы по вызову. Наличие такого сварочного аппарата полезно и каждому хозяину в гараже или частном доме. Компактные размеры устройства, малый вес и высокие показатели качества шва, выгодно выделяют его на фоне крупных трансформаторов. К сожалению, магазинная цена позволяет не всем стать владельцем этого оборудования. Но для тех, кто умеет работать своими руками выход есть — это самодельный сварочный инвертор. Какие инструменты и материалы понадобятся для его создания? Как собрать основные узлы? Что включается в обслуживание и ремонт самодельного устройства?

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Реалистичные ожидания

Решая создать аппарат из сподручных деталей, доступный по цене, и пригодный для сварки дома или на небольших заказах, следует осознавать реальность результата. Самодельный инверторный сварочный аппарат значительно проигрывает во внешнем виде перед магазинными аналогами. Для солидного частного предпринимателя, специализирующегося на проводке отопления, установке ограждений, металлических дверей и иных услуг, такой агрегат будет выглядеть не авторитетно.

Но простой сварочный инвертор своими руками отлично подойдет для личных нужд в частном доме, или работах в гараже. Такой аппарат будет способен потреблять 220V от сети, преобразовывать их в 30V, а силу тока увеличивать до 200А. Этого вполне достаточно для работы электродами диаметром 3 и 4 мм. Качество шва будет лучше громоздкого трансформатора, поскольку переменный ток преобразуется в постоянный, и затем обратно в переменный, но с высокой частотой.

Такие инверторы сгодятся для сварки забора, ворот, собственного отопления, дверей. Его удобно переносить, и даже варить с ним, повесив на плечо. Если новичок будет усердно тренироваться, смотреть видео и пробовать на практике накладывать швы, то станет возможным сварка тонких листов стали. Впоследствии можно усовершенствовать схемы сварочных инверторов, своими руками добавив в них механизм подачи проволоки, барабанное крепление и газовые клапана, чтобы получился полуавтомат. Возможна и переделка под аргоновую сварку.

Необходимые детали и инструменты

tool-wall

Для создания инверторного сварочного аппарата своими руками не обойтись без похода в магазин или на рынок. Собрать его абсолютно бесплатно, из предметов в гараже, невозможно. Но итоговая стоимость будет в три раза дешевле покупки готовой продукции. В сварочниках и их создании применяются:

  • набор отверток;
  • нож;
  • пассатижи;
  • паяльник, для изготовления электрической платы;
  • дрель, для отверстий под переключатели и вентиляцию;
  • ножовка;
  • листовой металл под корпус;
  • болты и саморезы;
  • приборы и кнопки на панель;
  • конденсаторы, транзисторы и диоды;
  • медная шина для обмотки;
  • провода для соединения всех узлов;
  • элементы для сердечника;
  • изоляционная бумага и изолента;
  • силовые и рабочие кабеля.

Перед тем, как приступить к созданию сварочного инвертора своими руками, схема которого уже должна быть распечатана на бумаге, стоит посмотреть несколько видео от специалистов о пошаговой сборке. Это поможет увидеть наглядно с чем придется столкнуться, и сравнить результат. Далее предоставляется поэтапная инструкция о том, как сделать сварочный инвертор своими руками. Допускаются некоторые отклонения и вариации, в зависимости от того, какой мощности аппарат необходим на выходе, и какие подручные материалы имеются в наличии.

Трансформатор

high-frequency

Электрическая составляющая инвертора начинается с трансформатора. Он отвечает за понижение напряжения до рабочего уровня, безопасного для жизни, и повышения силы тока, до величины способной плавить металл. Прежде всего необходимо выбрать материал для сердечника. Это могут быть заводские стандартные пластины или самодельный каркас из листового железа. Видео в сети помогает увидеть главный принцип этой конструкции, независимо от используемых вариантов.

Сварочные трансформаторы лучше мотать из медной шины, поскольку оптимальные характеристики — это достаточная ширина и небольшое сечение. Такие параметры позволят задействовать все физические ресурсы материала. Но если такой шины нет, то можно воспользоваться проводом другого сечения. Все это влияет на степень нагрева изделия во время работы.

Трансформатор мотается вручную и состоит из двух частей: первичной и вторичной обмоток. Для инвертора своими руками подойдет:

  • Феррит 7 х 7. Первичную обмотку создают из провода ПЭВ 0.3 мм, который наматывают ровно, виток к витку, 100 оборотов.
  • Следующий слой — это изолирующая бумага. Подойдет лента от кассового аппарата или стеклоткань. Первая сильно темнеет при нагреве, но сохраняет свои свойства.
  • Вторичную обмотку наносят в несколько уровней. Первым идет ПЭВ 1.0 мм в 15 оборотов. Поскольку витков мало, их следует распределить по всей ширине равномерно. Их покрывают лаком и слоем бумаги.
  • Второй уровень состоит из ПЭВ 0.2 мм в 15 оборотов, с последующей изоляцией, аналогичной предыдущим слоям.
  • Заключительный уровень изготавливается из ПЭВ 0.35 в 20 оборотов. Изолировать слои можно и второпластовой лентой.

Корпус

Когда главный элемент инвертора своими руками создан, можно заняться изготовлением корпуса. Ориентироваться можно на ширину трансформатора, чтобы он свободно помещался внутри. От его размеров стоит рассчитать еще 70% требуемого места под остальные детали. Защитный кожух можно собрать из листа стали 0.5 — 1.0 мм. Углы можно соединить сваркой, болтами, или сделать цельными стороны на гибочном станке (что потребует дополнительных расходов). Понадобится предусмотреть ручку или крепление под ремень для переноса инвертора.

Создавая корпус стоит предусмотреть легкую разборку и доступ к основным элементам в случае ремонта. Необходимо сделать отверстия на лицевой стороне под:

  • переключатели силы тока;
  • кнопку питания;
  • световые диоды, сигнализирующие о включении;
  • разъемы под кабеля.

Магазинные сварочные инверторы красятся порошковым покрытием. В домашнем производстве подойдет обычная краска. Традиционными цветами для сварочных аппаратов являются красный, оранжевый и синий.

Охлаждение

В корпусе нужно просверлить достаточно отверстий для вентиляции. Желательно, чтобы они находились в противоположных сторонах напротив друг друга. Понадобиться и вентилятор. Им может стать кулер из старого компьютера. Устанавливать его нужно работой на вытяжку горячего воздуха. Приток холодного производится через отверстия. Разместить кулер стоит максимально близко к трансформатору, — самому горячему элементу устройства.

Преобразование тока

most

Схема сварочного инвертора обязательно включает диодный мост. Он отвечает за изменение напряжения в постоянное. Пайка диодов осуществляется по схеме «косого моста». Эти элементы тоже подвержены нагреву, поэтому крепить их следует на радиаторы, которые доступны в старых системных блоках. Для их поиска можно обратиться в ремонтные мастерские по компьютерам.

Два радиатора размещаются по краям диодного моста. Между ними и диодами необходимо установить прокладки из термопласта или другого изолятора. Выводы направляются к контактным проводам транзисторов, которые отвечают за возврат тока в переменный, но с повышенной частотой. Соединенные вместе провода должны иметь длину 150 мм. Трансформатор и диодный мост рекомендуется разделять внутренней перегородкой.

В схеме инвертора обязательно наличие конденсаторов, с последовательным соединением. Они отвечают за уменьшение резонанса трансформатора и минимизацию потерь в транзисторах. Последние открываются быстро, а закрываются медленно. При этом появляются потери тока, которые конденсаторы компенсируют.

Сборка и укомплектовка

После создания всех составляющих устройства можно переходить к сборке. На основание крепится трансформатор, диодный мост, электронная схема управления. Происходит соединение всех проводов. На наружную панель фиксируются:

  • переключатели резистора;
  • кнопка включения;
  • световые индикаторы;
  • ШИМ-контроллер;
  • разъемы под кабеля.

Держатель и зажим для массы лучше купить готовые, потому что они более безопасные и удобные. Но возможно изготовить держатель и самостоятельно, из стальной проволоки диаметром 6 мм. Когда все детали установлены и подключены, можно приступать к проверке аппарата. Меряется исходное напряжение. При 15V оно не должно показывать выше 100А. Осциллографом тестируется диодный мост. После, испытывается временная пригодность к работе, путем слежения за нагревом радиаторов.

Ремонт своими руками

Для длительной и бесперебойной работы инвертор важно правильно обслуживать. Для этого следует раз в два месяца выполнять продувку от пыли, предварительно сняв кожух. Если аппарат перестал работать, можно самостоятельно выполнить ремонт, посмотрев видео в сети основных поломок и способов устранения.

Что проверяется в первую очередь:

  • Напряжение на входе. Если оно отсутствует или недостаточно по величине, то устройство работать не будет.
  • Предохранители. При скачке сгорают защитные элементы или срабатывает отключение автоматом.
  • Температурный датчик. При повреждении блокирует работу последующих узлов.
  • Клеммы контактов и паяные соединения. Разрыв цепи прекращает движение тока и рабочие процессы.

Изучив схемы обычных инверторов, и приобретя необходимые детали, а также просмотрев обучающие видео, можно собрать качественный аппарат для сварки, который очень пригодится хорошему хозяину.

Поделись с друзьями

1

0

0

0

Сделай сам простейший инверт без транзисторов своими руками
Вам нужно всего два компонента, чтобы собрать простейший инвертор, преобразующий постоянный ток 12 В в 220 В переменного тока.
Простейший инверт без транзисторов
Абсолютно никаких дорогих или дефицитных элементов или деталей. Все можно собрать за 5 минут! Даже паять не надо! Скрутил проволокой и все.

Что понадобиться для инвертора?


  • Трансформатор от приемника, магнитофона, центра и т.п. Одна обмотка сетевая на 220 В, другая на 12 В.
  • Реле на 12 В. Такие много где используются.
  • Провода для подключения.
  • Нагрузка в виде лампочки.

Простейший инверт без транзисторов
Простейший инверт без транзисторов

Сборка инвертора


Все сводиться к тому, чтобы подключить реле и трансформатор следующим образом. Первым делом на сетевую обмотку трансформатора накидываем нагрузку в виде светодиодной лампочки — это будет выход инвертора.
Затем низковольтную обмотку подключаем параллельно реле. Теперь один контакт идет на питание к аккумулятору, а второй подключаем к другому контакту аккумулятора, но только через замкнутый контакт реле. Плюс или минус значения не имеет.
Простейший инверт без транзисторов
Простейший инверт без транзисторов
Простейший инверт без транзисторов
Все! Ваш инвертер готов! Супер просто!
Подключаем к аккумулятору — он у нас в роли источника на 12 В и лампа на 220 В начинает светиться. При этом вы слышите писк реле.
Простейший инверт без транзисторов
Простейший инверт без транзисторов

Как же работает этот инвертер?


Все очень просто: когда вы подключаете питание все напряжение идет через замкнутые контакты на реле. Реле срабатывает и контакты размыкаются. В результате питание реле отключается и оно приводит контакты обратно на замкнутые. В результате чего цикл повторяется. А так как параллельно реле подключен повышающий трансформатор, мощные импульсы постоянного включения-выключения подаются ему и преобразуются в переменный высоковольтный ток. Частота такого преобразователя колеблется в пределах 60-70 Гц.
Конечно, такой инвертор не долговечен — рано или поздно реле выйдет из строя, но не жалко — оно стоит копейки или вообще бесплатно, если взять старое. А выходное напряжение по роду тока и разбросу просто ужасно. Но этот простейший преобразователь может вас выручить в какой-нибудь серьезной ситуации.

Смотрите видео изготовления инвертора


cxema.org — Простой миниатюрный сварочный инвертор

Представляю самый маленький, лёгкий и достаточно простой в повторении сварочный инвертор. Он позволяет проводить сварочные работы электродами диаметром до 3мм.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, внешний вид Простой миниатюрный сварочный инвертор, внешний вид

Простой миниатюрный сварочный инвертор, сравнение с заводскими Простой миниатюрный сварочный инвертор, сравнение с заводским

Характеристики инвертора

  • Размеры (ДхШхВ) — 180х105х80;
  • Вес — 1100 грамм;
  • Ток — 80А, можно выжать до 100А;
  • Ток холостого хода — 170-200мА;
  • Напряжение холостго хода — 60 вольт.

Инвертор собран в корпусе компьютерного блока питания.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, корпус Простой миниатюрный сварочный инвертор, внутри корпуса

Из-за нехватки места в этом корпусе не удалось обеспечить хороший обдув радиаторов силовых компонентов, поэтому он не предназначен для долговременной работы, но спалить несколько электродов подряд с его помощью можно.

Делать инвертор с нуля достаточно дорого, хорошие оригинальные детали дорогие, нужен опыт работы с импульсными источниками питания и в силовой электронике в целом, лучше и выгоднее купить заводской инвертор, а если решили собрать  — то делайте полноразмерный инвертор и не скупитесь на охлаждении.

Схема инвертора

Простой миниатюрный сварочный инвертор, принципиальная схема

Данный сварочный инвертор — это однотактный прямоходовый преобразователь построенный на ШИМ контроллере UC3844. Выход микросхемы через драйвер управляет IGBT транзистором. Схема снабжена плавным пуском, защитой по перегреву. Обратная связь по току реализована через токовый трансформатор.

Инвертор собран на трёх платах:

  1. все силовые компоненты, трансформатор, дроссель, выпрямители, силовой транзистор и входная цепь размещены на материнской плате;
  2. схема управления;
  3. дежурный источник питания.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, внешний вид собранной платы Простой миниатюрный сварочный инвертор, внешний вид собранной платы

Схема управления

Больше половины компонентов, которые есть на схеме находятся на этой компактной печатной плате

Простой миниатюрный сварочный инвертор, собранная плата управленияПростой миниатюрный сварочный инвертор, собранная плата управления

В авторской версии вся схема собрана на одной плате, в моем же случае чтобы аппарат был максимально компактным управление перенес на отдельную плату. Она получилась очень компактная, меньше сделать крайне трудно если использовать выводные компоненты, а не смд. Монтаж очень плотный, на плате всего одна перемычка.

После сборки плата была проверена. На вход стабилизатора или диода подается напряжение около 30 вольт. База и эмиттер транзистора VT1 замыкаем между собой имитируя замкнутый термовыключатель, иначе сработает защита по перегреву и реле замкнет регулятор тока и как следствие микросхема перестанет вырабатывать последовательность импульсов. К выходу драйвера подключаем щуп осцилографа и наблюдаем красивый меандр с частотой порядка 30 кГц и заполнением около 44-х процентов. Проверяем защиту, убрав ранее установленную перемычку. Должно сработать реле, засветиться красный светодиод и заблокироваться работа микросхемы ШИМ. Плата управления готова, в дополнительной наладке эта часть не нуждается, если все собрано правильно, компоненты исправны и нет соплей на плате.

Исходная  схема работает на частоте в 30 кГц, изначально хотел поднять ее, а также изменением соотношения количества витков обмоток снять с сердечника большую мощность, но конечные расчеты показали, что с сердечника даже при 30-и килогерцах спокойно можно взять мощность около 2-2,2кВт, а это где-то 80-90 Ампер тока, если учитывать просадку напряжения при сварке, примерно до 24-х вольт.

С учетом этого аппарат без проблем справляется с электродами в 3мм, но в моем агрегате для страховки максимальный ток ограничен на уровне 80 Ампер.

Силовой трансформатор

Так как сварочный аппарат планировался на небольшой выходной ток в районе 80 ампер, трансформатор покажется маленьким, но его хватает, хотя и работает он почти на пределе своих возможностей.

Схема однотактная и между половинками сердечника нужен немагнитный зазор 0,1-0,2мм, такой зазор без проблем можно сделать если использовать сердечник из двух половинок, например Ш-образный. Но проблема заключалась в том, что у меня в наличии не было такого сердечника с необходимой габаритной мощностью, единственные более менее хорошие сердечники были колцевого типа размером 47х26,5х15,5мм. Такой сердечник отлично будет работать в двухтактной схеме, в однотактной же нужен зазор.

Сначала делаем разметки, затем пилим сердечник, не полностью, пол миллиметра сполна хватит.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, сердечник силового трансформатора Простой миниатюрный сварочный инвертор, разрезанный сердечник

Далее устанавливаем сердечник на деревянные бруски примерно так, как это показано, по центру на месте пропила ставим металлический прут и аккуратно, но сильно бьем по нему молотком. В итоге получаем две ровные половинки. Далее берем чек от банкомата, нарезаем две полоски и приклеиваем на одну из половинок с помощью суперклея, клея много не надо.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, половинки сердечникаПростой миниатюрный сварочный инвертор, чек

Стягиваем половинки сердечника например каптоновым скотчем. В целом данный сердечник имеет изоляцию в виде краски, но дополнительная изоляция не будет лишней.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, сердечник готовый к намотке обмотокПростой миниатюрный сварочный инвертор, сердечник готовый к намотке обмоток

После мотаем первичную обмотку, в моем случае для намотки использован провод 1,2мм, расчет производился по программе, естественно в случае иных сердечников получим иные намоточные данные, поэтому количество витков указывать не вижу смысла. В данной схеме очень важно солблюдать начало намотки, на схеме они указаны точками, поэтому после намотки каждой из обмоток начала намотки желательно промаркировать.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, первичная обмотка на силовом трансформатореПростой миниатюрный сварочный инвертор, первичная обмотка на силовом трансформаторе

Простой миниатюрный сварочный инвертор, первичная обмотка на силовом трансформатореПростой миниатюрный сварочный инвертор, первичная обмотка на силовом трансформаторе

Витки равномерно растянуты по всему кольцу, после намотки ставим изоляцию и мотаем фиксирующую обмотку.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, слой изоляции на силовом трансформатореПростой миниатюрный сварочный инвертор, слой изоляции на силовом трансформаторе

Количество витков тоже самое, что и в случае первичной обмотки, но провод естественно тоньше, я использовал провод 0,3мм.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, фиксирующая обмотка силового трансформатораПростой миниатюрный сварочный инвертор, фиксирующая обмотка силового трансформатора

Мотать нужно так, чтобы витки фиксирующей обмотки находились между витками первичной обмотки.

После намотки фиксирующей обмотки опять ставим изоляцию и мотаем вторичную обмотку из 80 параллельных жил проводом 0,22мм. Жгут дополнительно изолирован каптоновым скотчем. 

Простой миниатюрный сварочный инвертор, вторичная обмотка силового трансформатораПростой миниатюрный сварочный инвертор, вторичная обмотка силового трансформатора

Трансформатор тока намотан на небольшом кольцевом ферритовом магнитопроводе, проницаемость сердечника 2400.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, сердечник токового трансформатораПростой миниатюрный сварочный инвертор, сердечник токового трансформатора

Сначала сердечник был изолирован каптоновым скотчем, затем намотана вторичная обмотка. Количество витков около 80, для намотки был использован провод с диаметром 0,24мм. Обмотка равномерно растянута по всему кольцу. Вторичная обмотка один виток двойным проводом по 1,2мм.

Для выходного дросселя в качестве сердечника взят тор размером 38,8х21х11,4 мм из порошкового железа. Кольцо имеет зелено синий окрас, специально предназначено для работы в качестве выходного дросселя.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, сердечник выходного дросселя

Для намотки был использован жгут из  80 жил изолированных друг от друга проводов с диаметром  0,22мм каждая жила, то есть точно тоже самое, что и в случае вторичной обмотки трансформатора.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, выходной дроссельПростой миниатюрный сварочный инвертор, выходной дроссель

Индуктивность дросселя получилась около 35 микрогенри и этого мало, желательно индуктивность сделать в районе от 80 до 120 мкГн. 

Простой миниатюрный сварочный инвертор, индуктивность выходного дросселя

Выводы обмотки дросселя были очищены от лака, залужены.

Несколько слов о комплектующих

Входной электролит 450 вольт с низким внутренним сопротивлением, от хорошего производителя, емкость 470мкФ. 

Простой миниатюрный сварочный инвертор, электролитический конденсатор 470мкФ 450В

Реле в схеме плавного пуска полноразмерное 30-и амперное, как у больших инверторов, хотя плату изначально разрабатывал для установки более компактного реле.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, реле SLA-24VDC-SL-A 30A

Силовой IGBT транзистор, диоды в высоковольтной цепи преобразователя те, что по схеме, никаких отклонений.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, IRG4PC50KD

В выходном выпрямителе использованы быстродействующие диодные сборки STTH6003. В одной такой сборке 2 диода с током в 30 ампер, катод общий, аноды также включены параллельно, в итоге получаем аналог 60-и амперного диода, обратное напряжение сборки 300 вольт.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, STTH6003

Сборки установлены на общий радиатор, подложки не изолированы, т.к. катоды общие, выходной плюс снимается с радиатора. 

Входной выпрямитель — в виде готового диодного моста KBJ2510, с током в 25 ампер и обратным напряжением в 1000 вольт.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, KBJ2510

Резистор в цепи плавного пуска на 5-10 ватт, сопротивление 10-30 Ом.

Дежурный блок питания

Это готовый источник питания универсального типа, который куплен на али и предназначен для работы в индукционных плитах в качестве дежурки, мощностью около  7 ватт.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, дежурный блок питания Простой миниатюрный сварочный инвертор, дежурный блок питания

Он выдает три напряжения: 5 вольт, 12 вольт и 18 вольт. Выходные напряжения задаются стабилитроном на 18 вольт. Этот стабилитрон я заменил на 24-х вольтовый, выкинул цепь 5 вольт, заменил некоторые конденсаторы на выходе на более высоковольтные и в итоге дежурка стала выдавать два напряжения: 15 вольт и 24 вольта.

Первое напряжение нужно для питания вентилятора, он у меня на 12 вольт, второе напряжение питает управление и реле. Такая дежурка имеет плавный пуск, защиту от коротких замыканий, построена всего на одной микросхеме.

Радиаторы охлаждения взяты от компьютерных блоков питания, с учетом наличия активного охлаждения и максимального тока сварки их хватает.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, радиатор

После сборки аппарат заработал сразу, без каких-либо отклонений. Первый запуск делался через страховочную лампу на 100 ватт, на осциллографе форма импульсов на всех обмотках  правильная, напряжение холостого хода около 60Вольт.

Проверяем работу системы ограничения тока. Для начала ставим регулятор тока на минимум, цепляемся осциллографом на затвор силового транзистора и делаем короткое замыкание на выходе, видим, что длительность управляющих импульсов резко уменьшается, ток ограничивается, если этого не происходит, меняем местами начало и конец вторичной обмотки токового трансформатора.

Силовые дорожки на печатной плате дополнительно армированы медными лентами.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, армированы медными лентами силовые дорожки

Выходные клеммы от мощного преобразователя 12-220 Вольт.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, выходные клеммы Простой миниатюрный сварочный инвертор, выходные клеммы

Для надёжности трансформаторы, дроссель и пара вертикальных плат  были дополнительно приклеены к материнской плате с помощью эпоксидной смолы.

Простой миниатюрный сварочный инвертор, внешний вид собранной платы Простой миниатюрный сварочный инвертор, внешний вид собранной платы

Простой миниатюрный сварочный инвертор, внешний вид собранной платы Простой миниатюрный сварочный инвертор, внешний вид собранной платы

На балласте инвертор  выдал честные 80 ампер, минимальный ток сделал в районе 20 ампер, при этом имеем уверенный розжиг дуги. Благодаря малому значению минимального  тока  можно сваривать  даже тонкую жесть. 

Печатная плата

С уважением — АКА КАСЬЯН

Инвертор 12 220 повышенной мощности своими руками

В наше время у каждого в хозяйстве или вообще в легком доступе имеется порой по нескольку блоков питания от компьютера которые и не нужны, просто лежат, пылятся и занимают ценное место. А может они вообще сгоревшие, но это не важно, ведь из него надо взять всего некоторые элементы. Собирал как-то плату такого преобразователя (). И решил снова сделать еще одну, так как радиодетали были, и плата печатная уже была изготовлена когда-то лишняя. Микросхему применял новую — из магазина, но иногда именно их или подобные аналоги ставят в самих блоках питания ATX.

Трансформатор малого размера — с блока в 250 ватт. Транзисторы решил взять с запасом — 44N полевые, так же совершенно новые.



Нашел алюминиевый радиатор, транзисторы навернул через заглушки и подложки промазав хорошенько все термопастой.



Схема преобразователя напряжения 12-220 завелась сразу, питание подавалось от аккумулятора 12 вольт 7 а/ч емкостью, на клеммах которого при свежей зарядке было порядка 13 вольт. В качестве нагрузки (под такую мощность и собиралось примерно) — лампочка 60 ватт на 220 вольт, светится не во весь накал, но все же хорошо.



Радиатор взял очень таки с запасом – толщина 2 мм алюминиевый, тепло отводит хорошо. После получаса работы под нагрузкой полевые транзисторы нагрелись только до 40 градусов! Токопотребление примерно 2.7 ампер от аккумулятора, работа стабильная без срывов и перегревов, а вот трансформатор несколько маловат и греется (правда выдерживает и не сгорает ничего) температура трансформатора порядка 5-60 градусов при работе на такую же нагрузку, думаю больше 80 ватт не вытянуть с такого преобразователя или придется ставить активное охлаждение ввиде вентилятора, ведь транзисторы выдержат куда большие нагрузки и больше чем уверен, что с таким радиатором протянут все 200 ватт.



Схема преобразователя 12-220 проста в повторении, при сборке точно в номинал, обе платы заработали сразу же.

Видео испытаний преобразователя


Видео работы схемы наглядно показывает ток протекающий в цепи, и работу лампы на 60 ватт. Кстати, провода у мультиметра D832 при таком токе за пол часа изрядно подогрелись. Из доработок, если будете ставить больший трансформатор, то расширьте печатку, иначе не влезет по размерам больший трансформатор, и даже с маленьким все получается .



Для любителей миниатюризации конечно это хорошо, но расстояние от трансформатора до транзисторов получается на практике меньше 1 см, и они своим теплом чуть подогревают и без того теплый трансформатор, хорошо бы ещё на пару сантиметров отнести ключи и в плате парочку отверстий сделать, для вентиляции проточным потоком воздуха снизу вверх. Автор материала — Redmoon.

Этот самодельный миниатюрный инвертор 12-220 вольт, который легко спрятать в патроне лампочки, использовался автором (Ака Касьян) для розыгрыша, в котором демонстрировался «генератор свободной электроэнергии».

Для начала само видео с фокусом.

Использовалась сетевая лампочка на 40 ватт.

Эта лампочка на самом деле не простая, удалось в маленькое пространство запихнуть самый настоящий повышающий инвертор напряжения 12-220 вольт, способный питать эту лампочку в полный накал.

Видно 2 полевых транзистора. Это достаточно мощные 20-амперные полевые транзисторы, снятые от инвертора. Конденсатор с первичной обмоткой силового трансформатора образуют колебательный контур. На плюсе питания дроссель, намотанный на колечки от энергосберегающей лампочки. Также видны два базовых ограничительных резистора на 240 ом и два ультрабыстрых диода.

Дроссель один 7 витков сдвоенным проводом 0,8 миллиметров на колечке от эконом лампы. Сердечник от китайского электронного трансформатора 80 ватт, первичная обмотка 2 по 6 витков, провод четырехжильный по 0,8, вторичная обмотка 0,3 миллиметра 130-150 витков.

Схема и сборка преобразователя 12 на 220 вольт.

Рассмотрим схему инвертора постоянного тока 12 вольт в 220 переменного тока, которая была названа Энигма. Видим на дисплее три разные схемы. То есть это основные узлы которые имелись в конструкции. Первая в нижней части, — это аккумулятор, то есть то, что имелось в зарядном устройстве. Это две последовательно соединенные литий-ионные аккумуляторы и линейный стабилизатор типа 7805, который был нужен для зарядки мобильного телефона. Он был установлен на небольшой теплоотвод. Плюсовой и минусовой отводы от аккумулятора напрямую шли к вилке. Выход со стабилизатора шел к разъему USB. При подключении в удлинитель был постоянный ток 12 вольт от аккумулятора.

Сверху с левой части имеется схема, которая была встроена в ЛДС. Это простой двухтактный повышающий преобразователь напряжения, собранный на основе простого мультивибратора. Транзисторы irf 630.

От плюса последовательно был соединен также 2 ваттный резистор на 10 ом, чтобы транзисторы чрезмерно не нагревались.

Два затворных, ограничительных резистора на R1, R2 на 1 кОм. Высоковольтный трансформатор трансформатор от подсветки ЖК мониторов. На выходе у них образуется напряжение около 3 киловольт. При прямой подаче на ЛДС, то есть в колбу, лампа засвечивается. Можно полностью засветить с помощью этой небольшой схемы.

Третья схема — это то, что находилось в цоколе . Имеется вход питания — плюс. Плюс идет к средней точке трансформатора. Минус, земля общая идет к транзисторам. Плюс через небольшую индуктивность L1 подается на среднюю точку трансформатора. Он рассчитан для двухтактного инвертора.

Инвертор построен по принципу резонансного преобразователя. В силовую цепь параллельно подключен конденсатор на 1 микрофарад. Желательно использовать пленочные полипропиленовые конденсаторы на 160, 250, либо 400 вольт. Конденсатор и первичная обмотка трансформатора образуют колебательный контур.

Транзисторы применены типа 20n60, очень советуется использовать высоковольтные транзисторы с напряжением выше 100 Вольт. Ток чем выше, тем лучше. Это полевой n-канальные транзисторы.

Масса общая, то есть идет к транзисторам. Дальше два диода d1 и d2 Ultra Fast, например UF 4001 с током 1 ампер с обратным напряжением в 1 киловольт. Точно также 2 затворных резистора R3, R4 номиналом 1 килоом. Мощность всех указанных резисторов 0,25 ватт. Желательно взять их поменьше.

Трансформатор намотан на колечко от монитора. Первичная обмотка состоит из двух по семь. Вторичная обмотка 140-150 витков. Диаметр провода первичной обмотки 0,5 миллиметра параллельно в 5 жил. Вторичная обмотка была намотана одиночным проводом диаметром 0,3 миллиметра.

Готовый инвертор в наладке не нуждается. Трансформатор может быть намотан на другом сердечнике. Можно рассчитать трансформатор. Можно использовать также броневые чашки и др.

Несмотря на простоту схемы, мощность может доходить до 500 Ватт с соответствующим трансформатором, конденсатором и транзистором в цепи. В конце ролика фотоархив с демонстрацией сборки схемы данного инвертора.

О инверторе на киловатт.

Инверторы 12-220 Вольт необходимы для питания техники, если нет возможности произвести подвод бытовой сети. Особенность устройства заключается в том, что с его помощью можно преобразовать постоянное напряжение 12 В в переменное 220 В. Буквально несколько десятилетий назад такое казалось практически немыслимым, но сегодня, когда существует огромная элементная база, не составит труда сделать такой преобразователь.

Мощность инвертора

Использовать автомобильный инвертор 12-220 можно во время путешествий. Любая бытовая техника сможет работать даже в полевы

Самодельный сварочный инвертор своими руками — собираем из доступных деталей

Сделать инвертор самостоятельно реально, даже при отсутствии глубоких познаний в области электротехники, электроники. Для этого всего лишь нужно разобрать принцип работы подобного устройства, четко придерживаться готовой схемы. Если заняться изготовлением самодельного сварочного аппарата, который практически не будет уступать по техническим характеристикам заводскому аналогу, можно очень хорошо сэкономить.

Не стоит сомневаться, что сварочный агрегат, изготовленный самостоятельно, будет эффективно работать. Устройство, собранное по самой простой схеме, будет позволять варить электродами 3,0-5,0 мм, с длиной дуги – 1 см.

Подбираем конструкцию инвертора

  1. Ненужный компьютерный блок может быть корпусом установки.
  2. Комплектация сварочного инвертора своими руками неоригинальна, напоминает большинство прочих самодельных конструкций. Многие элементы можно заменить аналогами. При наличии основных деталей конструкции можно рассчитать оптимальные параметры корпуса и начать его изготовление.
  3. Подойдут готовые радиаторы от старых приборов, например, блоков питания ПК. Но их можно изготовить и самостоятельно, если есть под рукой шина из алюминия, толщина которой составляет от 2 до 4 мм, а ширина больше 3 см. Можно задействовать вентилятор от какого-либо старого прибора.
  4. Все детали больших размеров рекомендуется первоначально разложить на плоскости, чтобы можно было наглядно определить возможности соединения согласно схеме.
  5. Далее нужно определиться с местом под вентилятор. Он не должен гнать горячий поток воздуха от одних элементов устройства к иным. Если в данной ситуации присутствуют сложности, тогда можно воспользоваться несколькими вентиляторами одновременно, которые будут работать на вытяжку. Цена кулеров, их масса незначительны, но зато надежность агрегата в целом существенно увеличится.
  6. Основные элементы конструкции самодельного сварочного полуавтомата, отличающиеся большими размерами и массой – это дроссель и трансформатор. Рекомендуется их размещать по краям (симметрично друг другу) или по центру. То есть их масса не должна перетягивать аппарат в одну из сторон. К примеру, работать с установкой, подвешенной на ремне через плечо сварщика достаточно неудобно, когда она постоянно будет сползать в одном направлении.
  7. После того как все детали из сварочного инвертора расставлены по своим местам, необходимо определиться с параметрами днища для агрегата, вырезать из подручного материала, который обязательно должен быть неэлектропроводящий. Чаще всего для этих целей применяется стеклотекстолит, гетинакс. Если же данного материала нет, тогда подойдет обычная древесина, предварительно обработанная влагостойкими, противопожарными растворами. Крайний вариант даже отличается некоторыми достоинствами.
  8. Компонентами крепежа обычно являются шурупы, что упрощает, удешевляет сборку изделия.

Самодельная сварка: материалы для изготовления, основные характеристики

После сборки полуавтоматического сварочного инвертора по стандартной несложной электрической схеме, вы станете обладателем эффективной установки со следующими эксплуатационными характеристиками:

  • напряжение – 220В;
  • ток на входе – 32А, на выходе – 250А.


В схему сварочного оборудования с подобными техническими показателями входят следующие детали:

  • блок питания;
  • блок силовой;
  • драйверы силовых ключей.

Перед тем как собирать самодельный сварочный аппарат, рекомендуется подготовить все компоненты по схеме, инструмент для выполнения сборки. Для такой самоделки понадобятся:

  • нож;
  • комплект отверток;
  • ножовка по металлу;
  • проволока, полосы из меди;
  • паяльник для соединения деталей электронных схем;
  • металлический лист малой толщины:
  • резьбовые компоненты крепежа;
  • компоненты для формирования электронных схем;
  • текстолит;
  • термобумага;
  • слюда;
  • стеклоткань.

схемы сборки сварочного аппарата
Для применения в домашних условиях изготавливают чаще инверторы, которые функционируют от стандартной электросети (220В). Если существует потребность, то можно также собрать аппарат, который будет функционировать от трехфазной электросети (380В). Инверторы подобного типа отличаются собственными преимуществами, одним из которых можно обозначить довольно высокий КПД в отличие от однофазных изделий.

Намотка трансформатора

Чтобы произвести намотку трансформатора понадобиться полоска из меди: толщина – 0,3 мм, ширина – 40 мм. Проволока из меди подходит для высокого нагрева. Термопрослойку можно выполнить из бумаги, используемой для кассовых аппаратов, или ксероксной. Но второй вариант хуже, бумага не достаточно прочная, может порваться.

Лакоткань – оптимальный доступный изоляционный материал, желательно использовать минимум слой. Для электрической безопасности устройства можно поместить в обмотки пластины из текстолита. Напряжение зависимо от качества выполненной изоляции между обмотками. Длины полос из бумаги должно хватать для полного перекрытия периметра обмотки и еще должен быть запас – минимум 2 см.

Запрещено использовать толстую проволоку, так как работа инверторного сварочного аппарата основана на высокочастотных токах. Если взять такой провод, то его сердцевина при работе задействоваться не будет. В результате может произойти перегрев трансформатора.

Для того чтобы не допустить подобного эффекта, рекомендуется брать проводник минимальной толщины, большей площади. Поверхность подобного типа не перегреется, является эффективным проводником.

При выполнении вторичной обмотки рекомендовано использовать 3 полоски из меди, отделяемые между собой фторопластовой пластинкой. И снова выполняется термическая прослойка из бумажной кассовой ленты. Недостаток этой бумаги – темнеет после нагревания, но остается прочной на разрыв.

Вместо полоски из меди можно также использовать проволоку ПЭВ – диаметр не более 0,7 мм. Такой провод имеет большое количество жил – это его основное достоинство. Но подобный вариант обмотки намного хуже, чем медный, провода подобного типа обладают значительными воздушными просеками, из-за чего плохо стыкуются.

При использовании ПЭВ конструкция полуавтомата из инвертора имеет четыре обмотки (используется ПЭВ диаметром – 0,3 мм):

  • первичная обмотка – 100 витков;
  • 1-я вторичная обмотка – 15 витков;
  • 2-я вторичная обмотка – 15 витков;
  • 3-я вторичная обмотка – 20 витков.

Обязательно необходим вентилятор охлаждения трансформатора и всей конструкции. Для этих целей прекрасно подойдет кулер системного блока (220В, 0,15А).

Охлаждение

Силовые компоненты схемы самодельного сварочного инвертора, изготовленного самостоятельно, значительно нагреваются. Это может способствовать быстрой поломке. Чтобы не допустить их перегревания, кроме радиаторов охлаждения для блоков, нужно дополнительно устанавливать вентиляторы.

При наличии вентилятора большой мощности, можно обойтись только им. При этом поток холодного воздуха необходимо направлять на силовой трансформатор. При использовании вентиляторов небольшой мощности, к примеру, от старых ПК, их нужно около шести, три из которых будут охлаждать трансформатор.
Схема сварочного аппарата постоянного тока для сборки
Также, чтобы не допускать перегревания сварочного аппарата своими руками, рекомендуется устанавливать на наиболее нагревающийся радиатор температурный датчик, который при достижении максимально допустимой температуры подаст сигнал на автоматическое отключение.

Для эффективной работы вентиляционной системы в корпусе сварочного агрегата необходимо правильно установить воздухозаборники, решетки которых не должны быть перекрыты.

Настройка

Самодельный сварочный инвертор собрать несложно, и для этого не требуются значительные капиталовложения. Но выполнить его настройку без привлечения специалиста проблематично. Как сделать и настроить самодельный инвертор самостоятельно?

Инструкция

  1. Необходимо предварительно на плату сварочного агрегата подать напряжение. Блок станет издавать характерный писк. Сетевое напряжение также нужно подать на вентилятор охлаждения, который не допустит перегрева деталей, и агрегат будет стабильней работать.
  2. Когда силовые конденсаторы получили достаточную зарядку, необходимо замкнуть токоограничивающий резистор (проверяется работа реле, на резисторе должно быть нулевое напряжение).

Важно – если сварку подключить без токоограничивающего резистора, возможен взрыв!

  1. Использование подобного типа резистора существенно снижает скачки тока в момент подключения сварки к сети 220В.
  2. Наш инструмент вырабатывает ток более 100А. Данный параметр зависит от конкретно применяемой схемы, а вычислить его можно с помощью осциллографа.
  3. Проверка режима сварки на блоке управления самодельного плазмореза. Для этого нужно подсоединить к выходу усилителя оптрона вольтметр. Для устройств незначительной мощности среднее амплитудное напряжение должно быть порядка 15В.
  4. Далее нужно проверить выходной мост на правильность его сборки. Для этого подается от подходящего блока питания напряжение 16В на вход агрегата. Блок на холостом ходу потребляет ток порядка 100 мА, что стоит учесть при выполнении контрольных замеров.
  5. Работу своего самодельного инвертора можно сравнить с работой промышленного. На обеих обмотках осциллографом измеряется соответствие друг другу импульсов.
  6. Далее нужно проконтролировать работу сварочного устройства с конденсаторами. Необходимо поменять напряжение с 16В на 220В, подсоединяя инвертор напрямую к электросети. С помощью осциллографа, подсоединенного к выходным транзисторам, наблюдаем за формой сигнала, ее соответствие испытаниям на минимальном напряжении.


Инвертор для сварки является достаточно востребованным агрегатом в любой сфере деятельности: на производстве, в домашних условиях. А благодаря использованию встроенного регулятора, выпрямителя тока сварочный агрегат инверторного типа позволит добиться наиболее эффективных результатов сварки, если их сравнивать с результатами аналогичных работ с использованием стандартных сварочных агрегатов, на которых установлены трансформаторы из стали электротехнической.

Вывод

Сборка самодельного аппарата для точечной сварки не представляет особой сложности. Если для этого нет достаточного опыта, то можно всегда обратиться к специалистам за дополнительной консультацией. Но в результате можно собрать агрегат с дополнительными функциями, которых лишены заводские аналоги, и существенно сэкономить денежные средства.

Сварочный аппарат своими руками, сварочный трансформатор

Сварочные работы в домашних условиях давно стали обычным делом. Доступность аппаратов и расходных материалов, возможность недорого обучиться на курсах сварщиков, различные методички для получения самостоятельных навыков. Все эти факторы дают возможность сэкономить на оплате труда профессионального сварщика, и повысить оперативность работ.

Однако, если внимательно изучить рынок сварочных аппаратов, выясняются неприятные моменты:

  • Качественные сварочники имеют высокую стоимость, выгоднее несколько раз нанять специалиста (если, конечно, вы не занимаетесь этими работами постоянно).
  • Доступные по цене агрегаты имеют ряд недостатков: низкая надежность, плохое качество шва, зависимость от питающего напряжения и типа расходников.

Сварочный аппарат 1

Отсюда вывод: если необходимо высокое качество оборудования по доступной цене, придется сделать сварочный аппарат из доступных материалов своими руками.

Прежде чем рассматривать варианты самодельных сварочников, разберем принцип их работы

В основе работы любого агрегата лежит закон Ома. При неизменной мощности, имеется обратная зависимость между током и напряжением. Для нормальной работы требуется сила тока 60–150 А. Только в этом случае металл в зоне сварки будет плавиться. Представим себе сварочный аппарат, который работает напрямую с напряжением 220 вольт. Для достижения требуемой силы тока, потребуется мощность 15–30 кВт. Во-первых, для этого надо будет прокладывать отдельную линию энергоснабжения: большинство вводов в жилые помещения ограничены техническими условиями на уровне 5–10 кВт. Кроме того, для такой силы тока потребуется проводка сечением не менее 30 мм². Варить придется с соблюдением мер защиты при работе в электроустановках до 1000 вольт: резиновые боты, перчатки, ограждение рабочего места, и прочее.

Разумеется, обеспечить такие условия в реальности невозможно.

Поэтому любой сварочный аппарат преобразует напряжение (в сторону понижения): на выходе получаем искомый ток при сохранении разумной мощности.

Оптимальное значение напряжения — 60 вольт. При сварочном токе 100 А, это вполне приемлемые 6 кВт мощности. Как преобразовать напряжение?

Существуют четыре основных типа сварочных аппаратов

  1. Трансформатор. Устройство работает на переменном токе. Основной узел ничем не отличается обычного блока питания: на входе 220 вольт, на выходе требуемые 60 вольт. За счет возможности механического перемещения вторичной обмотки по сердечнику, меняется значение рабочего тока.Сварочный аппарат 2Преимущества: простота и дешевизна конструкции, ремонтопригодность.Недостатки: большие размер и вес, переменный ток приводит к нестабильному формированию сварочного шва, для работы требуется высокая квалификация специалиста.
  2. Выпрямитель. По сути, это тот же трансформатор, только с диодным (тиристорным) выпрямителем в цепи вторичной обмотки.Сварочный аппарат 3После преобразования напряжения на трансформаторе (с традиционным механическим регулятором силы тока), вторичное переменное напряжение выпрямляется одним из способов. В примитивных (недорогих) конструкциях применяется диодный мост. Более продвинутые схемы работают на тиристорной схеме, с возможностью регулировки параметров.Преимущества: стабильные параметры сварки, возможность работать с различными металлами, не требуется высокая квалификация мастера.Недостатки: более высокая стоимость, сложность в ремонте и обслуживании.Некоторые мастера переделывают простейший трансформаторный сварочник в аппарат постоянного тока. Для этого необходимо лишь собрать мощный выпрямитель, и подключить его к выходу вторичной обмотки. Для этого потребуются мощные диоды (собираем мост) и радиаторы для рассеивания тепла.Сварочный аппарат 4

    Общий недостаток рассмотренных схем — зависимость выходных параметров от качества электросети. Если есть просады напряжения (при сварке — это нормальное явление), меняются характеристики выходных напряжения и тока. За счет этого страдает качество сварочного шва. Поэтому ручная регулировка силы тока (перемещением обмоток) обязательна.

  3. Полуавтомат. Это продвинутый вариант выпрямителя, с устройством механической подачи сварочной проволоки в зону работ. Сварка производится в среде инертного газа, для выполнения работы требуется газовый баллон.Преимущества: качественный шов, нет необходимости в специальной подготовке мастера. Недостатки: требуется дополнительное оборудование (газовый баллон), высокая стоимость.
  4. Инвертор. На сегодняшний день самый распространенный сварочник среди любителей. В качестве преобразователя напряжения используется инверторный блок питания с ШИМ управлением. Эта технология на сегодняшний день стала доступной, что положительно сказывается на стоимости. Преимущества: работать с аппаратом может даже начинающий сварщик, компактные размеры, малый вес. Недостатки: не слишком высокая надежность, сложность в ремонте.

Любой из перечисленных аппаратов можно собрать самостоятельно. Проведем обзор технологий изготовления по моделям:

Трансформаторы (с выпрямителем или без него)

Сердце трансформатора — сердечник. Он набирается из пластин трансформаторной стали, изготовить которые вручную довольно проблематично. Правдами и неправдами исходный материал добывается на заводах, в строительных бригадах, на пунктах сбора металлолома. Полученная конструкция (как правило, в виде прямоугольника) должна иметь сечение не меньше, чем 55 см². Это довольно тяжелая конструкция, особенно после укладки обмоток.

При сборке обязательно надо предусмотреть регулировочный винт, с помощью которого можно двигать вторичную обмотку относительно неподвижной первички.

Сварочный аппарат 5

Чтобы не вдаваться в сложности расчетов сечения проводов, возьмем типовые параметры:

  • сила тока на вторичке 100–150 А;
  • напряжение холостого хода 60–65 вольт;
  • рабочее напряжение при сварке 18–25 вольт;
  • сила тока на первичной обмотке до 25 А.

Исходя из этого, сечение провода первички должно быть не менее 5 мм², если делать с запасом — можно взять провод 6–7 мм². Изоляция должна быть жаростойкой, из материала, не поддерживающего горение.

Вторичная обмотка набирается из провода (а лучше медной шины), сечением 30 мм². Изоляция тряпичная. Пусть толщина вас не пугает, количество витков на вторичке небольшое.

Количество витков первичной обмотки определяется по коэффициенту 0.9–1 виток на вольт (для наших параметров).

Формула выглядит так:

W(количество витков) = U(напряжение) / коэффициент.

То есть, при напряжении в сети 200–210 вольт, это будет порядка 230–250 витков.

Соответственно, при напряжении вторички 60–65 вольт, количество ее витков составит 67–70.

С технической точки зрения трансформатор готов. Для удобства использования рекомендуется выполнить небольшой запас по вторичной обмотке, с несколькими ответвлениями (на 65, 70, 80 витках). Это позволит уверенно работать в местах с пониженным напряжением сети.

Прятать агрегат в корпус, или оставлять открытым — это вопрос безопасности использования. Типовой изготовленный сварочный трансформатор своими руками выглядит так:

Сварочный аппарат 6

Оптимальный материал для корпуса — текстолит 10–15 мм.

Добавляем выпрямитель

Самодельный мощный сварочный трансформатор с точки зрения схемотехники — обычный блок питания. Соответственно выпрямитель устроен так же просто, как в сетевом заряднике для мобильного телефона. Только элементная база будет выглядеть на несколько порядков массивнее.

Как правило, в простую схему из диодного моста добавляют пару конденсаторов, гасящих импульсы выпрямленного тока.

Сварочный аппарат 7

Можно собрать выпрямитель и без них, но чем ровнее ток, тем качественней получается сварочный шов. Для сборки собственно моста применяются мощные диоды типа Д161–250(320). Поскольку при нагрузке на элементах выделяется много тепла, его нужно рассеивать с помощью радиаторов. Диоды крепятся к ним с помощью болтового соединения и термопасты.

Сварочный аппарат 8

Разумеется, ребра радиаторов должны либо обдуваться вентилятором, либо выступать над корпусом. Иначе вместо охлаждения они будут греть трансформатор.

Мини сварочный трансформатор

Если вам не нужно варить рельсы или швеллера из стали 4–5 мм, можно собрать компактный сварочник для спайки стальной проволоки (изготовление каркасов для самоделок) или сварки тонкой жести. Для этого можно взять готовый трансформатор от мощного бытового прибора (идеальный вариант — микроволновка), и перемотать вторичную обмотку. Сечение провода 15–20 мм², потребляемая мощность не более 2–3 кВт.

Сварочный аппарат 9

Расчет схемы производится также, как и для более мощных агрегатов. При сборке выпрямителя можно использовать менее мощные диоды.

Микросварочник

Если сфера применения ограничена спайкой медных проводов (например, при монтаже распределительных коробок), можно ограничиться конструкцией размером с пару спичечных коробков.

Выполняется на транзисторе КТ835 (837). Трансформатор изготавливается самостоятельно. Фактически — это высокочастотный повышающий преобразователь.

В отличие от традиционных сварочников, в данной схеме используется высокое напряжение, до 30 кВ. Поэтому при работе следует соблюдать осторожность.

Трансформатор мотаем на ферритовом стержне. Две первичные обмотки: коллекторная (20 витком 1 мм), базовая (5 витков 0.5 мм). Вторичная (повышающая) обмотка — 500 витков 0.15 проволоки.

Сварочный аппарат 10

Собираем схему, припаиваем по схеме резисторную обвязку (чтобы трансформатор не перегревался на холостом ходу), аппарат готов. Питание от 12 до 24 вольт, с помощью такого аппарата можно сваривать жгуты проводов, резать тонкую сталь, соединять металлы толщиной до 1 мм.

Сварочный аппарат 11

В качестве сварочных электродов можно использовать толстую швейную иглу.

Инвертор (импульсный блок питания для сварки)

Самодельный инверторный сварочный аппарат нельзя изготовить просто «на коленке». Для этого потребуется современная элементная база и опыт работы с ремонтом и созданием электронных устройств. Однако, не так страшна схема, как ее малюют. Подобных устройств сделано великое множество, и все они работают не хуже фабричных аналогов. К тому же, чтобы создать импульсный сварочный аппарат своими руками, не обязательно приобретать десятки дорогостоящих радиодеталей и готовых узлов. Большинство из них, особенно высокочастотные элементы для блока питания, можно позаимствовать у старых телевизоров или БП от компьютера. Стоимость близкая к нулю.

Рассматриваемый инвертор имеет следующие характеристики:

  • Ток нагрузки на электродах: до 100 А.
  • Потребляемая мощность от сети 220 вольт — не более 3.5 кВт (ток порядка 15 А).
  • Используемые электроды до 2.5 мм.

На иллюстрации изображена готовая схема, которая неоднократно опробована многими домашними мастерами.

Сварочный аппарат 12

Конструктивно инвертор состоит из трех элементов:

  1. Блок питания для схемы преобразователя и управления. Выполнен на доступной элементной базе, с применением оптрона от старого блока питания компьютера. При самостоятельном изготовлении трансформатора стоимость практически нулевая: детали копеечные. Номиналы и названия радиоэлементов на иллюстрации.
  2. Блок задержки заряда конденсаторов (для стартовой дуги). Выполнен на базе транзисторов КТ972 (абсолютно не дефицит). Разумеется, транзисторы устанавливаются на радиаторы. Для коммутации достаточно обыкновенного автомобильного реле с токовой нагрузкой на контактах до 40 А. Для ручного управления установлены обычные защитные автоматы (пакетники) на 25 А. Выходные 300 вольт — холостой ход. При нагрузке напряжение 50 вольт.
  3. Трансформатор тока — самый ответственный узел. При сборке особое внимание следует обратить на точность катушек индуктивности. Некоторую подстройку можно выполнить с помощью переменного резистора (на схеме выделен красным цветом). Однако если параметры не буду согласованными, требуемой мощности дуги достичь не удастся.ШИМ реализуется на микросхеме US3845 (одна из немногих деталей, которую придется покупать). Силовые транзисторы — все те же КТ972 (973). Некоторые элементы на схеме импортные, однако их легко можно заменить на доступные отечественные, поискав аналоги на сайте datasheet.Высокочастотный блок выполнен из частей строчного трансформатора от телевизора.

На выход сварочного инвертора подключаются рабочие провода длиной не более 2 метров. Сечение не менее 10 квадратов. При работе с электродами до 2.5 мм, падение тока минимальное, шов получается гладкий и ровный. Дуга непрерывная, не хуже заводского аналога.

При наличии активного охлаждения (вентиляторы от того-же компьютерного блока питания), конструкцию можно компактно упаковать в небольшой корпус. Учитывая высокочастотные преобразователи, лучше использовать металл.

Сварочный аппарат 13

Итог

Чем сложнее самодельный сварочный аппарат, тем ощутимей экономия. Именно простые трансформаторы обходятся дороже, по причине использования дорогостоящей меди в обмотках или трансформаторного железа. Импульсные блоки питания, особенно при наличии в запасе старых деталей от типовых электроприборов, обходятся практически бесплатно.

Видео по теме

Хорошая реклама

 

Самодельный 2000-вольтовый инвертор со схемами

Несколько дней назад GoHz сделал домашний инвертор мощностью 24 В 2000 Вт, поделившись некоторыми схемами проектирования и схемами.


Тестирование силового преобразователя. Фотография была сделана в коротком замыкании.


Выходной сигнал. Точность SPWM EG8010 была недостаточно высокой, поэтому выходной сигнал инвертора был недостаточно хорошим, как чистая синусоида. Время мертвой зоны было немного большим (1 мкс), где точка пересечения нуля не выглядела хорошо, чтобы обеспечить безопасность трубки, ГГц не регулировал ее.


Это был тест с полной нагрузкой на инвертор, два водонагревателя, около 2000 Вт, вода кипела полностью. Максимальная подключенная нагрузка составляла 3000 Вт в течение примерно 10 секунд. Из-за ограничений источника питания постоянного тока (параллельно большой батарее постоянного тока и двум маленьким батареям) GoHz не продолжал ее тестировать. Отрегулируйте потенциометр ограничения мощности инвертора, ограничьте максимальную мощность 2500 Вт, (чуть больше 2500 Вт), инвертор работает менее двух секунд, прежде чем отключить выход.Защита от короткого замыкания также устанавливается примерно на две секунды для отключения выхода. По причине программирования EG8010 силовой инвертор будет непрерывно работать через несколько секунд, если питание не отключено. Этот инвертор обладает хорошей пусковой способностью, он занимает всего около 1 секунды для двух параллельных солнечных ламп мощностью 1000 Вт. Этот инвертор рассчитан на мощность около 2200 Вт, заголовок этой статьи составляет 2000 Вт, потому что максимальный выходной ток источника питания постоянного тока составляет 100 А, поэтому GoHz проверил его при 2000 Вт, при тестировании более 12 часов он может хорошо работать на 2000 ватт, не было бы проблем для фактической нагрузки в 2500 ватт.


Это форма кривой уровня трубки D, когда силовой преобразователь был в режиме полной нагрузки 2000 Вт.


Расширение формы кривой уровня передней трубки D при полной нагрузке инвертора в 2000 Вт.


Это инвертор в тесте энергопотребления без нагрузки.
Из двух мультиметров видно, что потребление энергии без нагрузки составляет 24,6 * 0,27 = 6,642 Вт, потребление без нагрузки относительно низкое, его можно использовать для фотоэлектрических, автомобильных аккумуляторов и других новых энергетических систем.


Передний тороидальный трансформатор. Уложены два 65 * 35 * 25-миллиметровых ферритовых кольца, первичное 3T + 3T с 16 1-миллиметровыми проводами, в качестве вторичного использовалась очень тонкая многожильная проволока, запутанная обмотка 42T, вспомогательное питание 3T.


Использование 4 пар резисторов ixfh80n10, 80А, 100В, 12,5 миллиом. Выпрямителями являются 4 комплекта MUR1560, два больших электролитических конденсатора 450V470uF 450В, 4 японских химических конденсатора 35V1000uF для входа постоянного тока 24В.


Задняя силовая трубка имеет 4 комплекта FQA28N50, выходной индуктор выполнен по 52 мм с 1.5 мм эмалированная проволочная обмотка 120T, индуктивность 1 мГн, 2 конденсатора по 4,7 мкФ. Два высокочастотных плеча FQL40N50 и два низкочастотных плеча FQA50N50.


Тест на короткое замыкание. Этот силовой инвертор чувствителен к защите от короткого замыкания, после более чем 100-кратных испытаний на короткое замыкание (питание на короткое замыкание, короткое замыкание без нагрузки, короткое замыкание при полной нагрузке, короткое замыкание при нагрузке), силовой инвертор по-прежнему работает хорошо. Выходные клеммы инвертора и пинцет были повреждены.

Вот раздел схемы, чтобы понять основы этого силового инвертора, сделай сам инвертор сейчас.


Передняя плата Плата питания постоянного тока, обычная двухтактная. (Скачать файл PDF)


Схема прямого контура постоянного и постоянного тока. Он имеет пониженное напряжение, перенапряжение, защиту от перегрузки по току, защита от перегрузки по току реализуется путем падения пробирки. Схема обычная SG3525 + LM393. (Скачать PDF-файл)


Обратная схема постоянного тока переменного тока, также с использованием обычной схемы, нет ничего нового, уникальная дополнительная схема обнаружения высокого напряжения, означает, что когда напряжение постоянного тока выше, чем 240 В постоянного тока, вспомогательное питание включен, и обратная цепь начинает работать.При отладке добавьте функцию отключения цепи привода SPWM при падении вспомогательного питания, чтобы предотвратить случаи взрыва инвертора, когда вспомогательный источник питания падает, но напряжение постоянного тока остается высоким, добавив эту функцию, мы можем отключить питание инвертор в коротком замыкании. (Загрузить файл PDF)

Схема платы драйвера SPWM
, EG8010 + IR2110, для обнаружения падения напряжения для защиты от короткого замыкания. (Скачать файл PDF)

Документ по теме: Руководство по покупке автомобильного инвертора

Покупка чистого синусоидального инвертора на ГГц.com, 300 Вт инвертор, 500 Вт инвертор, 1000 Вт инвертор …

,Сварочный инвертор

SMPS | Схемы собственного производства

Если вы ищете вариант замены обычного сварочного трансформатора, сварочный инвертор — лучший выбор. Сварочный инвертор удобен и работает от постоянного тока. Текущий контроль поддерживается через потенциометр.

Автор: Dhrubajyoti Biswas

Использование топологии с двумя переключателями

При разработке сварочного инвертора я применил прямой инвертор с топологией с двумя переключателями. Здесь входное напряжение линии проходит через фильтр электромагнитных помех, сглаживая его с большой емкостью.

Однако, поскольку импульс тока включения имеет тенденцию быть высоким, необходимо наличие цепи плавного пуска. Поскольку переключение включено, и конденсаторы первичного фильтра заряжаются через резисторы, мощность дополнительно обнуляется путем включения реле.

В момент переключения питания используются IGBT-транзисторы, которые затем подаются через управляющий трансформатор с передним затвором TR2 с последующим формированием цепи с помощью регуляторов IC 7812.

Использование IC UC3844 для управления ШИМ

Схема управления, используемая в этом сценарии, — UC3844, которая очень похожа на UC3842 с пределом ширины импульса до 50% и рабочей частотой до 42 кГц.

Цепь управления питается от вспомогательного источника питания 17 В. Из-за высоких токов в обратной связи по току используется трансформатор Tr3.

Напряжение чувствительного регистра 4R7 / 2W более или менее равно токовому выходу. Выходной ток может дополнительно контролироваться потенциометром P1. Его функция заключается в измерении пороговой точки обратной связи, а пороговое напряжение на выводе 3 UC3844 составляет 1 В.

Одним из важных аспектов силового полупроводника является то, что он нуждается в охлаждении, и большая часть выделяемого тепла отводится в выходных диодах.

Верхний диод, состоящий из 2-х DSEI60-06A, должен выдерживать ток в среднем 50А и потери до 80 Вт.

Нижний диод, то есть STTh300L06TV1, также должен иметь средний ток 100 А и потери до 120 Вт. С другой стороны, общая максимальная потеря вторичного выпрямителя составляет 140 Вт. Выходной дроссель L1 дополнительно соединен с отрицательной шиной.

Это хороший сценарий, поскольку радиатор не имеет высокочастотного напряжения. Другой вариант — использовать диоды FES16JT или MUR1560.

Однако важно учитывать, что максимальный ток, протекающий по нижнему диоду, в два раза больше, чем ток верхнего диода.

Расчет потерь IGBT

По сути, расчет потерь IGBT является сложной процедурой, поскольку помимо проводящих потерь коммутационные потери также являются еще одним фактором.

Также каждый транзистор теряет около 50 Вт. Мост выпрямителя также теряет мощность до 30 Вт и устанавливается на тот же радиатор, что и IGBT, вместе с диодом сброса UG5JT.

Существует также возможность замены UG5JT на FES16JT или MUR1560. Потеря мощности диодов сброса также зависит от способа построения Tr1, хотя потеря меньше по сравнению с потерей мощности от IGBT. Мост выпрямителя также приводит к потере мощности около 30 Вт.

Кроме того, при подготовке системы важно помнить о масштабировании максимального коэффициента загрузки сварочного инвертора. Основываясь на измерении, вы можете быть готовы выбрать правильный размер датчика обмотки, радиатора и т. Д.

Еще один хороший вариант — добавить вентилятор, так как он будет контролировать тепло.

Принципиальная электрическая схема

Детали обмотки трансформатора

Переключающий трансформатор Tr1 обмотан двумя ферритовыми сердечниками EE, и они оба имеют центральную секцию колонки 16×20 мм.

Таким образом, общее поперечное сечение составляет 16×40 мм. Следует позаботиться о том, чтобы в зоне ядра не было воздушного зазора.

Хорошим вариантом было бы использовать первичную обмотку на 20 витков, обмотав ее 14 проводами по 0.Диаметр 5 мм.

Вторичная обмотка с другой стороны имеет шесть медных полос 36×0,55 мм. Трансформатор прямого привода Tr2, который спроектирован на малой паразитной индуктивности, следует процедуре трехфазной обмотки с тремя витыми изолированными проводами диаметром 0,3 мм и обмотками 14 витков.

Секция сердечника изготовлена ​​из h32 с диаметром средней колонны 16 мм и не оставляет зазоров.

Трансформатор тока Tr3 выполнен из дросселей подавления электромагнитных помех. В то время как первичный имеет только 1 ход, вторичный ранен с 75 ходами 0.4 мм проволока.

Важной проблемой является сохранение полярности обмоток. В то время как L1 имеет ферритовый сердечник EE, средняя колонна имеет поперечное сечение 16×20 мм с 11 витками медной полосы 36×0,5 мм.

Кроме того, общий воздушный зазор и магнитная цепь установлены на 10 мм, а его индуктивность составляет 12 мкГн куб.

Обратная связь по напряжению на самом деле не мешает сварке, но, безусловно, влияет на потребление и потерю тепла в режиме ожидания. Использование обратной связи по напряжению очень важно из-за высокого напряжения около 1000В.

Кроме того, ШИМ-контроллер работает с максимальным рабочим циклом, что увеличивает уровень потребляемой мощности, а также нагревательных компонентов.

310 В постоянного тока может быть извлечено из сети 220 В после выпрямления через мостовую сеть и фильтрации через пару электролитических конденсаторов 10 мкФ / 400 В.

Источник питания 12 В может быть получен из готового блока адаптера 12 В или построен дома с помощью информации, предоставленной здесь . :

Алюминиевая сварочная цепь

Этот запрос был отправлен мне одним из специализированных читателей. этого блога мистерХосе. Вот детали требования:

Мой сварочный аппарат Fronius-TP1400 полностью функционален, и я не заинтересован в изменении его конфигурации. Эта машина, которая имеет возраст, является первым поколением инверторных машин.

Это базовое устройство для сварки покрытым электродом (сварка MMA) или газом вольфрамовой дугой (сварка TIG). Переключатель позволяет выбор.

Это устройство обеспечивает только постоянный ток, это очень подходит для сварки большого количества металлов.

Существует несколько металлов, таких как алюминий, из-за его быстрой коррозии при контакте с окружающей средой необходимо использовать пульсирующий переменный ток (прямоугольная волна от 100 до 300 Гц), что способствует устранению коррозии в циклах с инвертированной полярностью и поверните плавление в циклах прямой полярности.

Существует мнение, что алюминий не окисляется, но это неправильно, что происходит в тот момент, когда в нулевой момент, когда он вступает в контакт с воздухом, образуется тонкий слой окисления, который с тех пор сохраняет его от следующих последующих окисление.Этот тонкий слой усложняет сварочную работу, поэтому используется переменный ток.

Мое желание — сделать устройство, которое будет подключено, между клеммами моего сварочного аппарата постоянного тока и горелки, чтобы получить этот переменный ток в горелке.

Это то, где у меня возникают трудности, в момент создания этого преобразователя CC в AC. Я увлекаюсь электроникой, но не специалистом.

Так что я прекрасно понимаю теорию, я смотрю на ИС HIP4080 или аналогичную таблицу данных и вижу, что ее можно применить к моему проекту.

Но моя большая трудность состоит в том, что я не делаю необходимый расчет значений компонентов. Может быть, есть какая-то схема, которую можно применить или адаптировать, я не нахожу ее в интернете и не знаю, где искать, поэтому и прошу вашей помощи.

Конструкция

Для того, чтобы сварочный процесс мог устранить окисленную поверхность алюминия и обеспечить эффективный сварочный шов, существующий сварочный стержень и алюминиевая пластина могут быть интегрированы со ступенью привода полного моста , как показано ниже:

Rt, Ct можно рассчитать методом проб и ошибок, чтобы получить колебания мошек на любой частоте между 100 и 500 Гц.Для точной формулы вы можете обратиться к этой статье.

Th 15В вход может быть подан от любого адаптера 12В или 15В переменного тока в постоянный.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и учебными пособиями.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать через комментарии, я буду очень рад помочь!

3 Мощные синусоидальные инверторные цепи SG3525

В этой статье рассказывается о 3 мощных, но простых синусоидальных инверторных цепях 12 В, использующих одну микросхему SG 3525. Первая схема оснащена функцией обнаружения и отключения батарей, а также автоматическим выходом. функция регулирования напряжения.

Эта схема была запрошена одним из заинтересованных читателей этого блога. Давайте узнаем больше о запросе и функционировании схемы.

Design # 1: Basic Modified Sine

В одном из предыдущих постов я обсуждал функционирование микросхемы IC 3525, используя данные, я разработал следующую схему, которая хотя и является довольно стандартной в своей конфигурации, включает в себя низкий уровень заряда батареи функция выключения, а также автоматическое регулирование мощности на выходе.

Следующее объяснение проведет нас через различные этапы схемы, давайте изучим их:

Как видно на данной диаграмме, ICSG3525 подключен в своем стандартном режиме генератора / генератора ШИМ, где определяется частота колебаний. по C1, R2 и P1.

P1 можно настроить для получения точных частот в соответствии с требуемыми характеристиками приложения.

Диапазон P1 составляет от 100 Гц до 500 кГц, здесь нас интересует значение 100 Гц, которое в конечном итоге обеспечивает 50 Гц для двух выходов на выводе № 11 и № 14.

Вышеупомянутые два выхода поочередно колеблются в двухтактном режиме (полюс тотема), приводя к насыщению подключенных усилителей на фиксированной частоте — 50 Гц.

В ответ Mosfets «протолкнуть и протянуть напряжение / ток батареи через две обмотки трансформатора, который, в свою очередь, генерирует необходимое напряжение переменного тока на выходной обмотке трансформатора.

Пиковое напряжение, генерируемое на выходе, будет где-то около 300 Вольт, которые должны быть отрегулированы до 220 В среднеквадратичного значения с использованием RMS-метра хорошего качества и с помощью настройки P2.

P2 фактически регулирует ширину импульсов на выводе № 11 / № 14, что помогает обеспечить требуемое среднеквадратичное значение на выходе.

Эта функция облегчает управляемую ШИМ модифицированную синусоидальную форму на выходе.

Функция автоматического регулирования выходного напряжения

Поскольку микросхема облегчает вывод управления ШИМ, этот вывод можно использовать для включения автоматического регулирования выхода системы.

Контакт № 2 является чувствительным входом внутренней встроенной ошибки операционного усилителя, обычно напряжение на этом контакте (не инв.) не должен превышать отметку 5.1 В по умолчанию, потому что вывод № 1 inv установлен на внутреннем уровне 5.1 В.

Пока вывод № 2 находится в пределах указанного предела напряжения, функция коррекции ШИМ остается неактивной, однако в тот момент, когда напряжение на выводе № 2 стремится подняться выше 5,1 В, выходные импульсы впоследствии сужаются в попытке исправить и сбалансировать выходное напряжение соответственно.

Небольшой чувствительный трансформатор TR2 используется здесь для получения выборочного напряжения на выходе, это напряжение соответствующим образом выпрямляется и подается на вывод № 2 IC1.

P3 устанавливается таким образом, чтобы подаваемое напряжение оставалось значительно ниже предела 5,1 В, когда среднеквадратическое значение выходного напряжения составляет около 220 В. Это устанавливает функцию автоматического регулирования цепи.

Теперь, если по какой-либо причине выходное напряжение стремится превысить установленное значение, активируется функция коррекции ШИМ, и напряжение снижается.

В идеале P3 должен быть установлен таким образом, чтобы среднеквадратическое значение выходного напряжения фиксировалось на 250 В.

Таким образом, если вышеупомянутое напряжение падает ниже 250 В, коррекция ШИМ будет пытаться подтянуть его вверх, и наоборот, это поможет получить двухстороннюю регулировку выхода,

Тщательное исследование покажет, что включение R3 , R4, P2 не имеют смысла, они могут быть удалены из схемы.P3 может использоваться исключительно для получения предполагаемого управления ШИМ на выходе.

Функция отключения при низком заряде батареи

Другая удобная особенность этой схемы — возможность отключения при низком заряде батареи.

Опять же, это введение стало возможным благодаря встроенной функции отключения IC SG3525.

Вывод № 10 микросхемы будет реагировать на положительный сигнал и отключать выход до тех пор, пока сигнал не будет заблокирован.

Операционный усилитель 741 здесь функционирует как детектор низкого напряжения.

P5 должен быть установлен таким образом, чтобы выходной сигнал 741 оставался на логическом низком уровне, пока напряжение батареи выше порогового значения низкого напряжения, это может быть 11,5 В. 11 В или 10,5 по выбору пользователя, в идеале оно должно быть не менее 11 В.

Как только это установлено, если напряжение батареи стремится опускаться ниже отметки низкого напряжения, выходной сигнал микросхемы мгновенно становится высоким, активируя функцию отключения IC1, предотвращая любую дальнейшую потерю напряжения батареи.

Резистор обратной связи R9 и P4 гарантирует, что положение остается фиксированным, даже если напряжение батареи имеет тенденцию повышаться до некоторых более высоких уровней после активации операции выключения.

Перечень деталей

Все резисторы имеют 1/4 Вт 1% MFR. если не указано иное.

  • R1, R7 = 22 Ом
  • R2, R4, R8, R10 = 1K
  • R3 = 4K7
  • R5, R6 = 100 Ом
  • R9 = 100K
  • C1 = 0,1 мкФ / 50 В MKT
  • C2 , C3, C4, C5 = 100 нФ
  • C6, C7 = 4,7 мкФ / 25 В
  • P1 = 330 К пресетов
  • P2 — P5 = 10 К пресетов
  • T1, T2 = IRF540N
  • D1 —- D6 = 1N4007
  • IC1 = SG 3525
  • IC2 = LM741
  • TR1 = 8-0-8В….. ток в соответствии с требованием
  • TR2 = 0-9 В / 100 мА Батарея = 12 В / 25 до 100 AH

Ступень низкого уровня заряда батареи в приведенной выше схеме может быть изменена для лучшего отклика, как указано в следующем схема:

Здесь мы можем видеть, что pin3 из ОУ теперь имеет свою собственную опорную сеть с помощью D6 и R11, и не зависит от опорного напряжения от IC 3525 pin16.

На выводе 6 операционного усилителя используется стабилитрон, чтобы предотвратить любые утечки, которые могут нарушить вывод 10 на SG3525 во время его нормальной работы.

R11 = 10K
D6, D7 = стабилитроны, 3,3 В, 1/2 Вт

Другой дизайн с автоматической коррекцией обратной связи по выходу

Схема № 2:

В приведенном выше разделе мы изучили базовую версию IC SG3525 разработан для получения модифицированного синусоидального выходного сигнала при использовании в топологии инвертора, и этот базовый дизайн не может быть улучшен для получения чисто синусоидального сигнала в его типичном формате.

Хотя модифицированный прямоугольный или синусоидальный выход может быть в порядке со своим среднеквадратичным свойством и разумно подходить для питания большинства электронного оборудования, он никогда не может соответствовать качеству выходного сигнала чисто синусоидального инвертора.

Здесь мы собираемся изучить простой метод, который можно использовать для превращения любой стандартной схемы инвертора SG3525 в чистый синусоидальный аналог.

Для предлагаемого усовершенствования базовый инвертор SG3525 может быть любой стандартной конструкцией инвертора SG3525, сконфигурированной для получения модифицированного выходного сигнала ШИМ. Этот раздел не является критически важным, и может быть выбран любой предпочтительный вариант (вы можете найти много онлайн с небольшими отличиями).

В одной из моих предыдущих публикаций я рассмотрел всеобъемлющую статью о том, как преобразовать преобразователь прямоугольных импульсов в преобразователь синусоидальной формы, здесь мы применяем тот же принцип для обновления.

Как происходит преобразование из прямоугольной волны в синусоидальную

Вам может быть интересно узнать, что именно происходит в процессе преобразования, которое преобразует выходной сигнал в чисто синусоидальную волну, подходящую для всех чувствительных электронных нагрузок.

Это в основном делается путем оптимизации резких восходящих и падающих прямоугольных импульсов в плавно поднимающуюся и падающую форму волны. Это выполняется путем измельчения или разбивания выходящих прямоугольных волн на несколько однородных частей.

В реальной синусоидальной форме форма волны создается посредством экспоненциального роста и падения, когда синусоидальная волна постепенно поднимается и опускается в ходе своих циклов.

В предложенной идее форма волны не выполняется в экспоненциальной форме, а прямоугольные волны нарезаются на куски, которые в конечном итоге принимают форму синусоиды после некоторой фильтрации.

«Прерывание» осуществляется путем подачи вычисленного ШИМ к воротам полевого транзистора через буферную ступень BJT.

Типичная схема схемы для преобразования сигнала SG3525 в чисто синусоидальный сигнал показана ниже. Эта конструкция на самом деле является универсальной конструкцией, которая может быть реализована для модернизации всех прямоугольных инверторов в синусоидальные.

Предупреждение. Если вы используете SPWM в качестве входа, замените нижний BC547 на BC557. Эмиттеры будут соединяться с буферной ступенью, коллектором с землей, базами с входом SPWM.

Как может быть на приведенной выше схеме, два нижних транзистора BC547 запускаются с помощью входа или входа ШИМ, что приводит к их переключению в соответствии с рабочими циклами ШИМ ВКЛ / ВЫКЛ.

Это, в свою очередь, позволяет быстро переключать импульсы 50 Гц BC547 / BC557, поступающие с выходных контактов SG3525.

Вышеуказанная операция в конечном счете заставляет мошферы также включать и выключать количество раз для каждого из циклов 50/60 Гц и, следовательно, генерировать аналогичную форму волны на выходе подключенного трансформатора.

Предпочтительно, чтобы входная частота ШИМ была в 4 раза больше, чем базовая частота 50 или 60 Гц. так, чтобы каждые 50/60 Гц циклы были разбиты на 4 или 5 частей, и не более того, что в противном случае могло бы привести к нежелательным гармоникам и разогреву мосфетами.

Схема ШИМ

Входная подача ШИМ для вышеописанной конструкции может быть получена с использованием любой стандартной нестабильной конструкции IC 555, как показано ниже:

Эта схема ШИМ на основе IC 555 может использоваться для подачи оптимизированной ШИМ в основы транзисторов BC547 в первой конструкции, так что выходной сигнал инверторной схемы SG3525 получает среднеквадратичное значение, близкое к среднеквадратичному значению синусоидального сигнала сети.

Использование SPWM

Несмотря на то, что вышеописанная концепция значительно улучшила бы выход с модифицированной прямоугольной волной типичной схемы инвертора SG3525, еще лучшим подходом может быть использование схемы генератора SPWM.


В этой концепции «прерывание» каждого из прямоугольных импульсов осуществляется посредством пропорционально изменяющихся рабочих циклов ШИМ, а не фиксированного рабочего цикла.

Я уже обсуждал, как генерировать SPWM с использованием операционного усилителя, та же теория может быть использована для питания ступени возбуждения любого инвертора прямоугольных импульсов.

Простую схему для генерации SPWM можно увидеть ниже:

Использование IC 741 для обработки SPWM

В этой конструкции мы видим стандартный операционный усилитель IC 741, входные контакты которого сконфигурированы с парой источников треугольных волн, один из которых намного быстрее по частоте, чем другие.

Треугольные волны могут быть изготовлены из стандартной схемы на основе IC 556, подключенной как нестабильный и компактный, как показано ниже:

ЧАСТОТА БЫСТРЫХ ТРЕУГОЛЬНЫХ ВОЛН ДОЛЖНА БЫТЬ ОКОЛО 400 Гц, МОЖЕТ БЫТЬ УСТАНОВЛЕНА РЕГУЛИРОВАНИЕМ 50 К ПРЕДУСТАНОВКИ ИЛИ ЗНАЧЕНИЕ 1 НЧ ЕМКОСТИ ЧАСТОТЫ МЕДЛЕННЫХ ТРЕУГОЛЬНИКОВ ДОЛЖНЫ БЫТЬ РАВНЫМИ ДЛЯ ЖЕЛАЕМОЙ ЧАСТОТЫ ВЫХОДА ИНВЕРТОРА. ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ 50 ГЦ ИЛИ 60 ГЦ, И РАВНО ДЛЯ ПИН-кода # 4 ЧАСТОТА SG3525

Как видно на двух изображениях выше, быстрые треугольные волны достигаются от обычной IC 555 нестабильной.

Тем не менее, медленные треугольные волны получают через IC 555, подключенную как «генератор прямоугольных волн к треугольникам».

Квадратные волны или прямоугольные волны получены от вывода № 4 SG3525. Это важно, поскольку он идеально синхронизирует выход операционного усилителя 741 с частотой 50 Гц в цепи SG3525. Это, в свою очередь, создает наборы SPWM с правильными размерами для двух каналов MOSFET.

Когда этот оптимизированный ШИМ подается на первую схему, это приводит к тому, что выходной сигнал трансформатора создает еще более улучшенную и плавную синусоидальную форму, свойства которой во многом идентичны стандартной синусоидальной форме сети переменного тока.

Однако даже для SPWM значение RMS необходимо будет правильно установить изначально, чтобы обеспечить правильное выходное напряжение на выходе трансформатора.

После реализации можно ожидать реального синусоидального эквивалентного выхода от любой конструкции преобразователя SG3525 или от любой модели преобразователя прямоугольной волны.

Если у вас есть дополнительные сомнения относительно схемы синусоидального инвертора SG3525, вы можете выразить их через свои комментарии.

ОБНОВЛЕНИЕ

Базовый пример конструкции ступени генератора SG3525 можно увидеть ниже, эта конструкция может быть интегрирована с объясненным выше ШИМ-синусоидальным этапом BJT / mosfet для получения требуемой расширенной версии конструкции SG3525:

Полная принципиальная схема и расположение печатной платы для предлагаемой схемы синусоидального инвертора SG3525.

Предоставлено: Ainsworth Lynch

Конструкция № 3: Инверторная схема 3 кВА с использованием интегральной схемы SG3525

В предыдущих параграфах мы всесторонне обсуждали, как преобразовать конструкцию SG3525 в эффективную синусоидальную конструкцию, а теперь давайте обсудим, как простая инверторная схема 2 кВА может быть построена с использованием микросхемы SG3525, которую можно легко модернизировать до синусоидальной 10 кВА путем увеличения характеристик батареи, mosfet и трансформатора.

Основная схема в соответствии с проектом, представленным г-номАнас Ахмад.

Объяснение, касающееся предлагаемой схемы инвертора 2 кВА SG3525, может быть понято из следующего обсуждения:

Привет swagatam, я сконструировал следующую модифицированную синусоидальную волну инвертора 24 кВ (я использовал 20 mosfet с резистором, прикрепленным к каждому, более того, я использовал центр нажмите трансформатор, и я использовал SG3525 для генератора) .. теперь я хочу преобразовать его в чистую синусоидальную волну, пожалуйста, как я могу это сделать?

Базовая схема

Мой ответ:

Здравствуйте, Anas,

Сначала попробуйте базовую настройку, как описано в этой статье по инвертору SG3525, если все идет хорошо, после этого вы можете попробовать подключить больше мосфейов параллельно…..

преобразователь, показанный на вышеприведенной схеме, является базовой прямоугольной конструкцией, чтобы преобразовать его в синусоидальную, необходимо выполнить шаги, описанные ниже. Концы затвора / резистора mosfet должны быть сконфигурированы со ступенью BJT, а 555 IC ШИМ должен быть подключен, как показано на следующей диаграмме:

Относительно подключения параллельных мосфетов

хорошо, у меня 20 мосфет (10 на отведении А, 10 на отведении В), поэтому я должен прикрепить 2 BJT к каждому мосфету, то есть 40 BJT, а также я должен подключить только 2 BJT, выходящих из ШИМ параллельно с 40 BJT? Извините, я новичок, просто пытаюсь забрать.

Ответ:
Нет, каждое соединение эмиттеров соответствующей пары BJT будет содержать 10 мосфетов … поэтому вам потребуется всего 4 BJT всего …

Использование BJT в качестве буферов

1. Хорошо, если я Может быть, вы правы, так как вы сказали 4 BJT, 2 на выводе A, 2 на выводе B, ТОГДА еще 2 BJT с выхода ШИМ, верно?
2. Используете ли вы 24-вольтовую аккумуляторную батарею, надеюсь, нет никаких изменений в клемме коллектора BJT для аккумуляторной батареи?
3. Мне нужно использовать переменный резистор от генератора, чтобы управлять входным напряжением на Mosfet, но я не знаю, как мне поступить с напряжением, которое пойдет на базу BJT в этом случае, что я буду делать так что я хочу в конечном итоге взорвать BJT?

Да, BJT NPN / PNP для ступени буфера и два NPN с драйвером ШИМ.
24 В не повредит буфера BJT, но обязательно используйте 7812 для понижения его до 12 В для ступеней SG3525 и IC 555.

Вы можете использовать корпус IC 555 для регулировки выходного напряжения от trafo и установить его на 220В. Помните, что ваш трансформатор должен быть ниже номинального напряжения батареи для получения оптимального напряжения на выходе. если ваша батарея 24 В, вы можете использовать 18-0-18 В. Trafo.

Перечень деталей

IC Схема SG3525
все резисторы 1/4 Вт 5% CFR, если не указано иное
10K — 6nos
150K — 1no
470 Ом — 1no
предустановок 22K — 1no
предустановок 47K — 1no
Capitor 0.1 мкФ Керамика — 1no
IC = SG3525
Mosfet / BJT Stage
Все Mosfets — IRF540 или любые другие эквивалентные резисторы затвора — 10 Ом 1/4 Вт (рекомендуется)
Все NPN BJT = BC547
Все PNP BJT = BC557 901 Все базовые резисторы 10K — 4nos
IC 555 PWM Stage
1K = 1no 100K pot — 1no
1N4148 Diode = 2nos
Конденсаторы 0.1uF Керамические — 1no
10nF Керамические — 1no
Разные IC 7812 — 1no 901 24 В 100AH ​​Трансформатор согласно спецификации.

Упрощенная альтернатива

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и учебными пособиями.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать через комментарии, я буду очень рад помочь!

Leave a Reply