- Jaki falownik jest najlepszy do kupienia dla domu
- Jak nauczyć się spawać za pomocą inwertora: wideo
Treść artykułu:
- 1 Spawanie inwertorowe własnymi rękami - to bardzo proste
- 2 Cechy charakterystyczne pracy falownika
- 3 Co jest potrzebne do zmontowania przetwornicy
- 4 Jak działa schemat spawania inwertorowego
- 5 Jak zmontować spawarkę inwertorową: opis krok po kroku + (wideo)
- 5.1 Kontrola sprawności maszyny
- 6 Jak używać domowej roboty maszyny
Spawanie inwertorowe własnymi rękami - to bardzo proste
Spawanie inwertorowe jest nowoczesnym urządzeniem, które cieszy się dużą popularnością z uwagi na niewielką wagę maszyny oraz jej gabaryty. Opiera się on na wykorzystaniu tranzystorów polowych i przełączników mocy. Aby posiadać spawarkę, można udać się do dowolnego sklepu z narzędziami i nabyć ją. Ale jest o wiele bardziej ekonomiczny sposób, który jest ze względu na tworzenie spawania inwertorowego własnymi rękami. Jest to drugi sposób i zwrócimy uwagę w tym materiale i rozważymy, jak zrobić spawanie w domu, czego potrzebujesz do tego i jak wyglądają schematy.
Cechy charakterystyczne pracy falownika
Spawarka inwertorowa to nic innego jak zasilacz, taki, jaki jest obecnie stosowany w nowoczesnych komputerach. Co jest podstawą działania falownika? W falowniku przemiana energii elektrycznej odbywa się w następujący sposób:
1) Napięcie pobierane z sieci jest zamieniane na prąd stały.
2) Stały prąd sinusoidalny jest przekształcany w prąd zmienny o wysokiej częstotliwości.
3) Wartość napięcia ulega zmniejszeniu.
4) Prąd jest prostowany przy zachowaniu żądanej częstotliwości.
Lista takich przekształceń obwodu elektrycznego jest konieczna, aby móc zmniejszyć wagę urządzenia i jego gabaryty. Starsze spawarki są znane z tego, że bazują na zmniejszaniu napięcia i zwiększaniu prądu po stronie wtórnej transformatora. W rezultacie, spawanie łukowe metali jest możliwe dzięki wysokiej wartości prądu. Aby zwiększyć natężenie prądu i zmniejszyć napięcie, zmniejsza się liczbę zwojów w uzwojeniu wtórnym, ale zwiększa się przekrój przewodnika. W rezultacie można zauważyć, że spawarka typu transformatorowego ma nie tylko znaczny rozmiar, ale także przyzwoitą wagę.
Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie spawarki w układzie inwertorowym. Zasada działania przetwornicy opiera się na zwiększeniu częstotliwości prądu do 60 lub nawet 80 kHz, co pozwala na zmniejszenie wagi i rozmiarów urządzenia. Aby zrealizować spawarkę inwertorową wystarczyło zwiększyć częstotliwość tysiąc razy, co było możliwe dzięki zastosowaniu tranzystorów polowych.
Tranzystory komunikują się ze sobą z częstotliwością około 60-80 kHz. Obwód zasilający tranzystory jest zasilany stałym prądem, co jest możliwe dzięki zastosowaniu prostownika. Jako prostownik stosowany jest mostek diodowy, a do wyrównania wartości napięcia używane są kondensatory.
Prąd zmienny, który jest przekazywany po przejściu przez tranzystory do transformatora step-down. Ale to używa setki razy mniejszej cewki jako transformatora. Dlaczego zastosowano cewkę, ponieważ częstotliwość prądu doprowadzanego do transformatora jest już zwiększona o czynnik 1000 dzięki tranzystorom polowym. W rezultacie otrzymujemy podobne dane jak przy spawaniu transformatorów, tylko z dużą różnicą w wadze i wymiarach.
Co jest potrzebne do zmontowania falownika
Aby zmontować własny spawalniczy inwerter, należy wiedzieć, że obwód jest obliczany, przede wszystkim, dla zużytego napięcia 220 V i prądu 32 amperów. Już po konwersji energii prąd wyjściowy zwiększy się prawie 8-krotnie i osiągnie wartość 250 Amperów. Prąd ten jest wystarczający do wykonania trwałej spoiny elektrodą oddaloną nawet o 1 cm. Aby zrealizować zasilanie typu inwerterowego, potrzebne są następujące komponenty:
1) Transformator składający się z rdzenia ferrytowego.
2) Uzwojenie pierwotne transformatora o 100 zwojach z drutu 0,3 mm.
3) Trzy uzwojenia wtórne:
- wewnętrzny: 15 zwojów z drutem o średnicy 1 mm;
- środek: 15 zwojów z drutu o średnicy 0,2 mm;
- Zewnętrzne: 20 zwojów z drutem o średnicy 0,35 mm.
Dodatkowo do montażu transformatora potrzebne będą następujące elementy:
- przewody miedziane;
- tkanina szklana;
- tekstolit;
- stal elektryczna;
- materiał bawełna.
Jak wygląda schemat spawania inwertorowego
Aby zrozumieć, na czym polega działanie spawarki inwertorowej, należy spojrzeć na poniższy schemat.
schemat połączeń dla spawania inwertorowego
Wszystkie te elementy należy połączyć i w ten sposób uzyskać spawarkę, która będzie niezbędna przy wykonywaniu prac ślusarskich. Poniżej przedstawiamy schemat ideowy spawarki inwertorowej.
Schemat urządzenia zasilającego do spawania inwertorowego
Płytka zawierająca zasilacz maszyny jest montowana oddzielnie od części mocy. Separatorem pomiędzy częścią mocy a jednostką mocy jest metalowa płyta, która jest elektrycznie połączona z obudową maszyny.
Przewodniki służą do sterowania bramkami i muszą być przylutowane w pobliżu tranzystorów. Przewodniki te są sparowane ze sobą, a ich przekrój nie odgrywa większej roli. Jedyną ważną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę jest długość przewodów, która nie powinna przekraczać 15 cm.
Dla kogoś, kto nie zna podstaw elektroniki, odczytanie takiego układu jest problematyczne, nie mówiąc już o przeznaczeniu każdego z elementów. Dlatego, jeśli nie jesteś biegły w elektronice, najlepiej poprosić znajomego rzemieślnika o pomoc w rozwiązaniu problemu. Na przykład, tutaj znajduje się schemat sekcji zasilania spawarki inwertorowej.
Schemat sekcji zasilania spawarki inwertorowej
Jak zmontować spawarkę inwertorową: opis krok po kroku + (wideo)
Aby zmontować spawarkę inwertorową, należy wykonać następujące czynności:
1) Obudowa. Zalecamy wykorzystanie starej obudowy systemu PC jako obudowy do spawania. Jest to najlepszy przypadek, ponieważ posiada wymaganą liczbę otworów wentylacyjnych. Można użyć starego 10-litrowego kanistra, w którym można wyciąć otwory i umieścić w nich chłodnice. Aby zwiększyć wytrzymałość konstrukcji, należy umieścić metalowe narożniki z obudowy systemu, które są mocowane za pomocą śrub.
2) Montaż zasilacza. Ważnym elementem zasilacza jest transformator. Zalecamy stosowanie ferrytu 7x7 lub 8x8 jako podstawy transformatora. W przypadku uzwojenia pierwotnego transformatora konieczne jest nawinięcie drutu na całej szerokości rdzenia. Jest to ważna cecha, która poprawi działanie urządzenia w przypadku wahań napięcia. Jako przewód należy bezwzględnie stosować przewody miedziane klasy PEV-2, a w przypadku braku szynoprzewodu przewody łączone są w jedną wiązkę. Do izolacji uzwojenia pierwotnego stosuje się tkaninę szklaną. Druty ekranujące muszą być nawinięte na wierzchu po warstwie tkaniny szklanej.
Transformator z uzwojeniem pierwotnym i wtórnym do wykonania spawu inwertorowego
3) Zespół napędowy. Transformator step-down pełni funkcję jednostki zasilającej. Jako rdzeń do transformatora step-down stosuje się dwa rodzaje rdzeni: Sh20x208 2000 nm. Ważne jest, aby zapewnić przestrzeń pomiędzy oboma elementami, co rozwiązuje się poprzez umieszczenie papieru gazetowego. Uzwojenie wtórne transformatora charakteryzuje się nawinięciem zwojów w kilku warstwach. Na uzwojeniu wtórnym transformatora należy ułożyć trzy warstwy przewodów, a pomiędzy nimi podkładki z PTFE. Ważne jest, aby umieścić wzmocnioną warstwę izolacji pomiędzy uzwojeniami, aby zapobiec załamaniu napięcia na wtórnym. Należy zainstalować kondensator o napięciu co najmniej 1000 V.
Transformatory do uzwojenia wtórnego ze starych telewizorów
Aby umożliwić cyrkulację powietrza pomiędzy uzwojeniami, należy pozostawić szczelinę powietrzną. Przekładnik prądowy montowany jest na rdzeniu ferrytowym i podłączany do linii plusowej. Rdzeń musi być owinięty papierem termicznym, dlatego najlepiej użyć jako tego papieru taśmy kasowej. Diody prostownicze są przymocowane do aluminiowej płytki radiatora. Wyjścia tych diod muszą być połączone nieizolowanymi przewodami o średnicy 4 mm.
3) Zespół inwertera. Głównym zadaniem systemu inwerterowego jest konwersja prądu stałego na prąd zmienny o wysokiej częstotliwości. W celu uzyskania wyższej częstotliwości stosowane są specjalne tranzystory polowe. W końcu to właśnie tranzystory pracują, aby otwierać i zamykać się z dużą częstotliwością.
Nie jest zalecane używanie jednego mocnego tranzystora, ale lepiej jest wykonać układ oparty na 2 mniej mocnych tranzystorach. Ma to na celu umożliwienie stabilizacji bieżącej częstotliwości. W obwodzie potrzebne są również kondensatory, które połączone szeregowo dają możliwość rozwiązania tego typu problemów:
Falownik na płycie aluminiowej
4) Układ chłodzenia. Wentylatory chłodzące powinny być zainstalowane na ścianie obudowy, można do tego celu wykorzystać chłodnice komputerowe. Są one potrzebne do zapewnienia chłodzenia elementów roboczych. Im więcej fanów, tym lepiej. W szczególności, dwa wentylatory muszą być zainstalowane do chłodzenia transformatora wtórnego. Jedna chłodnica będzie chłodziła radiator, zapobiegając w ten sposób przegrzaniu elementów roboczych - diod prostowniczych. Diody zamontowane są na radiatorze jak na zdjęciu poniżej.
Mostek prostowniczy na radiatorze
Zaleca się stosowanie elementu pomocniczego, np. czujnika temperatury.
Zdjęcie czujnika temperatury
Zaleca się, aby był on zamontowany na elemencie, który jest ogrzewany. Czujnik ten zadziała, gdy osiągnięta zostanie temperatura krytyczna elementu grzejnego. Jeśli dojdzie do jego zadziałania, zasilanie falownika zostanie odcięte.
Wydajny wentylator do chłodzenia jednostki inwertera
Spawarka inwertorowa nagrzewa się bardzo szybko podczas pracy. Te chłodnice lub wentylatory są umieszczone na obudowie urządzenia, tak że pracują w celu odprowadzenia powietrza.
Świeże powietrze będzie wprowadzane do systemu przez otwory w obudowie urządzenia. Jednostka systemowa ma już te otwory, a jeśli użyjesz innego materiału, pamiętaj, aby umożliwić dopływ świeżego powietrza.
5) Lutowanie płyty jest kluczowym czynnikiem, ponieważ jest to płyta, na której opiera się cały obwód. Na płytce ważne jest, aby diody i tranzystory zamontować w przeciwnych kierunkach do siebie. Płytka montowana jest bezpośrednio pomiędzy radiatorami chłodzącymi, z którymi połączony jest cały obwód elektryczny. Obwód zasilający jest przystosowany do napięcia 300 V. Dodatkowy układ kondensatorów o pojemności 0,15 μF daje możliwość odprowadzenia nadmiaru mocy z powrotem do obwodu. Na wyjściu transformatora znajdują się kondensatory i snubbery, które pochłaniają przepięcia na wyjściu uzwojenia wtórnego.
6) Regulacja i usuwanie usterek. Po zmontowaniu spawarki inwertorowej należy wykonać jeszcze kilka czynności, w szczególności regulację pracy urządzenia. W tym celu należy podłączyć napięcie 15 V do PWM (modulator szerokości impulsu) i zasilić cooler. Dodatkowo w obwód włączony jest przekaźnik poprzez rezystor R11. Przekaźnik jest włączony w obwód, aby uniknąć skoków napięcia w sieci 220V. Konieczne jest, aby przekaźnik był monitorowany, a następnie PWM był zasilany. W rezultacie powinien powstać wzór, w którym znikają prostokątne obszary na wykresie PWM.
Budowa przetwornicy do użytku domowego z opisem elementów składowych
Można ocenić, że obwód jest prawidłowo podłączony, jeśli podczas konfiguracji przekaźnik wydziela 150mA. Jeśli sygnał jest słaby, oznacza to, że płyta nie jest prawidłowo podłączona. Może wystąpić awaria jednego z uzwojeń, dlatego należy skrócić wszystkie przewody zasilające, aby wyeliminować zakłócenia.
Spawanie inwertorowe w obudowie systemu PC
Sprawdzenie poprawności działania urządzenia
Po wszystkich pracach montażowych i usuwaniu usterek pozostaje już tylko przeprowadzenie próby działania powstałej w ten sposób spawarki. W tym celu urządzenie jest zasilane z sieci 220 V, następnie ustawiany jest wysoki prąd i odczyty są sprawdzane za pomocą oscyloskopu. W dolnej pętli napięcie powinno wynosić od 500 V do maks. 550 V. Jeśli wszystko zostało wykonane prawidłowo, z zachowaniem ścisłego doboru elektroniki, to odczyt napięcia nie przekroczy 350 V.
Teraz możemy przetestować spawanie w działaniu, używając wymaganych elektrod i przecinając spoinę do momentu wypalenia się elektrody. Następnie należy sprawdzić temperaturę transformatora. Jeśli transformator po prostu się gotuje, to schemat ma swoje wady i lepiej nie kontynuować procesu pracy.
Po przecięciu 2-3 szwów, radiatory będą gorące, dlatego ważne jest, aby pozwolić im potem ostygnąć. W tym celu wystarczy przerwa 2-3 minutowa, która spowoduje obniżenie temperatury do optymalnej wartości.
Kontrola zgrzewarki
Jak używać samodzielnie wykonanej maszyny
Po podłączeniu maszyny domowej do obwodu, sterownik automatycznie ustawi natężenie prądu na określoną wartość. Jeśli napięcie na przewodzie jest mniejsze niż 100 V, oznacza to, że urządzenie jest uszkodzone. Maszyna będzie musiała zostać zdemontowana i ponownie sprawdzona pod kątem prawidłowego montażu.
Za pomocą tego typu spawarki można spawać nie tylko metale żelazne, ale również nieżelazne. Aby zmontować spawarkę, nie tylko podstawową wiedzę z zakresu elektrotechniki, ale także wolnego czasu na realizację pomysłu.
Spawanie inwertorowe jest niezbędną rzeczą w garażu każdego właściciela, więc jeśli nie masz jeszcze takiego narzędzia, możesz zrobić to sam.
