Při svařování se používají zařízení speciálně přizpůsobená pro specifické účely. Schémata jednotlivých zařízení mají výrazně odlišnou strukturu. Mezi nejpraktičtější a nejrozšířenější můžete zvolit obvod měniče. Zařízení, sestavené podle tohoto schématu, je hladce a přesně vyladěné, kompaktní, pro pány, kteří pracují na silnici, je prostě nenahraditelné.
Schéma svařovacího měniče.
Obvod jednotky měniče je jedním z nejjednodušších, všechny potřebné prvky obvodové desky a tranzistory lze snadno nalézt v obchodech s rádiovými komponenty a montážní schémata jsou k dispozici u mistrů. Úkolem sestavení takového svařovacího stroje vlastníma rukama je zcela v moci lidí, kteří mohou pracovat s páječkou.
Princip činnosti invertorového svařovacího stroje
Toto zařízení je samo o sobě podobným výkonným zdrojem energie, jako jsou impulzní jednotky jako AT a ATX, které jsou instalovány v osobních počítačích. Pořadí změn v počátečních parametrech elektrického proudu v těchto dvou zařízeních je identické. Ve střídači prochází elektrická energie řadou transformací:
- AC domácí napětí je převedeno na DC.
- Stejnosměrný proud je konvertován na AC s vysokou frekvencí.
- Hodnota napětí se snižuje.
- Proud se sníženým napětím je usměrněn při zachování dané frekvence.
Všechny tyto transformace jsou vysvětleny potřebou snížit hmotnost a rozměry výkonových transformátorů svařovacích strojů.
Schéma svařovacího měniče.
Princip činnosti starých přístrojů byl redukován na snížení napětí ze sítě a zvýšení hodnoty proudové síly na sekundárním vinutí na několik desítek nebo dokonce stovek ampér - hodnoty potřebné pro obloukové svařování. Aby se dosáhlo požadovaného poměru pro snížení napětí a zvýšení velikosti proudu, sekundární vinutí dostalo menší počet závitů a větší průřez drátu. Protože staré svařovací transformátory měly velké rozměry a hmotnost. Výroba vinutí transformátoru vyžadovala velké náklady na měděný drát, proto svařovací stroje nebyly vůbec levné.
Obvody umožnily korigovat situaci. Zvýšením frekvence proudu na pracovním vinutí na 60-80 kHz a více bylo možné snížit velikost a hmotnost celé konstrukce. V důsledku čtyřnásobného zvýšení pracovní frekvence konverze byly rozměry zařízení poloviční. A v našem případě mluvíme o tisícinásobném zvýšení frekvence.
Tyto vysoké hodnoty střídavého kmitočtu se dosahují přepínáním tranzistorů instalovaných v obvodu měniče, které spolu komunikují při frekvenci 60-80 kHz. Proud do tranzistorů je z usměrňovače konstantní. Napětí AC je usměrněno můstkovým obvodem diod a je vyrovnáno kondenzátory. Na výstupu usměrňovače a kondenzátoru se dodává konstantní napětí 220 V. Jedná se o první krok obvodu.
Vysokofrekvenční tranzistory s invertorovým obvodem vysílají střídavý vysokofrekvenční proud do transformátoru s redukčním krokem. Vzhledem k tomu, že provozní frekvence je již 1000krát nižší než frekvence napájení, transformátor je velmi kompaktní cívka.
Součásti svářecího stroje
Svařovací obvod elektrického svařování.
Obvod měniče je určen pro hodnotu napájecího proudu až 32 A a napětí 220-230 V. Hodnota proudu na výstupu měniče dosahuje 250 A. Tato hodnota zajišťuje silný svar při svařování elektrodou do vzdálenosti 1 cm. :
- Transformátor s 7x7 nebo 8x8 bází feritického jádra.
- Primární vinutí má 100 prstenců drátu o průměru 0, 3 mm.
- Vnitřní sekundární vinutí na 15 otáček s drátem o tloušťce 1 mm.
- Průměrný sekundární vinutí ve stejném počtu závitů drátu s menší tloušťkou (0, 2 mm).
- Vnější vstup sekundárního vinutí pro 20 závitů drátu o tloušťce 0, 35 mm.
Sestava transformátoru
Obvod vinutí transformátoru.
Před navinutím vodičů na jádro transformátoru je zabaleno do mědi. Šířka pásů je 40 mm, výška pásky je 0, 3 mm. Spolu s měděnou páskou je jádro obaleno termálním papírem. K tomuto účelu, dobrý peněžní pásky a jiné tenké a odolné papíru, který je vhodný, aby se vešly kolem jádra. Kruhový drát není vhodný pro primární vinutí, protože je snadno přehřátý. Proto jsou proudy přesměrovány na vnější stranu vinutí a vnitřní vrstvy zůstávají nezatížené.
Sekundární vinutí je umístěno ve 3 vrstvách drátů, mezi kterými se vkládá proužek fluoroplastu. Pro tento účel nejsou vhodné standardní vodiče o průměru 0, 5-0, 7 mm. Vzhledem k kruhovému průřezu ve vinutí, nejsou dobře přilepeny k sobě, zanechávají mezery, čímž se zhoršuje přenos tepla.
Při otáčení vinutí dávejte pozor na zvlnění drátu bez mezer kolem jádra. Pouze tímto způsobem bude napětí stabilní. Typická konstrukce měniče předpokládá přítomnost dvou transformátorů s frekvencí 41 kHz, ale jsou také vhodné pro 55 kHz. Pak je s označením L2 instalováno izolační těsnění a sytič. Na straně desky je instalován přídavný ventilátor, jehož elektrické vlastnosti jsou 0, 13 A a 220 V.
Pájení desek střídače
Na mapování svařovacího stroje typu střídače jsou chladiče a radiátory, které se nacházejí v počítačových zdrojích. Lze je extrahovat ze staré technologie nebo kontaktovat sklad rádiových komponent pro nové.
Radiátory jsou umístěny v horní a dolní části konců šikmého můstku.
K vybudování střídače bude potřebovat chladič.
Při použití mostu IRG4PC50W pro distribuci průtoku použijte namísto slídy tepelný tuk.
Směr vodičů tranzistorů a diod je nastaven tak, aby se vzájemně setkávaly. Mezi otopná tělesa je namontována deska, která spojí všechny části výkonového obvodu svařovacího zařízení s mezilehlými prvky mostu. Mějte na paměti, že jmenovité napětí napájecího obvodu je 300 V. Výkony, které transformátor vypouští, musí jít do obvodu, pro který jsou k desce připojeny kondenzátory 0, 15 μF. Instalace po zhasnutí transformátoru a kondenzátorech zhasne nežádoucí ráz z přepětí na výstupu sekundárního vinutí.
Nastavení a ladění střídače
Schéma vnitřního zařízení střídače.
Po dokončení montáže je nezbytné přizpůsobit činnost modulu měniče. Připojte 15 V k PWM a zapněte ventilátor. Potom přes odpor R11 připojte relé K1. To vše se provádí proto, aby se předešlo skoku při připojení k síti 220 V. Zkontrolujte, zda je relé aktivováno včas a po 10 sekundách se připojí pracovní výkon PWM. Po spuštění relé by neměly být dodrženy obdélníkové plochy v diagramu PWM.
Poté je můstek připojen ke zdroji napětí 15 V. Při nečinnosti měnič spotřebuje proud do 100 mA. Pokud měření ukazuje přípustnou hodnotu, je obvod správně sestaven. Navíc musíte zajistit, aby fázování vinutí nebylo zmatené.
Na PWM je nastavení frekvence sníženo, dokud se na spodku grafu neobjeví ohyb, což znamená přetížení uzlu. Tuto frekvenční hodnotu rozdělíme na 2 a přidáme ji k provozní frekvenci desky PWM a přímo k transformátoru. Obvod je správně připojen, pokud relé při ladění vysílá signál při 150 mA. Pokud je světelný signál fuzzy a slabý, pak je deska připojena nesprávně nebo jeden z vinutí. Pokud zkrátíte všechny napájecí vodiče, odstraňte zbytečné rušení.
Kontrola stavu zařízení
Po montáži svařovacího střídače je nutné zkontrolovat funkčnost.
Inverzní svářečský stroj je tedy smontován a připraven k použití, nyní však zůstává v provozu. Zapněte přístroj v síti, plynule nastavte velký proud a zkontrolujte napětí na osciloskopu. Napětí v dolní smyčce oscilogramu je přijatelné v rozsahu 500 V, v podmínkách překročení je povoleno překročení až 550 V. V správně sestaveném schématu toto číslo nepřesáhne 350 V.
Při kontrole výkonu zařízení dbejte na to, aby se při zvyšujícím se zatížení nezvyšoval hluk z pneumatiky. Pro použití maximálního proudu musí zůstat šum pozadí nezměněn.
Pak pokračujte k samotnému svařování. Po spuštění počkejte 10 sekund a zkontrolujte teplotu chladičů. Během prvních 20 sekund by měly zůstat studené, na další minutu - mírně teplé.
Poté vezmeme 2 elektrody pro požadovaný typ svařování a řez na zkušebním materiálu až do úplného vyhoření. Když skončíme, kontrolujeme teplotu transformátoru: do té doby bude mít čas se zahřát, ale nestane se žhavým. Nadměrné teplo bude znamenat chybu v sestavě.
Po nepřetržitém provozu na 3 elektrodách mají radiátory čas na prudké zahřátí. Proto je nutné nechat je vychladnout po dobu 2 minut. To je dostačující pro to, aby chladič snížil teplotu na normální úroveň a pokračoval v práci bez ztráty kvality.
Proces montáže svářecího stroje s vlastními rukama, velmi pracný, ukázat co nejvíce soustředění a pozornost k němu, jak je to možné. Pečlivě si prostudujte zvolené schéma, rozdělte sled spojovacích částí, spočítejte přesný počet komponent a vodičů. Na konci sestavy musí být vynález zkontrolován z hlediska bezpečnosti a ochrany zdraví. Uspořádejte svařovací práce se všemi nezbytnými podmínkami pro bezpečnou práci: na ruce noste těsné rukavice, zakryjte obličej svářečským štítem.