Opracowana w latach 30. XX wieku technologia spawania kondensatorowego stała się powszechna. Złożyło się na to wiele czynników.

  • Prostota konstrukcji spawarki. W razie potrzeby możesz go złożyć samodzielnie.
  • Stosunkowo niska energochłonność procesu pracy i niewielkie obciążenia powstające w sieci elektrycznej.
  • Wysoka produktywność, co z pewnością jest istotne przy produkcji wyrobów seryjnych.
  • Zmniejszony wpływ ciepła na łączone materiały. Ta cecha technologii pozwala na jej zastosowanie przy spawaniu małych części, a także na powierzchniach, gdzie zastosowanie konwencjonalnych metod nieuchronnie doprowadziłoby do niepożądanych deformacji materiału.

Jeśli do tego dodamy, że do stosowania wysokiej jakości szwów łączących wystarczy posiadanie przeciętnego poziomu kwalifikacji, przyczyny popularności tej metody zgrzewania kontaktowego stają się oczywiste.

Technologia opiera się na konwencjonalnym zgrzewaniu kontaktowym. Różnica polega na tym, że prąd nie jest dostarczany do elektrody spawalniczej w sposób ciągły, ale w postaci krótkiego i mocnego impulsu. Impuls ten uzyskuje się poprzez zainstalowanie w sprzęcie kondensatorów o dużej pojemności. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie dobrych wskaźników dwóch ważnych parametrów.

  1. Krótki czas nagrzewania łączonych części. Cecha ta jest z powodzeniem wykorzystywana przez producentów podzespołów elektronicznych. Najlepiej nadają się do tego instalacje beztransformatorowe.
  2. Wysoka moc prądu, która jest znacznie ważniejsza dla jakości szwu niż jego napięcie. Moc tę uzyskuje się za pomocą układów transformatorowych.

W zależności od wymagań produkcyjnych wybierana jest jedna z trzech metod technologicznych.

  1. Zgrzewanie punktowe kondensatorów. Za pomocą krótkiego impulsu prądu emitowanego przez kondensator można łączyć części w inżynierii precyzyjnej, próżni i elektronice. Technologia ta nadaje się również do spawania części znacznie różniących się grubością.
  2. Spawanie rolkowe zapewnia całkowicie uszczelnione połączenie składające się z wielu nakładających się punktów spawania. Determinuje to zastosowanie technologii w procesie wytwarzania elektrycznych urządzeń próżniowych, membranowych i mieszkowych.
  3. Zgrzewanie doczołowe, które można wykonać metodą kontaktową lub bezkontaktową. W obu przypadkach topienie następuje na styku części.

Obszar zastosowań

Obszary zastosowań tej technologii są różnorodne, jednak ze szczególnym powodzeniem wykorzystuje się ją do mocowania tulei, kołków i innych elementów złącznych do blachy. Biorąc pod uwagę specyfikę procesu, można go dostosować do potrzeb wielu gałęzi przemysłu.

  • Przemysł motoryzacyjny, gdzie konieczne jest niezawodne łączenie paneli nadwozia wykonanych z blachy stalowej.
  • Produkcja samolotów, która stawia szczególne wymagania wytrzymałości spoin.
  • Przemysł stoczniowy, gdzie przy dużych nakładach pracy oszczędność energii i materiałów eksploatacyjnych daje szczególnie zauważalny efekt.
  • Produkcja precyzyjnych instrumentów, w których niedopuszczalne są znaczne odkształcenia łączonych części.
  • Budownictwo, w którym szeroko stosowane są konstrukcje blaszane.

Sprzęt łatwy w konfiguracji i obsłudze jest wszędzie poszukiwany. Za jego pomocą możesz zorganizować produkcję produktów na małą skalę lub opracować osobistą fabułę.

Domowe spawanie kondensatorów

W sklepach bez problemu można kupić gotowy sprzęt. Jednak ze względu na prostotę konstrukcji, a także niski koszt i dostępność materiałów, wiele osób woli montować spawarki kondensatorowe własnymi rękami. Chęć zaoszczędzenia pieniędzy jest zrozumiała, a niezbędny schemat i szczegółowy opis można łatwo znaleźć w Internecie. Podobne urządzenie działa w następujący sposób:

  • Prąd kierowany jest przez uzwojenie pierwotne transformatora zasilającego i mostek diody prostowniczej.
  • Sygnał sterujący tyrystora wyposażonego w przycisk startu podawany jest na przekątną mostka.
  • W obwód tyrystorowy wbudowany jest kondensator, który służy do akumulacji impulsu spawalniczego. Kondensator ten jest również podłączony do przekątnej mostka diodowego i podłączony do uzwojenia pierwotnego cewki transformatora.
  • Po podłączeniu urządzenia kondensator gromadzi ładunek zasilany z sieci pomocniczej. Po naciśnięciu przycisku ładunek ten przepływa przez rezystor i tyrystor pomocniczy w kierunku elektrody spawalniczej. Sieć pomocnicza jest wyłączona.
  • Aby naładować kondensator, należy zwolnić przycisk, otwierając obwód rezystora i tyrystora i ponownie podłączając sieć pomocniczą.

Czas trwania impulsu prądowego reguluje się za pomocą rezystora sterującego.

To tylko podstawowy opis działania najprostszego sprzętu do spawania kondensatorów, którego konstrukcję można modyfikować w zależności od rozwiązywanych zadań i wymaganych charakterystyk wyjściowych.

Potrzebuję wiedzieć

Każdy, kto zdecyduje się na montaż własnej spawarki, powinien zwrócić uwagę na następujące punkty:

  • Zalecana pojemność kondensatora powinna wynosić około 1000 - 2000 µF.
  • Do produkcji transformatora najlepiej nadaje się odmiana rdzeni Sh40. Optymalna grubość wynosi 70 mm.
  • Parametry uzwojenia pierwotnego to 300 zwojów drutu miedzianego o średnicy 8 mm.
  • Parametry uzwojenia wtórnego to 10 zwojów miedzianej szyny zbiorczej o przekroju 20 milimetrów kwadratowych.
  • Do sterowania doskonale nadaje się tyrystor PTL-50.
  • Napięcie wejściowe musi być zapewnione przez transformator o mocy co najmniej 10 W i napięciu wyjściowym 15 V.

Na podstawie tych danych można złożyć w pełni funkcjonalne urządzenie do zgrzewania punktowego. I chociaż nie będzie tak doskonały i wygodny jak sprzęt fabryczny, z jego pomocą całkiem możliwe będzie opanowanie podstaw zawodu spawacza, a nawet rozpoczęcie produkcji różnych części.

Aluminiowe kondensatory elektrolityczne są jednym z głównych elementów zapewniających stabilną pracę przetwornic wysokiej częstotliwości spawarek. Niezawodne, wysokiej jakości kondensatory do tego typu zastosowań są produkowane przez firmy.

W pierwszych urządzeniach wykorzystujących metodę spawania łukiem elektrycznym zastosowano regulowane przekładniki prądu przemiennego. Najpopularniejsze i nadal używane są spawarki transformatorowe. Są niezawodne, łatwe w utrzymaniu, ale mają szereg wad: duży ciężar, duża zawartość metali nieżelaznych w uzwojeniach transformatora, niski stopień automatyzacji procesu spawania. Można przezwyciężyć te wady, przechodząc na wyższe częstotliwości prądu i zmniejszając rozmiar transformatora wyjściowego. Pomysł zmniejszenia wielkości transformatora poprzez przejście z częstotliwości zasilania 50 Hz na wyższą narodził się jeszcze w latach 40. XX wieku. Następnie dokonano tego za pomocą przetworników elektromagnetycznych-wibratorów. W 1950 roku zaczęto wykorzystywać do tych celów lampy próżniowe - tyratrony. Jednak ich zastosowanie w technologii spawalniczej było niepożądane ze względu na niską wydajność i niską niezawodność. Powszechne wprowadzenie urządzeń półprzewodnikowych na początku lat 60. doprowadziło do aktywnego rozwoju falowników spawalniczych, najpierw na bazie tyrystora, a następnie na tranzystorze. Tranzystory bipolarne z izolowaną bramką (IGBT) opracowane na początku XXI wieku dały nowy impuls rozwojowi urządzeń inwerterowych. Mogą pracować na częstotliwościach ultradźwiękowych, co może znacznie zmniejszyć rozmiar transformatora i wagę urządzenia jako całości.

Uproszczony schemat blokowy falownika można przedstawić w postaci trzech bloków (rysunek 1). Na wejściu znajduje się prostownik beztransformatorowy o połączonej równolegle pojemności, który pozwala na podniesienie napięcia stałego do 300 V. Jednostka inwerterowa przetwarza prąd stały na prąd przemienny o wysokiej częstotliwości. Częstotliwość konwersji sięga dziesiątek kiloherców. Urządzenie zawiera transformator impulsowy wysokiej częstotliwości, w którym następuje redukcja napięcia. Blok ten może być wykonany w dwóch wersjach - z wykorzystaniem impulsów jednocyklowych lub push-pull. W obu przypadkach jednostka tranzystorowa pracuje w trybie kluczowym z możliwością regulacji czasu włączenia, co pozwala regulować prąd obciążenia. Prostownik wyjściowy przetwarza prąd przemienny płynący za falownikiem na stały prąd spawania.

Zasadą działania falownika spawalniczego jest stopniowa konwersja napięcia sieciowego. W pierwszej kolejności podwyższa się i prostuje napięcie sieciowe prądu przemiennego we wstępnej jednostce prostowniczej. Stałe napięcie zasila generator wysokiej częstotliwości wykorzystujący tranzystory IGBT w jednostce inwertera. Napięcie przemienne o wysokiej częstotliwości jest przekształcane na niższe za pomocą transformatora i dostarczane do wyjściowego zespołu prostowniczego. Z wyjścia prostownika prąd może być już dostarczony do elektrody spawalniczej. Prąd elektrody jest regulowany przez obwody, kontrolując głębokość ujemnego sprzężenia zwrotnego. Wraz z rozwojem technologii mikroprocesorowej rozpoczęto produkcję półautomatów inwerterowych, zdolnych do samodzielnego wyboru trybu pracy i wykonywania takich funkcji jak „antyprzywieranie”, wzbudzanie łuku o wysokiej częstotliwości, utrzymywanie łuku i inne.

Aluminiowe kondensatory elektrolityczne w falownikach spawalniczych

Głównymi elementami falowników spawalniczych są elementy półprzewodnikowe, transformator obniżający napięcie i kondensatory. Obecnie jakość elementów półprzewodnikowych jest tak wysoka, że ​​przy prawidłowym użytkowaniu nie pojawiają się żadne problemy. Ze względu na to, że urządzenie pracuje przy wysokich częstotliwościach i dość dużych prądach, należy zwrócić szczególną uwagę na stabilność urządzenia - od tego bezpośrednio zależy jakość prac spawalniczych. Najbardziej krytycznymi podzespołami w tym kontekście są kondensatory elektrolityczne, których jakość w ogromnym stopniu wpływa na niezawodność urządzenia i poziom zakłóceń wprowadzanych do sieci elektrycznej.

Najpopularniejsze są aluminiowe kondensatory elektrolityczne. Najlepiej nadają się do stosowania w głównym źródle adresu IP sieci. Kondensatory elektrolityczne mają dużą pojemność, wysokie napięcie znamionowe, małe wymiary i mogą pracować w zakresie częstotliwości audio. Takie właściwości należą do niewątpliwych zalet elektrolitów aluminiowych.

Wszystkie aluminiowe kondensatory elektrolityczne składają się z kolejnych warstw folii aluminiowej (anody kondensatora), papierowej przekładki, kolejnej warstwy folii aluminiowej (katody kondensatora) i kolejnej warstwy papieru. Wszystko to jest zwinięte i umieszczone w szczelnym pojemniku. Przewodniki są wyprowadzane z warstw anody i katody w celu włączenia do obwodu. Ponadto warstwy aluminium są dodatkowo trawione w celu zwiększenia ich powierzchni, a co za tym idzie, pojemności kondensatora. Jednocześnie pojemność kondensatorów wysokiego napięcia wzrasta około 20-krotnie, a niskonapięciowych o 100. Dodatkowo cała ta konstrukcja jest poddawana działaniu środków chemicznych w celu uzyskania wymaganych parametrów.

Kondensatory elektrolityczne mają dość złożoną budowę, co utrudnia ich produkcję i obsługę. Charakterystyka kondensatorów może się znacznie różnić w zależności od różnych trybów pracy i warunków klimatycznych. Wraz ze wzrostem częstotliwości i temperatury zmniejsza się pojemność kondensatora i ESR. Wraz ze spadkiem temperatury spada również pojemność, a ESR może wzrosnąć nawet 100 razy, co z kolei zmniejsza maksymalny dopuszczalny prąd tętnienia kondensatora. Niezawodność kondensatorów filtrujących impulsy i sieć wejściową zależy przede wszystkim od ich maksymalnego dopuszczalnego prądu tętnienia. Płynące prądy tętniące mogą nagrzewać kondensator, co powoduje jego przedwczesną awarię.

W falownikach głównym zadaniem kondensatorów elektrolitycznych jest zwiększenie napięcia na prostowniku wejściowym i wygładzenie ewentualnych tętnień.

Poważne problemy w działaniu falowników stwarzają duże prądy przepływające przez tranzystory, wysokie wymagania dotyczące kształtu impulsów sterujących, co implikuje użycie mocnych sterowników do sterowania przełącznikami mocy, wysokie wymagania dotyczące instalacji obwodów mocy i duże prądy impulsowe. Wszystko to w dużej mierze zależy od współczynnika jakości kondensatorów filtra wejściowego, dlatego w przypadku spawarek inwerterowych należy dokładnie dobrać parametry kondensatorów elektrolitycznych. Zatem we wstępnym zespole prostowniczym falownika spawalniczego najbardziej krytycznym elementem jest filtrujący kondensator elektrolityczny montowany za mostkiem diodowym. Zaleca się montaż kondensatora w bliskiej odległości od IGBT i diod, co eliminuje wpływ indukcyjności przewodów łączących urządzenie ze źródłem zasilania na pracę falownika. Ponadto zainstalowanie kondensatorów w pobliżu odbiorników zmniejsza rezystancję wewnętrzną prądu przemiennego zasilacza, co zapobiega wzbudzeniu stopni wzmacniacza.

Zwykle kondensator filtrujący w przetwornicach pełnookresowych dobiera się tak, aby tętnienie wyprostowanego napięcia nie przekraczało 5...10 V. Należy również wziąć pod uwagę, że napięcie na kondensatorach filtrujących będzie 1,41 razy większe niż na wyjściu mostka diodowego. Jeśli więc za mostkiem diodowym otrzymamy napięcie pulsujące 220 V, to na kondensatorach będzie już napięcie stałe 310 V. Zazwyczaj napięcie robocze w sieci jest ograniczone do 250 V, dlatego napięcie na wyjściu filtra wyniesie 350 V. W rzadkich przypadkach napięcie w sieci może wzrosnąć jeszcze wyżej, dlatego kondensatory należy dobierać na napięcie robocze co co najmniej 400 V. Kondensatory mogą mieć dodatkowe ogrzewanie ze względu na wysokie prądy robocze. Zalecany górny zakres temperatur to co najmniej 85...105°C. Kondensatory wejściowe do wygładzania wyprostowanych tętnień napięcia dobierane są o pojemności 470...2500 µF, w zależności od mocy urządzenia. Przy stałej przerwie w dławiku rezonansowym zwiększenie pojemności kondensatora wejściowego proporcjonalnie zwiększa moc dostarczaną do łuku.

W sprzedaży są na przykład kondensatory 1500 i 2200 µF, ale z reguły zamiast jednego stosuje się zestaw kondensatorów - kilka elementów o tej samej pojemności połączonych równolegle. Dzięki połączeniu równoległemu zmniejsza się rezystancja wewnętrzna i indukcyjność, co poprawia filtrację napięcia. Ponadto na początku ładowania przez kondensatory przepływa bardzo duży prąd ładowania, zbliżony do prądu zwarciowego. Połączenie równoległe pozwala zredukować prąd przepływający przez każdy kondensator indywidualnie, co zwiększa żywotność.

Wybór elektrolitów firm Hitachi, Samwha, Yageo

Na dzisiejszym rynku elektroniki można znaleźć dużą liczbę odpowiednich kondensatorów znanych i mało znanych producentów. Wybierając sprzęt, nie należy zapominać, że przy podobnych parametrach kondensatory znacznie różnią się jakością i niezawodnością. Najbardziej sprawdzone produkty pochodzą od takich światowej sławy producentów wysokiej jakości kondensatorów aluminiowych jak i. Firmy aktywnie opracowują nowe technologie produkcji kondensatorów, dzięki czemu ich produkty mają lepsze właściwości w porównaniu do produktów konkurencji.

Aluminiowe kondensatory elektrolityczne są dostępne w kilku obudowach:

  • do montażu na płytce drukowanej;
  • ze wzmocnionymi zatrzaskami (Snap-In);
  • z zaciskami śrubowymi (zacisk śrubowy).

W tabelach 1, 2 i 3 przedstawiono szeregi powyższych producentów najbardziej optymalne do zastosowania w jednostce przedrektyfikacyjnej, a ich wygląd przedstawiono odpowiednio na rysunkach 2, 3 i 4. Podane serie charakteryzują się maksymalną żywotnością (w obrębie rodziny danego producenta) i rozszerzonym zakresem temperatur.

Tabela 1. Kondensatory elektrolityczne firmy Yageo

Tabela 2. Kondensatory elektrolityczne firmy Samwha

Tabela 3. Kondensatory elektrolityczne firmy Hitachi

Nazwa Pojemność, µF Napięcie, V Prąd tętniący, A Wymiary, mm Współczynnik kształtu Żywotność, godz./°C
470…2100 400, 420, 450, 500 2,75…9,58 30×40,
35×35…40×110		 Przystawka 6000/85
470…1500 400, 420, 450, 500 2,17…4,32 35×45,
40×41…40×101		 Przystawka 6000/105
470…1000 400, 420, 450, 500 1,92…3,48 35×40,
30×50…35×80		 Przystawka 12000/105
1000…12000 400, 450 4,5…29,7 51×75…90×236 Zacisk śrubowy 12000/105
GXR 2700…11000 400, 450 8,3…34,2 64×100…90×178 Zacisk śrubowy 12000/105

Jak widać z tabel 1, 2 i 3, oferta produktowa jest dość szeroka, a użytkownik ma możliwość zmontowania baterii kondensatorów, której parametry w pełni spełnią wymagania przyszłego falownika spawalniczego. Najbardziej niezawodne są kondensatory Hitachi z gwarantowaną żywotnością do 12 000 godzin, podczas gdy konkurenci mają ten parametr do 10 000 godzin w kondensatorach Samwha JY i do 5000 godzin w kondensatorach Yageo serii LC, NF, NH. To prawda, że ​​​​ten parametr nie wskazuje gwarantowanej awarii kondensatora po określonej linii. Mamy tutaj na myśli jedynie czas użytkowania przy maksymalnym obciążeniu i temperaturze. W przypadku stosowania w mniejszym zakresie temperatur żywotność odpowiednio się zwiększy. Po określonym czasie istnieje także możliwość zmniejszenia wydajności o 10% i zwiększenia strat o 10...13% przy pracy w temperaturze maksymalnej.

slonik napisała:

za mostkiem prostowniczym jest komplet kondensatorów (7 sztuk równolegle) a potem dławik Czyli te kondensatory są tak skonstruowane, że można je połączyć zworkami lub polem prostownika, albo za dławikiem, albo nawet je wyłączyć. Dlaczego jest to konieczne? A gdzie najlepiej zainstalować takie skraplacze? Jaka jest ich wartość?

Trybun napisała:

Aby zapewnić warunki stabilizacji przerwy łukowej, źródło do spawania półautomatycznego musi charakteryzować się sztywną charakterystyką obciążenia i dużą szybkością narastania prądu podczas zwarcia. Wymagania te są szczególnie istotne przy spawaniu cienkim drutem D0,6...0,8mm. Wraz ze wzrostem średnicy drutu charakterystyka obciążenia staje się coraz bardziej malejąca, a wymagana szybkość narastania prądu maleje. Aby skorygować szybkość narastania prądu, w źródłach klasycznych dławik wykonuje się nawet za pomocą odczepów (BC300).

Sądząc po podanym prądzie 140A, źródło jest przeznaczone do spawania cienkim drutem i najprawdopodobniej kondensator powinien być włączony przed dławikiem. W takim przypadku indukcyjność cewki indukcyjnej powinna wynosić około 0,2 mH. Włączenie kondensatora za cewką indukcyjną prawie zawsze prowadzi do zbyt dużej szybkości narastania prądu, co nie jest dobre (rozpryski gwałtownie rosną).

valvol.ru

Kondensatory elektrolityczne w falownikach spawalniczych

Bugaev Victor, Witalij Diduk, Maxim Musienko

Aluminiowe kondensatory elektrolityczne są jednym z głównych elementów zapewniających stabilną pracę przetwornic wysokiej częstotliwości spawarek. Niezawodne, wysokiej jakości kondensatory do tego typu zastosowań produkowane są przez firmy Hitachi, Samwha, Yageo.

W pierwszych urządzeniach wykorzystujących metodę spawania łukiem elektrycznym zastosowano regulowane przekładniki prądu przemiennego. Najpopularniejsze i nadal używane są spawarki transformatorowe. Są niezawodne, łatwe w utrzymaniu, ale mają szereg wad: duży ciężar, duża zawartość metali nieżelaznych w uzwojeniach transformatora, niski stopień automatyzacji procesu spawania. Można przezwyciężyć te wady, przechodząc na wyższe częstotliwości prądu i zmniejszając rozmiar transformatora wyjściowego. Pomysł zmniejszenia wielkości transformatora poprzez przejście z częstotliwości zasilania 50 Hz na wyższą narodził się jeszcze w latach 40. XX wieku. Następnie dokonano tego za pomocą przetworników elektromagnetycznych-wibratorów. W 1950 roku zaczęto wykorzystywać do tych celów lampy próżniowe - tyratrony. Jednak ich zastosowanie w technologii spawalniczej było niepożądane ze względu na niską wydajność i niską niezawodność. Powszechne wprowadzenie urządzeń półprzewodnikowych na początku lat 60. doprowadziło do aktywnego rozwoju falowników spawalniczych, najpierw na bazie tyrystora, a następnie na tranzystorze. Tranzystory bipolarne z izolowaną bramką (IGBT) opracowane na początku XXI wieku dały nowy impuls rozwojowi urządzeń inwerterowych. Mogą pracować na częstotliwościach ultradźwiękowych, co może znacznie zmniejszyć rozmiar transformatora i wagę urządzenia jako całości.

Uproszczony schemat blokowy falownika można przedstawić w postaci trzech bloków (rysunek 1). Na wejściu znajduje się prostownik beztransformatorowy o połączonej równolegle pojemności, który pozwala na podniesienie napięcia stałego do 300 V. Jednostka inwerterowa przetwarza prąd stały na prąd przemienny o wysokiej częstotliwości. Częstotliwość konwersji sięga dziesiątek kiloherców. Urządzenie zawiera transformator impulsowy wysokiej częstotliwości, w którym następuje redukcja napięcia. Blok ten może być wykonany w dwóch wersjach - z wykorzystaniem impulsów jednocyklowych lub push-pull. W obu przypadkach jednostka tranzystorowa pracuje w trybie kluczowym z możliwością regulacji czasu włączenia, co pozwala regulować prąd obciążenia. Prostownik wyjściowy przetwarza prąd przemienny płynący za falownikiem na stały prąd spawania.

Ryż. 1. Uproszczony schemat blokowy falownika spawalniczego

Zasadą działania falownika spawalniczego jest stopniowa konwersja napięcia sieciowego. W pierwszej kolejności podwyższa się i prostuje napięcie sieciowe prądu przemiennego we wstępnej jednostce prostowniczej. Stałe napięcie zasila generator wysokiej częstotliwości wykorzystujący tranzystory IGBT w jednostce inwertera. Napięcie przemienne o wysokiej częstotliwości jest przekształcane na niższe za pomocą transformatora i dostarczane do wyjściowego zespołu prostowniczego. Z wyjścia prostownika prąd może być już dostarczony do elektrody spawalniczej. Prąd elektrody jest regulowany przez obwody, kontrolując głębokość ujemnego sprzężenia zwrotnego. Wraz z rozwojem technologii mikroprocesorowej rozpoczęto produkcję półautomatów inwerterowych, zdolnych do samodzielnego wyboru trybu pracy i wykonywania takich funkcji jak „antyprzywieranie”, wzbudzanie łuku o wysokiej częstotliwości, utrzymywanie łuku i inne.

Aluminiowe kondensatory elektrolityczne w falownikach spawalniczych

Głównymi elementami falowników spawalniczych są elementy półprzewodnikowe, transformator obniżający napięcie i kondensatory. Obecnie jakość elementów półprzewodnikowych jest tak wysoka, że ​​przy prawidłowym użytkowaniu nie pojawiają się żadne problemy. Ze względu na to, że urządzenie pracuje przy wysokich częstotliwościach i dość dużych prądach, należy zwrócić szczególną uwagę na stabilność urządzenia - od tego bezpośrednio zależy jakość prac spawalniczych. Najbardziej krytycznymi podzespołami w tym kontekście są kondensatory elektrolityczne, których jakość w ogromnym stopniu wpływa na niezawodność urządzenia i poziom zakłóceń wprowadzanych do sieci elektrycznej.

Najpopularniejsze są aluminiowe kondensatory elektrolityczne. Najlepiej nadają się do stosowania w głównym źródle adresu IP sieci. Kondensatory elektrolityczne mają dużą pojemność, wysokie napięcie znamionowe, małe wymiary i mogą pracować w zakresie częstotliwości audio. Takie właściwości należą do niewątpliwych zalet elektrolitów aluminiowych.

Wszystkie aluminiowe kondensatory elektrolityczne składają się z kolejnych warstw folii aluminiowej (anody kondensatora), papierowej przekładki, kolejnej warstwy folii aluminiowej (katody kondensatora) i kolejnej warstwy papieru. Wszystko to jest zwinięte i umieszczone w szczelnym pojemniku. Przewodniki są wyprowadzane z warstw anody i katody w celu włączenia do obwodu. Ponadto warstwy aluminium są dodatkowo trawione w celu zwiększenia ich powierzchni, a co za tym idzie, pojemności kondensatora. Jednocześnie pojemność kondensatorów wysokiego napięcia wzrasta około 20-krotnie, a niskonapięciowych o 100. Dodatkowo cała ta konstrukcja jest poddawana działaniu środków chemicznych w celu uzyskania wymaganych parametrów.

Kondensatory elektrolityczne mają dość złożoną budowę, co utrudnia ich produkcję i obsługę. Charakterystyka kondensatorów może się znacznie różnić w zależności od różnych trybów pracy i warunków klimatycznych. Wraz ze wzrostem częstotliwości i temperatury zmniejsza się pojemność kondensatora i ESR. Wraz ze spadkiem temperatury spada również pojemność, a ESR może wzrosnąć nawet 100 razy, co z kolei zmniejsza maksymalny dopuszczalny prąd tętnienia kondensatora. Niezawodność kondensatorów filtrujących impulsy i sieć wejściową zależy przede wszystkim od ich maksymalnego dopuszczalnego prądu tętnienia. Płynące prądy tętniące mogą nagrzewać kondensator, co powoduje jego przedwczesną awarię.

W falownikach głównym zadaniem kondensatorów elektrolitycznych jest zwiększenie napięcia na prostowniku wejściowym i wygładzenie ewentualnych tętnień.

Poważne problemy w działaniu falowników stwarzają duże prądy przepływające przez tranzystory, wysokie wymagania dotyczące kształtu impulsów sterujących, co implikuje użycie mocnych sterowników do sterowania przełącznikami mocy, wysokie wymagania dotyczące instalacji obwodów mocy i duże prądy impulsowe. Wszystko to w dużej mierze zależy od współczynnika jakości kondensatorów filtra wejściowego, dlatego w przypadku spawarek inwerterowych należy dokładnie dobrać parametry kondensatorów elektrolitycznych. Zatem we wstępnym zespole prostowniczym falownika spawalniczego najbardziej krytycznym elementem jest filtrujący kondensator elektrolityczny montowany za mostkiem diodowym. Zaleca się montaż kondensatora w bliskiej odległości od IGBT i diod, co eliminuje wpływ indukcyjności przewodów łączących urządzenie ze źródłem zasilania na pracę falownika. Ponadto zainstalowanie kondensatorów w pobliżu odbiorników zmniejsza rezystancję wewnętrzną prądu przemiennego zasilacza, co zapobiega wzbudzeniu stopni wzmacniacza.

Zwykle kondensator filtrujący w przetwornicach pełnookresowych dobiera się tak, aby tętnienie wyprostowanego napięcia nie przekraczało 5...10 V. Należy również wziąć pod uwagę, że napięcie na kondensatorach filtrujących będzie 1,41 razy większe niż na wyjściu mostka diodowego. Jeśli więc za mostkiem diodowym otrzymamy napięcie pulsujące 220 V, to na kondensatorach będzie już napięcie stałe 310 V. Zazwyczaj napięcie robocze w sieci jest ograniczone do 250 V, dlatego napięcie na wyjściu filtra wyniesie 350 V. W rzadkich przypadkach napięcie w sieci może wzrosnąć jeszcze wyżej, dlatego kondensatory należy dobierać na napięcie robocze co co najmniej 400 V. Kondensatory mogą mieć dodatkowe ogrzewanie ze względu na wysokie prądy robocze. Zalecany górny zakres temperatur to co najmniej 85...105°C. Kondensatory wejściowe do wygładzania wyprostowanych tętnień napięcia dobierane są o pojemności 470...2500 µF, w zależności od mocy urządzenia. Przy stałej przerwie w dławiku rezonansowym zwiększenie pojemności kondensatora wejściowego proporcjonalnie zwiększa moc dostarczaną do łuku.

W sprzedaży są na przykład kondensatory 1500 i 2200 µF, ale z reguły zamiast jednego stosuje się zestaw kondensatorów - kilka elementów o tej samej pojemności połączonych równolegle. Dzięki połączeniu równoległemu zmniejsza się rezystancja wewnętrzna i indukcyjność, co poprawia filtrację napięcia. Ponadto na początku ładowania przez kondensatory przepływa bardzo duży prąd ładowania, zbliżony do prądu zwarciowego. Połączenie równoległe pozwala zredukować prąd przepływający przez każdy kondensator indywidualnie, co zwiększa żywotność.

Wybór elektrolitów firm Hitachi, Samwha, Yageo

Na dzisiejszym rynku elektroniki można znaleźć dużą liczbę odpowiednich kondensatorów znanych i mało znanych producentów. Wybierając sprzęt, nie należy zapominać, że przy podobnych parametrach kondensatory znacznie różnią się jakością i niezawodnością. Najbardziej sprawdzone produkty pochodzą od takich światowej sławy producentów wysokiej jakości kondensatorów aluminiowych jak Hitachi, Samwha i Yageo. Firmy aktywnie rozwijają nowe technologie produkcji kondensatorów, dzięki czemu ich produkty mają lepsze właściwości w porównaniu do produktów konkurencji.

Aluminiowe kondensatory elektrolityczne są dostępne w kilku obudowach:

  • do montażu na płytce drukowanej;
  • ze wzmocnionymi zatrzaskami (Snap-In);
  • z zaciskami śrubowymi (zacisk śrubowy).

W tabelach 1, 2 i 3 przedstawiono szeregi powyższych producentów najbardziej optymalne do zastosowania w jednostce przedrektyfikacyjnej, a ich wygląd przedstawiono odpowiednio na rysunkach 2, 3 i 4. Podane serie charakteryzują się maksymalną żywotnością (w obrębie rodziny danego producenta) i rozszerzonym zakresem temperatur.

Tabela 1. Kondensatory elektrolityczne firmy Yageo

Tabela 2. Kondensatory elektrolityczne firmy Samwha

Tabela 3. Kondensatory elektrolityczne firmy Hitachi

Nazwa Pojemność, µF Napięcie, V Prąd tętniący, A Wymiary, mm Współczynnik kształtu Żywotność, godz./°C
HP3 470…2100 400, 420, 450, 500 2,75…9,58 30×40, 35×35…40×110 Przystawka 6000/85
HU3 470…1500 400, 420, 450, 500 2,17…4,32 35×45, 40×41…40×101 Przystawka 6000/105
HL2 470…1000 400, 420, 450, 500 1,92…3,48 35×40, 30×50…35×80 Przystawka 12000/105
GXA 1000…12000 400, 450 4,5…29,7 51×75…90×236 Zacisk śrubowy 12000/105
GXR 2700…11000 400, 450 8,3…34,2 64×100…90×178 Zacisk śrubowy 12000/105

Jak widać z tabel 1, 2 i 3, oferta produktowa jest dość szeroka, a użytkownik ma możliwość zmontowania baterii kondensatorów, której parametry w pełni spełnią wymagania przyszłego falownika spawalniczego. Najbardziej niezawodne są kondensatory Hitachi z gwarantowaną żywotnością do 12 000 godzin, podczas gdy konkurenci mają ten parametr do 10 000 godzin w kondensatorach Samwha JY i do 5000 godzin w kondensatorach Yageo serii LC, NF, NH. To prawda, że ​​​​ten parametr nie wskazuje gwarantowanej awarii kondensatora po określonej linii. Mamy tutaj na myśli jedynie czas użytkowania przy maksymalnym obciążeniu i temperaturze. W przypadku stosowania w mniejszym zakresie temperatur żywotność odpowiednio się zwiększy. Po określonym czasie istnieje także możliwość zmniejszenia wydajności o 10% i zwiększenia strat o 10...13% przy pracy w temperaturze maksymalnej.

Ryż. 2. Kondensatory elektrolityczne Yageo

Ryż. 3. Kondensatory elektrolityczne Samwha

Ryż. 4. Kondensatory elektrolityczne Hitachi

Warto zauważyć, że w każdej serii można znaleźć inną konfigurację wyprowadzeń kondensatorów – ze wzmocnionymi zaciskami zatrzaskowymi lub zaciskami śrubowymi. Zaciski śrubowe zapewniają gwarancję niezawodności montażu, a kondensatory z zaciskami zatrzaskowymi zwiększają niezawodność i łatwość montażu na płytce drukowanej.

Wniosek

Rozważane wysokiej jakości aluminiowe kondensatory elektrolityczne produkowane przez firmy Hitachi, Samwha i Yageo mogą rozwiązać prawie każdy problem związany z rozwojem spawarki inwertorowej wysokiej częstotliwości. Cechą charakterystyczną prezentowanych kondensatorów jest to, że zostały one opracowane zgodnie z wymogami dyrektywy RoHS (dyrektywa w sprawie ograniczeń stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym) oraz innymi normami środowiskowymi. W celu uzyskania porady dotyczącej zastosowania, a także zakupu kondensatorów wszystkich trzech firm, można skontaktować się z ich dystrybutorem – firmą COMPEL.

Literatura

Uzyskanie informacji technicznych, zamówienie próbek, zamówienie i dostawa.

www.compel.ru

Prosta półautomatyczna spawarka do samodzielnego montażu

Jak zrobić własną półautomatyczną spawarkę. To pytanie niepokoi wielu, ponieważ koszt półautomatu spawalniczego do celów domowych waha się od 300 do 800 dolarów. Przemysłowe półautomaty spawalnicze są jeszcze droższe. Pozostała tylko jedna opcja - samodzielnie zmontować półautomat, własnymi rękami. Zastanówmy się, z jakich głównych komponentów i części składa się półautomatyczna spawarka. Podstawą półautomatu spawalniczego jest spawalniczy transformator mocy. Wskazane jest posiadanie gotowego transformatora, ale można go wykonać samodzielnie. Główne wymagania dotyczące transformatora to transformator o napięciu wyjściowym 10 - 20 V, zapewniający znamionowy prąd wyjściowy do 60 A. Aby wyregulować napięcie wyjściowe, podczas uzwojenia uzwojenia pierwotnego konieczne jest wykonanie odczepów i zapewnienie opcji przełączania.

Oczywiście najtrudniejszym elementem do wykonania w domu jest mechanizm podawania drutu. Jakość spoiny i równomierność podawania drutu będą bezpośrednio zależeć od jego działania. Najbardziej odpowiednią opcją do produkcji mechanizmu podającego jest skrzynia biegów z wycieraczki samochodowej w komplecie z silnikiem elektrycznym.

Ponieważ Spawanie półautomatyczne wykonuje się prądem stałym, konieczne jest zastosowanie prostownika. Rodzaj prostownika zależy od sposobu uzwojenia transformatora spawalniczego. W naszej wersji z dwoma uzwojeniami zastosowano dwie diody prostownicze DL161-200. W obwodzie prostownika mostkowego stosuje się cztery diody prostownicze. Kondensator 30000x63V ma za zadanie wygładzić tętnienia napięcia za prostownikiem.

W obwodzie prądu stałego, za diodami prostowniczymi, w celu poprawy stabilności łuku, instaluje się dławik nawinięty na rdzeń transformatora o przekroju co najmniej 35 mm x 35 mm, około 20 zwojów drutu, średnica z czego jest nie mniejsza niż średnica drutu na uzwojeniu wtórnym transformatora spawalniczego.

Silnik elektryczny mechanizmu napędowego podajnika drutu zasilany jest z zasilacza o napięciu wyjściowym 12 - 15 V i prądzie około 5 A.

Półautomat spawalniczy posiada również:

zawór elektromagnetyczny gazu;

rozrusznik elektromagnetyczny do włączania półautomatu spawalniczego;

wąż podawania drutu

i inne drobnostki.

Schemat półautomatu spawalniczego pokazano poniżej:

Rezystor zmienny służy do regulacji prędkości podawania drutu podczas pracy maszyny półautomatycznej. Po naciśnięciu przycisku start następuje synchroniczne załączenie zaworu zasilania gazem i załączenie transformatora spawalniczego za pomocą przekaźnika K1.

Ten półautomatyczny obwód spawalniczy jest tylko przykładem. Wykonując to samodzielnie, obwód półautomatyczny można zmienić w oparciu o dostępne komponenty.


Dane techniczne naszego półautomatu spawalniczego:
Napięcie zasilania: 220 V
Pobór mocy: nie więcej niż 3 kVA
Tryb pracy: przerywany
Regulacja napięcia roboczego: stopniowa od 19 V do 26 V
Prędkość podawania drutu spawalniczego: 0-7 m/min
Średnica drutu: 0,8 mm
Wartość prądu spawania: PV 40% - 160 A, PV 100% - 80 A
Limit kontroli prądu spawania: 30 A - 160 A

Od 2003 roku wyprodukowano łącznie sześć takich urządzeń. Urządzenie widoczne na zdjęciu poniżej służy od 2003 roku w serwisie samochodowym i nigdy nie było naprawiane.

Wygląd półautomatu spawalniczego


W ogóle


Przedni widok


Widok z tyłu


Widok z lewej


Zastosowany drut spawalniczy jest standardowy
Cewka drutu o masie 5kg i średnicy 0,8mm


Palnik spawalniczy 180 A ze złączem Euro
został zakupiony w sklepie ze sprzętem spawalniczym.

Schemat i szczegóły spawacza

Ze względu na fakt, że układ półautomatyczny był analizowany z urządzeń takich jak PDG-125, PDG-160, PDG-201 i MIG-180, schemat obwodu różni się od schematu płytki, ponieważ obwód powstał w locie podczas proces składania. Dlatego lepiej trzymać się schematu elektrycznego. Na płytce drukowanej zaznaczone są wszystkie punkty i części (otwórz w Sprint i najedź myszką).


Widok instalacji



Tablica sterowania

Jako wyłącznik zasilania i zabezpieczający zastosowano jednofazowy wyłącznik automatyczny 16A typu AE. SA1 - przełącznik trybu spawania typu PKU-3-12-2037 na 5 pozycji.

Rezystory R3, R4 to PEV-25, ale nie trzeba ich instalować (nie mam ich). Przeznaczone są do szybkiego rozładowywania kondensatorów dławików.

Teraz o kondensatorze C7. W połączeniu z dławikiem zapewnia stabilizację spalania i utrzymanie łuku. Jego minimalna pojemność powinna wynosić co najmniej 20 000 mikrofaradów, optymalnie 30 000 mikrofaradów. Próbowano kilku typów kondensatorów o mniejszych wymiarach i większej pojemności, np. CapXon, Misuda, ale nie okazały się niezawodne i przepaliły się.


W rezultacie zastosowano radzieckie kondensatory, które działają do dziś, K50-18 przy 10 000 uF x 50 V, trzy równolegle.

Tyrystory mocy dla 200 A są brane z dobrym marginesem. Możesz go zainstalować przy 160 A, ale będą działać na granicy i będziesz musiał użyć dobrych grzejników i wentylatorów. Używane B200 stoją na małej aluminiowej płytce.

Przekaźnik K1 typ RP21 na 24V, rezystor zmienny R10 drutowy typu PPB.

Po naciśnięciu przycisku SB1 na palniku do obwodu sterującego podawane jest napięcie. Przekaźnik K1 zostaje aktywowany, w ten sposób poprzez styki K1-1 napięcie jest dostarczane do zaworu elektromagnetycznego EM1 w celu zasilania kwasem, a K1-2 - do obwodu zasilania silnika ciągnącego drut, a K1-3 - do otwierania zasilania tyrystory.

Przełącznik SA1 ustawia napięcie robocze w zakresie od 19 do 26 woltów (biorąc pod uwagę dodanie 3 zwojów na ramię do 30 woltów). Rezystor R10 reguluje podawanie drutu spawalniczego i zmienia prąd spawania z 30A na 160A.

Podczas ustawiania rezystor R12 jest dobrany w taki sposób, że po przekręceniu R10 na minimalną prędkość silnik nadal się obraca i nie stoi w miejscu.

Po zwolnieniu przycisku SB1 na palniku następuje zwolnienie przekaźnika, silnik zatrzymuje się, a tyrystory zamykają się, elektrozawór ze względu na ładowanie kondensatora C2 pozostaje nadal otwarty, dostarczając kwas do strefy spawania.

Kiedy tyrystory są zamknięte, napięcie łuku zanika, ale dzięki cewce i kondensatorom C7 napięcie jest usuwane płynnie, zapobiegając przyklejaniu się drutu spawalniczego w strefie spawania.

Nakręcanie transformatora spawalniczego


Bierzemy transformator OSM-1 (1 kW), demontujemy go, odkładamy żelazko na bok, uprzednio je zaznaczając. Wykonujemy nową ramkę cewki z PCB o grubości 2 mm (oryginalna ramka jest za słaba). Rozmiar policzka 147x106mm. Rozmiar pozostałych części: 2 szt. 130×70mm i 2 szt. 87x89mm. W policzkach wycinamy okienko o wymiarach 87x51,5 mm.
Rama cewki jest gotowa.
Poszukujemy drutu nawojowego o średnicy 1,8 mm, najlepiej w izolacji wzmocnionej włóknem szklanym. Wziąłem taki drut z cewek stojana generatora diesla). Można również użyć zwykłego drutu emaliowanego, takiego jak PETV, PEV itp.


Włókno szklane - moim zdaniem uzyskuje się najlepszą izolację


Rozpoczynamy nawijanie - pierwotne. Podstawowy zawiera 164 + 15 + 15 + 15 + 15 zwojów. Pomiędzy warstwami wykonujemy izolację z cienkiego włókna szklanego. Ułóż drut tak ciasno, jak to możliwe, inaczej nie będzie pasował, ale zwykle nie miałem z tym żadnych problemów. Wziąłem włókno szklane z pozostałości tego samego generatora diesla. To wszystko, podstawowy jest gotowy.

Nadal nawijamy - wtórny. Bierzemy szynę aluminiową w izolacji szklanej o wymiarach 2,8x4,75 mm (można kupić w opakowaniach). Potrzebujesz około 8 m, ale lepiej mieć mały margines. Zaczynamy nawijać, układając go tak ciasno, jak to możliwe, nawijamy 19 zwojów, następnie wykonujemy pętlę na śrubę M6 i ponownie 19 zwojów Wykonujemy początki i końce po 30 cm, do dalszej instalacji.
Tutaj mała dygresja, dla mnie osobiście spawanie dużych części przy takim napięciu prąd nie był wystarczający; podczas pracy przewinąłem uzwojenie wtórne, dodając 3 zwoje na ramię, w sumie otrzymałem 22+22.
Uzwojenie ściśle przylega, więc jeśli nawiniesz je ostrożnie, wszystko powinno się udać.
Jeśli jako materiał podstawowy używasz drutu emaliowanego, musisz go zaimpregnować lakierem; trzymałem cewkę w lakierze przez 6 godzin.

Montujemy transformator, podłączamy go do gniazdka i mierzymy prąd jałowy około 0,5 A, napięcie na uzwojeniu wtórnym wynosi od 19 do 26 woltów. Jeśli wszystko jest w porządku, transformator można odłożyć na bok, na razie go już nie potrzebujemy.

Zamiast OSM-1 do transformatora mocy można wziąć 4 sztuki TS-270, chociaż wymiary są nieco inne, a ja zrobiłem na nim tylko 1 spawarkę, więc nie pamiętam danych do uzwojenia, ale to można obliczyć.

Zwiększymy przepustnicę

Bierzemy transformator OSM-0,4 (400 W), bierzemy drut emaliowany o średnicy co najmniej 1,5 mm (mam 1,8). Nawijamy 2 warstwy z izolacją między warstwami, układamy je szczelnie. Następnie bierzemy oponę aluminiową 2,8 x 4,75 mm. i nawiń 24 zwoje, tworząc wolne końce szyny o długości 30 cm. Montujemy rdzeń z odstępem 1 mm (układamy w kawałkach PCB).
Cewkę można również nawinąć na żelazko z telewizora kolorowego, takiego jak TS-270. Umieszczona jest na nim tylko jedna cewka.

Mamy jeszcze jeszcze jeden transformator do zasilania obwodu sterującego (ja wziąłem gotowy). Powinien wytwarzać 24 wolty przy prądzie około 6 A.

Obudowa i mechanika

Uporaliśmy się z transami, przejdźmy do ciała. Na rysunkach nie pokazano kołnierzy 20 mm. Spawamy narożniki, całe żelazo ma 1,5 mm. Podstawa mechanizmu wykonana jest ze stali nierdzewnej.




Silnik M jest używany w wycieraczce przedniej szyby VAZ-2101.
Wyłącznik krańcowy powrotu do skrajnego położenia został usunięty.

W uchwycie szpulki do wytworzenia siły hamowania służy sprężyna, pierwsza, jaka się pojawia. Efekt hamowania zwiększa się poprzez ściśnięcie sprężyny (tzn. dokręcenie nakrętki).



Kupiłem kiedyś własny półautomatyczny transformator. No cóż, myślałem, że starczy mi na długo, bo planowałem go do spawania i naprawy karoserii. Ostatecznie byłem zawiedziony, że po prostu spalił cienki metal w momencie, gdy drut spawalniczy dotknął spawanej powierzchni. I po prostu nie zagotował odpowiednio grubego metalu, około 4 mm.

W rezultacie miałem ochotę to po prostu wyrzucić. Nie możesz go oddać do sklepu, ponieważ minęło dużo czasu, a ja mam więcej niż jedną pracę. Podjęto więc decyzję o montażu falownika do mojego urządzenia, aby pozbyć się transformatora, który nie był jasny, jak to działa.

Rysunek pokazuje sam obwód. Obwód ten został wzięty z podstawy falownika spawalniczego o mocy 250 amperów, opracowanego przez Evgeny'ego Rodikova. Za co mu dziękuję.

To prawda, musiałem trochę majstrować przy tym obwodzie, aby zwykły falownik spawalniczy, który ma łagodną charakterystykę prądowo-napięciową (charakterystykę woltoamperową), stał się twardy i aby występowało sprzężenie zwrotne napięcia, które można było regulować z 7 woltów do 25 woltów. Ponieważ w urządzeniu półautomatycznym nie ma potrzeby regulacji prądu, należy zmienić napięcie. I to właśnie zrobiłem.

Na początek musimy złożyć zasilacz, który zasili generator PWM oraz kluczowe sterowniki.

Oto faktyczny obwód zasilacza, nie jest on skomplikowany i chyba nie będę wdawał się w szczegóły i wszystko będzie jasne.

Zasada działania falownika

Działanie falownika jest następujące. Z sieci napięcie 220 woltów jest doprowadzane do mostka diodowego i prostowane, następnie kondensatory o dużej pojemności są ładowane przez rezystor ograniczający prąd R11. Gdyby nie rezystor, nastąpiłby silny huk, który spowodowałby diodę most do niepowodzenia. Kiedy kondensatory są naładowane, zegar na VT1, C6, R9, VD7 włącza przekaźnik K1, omijając w ten sposób rezystor ograniczający prąd R11, a napięcie w tym czasie na kondensatorach wzrasta do 310 woltów. i jednocześnie załączany jest przekaźnik K2, który otwiera obwód rezystora R10, który blokuje pracę generatora PWM zamontowanego na chipie UC3845. Sygnał z szóstej nogi generatora PWM jest dostarczany do transoptorów poprzez rezystory R12, R13. Następnie przechodzimy przez transoptory HCPL3120 do sterowników sterujących tranzystorami mocy IGBT, które wyzwalają transformator mocy. Za transformatorem wypływa duży prąd o wysokiej częstotliwości i trafia do diod, prostując go. Sterowanie napięciem i prądem odbywa się za pomocą transoptora PC817 i czujnika prądu zabudowanego na pierścieniu ferrytowym, przez który przechodzi przewód transformatora mocy.

Rozpoczęcie montażu falownika

Sam montaż można rozpocząć dowolnie. Montaż osobiście zacząłem od samego zasilacza, który powinien zasilać generator PWM i kluczowe sterowniki. Po sprawdzeniu funkcjonalności zasilacza, u mnie zadziałało bez żadnych przeróbek i ustawień. Następnym krokiem było złożenie timera, który powinien blokować generator PWM i omijać rezystor ograniczający prąd R11, upewniając się, że działa, powinien załączyć przekaźniki K1 i K2 na czas od 5 sekund do 15 sekund. Jeśli timer działa szybciej niż to konieczne, należy zwiększyć pojemność kondensatora C6. Po czym zabrałem się za montaż generatora PWM i sterownika wyłącznika zasilania. Generator PWM ma jedną wadę z rezystorami R7, powinien mieć rezystancję 680 Ohm R8 1,8 Ohm i kondensator C5 510p C3 2200p, upewniając się również, że montaż był prawidłowy. , ustaw częstotliwość początkową na 50 kHz za pomocą rezystora R1. W takim przypadku sygnał generowany przez generator PWM musi mieć kształt ściśle prostokątny 50/50 i nie może zawierać żadnych impulsów ani emisji z krawędzi prostokątów pokazanych na przebiegu oscyloskopu. Następnie zmontowałem przełączniki zasilania i przyłożyłem napięcie minus 310 woltów do dolnych przełączników mocy. plus górne przełączniki zasilania, dostarczyłem moc plus 310 woltów przez żarówkę 220 woltów 200 watów nie jest pokazane na samym schemacie, ale konieczne jest dodanie kondensatorów 0,15 μF x 1000 woltów 14 sztuk do zasilania przełączników zasilania plus i minus 310 woltów. jest to konieczne, aby emisje wytwarzane przez transformator trafiały do ​​obwodu zasilania wyłączników mocy, eliminując zakłócenia w sieci 220 V. Potem zacząłem montować transformator mocy i u mnie wszystko zaczęło się tak. Nie wiem z jakiego materiału ferrytowego nawinąłem uzwojenie testowe, np. 12 zwojów drutu miedzianego o średnicy 0,7 mm pokrytego lakierem, włączyłem go między ramionami wyłączników mocy i uruchomiłem obwód, upewniłem się, że żarówka była włączona, odczekałem trochę około 5-10 minut, wyłączyłem obwód z gniazdka. Pozostawiając kondensatory filtra do rozładowania, aby nie doszło do porażenia prądem, sprawdź sam rdzeń power trance, czy nie powinien się nagrzewać; Jeśli zrobiło się gorąco, zwiększałem liczbę zwojów i w ten sposób osiągnąłem 18 zwojów. I tak uzwoiłem transformator, obliczając przekroje zapisane na schemacie.

Konfiguracja i pierwsze uruchomienie falownika

Przed ustawieniem i pierwszym uruchomieniem jeszcze raz sprawdzamy czy jest on prawidłowo zmontowany. Dbamy o to, aby transformator mocy i czujnik prądu na małym pierścieniu były prawidłowo ustawione w fazie. Czujnik prądu jest zwykle wybierany na podstawie liczby zwojów drutu; im więcej zwojów, tym większy prąd wyjściowy, ale nie należy tego lekceważyć, ponieważ można przeciążyć przełączniki zasilania i łatwo mogą ulec awarii. W takim przypadku, jeśli nie znasz materiału ferrytowego, najlepiej zacząć od 67 zwojów i stopniowo zwiększać liczbę zwojów, aż łuk podczas spawania będzie wystarczająco sztywny. Na przykład mam 80 zwojów, podczas gdy moja sieć się nie ładuje, przełączniki zasilania nie nagrzewają się i oczywiście nie ma hałasu z transformatora mocy i cewki wyjściowej.

I tak zaczynamy pierwsze uruchomienie i konfigurację z włączoną żarówką, jak opisano powyżej, podczas gdy wiązka kondensatorów po 14 sztuk po 0,15 μF każdy musi być włączona, aby zasilić klawisze plus i minus 310 woltów. Włączamy oscyloskop do emitera i kolektora dolnego ramienia przełączników zasilania. Wcześniej nie podłączamy transoptora ze sprzężeniem zwrotnym napięcia, chwilowo zostawiamy go w powietrzu, na oscyloskopie powinien pojawić się prostokątny sygnał częstotliwości, bierzemy śrubokręt i przekręcamy rezystor R1, aż w dolnym rogu pojawi się małe zagięcie prostokąta. Skręć w kierunku malejącej częstotliwości. Będzie to wskazywać na przesycenie rdzenia transformatora mocy. Podczas zginania z uzyskaną częstotliwością zapisz ją i oblicz częstotliwość roboczą rdzenia transformatora mocy. Na przykład częstotliwość przesycenia wynosi 30 kHz, obliczamy 30, dzielimy przez 2, otrzymujemy 15, otrzymaną liczbę dodajemy do częstotliwości przesycenia 30 plus 15, otrzymujemy 45. 45 kHz to nasza częstotliwość robocza. W takim przypadku żarówka powinna świecić prawie niezauważalnie słabo. Pobór prądu na pełnym biegu jałowym nie powinien przekraczać 300 mA, zwykle 150 mA. obserwuj oscyloskop, aby upewnić się, że nie ma skoków napięcia powyżej 400 woltów, zwykle 320 woltów. Gdy wszystko będzie już gotowe, do żarówki podłączamy czajnik lub grzejnik lub żelazko o mocy 2000 W. Do wyjścia podłączamy przewód o przyzwoitym przekroju, np. z 5 kwadratów po 2 metry, robimy zwarcie, a żarówka nie powinna palić się pełną jasnością; powinna świecić nieco ponad połowę mocy żarzenia . Jeśli świeci z pełną jasnością, musisz ponownie sprawdzić czujnik prądu w fazowaniu, po prostu przełóż drut po drugiej stronie. W ostateczności zmniejsz liczbę zwojów czujnika prądu. Gdy wszystko będzie gotowe, teraz plus zasilanie 310 V, można uruchomić bezpośrednio bez żarówki i grzejnika o mocy 2000 W. Nie zapomnij o chłodzeniu przełączników zasilania, chłodnica z wentylatorem najlepiej pasuje do chłodnicy ze starego komputera, Intel Pentium lub AMD Atom. Przełączniki sieciowe należy przykręcić do grzejnika bez uszczelki mikowej i przez cienką warstwę pasty termoprzewodzącej KPT8, aby zapewnić maksymalną wydajność chłodzenia. Grzejnik należy wykonać oddzielnie od górnego i dolnego ramienia półmostka. Diody tłumiące i diody podłączone pomiędzy zasilaczem a transformatorem należy umieścić na tych samych radiatorach co klawisze, ale przez uszczelkę mikową, aby uniknąć zwarć. Wszystkie kondensatory w naszym generatorze powinny być kondensatorami foliowymi z napisem NPF, dzięki temu unikniesz nieprzyjemnych chwil w warunkach pogodowych. Kondensatory na tłumikach i diodach wyjściowych powinny być wyłącznie typu K78-2 lub SVV81; nie należy w nich umieszczać żadnych zanieczyszczeń, ponieważ tłumiki odgrywają ważną rolę w tym układzie i pochłaniają całą ujemną energię wytwarzaną przez moc. transformator tworzy.

Przycisk start półautomatu, który znajduje się na tulei palnika, trzeba umieścić w szczelinie czujnika temperatury przegrzania. A przy ustawianiu całego układu bez sprzężenia zwrotnego prawie zapomniałem na wyjściu transformatora mocy transoptor, kondensator 220 μF należy również tymczasowo usunąć, aby nie przekroczyć napięcia wyjściowego, a jednocześnie na wyjściu w tej sytuacji napięcie nie powinno przekraczać 55 woltów, jeśli osiągnie 100 woltów lub więcej; wskazane jest zmniejszenie liczby zwojów, np. przewinięcie o 2 zwoje, aby uzyskać potrzebne nam napięcie, po czym możemy zainstalować kondensator i transoptor sprzężenia zwrotnego. Rezystor R55 jest regulatorem napięcia R56 jest rezystorem ograniczającym napięcie maksymalne, lepiej przylutować go na płytce obok transoptora, aby uniknąć skoku w przypadku zerwania regulatora i wybrać go w kierunku zwiększania rezystancji do wymaganego maksimum. prąd; na przykład zrobiłem to do 27 woltów. Rezystor R57 to rezystor dostrajający śrubokręt do regulacji minimalnego napięcia, na przykład 7 woltów.