Бесплатно сварочный своими руками

Вашему вниманию представлена схема сварочного инвертора, который вы можете собрать своими руками. Максимальный потребляемый ток - 32 ампера, 220 вольт. Ток сварки - около 250 ампер, что позволяет без проблем варить электродом 5-кой, длина дуги 1 см, переходящим больше 1 см в низкотемпературную плазму. КПД источника на уровне магазинных, а может и лучше (имеется в виду инверторные).

На рисунке 1 приведена схема блока питания для сварочного.


Рис.1 Принципиальная схема блока питания

Трансформатор намотан на феррите Ш7х7 или 8х8
Первичка имеет 100 витков провода ПЭВ 0.3мм
Вторичка 2 имеет 15 витков провода ПЭВ 1мм
Вторичка 3 имеет 15 витков ПЭВ 0.2мм
Вторичка 4 и 5 по 20 витков провода ПЭВ 0.35мм
Все обмотки необходимо мотать во всю ширину каркаса, это дает ощутимо более стабильное напряжение.


Рис.2 Принципиальная схема сварочного инвертора

На рисунке 2 - схема сварочника. Частота - 41 кГц, но можно попробовать и 55 кГц. Трансформатор на 55кгц тогда 9 витков на 3 витка, для увеличения ПВ трансформатора.

Трансформатор на 41кгц - два комплекта Ш20х28 2000нм, зазор 0.05мм, газета прокладка, 12вит х 4вит, 10кв мм х 30 кв мм, медной лентой (жесть) в бумаге. Обмотки трансформатора сделаны из медной жести толщиной 0.25 мм шириной 40мм обернутые для изоляции в бумагу от кассового аппарата. Вторичка делается из трех слоев жести (бутерброд) разделенных между собой фторопластовой лентой, для изоляции между собой, для лучшей проводимости высоко- частотных токов, контактные концы вторички на выходе трансформатора спаяны вместе.

Дроссель L2 намотан на сердечнике Ш20х28, феррит 2000нм, 5 витков, 25 кв.мм, зазор 0.15 - 0.5мм (два слоя бумаги от принтера). Токовый трансформатор – датчик тока два кольца К30х18х7 первичка продетый провод через кольцо, вторичка 85 витков провод толщиной 0.5мм.

Сборка сварочного

Намотка трансформатора

Намотку трансформатора нужно делать с помощью медной жести толщиной 0.3мм и шириной 40мм, ее нужно обернуть термобумагой от кассового аппарата толщиной 0.05мм, эта бумага прочная и не так рвется как обычная при намотке трансформатора.

Вы скажите, а почему не намотать обычным толстым проводом, а нельзя потому что этот трансформатор работает на высокочастотных токах и эти токи вытесняются на поверхность проводника и середину толстого провода не задействует, что приводит к нагреву, называется это явление Скин эффект! 

И с ним надо бороться, просто надо делать проводник с большой поверхностью, вот тонкая медная жесть этим и обладает она имеет большую поверхность по которой идет ток, а вторичная обмотка должна состоять из бутерброда трех медных лент разделенных фторопластовой пленкой, она тоньше и обернуты все эти слои в термобумагу. Эта бумага обладает свойством темнеть при нагреве, нам это не надо и плохо, от этого не будет пускай так и останется главное, что не рвется.

Можно намотать обмотки проводом ПЭВ сечением 0.5…0.7мм состоящих из нескольких десятков жил, но это хуже, так как провода круглые и состыкуются между собой с воздушными зазорами, которые замедляют теплообмен и имеют меньшую общую площадь сечения проводов вместе взятых в сравнении с жестью на 30%, которая может влезть окна ферритового сердечника.

У трансформатора греется не феррит, а обмотка поэтому нужно следовать этим рекомендациям.

Трансформатор и вся конструкция должны обдуваться внутри корпуса вентилятором на 220 вольт 0.13 ампера или больше.

Конструкция

Для охлаждения всех мощных компонентов хорошо использовать радиаторы с вентиляторами от старых компьютеров Pentium 4 и Athlon 64. Мне эти радиаторы достались из компьютерного магазина делающего модернизацию, всего по 3…4$ за штуку.

Силовой косой мост нужно делать на двух таких радиаторах, верхняя часть моста на одном, нижняя часть на другом. Прикрутить на эти радиаторы диоды моста HFA30 и HFA25 через слюдяную прокладку. IRG4PC50W нужно прикручивать без слюды через теплопроводящую пасту КТП8.

Выводы диодов и транзисторов нужно прикрутить на встречу друг другу на обоих радиаторах, а между выводами и двумя радиаторами вставить плату, соединяющею  цепи питания 300вольт с деталями моста.

На схеме не указано нужно на эту плату в питание 300V припаять 12…14 штук конденсаторов по 0.15мк 630 вольт. Это нужно, чтобы выбросы трансформатора уходили в цепь питания, ликвидируя резонансные выбросы тока силовых ключей от трансформатора.

Остальная часть моста соединяется между собой навесным монтажом проводниками не большой длины.

Ещё на схеме показаны снабберы, в них есть конденсаторы С15 С16 они должны быть марки К78-2 или СВВ-81. Всякий мусор туда ставить нельзя, так как снабберы выполняют важную роль:
первая - они глушат резонансные выбросы трансформатора  
вторая -  они значительно уменьшают потери IGBT  при выключении так как IGBT открываются быстро, а вот закрываются гораздо медленнее и во время закрытия емкость С15 и С16 заряжается через диод VD32 VD31 дольше чем время закрытия IGBT,  то есть этот снаббер перехватывает всю мощь на себя не давая выделяться теплу на ключе IGBT  в три раза чем было бы без него.
Когда IGBT быстро открываются, то через резисторы R24 R25 снабберы плавно разряжаются и основная мощь выделяется на этих резисторах. 

Настройка

Подать питание на ШИМ 15вольт и хотя бы на один вентилятор для разряда емкости С6 контролирующую время срабатывания реле. 

Реле К1 нужно для замыкания резистора R11, после того, когда зарядятся конденсаторы С9…12 через резистор R11 который уменьшает всплеск тока при включении сварочного в сеть 220вольт.

Без резистора R11 на прямую, при включении получился бы большой БАХ во время зарядки емкости 3000мк 400V, для этого эта мера и нужна.

Проверить срабатывание реле замыкающие резистор R11 через 2…10 секунд после подачи питания на плату ШИМ.

Проверить плату ШИМ на присутствие прямоугольных импульсов идущих к оптронам HCPL3120 после срабатывания обоих реле К1 и К2.

Ширина импульсов должна быть шириной относительно нулевой паузе 44% нулевая 66%

Проверить драйвера на оптронах и усилителях ведущих прямоугольный сигнал амплитудой 15вольт убедится в том, что напряжение на IGBT затворах не превышает 16вольт.

Подать питание 15 Вольт на мост для проверки его работы на правильность изготовления моста.

Ток потребления при этом не должен превышать 100мА на холостом ходу.

Убедится в правильной фразировке обмоток  силового трансформатора и трансформатора тока с помощью двух лучевого осциллографа .

Один луч осциллографа на первичке, второй на вторичке, чтобы фазы импульсов были одинаковые, разница только в напряжении обмоток.

Подать на мост питание от силовых конденсаторов С9…С12 через лампочку 220вольт 150..200ватт предварительно установив частоту ШИМ 55кГц подключить осциллограф на коллектор эмиттер нижнего IGBT транзистора посмотреть на форму сигнала, чтобы не было всплесков напряжения выше 330 вольт как обычно.

Начать понижать тактовую частоту ШИМ до появления на нижнем ключе IGBT маленького загиба говорящем о перенасыщении трансформатора, записать эту частоту на которой произошел загиб поделить ее на 2 и результат прибавить к частоте перенасыщения, например перенасыщение 30кГц делим на 2 = 15 и 30+15=45, 45 это и есть рабочая частота трансформатора и ШИМа.

Ток потребления моста должен быть около 150ма и лампочка должна еле светиться, если она светится очень ярко, это говорит о пробое обмоток трансформатора или не правильно собранном мосте.

Подключить к выходу сварочного провода длиной не мене 2 метров для создания добавочной индуктивности выхода.

Подать питание на мост уже через чайник 2200ватт,  а на лампочку установить силу тока на ШИМ минимум R3 ближе к резистору R5, замкнуть выход сварочного проконтролировать напряжение на нижнем ключе моста, чтобы было не более 360вольт по осциллографу, при этом не должно быть ни какого шума от трансформатора. Если он есть - убедиться в правильной фазировке трансформатора -датчика тока пропустить провод в обратную сторону через кольцо.

Если шум остался, то нужно расположить плату ШИМ и драйвера на оптронах подальше от источников помех в основном силовой трансформатор и дроссель L2 и силовые проводники.

Еще при сборке моста драйвера нужно устанавливать рядом с радиаторами моста над IGBT транзисторами и не ближе к резисторам R24 R25 на 3 сантиметра. Соединения выхода драйвера и затвора IGBT  должны быть короткие. Проводники идущие от ШИМ к оптронам не должны проходить рядом с источниками помех и должны быть как можно короче.

Все сигнальные провода от токового трансформатора и идущие к оптронам от ШИМ должны быть скрученные, чтобы понизить уровень помех и должны быть как можно короче.

Дальше начинаем повышать ток сварочного с помощью резистора R3 ближе к резистору R4 выход сварочного замкнут на ключе нижнего IGBT, ширина импульса чуть увеличивается, что свидетельствует о работе ШИМ. Ток больше - ширина больше, ток меньше - ширина меньше.

Ни какого шума быть не должно иначе выйдут из строя IGBT.

Добавлять ток и слушать, смотреть осциллограф на превышение напряжения нижнего ключа, чтобы не выше 500вольт, максимум 550 вольт в выбросе, но обычно 340 вольт.

Дойти до тока, где ширина резко становиться максимальной говорящим, что чайник не может дать максимальный ток.

Все, теперь на прямую без чайника идем от минимума до максимума, смотреть осциллограф и слушать, чтобы было тихо. Дойти до максимального тока, ширина должна увеличиться, выбросы в норме, не более 340вольт обычно.

Начинать варить, в начале 10 секунд. Проверяем радиаторы, потом 20 секунд, тоже холодные и 1 минуту трансформатор теплый, спалить 2 длинных электрода 4мм трансформатор горечеватый 

Радиаторы диодов 150ebu02 заметно нагрелись после трех электродов, варить уже тяжело, человек устает, хотя варится классно, трансформатор горяченький, да и так уже не кто не варит. Вентилятор, через 2 минуты трансформатор доводит до теплого состояния и можно варить снова до опупения.

Ниже вы можете скачать печатные платы в формате LAY и др. файлы

Евгений Родиков (evgen100777 [собака] rambler.ru). По всем возникшим вопросам при сборке сварочника пишите на E-Mail.

Список радиоэлементов

ОбозначениеТипНоминалКоличествоПримечаниеМагазинМой блокнот
Блок питания
Линейный регулятор

LM78L15

2Поиск в Utsource В блокнот
AC/DC преобразователь

TOP224Y

1Поиск в Utsource В блокнот
ИС источника опорного напряжения

TL431

1Поиск в Utsource В блокнот
Выпрямительный диод

BYV26C

1Поиск в Utsource В блокнот
Выпрямительный диод

HER307

2Поиск в Utsource В блокнот
Выпрямительный диод

1N4148

1Поиск в Utsource В блокнот
Диод Шоттки

MBR20100CT

1Поиск в Utsource В блокнот
Защитный диод

P6KE200A

1Поиск в Utsource В блокнот
Диодный мост

KBPC3510

1Поиск в Utsource В блокнот
Оптопара

PC817

1Поиск в Utsource В блокнот
C1, C2Электролитический конденсатор10мкФ 450В2Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор100мкФ 100В2Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор470мкФ 400В6Поиск в Utsource В блокнот
Электролитический конденсатор50мкФ 25В1Поиск в Utsource В блокнот
C4, C6, C8Конденсатор0.1мкФ3Поиск в Utsource В блокнот
C5Конденсатор1нФ 1000В1Поиск в Utsource В блокнот
С7Электролитический конденсатор1000мкФ 25В1Поиск в Utsource В блокнот
Конденсатор510 пФ2Поиск в Utsource В блокнот
C13, C14Электролитический конденсатор10 мкФ2Поиск в Utsource В блокнот
VDS1Диодный мост600В 2А1Поиск в Utsource В блокнот
NTC1Терморезистор10 Ом1Поиск в Utsource В блокнот
R1Резистор

47 кОм

1Поиск в Utsource В блокнот
R2Резистор

510 Ом

1Поиск в Utsource В блокнот
R3Резистор

200 Ом

1Поиск в Utsource В блокнот
R4Резистор

10 кОм

1Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

6.2 Ом

1Поиск в Utsource В блокнот
Резистор

30Ом 5Вт

2Поиск в Utsource В блокнот
Сварочный инвертор
ШИМ контроллер

UC3845

1Поиск в Utsource В блокнот
VT1MOSFET-транзистор

IRF120

1Поиск в Utsource В блокнот
VD1Выпрямительный диод

1N4148

1Поиск в Utsource В блокнот
VD2, VD3Диод Шоттки

1N5819

2Поиск в Utsource В блокнот
VD4Стабилитрон

1N4739A

1Поиск в Utsource В блокнот
VD5-VD7Выпрямительный диод

1N4007

3Для понижения напряженияПоиск в Utsource В блокнот
VD8Диодный мост

KBPC3510

2Поиск в Utsource В блокнот
C1Конденсатор22 нФ1Поиск в Utsource В блокнот
C2, C4, C8Конденсатор0.1 мкФ3Поиск в Utsource В блокнот
C3Конденсатор4.7 нФ1Поиск в Utsource В блокнот
C5Конденсатор2.2 нФ1Поиск в Utsource В блокнот
C6Электролитический конденсатор22 мкФ1Поиск в Utsource В блокнот
C7Электролитический конденсатор200 мкФ1Поиск в Utsource В блокнот
C9-C12Электролитический конденсатор3000мкФ 400В4Поиск в Utsource В блокнот
R1, R2Резистор

33 кОм

2Поиск в Utsource В блокнот
R4Резистор

510 Ом

1Поиск в Utsource В блокнот
R5Резистор

1.3 кОм

1Поиск в Utsource В блокнот
R7Резистор

150 Ом

1Поиск в Utsource В блокнот
R8Резистор

1Ом 1Ватт

1Поиск в Utsource В блокнот
R9Резистор

2 МОм

1Поиск в Utsource В блокнот
R10Резистор

1.5 кОм

1Поиск в Utsource В блокнот
R11Резистор

25Ом 40Ватт

1Поиск в Utsource В блокнот
R3Подстроечный резистор2.2 кОм1Поиск в Utsource В блокнот
Подстроечный резистор10 кОм1Поиск в Utsource В блокнот
K1Реле12В 40А1Поиск в Utsource В блокнот
K2РелеРЭС-491Поиск в Utsource В блокнот
 
Q6-Q11IGBT-транзистор

IRG4PC50W

6Поиск в Utsource В блокнот
MOSFET-транзистор

IRF5305

8Поиск в Utsource В блокнот
D2, D3Диод Шоттки

1N5819

2Поиск в Utsource В блокнот
VD17, VD18Выпрямительный диод

VS-HFA30PA60CPBF

2Поиск в Utsource В блокнот
VD19-VD22Выпрямительный диод

VS-150EBU02

4Поиск в Utsource В блокнот
VD31, VD32Выпрямительный диод

VS-HFA25PB60PBF

2Поиск в Utsource В блокнот
VD36-VD41Стабилитрон

1N4744A

12Поиск в Utsource В блокнот
Оптопара

HCPL-3120

2Поиск в Utsource В блокнот
C13, C21Электролитический конденсатор10 мкФ2Поиск в Utsource В блокнот
C15-C18Конденсатор6.8 нФ4К78-2 или СВВ-81Поиск в Utsource В блокнот
C20, C22Электролитический конденсатор47мкФ 25В2Поиск в Utsource В блокнот
L2Катушка индуктивности35 мкГн1Поиск в Utsource В блокнот
R12, R13, R50, R54Резистор

1 кОм

4Поиск в Utsource В блокнот
R14, R15Резистор

1.5 кОм

2Поиск в Utsource В блокнот
R17, R51Резистор

10 Ом

2Поиск в Utsource В блокнот
R24, R25Резистор

30Ом 20Ватт

2Поиск в Utsource В блокнот
R26Резистор

2.2 кОм

1Поиск в Utsource В блокнот
R27, R28Резистор

5Ом 5Ватт

2Поиск в Utsource В блокнот
R36, R46-R48, R52, R42-R44Резистор

5 Ом

8Поиск в Utsource В блокнот
R45, R53Резистор

1.5 Ом

2Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Теги:

ВознаградитьЯ собрал00

x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография

0

Средний балл статьи: 0Проголосовало: 0 чел.

Источник: http://cxem.net/house/1-188.php

Предыдущая статья: бескозырка своими руками мастер класс

Следущая статья: внутренний съемник подшипников своими руками

Лучшие статьи: