Das Verfahren zum Zusammenbauen von hausgemachten Schweißinvertern mit eigenen Händen, Diagrammen und Beschreibung der Prüfung

Inverter-Schweißmaschinen sind aufgrund ihrer hohen Leistung und ihres geringen Gewichts in der Bauindustrie weit verbreitet. Allerdings nicht kann sich jeder leisten selbst ein solches Werkzeug. Der einzige Ausweg besteht darin, einen Schweißinverter selbst zu bauen. Es gibt viele Schemata solcher Geräte im Internet. Viele davon sind aufwendig und teuer, aber es gibt auch Budgetmodelle.

Allgemeine Informationen zum Schweißinverter

Herkömmliche Schweißmaschinen haben einen relativ niedrigen Preis und eine einfache Wartung. Ein sehr wesentlicher Nachteil ist jedoch nicht nur ihr Gewicht, sondern auch ihre Spannungsabhängigkeit. Der elektronische Zählereingang ist auf eine Leistung von 4 bis 5 kW begrenzt. Zum Schweißen von dickem Metall verbraucht das Gerät viel Strom und es wird oft unmöglich, Arbeiten auszuführen. Sie wurden durch Inverter-Schweißgeräte ersetzt.

Zweck und Funktionsmerkmale

Es wird zum Schweißen zu Hause sowie in Unternehmen verwendet, etwasorgt für eine stabile Verbrennung und Aufrechterhalten des Schweißlichtbogens unter Verwendung eines Hochfrequenzstroms (anders als 50 Hz).

Der Schweißinverter ist ein gewöhnliches Schaltnetzteil, dessen Funktionsweise auf folgenden Prinzipien beruht:

1. Die Eingangsspannung (AC 220V AC Wechselrichter Netzversorgung) wird in DC umgewandelt.
2. Der Gleichstrom wird in hochfrequenten Wechselstrom umgewandelt.
3. Es gibt einen Prozess der Umwandlung der Spannung, indem sie reduziert wird.
4. Stromgleichrichtung und -umwandlung für frequenzsicheres Schweißen.

Dank dieser Momente werden das Gewicht und die Abmessungen der Vorrichtung reduziert. Um das Inverterschweißen mit eigenen Händen zu montieren, müssen Sie das Funktionsprinzip dieses Geräts kennen.

Das Funktionsprinzip des Geräts

Bei früheren Modellen war das Hauptelement ein riesiger leistungsstarker Leistungstransformator, der es ermöglicht, starke Ströme in der Sekundärwicklung zu empfangen, die zum Schweißen erforderlich sind. Um eine solche Stromstärke zu erhalten, muss ein Draht mit großem Durchmesser verwendet werden, der sich auf das Gewicht des Schweißgeräts auswirkt.

Mit der Erfindung des Schaltnetzteils erwies es sich als einfacher, das Problem mit Masse und Abmessungen zu lösen, da die Abmessungen und das Gewicht des Transformators selbst um das Zehn- oder Hundertfache reduziert werden. Wenn Sie beispielsweise die Frequenz um das 6-fache erhöhen, können Sie reduzieren Abmessungen des Transformatorsaber 3 mal. Dies führt zu erheblichen Materialeinsparungen.

Dank der leistungsstarken Schlüsseltransistoren, die in der Wechselrichterschaltung verwendet werden, erfolgt das Schalten mit einer Frequenz von 50 bis 80 kHz. Diese Transistoren arbeiten nur mit konstanter Spannung.

Um eine konstante Spannung zu erhalten, wird, wie Sie aus dem Physikkurs wissen, das einfachste Halbleiterbauelement verwendet - eine Diode. Die Diode leitet Strom in eine Richtung und schneidet negative Sinusspannungen ab. Die Verwendung einer Diode führt jedoch zu großen Verlusten, daher wird eine Gruppe aus leistungsstarken Dioden verwendet, die als Diodenbrücke bezeichnet wird.

Am Ausgang der Diodenbrücke wird eine konstante Welligkeitsspannung erhalten. Ein Kondensatorfilter wird verwendet, um eine normale Gleichspannung zu erhalten. Nach diesen Transformationen erscheint am Filterausgang eine Gleichspannung über 220 V.

Ein Block aus Gleichrichterbrücke und Filterelementen wird als Netzteil (PSU) bezeichnet.

Das Netzteil dient als Stromquelle für die Wechselrichterschaltung. Die Transistoren sind mit einem Abwärtstransformator verbunden, der gepulst ist und mit Frequenzen von 50 bis 90 kHz arbeitet. Die Leistung eines solchen Transformators entspricht in etwa der seines großen Bruders - einem Schweißtransformator.

Modernisierung eines solchen Gerätes wird leichter, denn dank seiner Größe und seines Gewichts ergeben sich zusätzliche Möglichkeiten, die Stabilität des Schweißgeräts zu erhöhen.

Es gibt eine große Anzahl von hausgemachten Schweißinvertern, deren Schemata in Bezug auf Funktionalität und Installationsmethoden unterschiedlich sind. Lassen Sie uns jedes der hausgemachten Modelle im Detail analysieren.

Einen Resonanzwechselrichter herstellen

Als Basis müssen Sie ein Computernetzteil im AT-Formfaktor verwenden, von dem Sie einen Kühler und Kühlkörper benötigen. Teile werden aus der elementaren Basis von Monitoren und Fernsehern entnommen, ansonsten werden sie, wenn sie nicht vorhanden sind, auf dem Markt gekauft. Alle Komponenten sind kostengünstig.

Herstellungsempfehlungen:

1. Um die PWM-Schaltung zu vereinfachen, schließen Sie sie vollständig aus, da eine vom Master-Oszillator erhaltene stabilisierte Spannung erforderlich ist.
2. Verwenden Sie Zenerdioden KC213, um Schäden an Transistoren zu vermeiden.
3. Um Anregung und Störungen zu reduzieren, müssen Hochfrequenz-Leistungstransistoren in der Nähe des Transformators montiert werden.
4. Die Leiterbahnen für die Leistungsbrücke und das Leistungsteil auf einer Platine aus dicker Leiterplatte (mind. 4 mm) müssen verbreitert (Ströme bis 30 A fließen) und mit feuerfestem Lot (mind. 2 mm) verzinnt werden.
5. ZUStromkabel verwenden mindestens 3 Quadrate.
6. Verwenden Sie für Hochspannungskreise eine doppelte Isolierung (nicht brennbare Glimmer- oder Glasfaserhülsen).
7. Der Choke muss ohne Metallabdeckung sein.
8. Gute konstante Belüftung.
9. Die Leistungsdioden (Ausgang) müssen mit einer RC-Schaltung gegen Durchschlag geschützt werden.

Dann müssen Sie die Parameter des Inverterschweißens mit Ihren eigenen Händen entscheiden. Es ist auch möglich, die folgenden Merkmale zu verwenden:

1. Ausgangslaststrom: 5 bis 120 A.
2. Spannung (Leerlauf): 90 V.
3. Die Dauer der Belastung kann variieren. Alles hängt vom Durchmesser der Elektrode ab: 2 mm = 100 %, 3 mm = 80 %. Der Einfluss der hohen Temperatur muss berücksichtigt werden.
4. Eingangsstrom: ca. 10A.
5. Ungefähres Gewicht: ca. 3 kg.
6. Beim Schweißen muss ein Regler für die Stromstärke vorhanden sein.
7. Typ der Volt-Ampere-Kennlinie für den Betrieb im halbautomatischen Modus: fallend.

Ausrüstungsdiagramm

Der Hauptteil - der Master-Oszillator ist auf der Mikroschaltung SG3524 montiert, die in allen unterbrechungsfreien Stromversorgungen verwendet wird. Der Wechselrichter hat eine geringe Leistungsaufnahme von ca. 2,5 kW, was den Einsatz in einer Wohnung ermöglicht.

Der Transformator muss montiert werdenund Kerne vom Typ E42, der in alten Lampenmonitoren verwendet wird. Zur Herstellung werden ca. 5 Stück solcher Transformatoren benötigt.

Für die Drossel sollte ein anderer Transformator verwendet werden. Der Rest der Induktivitätselemente wird aus einem 2000HM-Kern zusammengesetzt. Dioden und Transistoren müssen auf Heizkörpern mit KTP-8 oder einer anderen Art von Wärmeleitpaste installiert werden. Die Leerlaufspannung beträgt ca. 36 V bei einer Lichtbogenlänge von 4 bis 5 mm, was auch Bauanfängern das Arbeiten ermöglicht. Ausgangskabel sollten in Ferritrohre oder Ferritringe von der Stromversorgung gewickelt werden.

Das Konstruktionsmerkmal der Schaltung ist das Auftreten eines maximalen Stroms in der I-Wicklung während der Resonanz.

Schema 1 - Schema des Schweißresonanzinverters

Durch das geringe Gewicht und die geringen Abmessungen ist es möglich, das Gerät aufzurüsten.

Verhindern Sie das Ankleben der Elektroden

In diesem Fall wird ein IRF510-Transistor verwendet, bei dem es sich um einen Feldeffekt handelt. Darüber hinaus bietet es auch einen Sanftanlauf und eine Eingangsunterbrechung am SG3524-Mikroschaltkreis:

1. Bei hohen Temperaturen löst der Temperatursensor aus.
2. Abschaltung mit Kippschalter.
3. Blockieren bei Kurzschluss (Kurzschluss).

Einfaches Schweißgerät

Dieses Modell ist für eine Spannung von 220 V und einen Strom von 32 A ausgelegt, nach der Konvertierung erreicht sein Wert 280 A. Dieser Wert reicht für eine starke Naht in einem Abstand von bis zu 1,5 Zentimeter völlig aus.

Schema und Zubehör

Das Hauptelement ist der Transformator, der ziemlich schwierig herzustellen ist, aber ziemlich realistisch.

Grundinformationen:

1. Besteht aus einem Ferritkern (7 × 7 oder 8 × 8).
2. Die Primärwicklung hat etwa 100 Windungen und ihr Durchmesser beträgt 0,3 mm.
3. Sekundärwicklungen - 3 Stück: 15 Windungen und Drahtdurchmesser 1 mm; 15 Umdrehungen - 0,2 mm; 20 Umdrehungen - 0,35 mm.
4. Materialien für den Transformator: Kupferdrähte mit entsprechendem Durchmesser, Glasfaser, Textolith, Elektrostahl (für Eisenerz), Baumwollmaterial.

Für ein klares Verständnis des Funktionsprinzips ist es notwendig, das Diagramm der Haupteinheiten sorgfältig zu studieren.

Abbildung 1 - Blockschaltbild einer Inverter-Schweißmaschine

Erklärung des Diagramms:

1. AC-zu-DC-Netzgleichrichter.
2. Der Überspannungsschutz glättet die Welligkeit.
3. Der Frequenzumrichter basiert auf Transistoren.
4. Hochfrequenz-Schweißtransformator beteiligt sich an der Spannungsumwandlung.
5. Der Netzgleichrichter richtet den Strom auf eine Konstante einer bestimmten Frequenz gleich.
6. Der Frequenzumrichter wird als Regler zur Einstellung der Betriebsart angesteuert.

Netzteil und Leistungsteil

Der Block aus Transformator, Gleichrichter und Filter (bzw. Filteranlage) wird getrennt vom Leistungsteil gefertigt.

Schema 2 - Schematische Darstellung des Netzteils

Leiter (nicht länger als 15 cm) zur Steuerung der Gates von Transistoren müssen näher an letztere gelötet werden, und die Leiter sind paarweise miteinander verbunden, ihr Querschnitt spielt keine Rolle.

Die Basis des Netzteils ist ein Abwärtstransformator mit einem Kern Ш20 × 208 2000 nm, und die II-Wicklung ist in mehreren Drahtlagen gewickelt, deren Isolierung nicht beschädigt ist. Die Sekundärwicklung muss wie folgt aufgewickelt werden, um die Schichten zu isolieren: 3 Schichten und dann eine Fluorkunststoffdichtung, dann wieder 3 Schichten und wieder eine Fluorkunststoffdichtung. Dies wird getan, um zu erhöhen Überlastfestigkeit. Legen Sie dann einen Kondensator von mindestens 1000 V auf die II-Wicklung.

Um die Luftzirkulation zwischen den Lagen der Wicklungen zu gewährleisten, ist es notwendig, auf einem Ferritkern zu montieren Stromwandler mit Plus verbunden, und sein Kern sollte mit Thermopapier umwickelt werden (Kasse Schleife). Befestigen Sie die Gleichrichterdioden am Strahler.

Schema 3 - Leistungsteil des Wechselrichters

Wechselrichtereinheit und Kühlung

Der Hauptzweck der Wechselrichtereinheit ist die Umwandlung von Gleichstrom in hochfrequenten Wechselstrom. Dafür werden leistungsstarke Transistoren verwendet, obwohl in einigen Fällen ein leistungsfähigerer durch 2 oder mehr Transistoren mittlerer Leistung ersetzt werden kann.

Eine recht gute Kühlung ist ein wichtiges Element des gesamten Gerätes. Dazu sollten Sie einen Kühler aus der Computertechnik verwenden, aber Sie sollten sich nicht auf einen beschränken, denn Sie brauchen sorgen für ausreichende Kühlung des Stromkreises, dessen Radiatoren zur Wärmeabfuhr dienen, aber diese Wärme ist notwendig zerstreuen. Für einen vollständigen Schutz muss ein Temperatursensor (am Heizelement installiert) installiert werden, wodurch die Stromversorgung vom Netz getrennt wird.

Löten, Justieren und Funktionsprüfung

Löten ist entscheidend, denn von der richtigen Positionierung der Teile hängt die Größe des gesamten Produkts und die Möglichkeit einer optimalen Kühlung ab. Dioden und Transistoren sind gegensinnig eingebaut. Der Eingangskreis wird mit einem Spielraum von ca. 300 V berechnet.

Um die Funktion zu konfigurieren, benötigen Sie Schließen Sie den Pulsweitenmodulator an 15 V an, um den Kühler zu versorgen. Das Relais schaltet zusammen mit dem Widerstand R11 ein und sollte 150mA liefern.

Nach den durchgeführten Manipulationen ist es notwendig, direkt mit der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Geräts fortzufahren:

1. Schalten Sie das Gerät über das Stromnetz ein.
2. Stellen Sie hohe Stromwerte ein.
3. Überprüfen Sie die Messwerte auf dem Oszilloskop: In der unteren Schleife beträgt die Spannung etwa 500 V, aber nicht mehr als 550. Bei richtiger Montage beträgt diese Spannung mindestens 350 V.
4. Trennen Sie das Oszilloskop und schalten Sie den Wechselrichter aus. Elektroden vorbereiten.
5. Beginnen Sie mit dem Schweißen und überwachen Sie den Transformator, wenn er kocht, und sortieren Sie dann den Stromkreis neu.
6. Nach 3-4 Nähten heizen sich die Heizkörper auf. Zum Kühlen ist es erforderlich, das Gerät abkühlen zu lassen, ohne es vom Netz zu trennen (Kühlung erfüllt ihre Funktion).

Wenn dieses Schema sehr kompliziert erschien, betrachten Sie das Diagramm eines sehr einfachen Geräts.

Das einfachste Inverter-Schweißgerät

Das Modell dieser Einheit ist sehr einfach und budgetär. Dank seines einfachen Schaltplans ist er leicht zu montieren.

Der gesamte Montageprozess kann in Phasen unterteilt werden, außerdem müssen alle Teile und Materialien gesammelt werden:

1. Die Wicklung des Transformators umfasst: Wicklung aus Kupferblech 4 cm und einem Durchmesser von 0,3 mm, Papierabstandshalter für eine Registrierkasse oder ein lackiertes Tuch, mit 3 Streifen beim Aufwickeln, und Sie müssen isolieren ihr. Anstelle von Kupferzinn können Sie einen Draht verwenden, der aus mehreren Leitern mit einem Durchmesser von bis zu 0,7 mm besteht (I - 100 Windungen, II - 15, II - 15 II - 20).
2. Ein Kühler ist montiert.
3. Die Basis des Schweißgeräts ist mit einem Transformator verbunden, der aus Dioden und Transistoren besteht.
4. Kondensatoren sind erforderlich, um Resonanzstöße zu eliminieren.
5. Sie müssen Snubber verwenden für Verlustleistung (svv-81 und k78−2).
6. Installieren Sie alle Elemente auf der getinax-Platine, basierend auf den Konfigurationsabmessungen.
7. Bringen Sie die LEDs und den variablen Widerstand (Knopf) zum Einstell- und Anzeigefeld.
8. Legen Sie alles in den Koffer.

Diagramm 4 - Diagramm des einfachsten Do-it-yourself-Schweißinverters

Nach der Montage muss das Gerät beim ersten Start konfiguriert und diagnostiziert werden, um Bedienfehler zu erkennen.

Wechselrichtereinstellung:

1. Verbinden Sie 15V mit PWM.
2. Schließen Sie das Relais nach dem Laden der Kondensatoren an, um den Widerstand zu schließen. Explosionsgefahr bei direkter Verwendung!
3. Im Leerlauf sollte der Brückenstrom weniger als 100 mA betragen.
4. Überprüfung der Richtigkeit der Installation der Phasen des Transformators mit einem Oszilloskop im 2-a-Strahl. Stellen Sie die PWM-Frequenz auf 55 kHz ein und in diesem Fall sollte die Spannung 330 V nicht überschreiten.
5. Um die Frequenz des Geräts selbst zu bestimmen, lohnt es sich, die PWM-Frequenz schrittweise zu senken, bis auf dem IGBT ein Volvulus erscheint, der diesen Indikator fixiert (durch 2 teilen und die Sättigungsfrequenz hinzufügen). Dies ist die Betriebsfrequenz des Transformators.
6. Der Verbrauch der Brücke beträgt 150mA.
7. Der Trafo sollte nicht viel Lärm machen, bei Rauscheffekten dann auf die Polarität achten.
8. Steigern Sie den Wechselrichterstrom n. gleichmäßigvariabler Widerstand. In diesem Fall überschreiten die Oszilloskop-Messwerte 550 V nicht. Das Optimum liegt bei 340 V.
9. Beginnen Sie nach 5 Sekunden mit dem Schweißen und erhöhen Sie die Zeit allmählich. Garen Sie nicht länger als 3 Minuten und lassen Sie das Gerät abkühlen.

So können Sie einen Wechselrichter zum Schweißen mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen. Es ist nicht notwendig, komplexe Schemata zu verwenden, da Funkamateure die beste Lösung in einer Budgetoption gefunden haben. Und der Komplexitätsgrad der Schemata variiert von ziemlich komplex bis einfach. Um einen Schweißinverter mit eigenen Händen zusammenzubauen, müssen keine teuren Teile gekauft werden, sondern Sie können improvisierte Mittel verwenden.