La procedura per assemblare inverter di saldatura fatti in casa con le tue mani, diagrammi e descrizione dei test

Le saldatrici inverter sono ampiamente utilizzate nel settore edile grazie alle loro elevate prestazioni e al peso ridotto. Tuttavia, non tutti possono permettersi te stesso un tale strumento. L'unica via d'uscita è realizzare un inverter di saldatura fai-da-te. Esistono molti schemi di tali dispositivi su Internet. Molti di questi sono complessi e costosi, ma esistono anche modelli di budget.

Informazioni generali sull'inverter di saldatura

Le saldatrici tradizionali hanno un prezzo abbastanza basso, una facile manutenzione, tuttavia, uno svantaggio molto significativo non è solo il loro peso, ma anche la loro dipendenza dalla tensione. L'ingresso del contatore elettronico è limitato a una potenza da 4 a 5 kW. Per la saldatura di metalli spessi, il dispositivo consuma una potenza significativa e spesso diventa impossibile eseguire lavori. Sono stati sostituiti da saldatrici inverter.

Scopo e caratteristiche del funzionamento

Viene utilizzato per la saldatura a casa, così come nelle imprese, circafornisce una combustione stabile e mantenere l'arco di saldatura utilizzando una corrente ad alta frequenza (diversa da 50 Hz).

L'inverter di saldatura è un normale alimentatore a commutazione, il cui funzionamento si basa sui seguenti principi:

1. La tensione di ingresso (alimentazione di rete inverter AC 220V AC) viene convertita in DC.
2. La corrente continua viene convertita in corrente alternata ad alta frequenza.
3. C'è un processo di conversione della tensione riducendola.
4. Rettifica e conversione della corrente per saldatura a sicurezza di frequenza.

Grazie a questi momenti, il peso e le dimensioni dell'apparato sono ridotti. Per assemblare la saldatura dell'inverter con le proprie mani, è necessario conoscere il principio di funzionamento di questo apparato.

Il principio di funzionamento dell'apparecchiatura

Nei modelli precedenti, l'elemento principale era un enorme potente trasformatore di potenza, che consente di ricevere potenti correnti nell'avvolgimento secondario, necessarie per la saldatura. Per ottenere tale corrente, è necessario utilizzare un filo di grande diametro, che influisce sul peso della saldatrice.

Con l'invenzione di un alimentatore a commutazione, si è rivelato più facile risolvere il problema con massa e dimensioni, poiché le dimensioni e il peso del trasformatore stesso sono ridotti di diverse decine o centinaia di volte. Ad esempio, se aumenti la frequenza di 6 volte, puoi ridurla dimensioni del trasformatorema 3 volte. Ciò si traduce in un notevole risparmio di materiale.

Grazie ai potenti transistor chiave utilizzati nel circuito dell'inverter, la commutazione avviene a una frequenza da 50 a 80 kHz. Questi transistor funzionano solo a tensione costante.

Come sai dal corso di fisica, per ottenere una tensione costante, viene utilizzato il dispositivo a semiconduttore più semplice: un diodo. Il diodo fa passare la corrente in una direzione, interrompendo le tensioni sinusoidali negative. Ma l'uso di un diodo porta a grandi perdite, quindi viene utilizzato un gruppo costituito da potenti diodi, chiamato ponte a diodi.

All'uscita del ponte a diodi si ottiene una tensione di ripple costante. Un filtro condensatore viene utilizzato per ottenere una normale tensione CC. Dopo queste trasformazioni, all'uscita del filtro appare una tensione CC superiore a 220 V.

Un blocco costituito da un ponte raddrizzatore e da elementi filtranti è chiamato alimentatore (PSU).

L'alimentatore funge da fonte di alimentazione per il circuito dell'inverter. I transistor sono collegati a un trasformatore step-down, che è pulsato e funziona a frequenze nell'intervallo da 50 a 90 kHz. La potenza di un tale trasformatore è all'incirca la stessa di quella del suo fratello maggiore: un trasformatore di potenza per saldatura.

Modernizzazione di un tale dispositivo diventa più leggero, perché grazie alle sue dimensioni e al suo peso, ci sono ulteriori opportunità per aumentare la stabilità della saldatrice.

Esiste un numero enorme di produzione di inverter per saldatura fatti in casa, i cui schemi sono diversi per funzionalità e metodi di installazione. Analizziamo in dettaglio ciascuno dei modelli fatti in casa.

Fare un inverter risonante

Come base, è necessario utilizzare un alimentatore per computer con fattore di forma AT, dal quale sarà necessario un dispositivo di raffreddamento e radiatori. Le parti sono prese dalla base elementare di monitor e televisori, altrimenti, se non ci sono, vengono acquistate sul mercato. Tutti i componenti sono a basso costo.

Raccomandazioni di produzione:

1. Per semplificare il circuito PWM, escluderlo completamente, poiché è necessaria una tensione stabilizzata ottenuta dall'oscillatore principale.
2. Utilizzare diodi zener KC213 per evitare danni ai transistor.
3. Per ridurre pickup e interferenze, è necessario montare transistor di potenza ad alta frequenza vicino al trasformatore.
4. Le piste del ponte di potenza e dell'alimentatore su una scheda in PCB di grosso spessore (almeno 4 mm) devono essere allargate (correnti fino a 30 A di flusso) e stagnate con saldatura refrattaria (almeno 2 mm).
5. Auso del cavo di alimentazione almeno 3 quadrati.
6. Utilizzare un doppio isolamento (camicie in mica o fibra di vetro non combustibili) per i circuiti ad alta tensione.
7. Lo starter deve essere senza coperchio metallico.
8. Buona ventilazione costante.
9. I diodi di potenza (uscita) devono essere protetti contro i guasti mediante un circuito RC.

Quindi è necessario decidere i parametri della saldatura dell'inverter con le proprie mani. È inoltre possibile utilizzare le seguenti caratteristiche:

1. Corrente di carico in uscita: da 5 a 120 A.
2. Tensione (a vuoto): 90 V.
3. La durata del carico può variare. Tutto dipende dal diametro dell'elettrodo: 2 mm = 100%, 3 mm = 80%. L'effetto dell'alta temperatura deve essere preso in considerazione.
4. Corrente di ingresso: circa 10A.
5. Peso approssimativo: circa 3 kg.
6. Ci deve essere un regolatore per l'amperaggio durante la saldatura.
7. Tipo di caratteristica volt-ampere che fornisce il funzionamento in modalità semiautomatica: caduta.

Schema dell'attrezzatura

La parte principale: l'oscillatore principale è assemblato sul microcircuito SG3524, che viene utilizzato in tutti i gruppi di continuità. L'inverter ha un basso consumo energetico di circa 2,5 kW, che ne consente l'utilizzo in appartamento.

Il trasformatore deve essere assemblatoe nuclei del tipo E42, che viene utilizzato nei vecchi monitor delle lampade. Per la fabbricazione di circa 5 pezzi di tali trasformatori sono necessari.

Un altro trasformatore dovrebbe essere usato per l'induttanza. Il resto degli elementi di induttanza sono assemblati da un nucleo 2000HM. Diodi e transistor devono essere installati su radiatori con KTP-8 o altro tipo di grasso termico. La tensione a circuito aperto è di circa 36 V con una lunghezza dell'arco da 4 a 5 mm, il che consente ai costruttori alle prime armi di lavorarci. I cavi di uscita devono essere avvolti in tubi di ferrite o anelli di ferrite dall'alimentatore.

La caratteristica di progettazione del circuito è il verificarsi di una corrente massima nell'avvolgimento I durante la risonanza.

Schema 1 - Schema di saldatura inverter risonante

Grazie al peso e alle dimensioni ridotte, diventa possibile aggiornare il dispositivo.

Prevenire l'adesione degli elettrodi

Per questo caso, viene utilizzato un transistor IRF510, che è un effetto di campo. Inoltre, fornisce anche l'avvio graduale e l'interruzione dell'input sul microcircuito SG3524:

1. A temperature elevate, il sensore di temperatura viene attivato.
2. Spegnimento con interruttore a levetta.
3. Blocco in corto circuito (cortocircuito).

Dispositivo di saldatura semplice

Questo modello è progettato per una tensione di 220 V e una corrente di 32 A, dopo la conversione il suo valore raggiungerà i 280 A. Questo valore è abbastanza per una cucitura forte a una distanza fino a 1,5 centimetri.

Schema e accessori

L'elemento principale è il trasformatore, che è abbastanza difficile da realizzare, ma abbastanza realistico.

Dati di base:

1. Consiste in un nucleo di ferrite (7 × 7 o 8 × 8).
2. L'avvolgimento primario è di circa 100 spire e il suo diametro è di 0,3 mm.
3. Avvolgimenti secondari - 3 pezzi: 15 giri e diametro del filo 1 mm; 15 giri - 0,2 mm; 20 giri - 0,35 mm.
4. Materiali per il trasformatore: fili di rame del diametro appropriato, fibra di vetro, textolite, acciaio elettrico (per minerale di ferro), materiale di cotone.

Per una chiara comprensione del principio di funzionamento, è necessario studiare attentamente lo schema delle unità principali.

Figura 1 - Schema a blocchi di una saldatrice inverter

Spiegazione del diagramma:

1. Raddrizzatore di rete AC-DC.
2. Il limitatore di sovratensione attenua l'ondulazione.
3. Il convertitore di frequenza è basato su transistor.
4. Trasformatore di saldatura ad alta frequenza partecipa alla trasformazione della tensione.
5. Il raddrizzatore di potenza rettifica la corrente a una costante di una data frequenza.
6. Il convertitore di frequenza è controllato come un regolatore per l'impostazione della modalità di funzionamento.

Alimentatore e sezione di potenza

Il blocco composto da trasformatore, raddrizzatore e filtro (o sistema di filtri) è realizzato separatamente dalla parte di potenza.

Schema 2 - Schema schematico dell'alimentatore

I conduttori (non più lunghi di 15 cm) per controllare le porte dei transistor devono essere saldati più vicino a quest'ultimo e i conduttori sono collegati a coppie tra loro, la loro sezione trasversale non ha importanza.

La base dell'unità di potenza è un trasformatore step-down con un nucleo Ш20 × 208 2000 nm e l'avvolgimento II è avvolto in diversi strati di filo, il cui isolamento non è danneggiato. È necessario avvolgere il secondario nel seguente modo, isolando gli strati: 3 strati, quindi una guarnizione fluoroplastica, quindi ancora 3 strati e ancora una guarnizione fluoroplastica. Questo è fatto per aumentare resistenza al sovraccarico. Quindi inserire un condensatore di almeno 1000 V sull'avvolgimento II.

Per garantire la circolazione dell'aria tra gli strati degli avvolgimenti, è necessario montare su un nucleo di ferrite trasformatore di corrente collegato al positivo, e il suo nucleo deve essere avvolto con carta termica (registratore di cassa nastro). Collegare i diodi raddrizzatori al radiatore.

Schema 3 - Sezione di potenza dell'inverter

Unità inverter e raffreddamento

Lo scopo principale dell'unità inverter è il processo di conversione della corrente ad alta frequenza da CC a CA. Per questo vengono utilizzati transistor potenti, sebbene in alcuni casi sia possibile sostituirne uno più potente con 2 o più transistor di media potenza.

Un buon raffreddamento è un elemento importante dell'intero dispositivo. Per fare questo, dovresti usare un dispositivo di raffreddamento dalla tecnologia informatica, ma non dovresti limitarti a uno, perché ne hai bisogno fornire un raffreddamento sufficiente per il circuito di alimentazione, i cui radiatori vengono utilizzati per rimuovere il calore, ma questo calore è necessario dissipare. Per una protezione completa, è necessario installare un sensore di temperatura (installato sull'elemento riscaldante), a causa del quale verrà scollegata l'alimentazione dalla rete.

Saldatura, regolazione e controllo funzionale

La saldatura è fondamentale, perché quando le parti sono posizionate correttamente, da esso dipendono le dimensioni dell'intero prodotto e la possibilità di un raffreddamento ottimale. Diodi e transistor sono installati nella direzione opposta l'uno all'altro. Il circuito di ingresso è calcolato con un margine di circa 300 V.

Per configurare la funzione, è necessario collegare il modulatore di larghezza di impulso a 15 V per alimentare il refrigeratore. Il relè si accende insieme al resistore R11 e dovrebbe fornire 150 mA.

Dopo le manipolazioni eseguite, è necessario procedere direttamente alla verifica dell'operatività del dispositivo:

1. Alimentare il dispositivo dalla rete.
2. Imposta valori di corrente elevati.
3. Controlla le letture sull'oscilloscopio: nel circuito inferiore, la tensione è di circa 500 V, ma non più di 550. Con un montaggio corretto, questa tensione sarà di almeno 350 V.
4. Scollegare l'oscilloscopio e spegnere l'inverter. Preparare gli elettrodi.
5. Avviare la saldatura e monitorare il trasformatore, se bolle, quindi riordinare il circuito.
6. Dopo 3-4 cuciture, i radiatori si riscaldano. Per il raffreddamento è necessario lasciare raffreddare il dispositivo senza scollegarlo dalla rete (il raffreddamento svolgerà la sua funzione).

Se questo schema sembrava molto complicato, considera lo schema di un dispositivo molto semplice.

Il dispositivo di saldatura inverter più semplice

Il modello di questa unità è molto semplice ed economico. È facile da montare grazie al suo semplice schema elettrico.

L'intero processo di assemblaggio può essere suddiviso in fasi, inoltre, è necessario raccogliere tutte le parti, i materiali:

1. L'avvolgimento del trasformatore comprende: avvolgimento di foglio di rame 4 cm e un diametro di 0,3 mm, distanziatori di carta per un registratore di cassa o un panno verniciato, utilizzando 3 strisce durante il riavvolgimento e devi isolare i loro. Invece dello stagno di rame, è possibile utilizzare un filo composto da diversi conduttori fino a 0,7 mm di diametro (I - 100 giri, II - 15, II - 15 II - 20).
2. È montato un refrigeratore.
3. La base della saldatrice è collegata a un trasformatore, costituito da diodi, transistor.
4. I condensatori sono necessari per eliminare i picchi di risonanza.
5. Devi usare gli snubber per la dissipazione di potenza (svv-81 e k78-2).
6. Installa tutti gli elementi sulla scheda getinax, in base alle dimensioni della configurazione.
7. Portare i LED e il resistore variabile (manopola) al pannello di impostazione e indicazione.
8. Metti tutto nella custodia.

Schema 4 - Schema del più semplice inverter di saldatura fai-da-te

Dopo il montaggio, il dispositivo deve essere configurato e diagnosticato al primo avvio per identificare errori di funzionamento.

Impostazione dell'inverter:

1. Collegare 15V a PWM.
2. Collegare il relè dopo aver caricato i condensatori per chiudere la resistenza. Rischio di esplosione in caso di utilizzo diretto!
3. In assenza di carico, la corrente del ponte dovrebbe essere inferiore a 100 mA.
4. Verifica della correttezza dell'installazione delle fasi del trasformatore, utilizzando un oscilloscopio a raggio 2-a. Impostare la frequenza PWM a 55 kHz e in questo caso la tensione non deve superare i 330 V.
5. Per determinare la frequenza del dispositivo stesso, vale la pena abbassare gradualmente la frequenza PWM fino a quando non appare un volvolo sull'IGBT, fissando questo indicatore (dividere per 2 e aggiungere la frequenza di saturazione). Questa è la frequenza operativa del trasformatore.
6. Il consumo del ponte è di 150 mA.
7. Il trasformatore non dovrebbe fare molto rumore, se ci sono effetti di rumore, prestare attenzione alla polarità.
8. Aumentare gradualmente la corrente dell'inverter nresistore variabile. In questo caso, le letture dell'oscilloscopio non superano i 550 V. L'optimum è 340 V.
9. Iniziare la saldatura a 5 secondi e aumentare gradualmente il tempo. Cuocere per non più di 3 minuti, lasciando raffreddare l'apparecchio.

Pertanto, puoi assemblare un inverter per la saldatura con le tue mani. Non è necessario utilizzare schemi complessi, perché i radioamatori hanno trovato la soluzione migliore in un'opzione economica. E il livello di complessità degli schemi varia da abbastanza complesso a semplice. Per assemblare un inverter di saldatura con le tue mani, non è necessario acquistare parti costose, ma puoi usare mezzi improvvisati.