Inwerter spawalniczy DIY

Inwerter spawalniczy DIY

Obecnie metoda spawania metali ma wiele metod, a większość z nich opiera się na wykorzystaniu energii elektrycznej. Z kolei spawanie elektryczne dzieli się również na kilka rodzajów, w tym metodę inwertorową.

Te ostatnie stały się popularne stosunkowo niedawno i zanim na sklepowych półkach pojawiły się małe i łatwe do przenoszenia urządzenia, spawanie w domu było nieliczne. Po masowym wprowadzeniu falowników spawalniczych okazało się, że zasada działania urządzenia i działanie tego urządzenia są dość proste i w razie potrzeby można je samemu zmontować.

Opis

Falownik to urządzenie, które zamienia stały prąd elektryczny na prąd przemienny, a w spawarce inwertorowej następuje podwójna konwersja:

1. Prąd przemienny o sile nieprzekraczającej 5 amperów, o napięciu 220/380 woltów i częstotliwości 50 Hz jest zamieniany na prąd stały o tych samych wartościach.
   instagram viewer
2. Powstały prąd stały jest przekształcany w prąd przemienny o napięciu kilkudziesięciu woltów i natężeniu prądu do kilkuset amperów.

Ta transformacja jest bardziej korzystna, ponieważ wynikowa charakterystyka prądu spawania ma wysoką stabilność i łatwo kontrolowany, co umożliwia dostosowanie optymalnego trybu spawania do różnych rozmiarów spawanych Detale.

Falowniki spawalnicze są urządzeniami monoblokowymi, a ich główną zaletą jest ergonomia. W przeciwieństwie do transformatorów spawalniczych, także tych emitujących prąd stały, można przewozić falowniki jedna osoba, a te o małej mocy ważą zaledwie kilka kilogramów i łatwo się na nich zawiesza ramię.

Transformacja odbywa się kosztem transformatora i mikroukładów elektronicznych, które wymagają wysokiej jakości chłodzenia, dlatego w obudowie umieszczono również mocny wentylator. Pomimo pozornej złożoności falownik spawalniczy można zmontować własnymi rękami. Takie urządzenie będzie w stanie zapewnić spawanie nie gorsze niż jego fabryczne odpowiedniki.

Zasada działania

Głównym elementem systemu jest transformator zasilający z prostownikiem. Jego uzwojenie wtórne jest bardzo gorące, dlatego podczas montażu urządzenia bardzo ważne jest umieszczenie go na drodze wypływu powietrza z wentylatora.

Wyprostowany prąd jest przepuszczany przez filtr triodowy o wysokiej częstotliwości przełączania, w wyniku czego częstotliwość wtórnego prądu przemiennego może osiągnąć 50 kHz. Odwrotna zależność częstotliwości i wymiarów urządzeń elektrycznych jest znana od dawna, co pozwoliło nadać falownikom tak skromnych rozmiarów. Ta sama zasada jest z powodzeniem stosowana wszędzie tam, gdzie wymagana jest oszczędność miejsca, na przykład w sieci pokładowej samolotu lub łodzi podwodnej, częstotliwość prądu elektrycznego jest również mierzona w tysiącach herców.

W transformatorze spawalniczym siła elektromotoryczna jest przekształcana, natomiast w falowniku, prądy o wysokiej częstotliwości, co pozwoliło znacznie zmniejszyć wagę transformatora i zmniejszyć zużycie materiału na jego produkcja. W celu ochrony przed przeciążeniem po stronie wtórnej zainstalowany jest bezpiecznik, który można wymienić z panelu przedniego. Użytkownik może regulować siłę prądu dostarczanego do elektrody za pomocą regulatora, aktualna wartość wyświetlana jest na wyświetlaczu cyfrowym.

Obszar zastosowań

Trudno sobie wyobrazić prace budowlane bez spawania. Falowniki spawalnicze znacznie rozszerzyły zakres jego zastosowania, ponieważ mają dość duży udział mobilności, w przeciwieństwie do nieporęcznych urządzeń transformatorowych. Obecnie stosuje się spawanie inwerterowe:

• Do spawania części z metali żelaznych.
• Do spawania części z metali nieżelaznych.
• Gdy wymagane jest spawanie w trudno dostępnych miejscach, na przykład w rurociągach podziemnych.
• Do spawania kształtek w produkcji.
• Do spawania domowego.

W przemyśle do spawania stosuje się falowniki z automatycznym i półautomatycznym podawaniem drutu spawalniczego, co pozwala ujednolicić proces i zmniejszyć udział pracy ręcznej.

Zalety i wady

Główną zaletą spawarek inwertorowych jest ich wielkość, ponieważ wcześniej konieczne było gotowanie albo na nieruchomy słupek lub przenieś za pomocą improwizowanych środków ciężki transformator spawalniczy na miejsce spawania Pracuje.

Dzięki podwójnej konwersji prąd spawania falownika nie zależy od sieci i dlatego zawsze pozostaje na stałych wartościach, co pozwoliło uniknąć tak nieprzyjemnych zjawisk podczas spawania jak:

• Przyklejająca się elektroda.
• Brak łuku przy podnapięciu w sieci.
• Spalony lub niedopalony metal.

Falownik jest wszechstronny i nadaje się do spawania żeliwa lub metali nieżelaznych odpowiednimi elektrodami, a także do spawania TIG elektrodami nietopliwymi. Operator ma możliwość regulacji prądu w szerokim zakresie.

Wadą falowników jest stosunkowo wysoki koszt w porównaniu z transformatorami, ale biorąc pod uwagę istniejące zalety, jest on całkowicie wyeliminowany. Jak każda elektronika, mikroukłady urządzenia wymagają ostrożnego obchodzenia się, dlatego zaleca się okresowe czyszczenie wnętrza z kurzu.

Również elektronika może zawieść w warunkach niskich temperatur lub dużej wilgotności, dlatego warunki otoczenia muszą być zgodne z danymi paszportowymi urządzenia.

Jak to zrobić samemu?

Chociaż spawarki inwertorowe są szeroko dostępne w nowoczesnym designie, pojawiły się stosunkowo niedawno, nie są niczym nowym. W rzeczywistości dodano tylko wygodne sterowanie cyfrowe i bardziej nowoczesne komponenty elektroniczne.

Zasada działania, podobnie jak samo urządzenie, została opracowana kilkadziesiąt lat temu, a nawet dzisiaj wiele schematów montażu jest istotnych. Możesz samodzielnie zmontować falownik, mając stare części elektryczne, oparte na nowoczesnych podzespołach elektronicznych. Takie urządzenie wyjdzie znacznie taniej niż fabryczny odpowiednik.

Wymagane materiały i narzędzia

Do montażu urządzenia potrzebne będą:

• Rdzeń ferrytowy do transformatora mocy.
• Miedziany pręt lub drut do tworzenia uzwojeń.
• Wspornik mocujący do łączenia połówek rdzenia.
• Taśma elektryczna odporna na ciepło.
• Wentylator komputera.
• Tranzystory.
• Lutownica, szczypce, przecinaki do drutu.

Schematy

Do tej pory wszystkie obwody spawalnicze falownika są zunifikowane i zbudowane w oparciu o zastosowanie transformatora impulsowego i potężnych tranzystorów MOSFET.

Każdy z producentów wprowadza drobne zmiany w postaci autorskich opracowań, jednak generalnie funkcjonalność urządzenia nie ulega znaczącym zmianom.

Podstawą może być również schemat ideowy Jurija Negulyaeva, naukowca i konstruktora domowej spawarki inwertorowej.

Przewodnik krok po kroku

1. Aby pomieścić wszystkie elementy, musisz wybrać obudowę. Zaleca się użycie starego komputera systemowego, ponieważ są już przewidziane otwory wentylacyjne.
2. Konieczne jest zwiększenie wytrzymałości obudowy, ponieważ waga urządzenia może sięgać nawet dziesięciu kilogramów. W tym celu metalowe narożniki są instalowane w rogach za pomocą gwintowanych łączników.
3. Uzwojenie pierwotne transformatora - drut nawinięty jest na całej szerokości ramy, co przyczynia się do stabilnej pracy transformatora przy spadku napięcia. Do nawijania stosuje się tylko przewody miedziane, w przypadku braku magistrali kilka przewodów jest połączonych w wiązkę.
4. Uzwojenie wtórne transformatora jest nawinięte na kilka warstw, w tym celu używa się kilku przewodów o przekroju 2 mm, połączonych w wiązkę.
5. Pomiędzy uzwojeniami wymagana jest wzmocniona warstwa izolacji, aby zapobiec przedostawaniu się napięcia sieciowego do uzwojenia wtórnego.
6. Między rdzeniem transformatora a uzwojeniami znajduje się szczelina powietrzna, która zapewnia cyrkulację powietrza.
7. Oddzielnie na rdzeniu ferrytowym wykonany jest przekładnik prądowy, który jest zamocowany na linii dodatniej podczas montażu i podłączony do panelu sterowania.
8. Tranzystory muszą być przymocowane do grzejnika, ale zawsze przez przewodzącą ciepło uszczelkę dielektryczną. Zapewni to wydajne rozpraszanie ciepła i ochronę przed zwarciem.
9. Diody prostownicze mocowane są w ten sam sposób do aluminiowej płyty. Wyjścia diodowe są połączone gołym przewodem o przekroju 4 mm.
10. Przewody zasilające wewnątrz obudowy są poprowadzone w taki sposób, aby zapobiec zwarciom.
11. Wentylator montowany jest na tylnej ścianie, co zaoszczędzi miejsce i umożliwi nadmuch kilku grzejników jednocześnie.

Konfiguracja urządzenia

Po złożeniu urządzenia wymagana jest dodatkowa regulacja w celu uzyskania prawidłowych wartości prądu i napięcia spawania:

1. Napięcie sieciowe doprowadzone jest do tablicy i napędu wentylatora.
2. Należy poczekać, aż kondensatory mocy zostaną w pełni naładowane, a następnie sprawdzić działanie przekaźnika, upewniając się, że na rezystorze ograniczającym prąd zainstalowanym w obwodzie kondensatora nie ma napięcia, po czym Zamknij to.
3. Za pomocą oscyloskopu określa się wartość prądu generowanego przez falownik, dla którego mierzona jest częstotliwość impulsów docierających do uzwojenia transformatora.
4. Tryb spawania jest sprawdzany na jednostce sterującej, dla której woltomierz jest podłączony do wyjścia wzmacniacza oscyloskopowego. W falownikach małej mocy napięcie osiąga około 15 woltów.
5. Działanie mostka wyjściowego sprawdza się podając napięcie 16 woltów z zasilacza. Należy pamiętać, że w stanie spoczynku pobór jednostkowy wynosi ok. 100 mA i należy to uwzględnić przy pomiarach.
6. Testowana jest praca z kondensatorami mocy. Napięcie zmienia się z 16 woltów na 220 woltów. Oscyloskop jest podłączony do tranzystorów wyjściowych i monitorowana jest amplituda sygnału, która musi być identyczna z tą, która była testowana przy obniżonym napięciu.

Konserwacja i naprawa

Do montażu, konserwacji i naprawa spawarki inwertorowej, musisz mieć wystarczający poziom wiedzy elektrotechnicznej. W przypadku braku takich i konieczności naprawy, użytkownik może wykonywać jedynie rutynową konserwację:

• Czyszczenie urządzenia z kurzu - wykonujemy odkurzaczem z otwartą obudową. Jeśli urządzenie jest stale używane w pracach budowlanych, konieczne jest regularne czyszczenie.
• Wymiana bezpiecznika - zabezpiecza obwody urządzenia przed uszkodzeniem na skutek przeciążenia i zwarcia.
• Naprawa części łączeniowych na kablach spawalniczych.

Półautomat spawalniczy z falownika

W procesach technologicznych wymagane jest spawanie elementów szablonowych, a najwyższa jakość może być osiągnąć za pomocą automatycznych i półautomatycznych spawarek z podawaniem drutu do spawalniczy. Takie urządzenie można uzyskać z falownika domowego lub przemysłowego tylko wtedy, gdy posiadasz odpowiednią wiedzę i poprawną rekonfigurację jednostki sterującej.

Faktem jest, że zasilacze do spawania ręcznego i półautomatycznego są projektowane z różnymi woltamperami charakterystyki, a falownik, do którego dodany jest tylko podajnik drutu, będzie miał nierówny szew z podarte krawędzie.

Porady & Triki

1. Należy pamiętać, że kondensatory mocy i tranzystory w obwodzie falownika wymagają dodatkowych środków bezpieczeństwa, w szczególności obowiązkowej obecności rezystora ograniczającego prąd. Przyłożenie prądu bez niego może spowodować wybuch.
2. Nie należy przedłużać przewodów spawalniczych, ich długość nie może przekraczać 2,5 metra.