DIY varilni pretvornik

DIY varilni pretvornik

Metoda varjenja kovin ima danes veliko metod in večina jih temelji na uporabi električne energije. Električno varjenje pa je razdeljeno tudi na več vrst, vključno z invertersko metodo.

Slednje je postalo priljubljeno relativno nedavno, in preden so se na policah trgovin pojavile majhne in enostavne naprave, je bilo domače varjenje del redkih. Po množični uvedbi varilnih pretvornikov se je izkazalo, da je princip naprave in delovanja te naprave precej preprost in po želji lahko isto sestavite sami.

Opis

Inverter je naprava, ki pretvarja enosmerni električni tok v izmenični tok, v varilnem stroju inverterskega tipa pa pride do dvojne pretvorbe:

1. Izmenični tok s silo, ki ne presega 5 amperov, z napetostjo 220/380 voltov in frekvenco 50 Hz se pretvori v enosmerni tok z enakimi vrednostmi.
instagram viewer
2. Nastali enosmerni tok se pretvori v izmenični tok z napetostjo nekaj deset voltov in jakostjo toka do nekaj sto amperov.

Ta preobrazba je bolj koristna, saj imajo posledične značilnosti varilnega toka visoko stabilnost in enostavno nadzorovano, kar omogoča nastavitev optimalnega načina varjenja za različne velikosti zvarjenega materiala podrobnosti.

Varilni pretvorniki so monoblok naprave, njihova glavna prednost pa je ergonomija. Za razliko od varilnih transformatorjev, vključno s tistimi, ki oddajajo enosmerni tok, se lahko prenašajo inverterji ena oseba, tisti z nizko močjo pa imajo težo le nekaj kilogramov in se zlahka obesijo ramo.

Preobrazba poteka na račun transformatorja in elektronskih mikrovezij, ki zahtevajo kakovostno hlajenje, zato je v ohišje nameščen tudi močan ventilator. Kljub navidezni zapletenosti je varilni pretvornik mogoče sestaviti z lastnimi rokami. Takšna naprava bo lahko zagotovila varjenje nič slabše od svojih tovarniških kolegov.

Načelo delovanja

Glavni element sistema je močnostni transformator z usmernikom. Njegovo sekundarno navitje je zelo vroče, zato je pri sestavljanju naprave zelo pomembno, da jo postavite na pot odhajajočega toka zraka iz ventilatorja.

Popravljeni tok prehaja skozi triodni filter z visoko preklopno frekvenco, zato lahko frekvenca sekundarnega izmeničnega toka doseže 50 kHz. Inverzna odvisnost frekvence in dimenzij električne opreme je znana že dolgo, kar je omogočilo pretvornike tako skromne velikosti. Enak princip se uspešno uporablja povsod, kjer se zahteva prihranek prostora, na primer v omrežju na krovu letala ali podmornice, se frekvenca električnega toka meri tudi v tisoč hertzih.

V varilnem transformatorju se elektromotorna sila pretvori, v inverterju pa visokofrekvenčni tokovi, kar je omogočilo znatno zmanjšanje teže transformatorja in zmanjšanje porabe materiala za njegovo proizvodnja. Za zaščito pred preobremenitvijo je na sekundarni strani nameščena varovalka, ki jo je mogoče zamenjati s sprednje plošče. Uporabnik lahko s pomočjo regulatorja prilagodi jakost toka, ki se dovaja na elektrodo, vrednost toka je prikazana na digitalnem zaslonu.

Območje uporabe

Težko si je predstavljati gradbena dela, ki ne vključujejo varjenja. Varilni inverterji so znatno razširili področje uporabe, saj imajo v nasprotju z obsežnimi transformatorskimi napravami precej velik delež mobilnosti. Danes se invertersko varjenje uporablja:

• Za varjenje delov iz železnih kovin.
• Za varjenje delov iz barvnih kovin.
• Ko je varjenje potrebno na težko prehodnih mestih, na primer v podzemnih cevovodih.
• Za varilne armature v proizvodnji.
• Za domače varjenje.

V industriji se za varjenje uporabljajo pretvorniki z avtomatskim in polavtomatskim podajanjem varilne žice, kar omogoča poenotenje procesa in zmanjšanje deleža ročnega dela.

Prednosti in slabosti

Glavna prednost inverterskih varilnih strojev je njihova velikost, saj je bilo pred tem treba kuhati na obeh stacionarni steber ali pa premaknite težak varilni transformator s pomočjo improviziranih sredstev na mesto varjenja deluje.

Zahvaljujoč dvojni pretvorbi varilni tok pretvornika ni odvisen od omrežja in zato vedno ostane na konstantnih vrednostih, kar je omogočilo, da se izognemo tako neprijetnim pojavom med varjenjem, kot so:

• Lepljiva elektroda.
• Ni obloka pri podnapetosti v omrežju.
• Prežgana ali premalo žgana kovina.

Razsmernik je vsestransko uporaben in primeren za varjenje litega železa ali barvnih kovin z ustreznimi elektrodami, kot tudi za TIG varjenje z elektrodami, ki niso potrošne. Operater ima možnost uravnavanja toka v širokem razponu.

Pomanjkljivost pretvornikov je relativno visoka cena v primerjavi s transformatorji, vendar je glede na obstoječe prednosti popolnoma odpravljena. Kot katera koli elektronika, mikrovezja naprave zahtevajo skrbno ravnanje, zato je priporočljivo občasno očistiti notranjost prahu.

Tudi elektronika lahko odpove v pogojih nizkih temperatur ali visoke vlažnosti, zato morajo biti okoliški pogoji skladni s podatki o potnem listu naprave.

Kako to narediti sami?

Čeprav so inverterski varilni aparati široko dostopni v sodobnem dizajnu, so na voljo relativno nedavno, niso nič novega. Pravzaprav je dodano le priročno digitalno upravljanje in sodobnejše elektronske komponente.

Načelo delovanja, tako kot sama naprava, je bilo razvito pred nekaj desetletji, še danes pa so pomembne številne montažne sheme. Razsmernik lahko sestavite sami, tako da imate stare električne dele, ki temeljijo na sodobnih elektronskih komponentah. Takšna naprava bo veliko cenejša od tovarniške.

Potrebni materiali in orodja

Za sestavljanje naprave boste potrebovali:

• Feritno jedro za močnostni transformator.
• Bakreno vodilo ali žica za ustvarjanje navitij.
• Pritrdilni nosilec za povezavo polovic jedra.
• Toplotno odporen električni trak.
• Ventilator računalnika.
• Tranzistorji.
• Spajkalnik, klešče, rezalniki žice.

Sheme

Do danes so vsa vezja varilnih pretvornikov poenotena in zgrajena na podlagi uporabe impulznega transformatorja in močnih MOSFET tranzistorjev.

Vsak od proizvajalcev naredi manjše spremembe v obliki lastniškega razvoja, vendar na splošno funkcionalnost naprave ni podvržena pomembnim spremembam.

Za osnovo lahko vzamemo tudi shematski diagram Jurija Neguljajeva, znanstvenika in razvijalca domačega inverterskega varilnega stroja.

Vodnik po korakih

1. Za namestitev vseh elementov morate izbrati ohišje. Priporočljivo je, da uporabite staro sistemsko računalniško enoto, saj so že predvidene prezračevalne luknje.
2. Treba je povečati trdnost ohišja, saj lahko teža enote doseže do deset kilogramov. Za to so v vogalih nameščeni kovinski vogali z navojnimi pritrdilnimi elementi.
3. Primarno navitje transformatorja - žica je navita po celotni širini okvirja, kar prispeva k stabilnemu delovanju transformatorja s padcem napetosti. Za navijanje se uporabljajo samo bakrene žice, v odsotnosti vodila je več žic povezanih v snop.
4. Sekundarni navit transformatorja je navit v več plasteh, za to uporabljajo več žic s prečnim prerezom 2 mm, povezanih v snop.
5. Med navitji je potrebna ojačana plast izolacije, ki preprečuje, da bi omrežna napetost dosegla sekundarno navitje.
6. Med jedrom transformatorja in navitji je predvidena zračna reža, ki zagotavlja kroženje zraka.
7. Ločeno je na feritnem jedru izdelan tokovni transformator, ki je med montažo pritrjen na plus linijo in priključen na nadzorno ploščo.
8. Tranzistorji morajo biti pritrjeni na radiator, vendar vedno skozi toplotno prevodno dielektrično tesnilo. To bo zagotovilo učinkovito odvajanje toplote in zaščito pred kratkim stikom.
9. Diode za usmerniško vezje so na enak način pritrjene na aluminijasto ploščo. Diodni izhodi so povezani z golo žico s prečnim prerezom 4 mm.
10. Napajalni vodniki znotraj ohišja so speljani tako, da preprečujejo kratke stike.
11. Ventilator je nameščen na zadnji steni, kar bo prihranilo prostor in omogočilo pihanje več radiatorjev hkrati.

Nastavitev stroja

Po montaži stroja je potrebna dodatna nastavitev za pridobitev pravilnih vrednosti varilnega toka in napetosti:

1. Omrežna napetost se napaja na ploščo in pogon ventilatorja.
2. Počakati je treba, da se napajalni kondenzatorji popolnoma napolnijo, nato preverite delovanje releja in se prepričajte, da na tokovnem omejevalnem uporu, nameščenem v kondenzatorskem vezju, ni napetosti, po tem zaprite.
3. S pomočjo osciloskopa se določi vrednost toka, ki ga ustvari pretvornik, za katerega se izmeri frekvenca impulzov, ki prihajajo na navitje transformatorja.
4. Način varjenja se preveri na krmilni enoti, za katero je na izhod ojačevalnika osciloskopa priključen voltmeter. V pretvornikih z majhno močjo napetost doseže približno 15 voltov.
5. Delovanje izhodnega mostu se preveri z dovajanjem napetosti 16 voltov iz napajalnika. Upoštevati je treba, da je v stanju mirovanja poraba enote približno 100 mA in to je treba upoštevati pri meritvah.
6. Delo z močnostnimi kondenzatorji se preizkuša. Napetost se spremeni iz 16 voltov na 220 voltov. Osciloskop je priključen na izhodne tranzistorje in spremlja se amplituda signala, ki mora biti identična tisti, ki smo jo testirali z zmanjšano napetostjo.

Vzdrževanje in popravilo

Za montažo, vzdrževanje in popravilo inverterskega varilnega aparata imeti morate zadostno raven znanja elektrotehnike. V odsotnosti takega in potrebe po popravilu lahko uporabnik izvaja le rutinsko vzdrževanje:

• Čiščenje naprave pred prahom - opravljeno s sesalnikom z odprtim ohišjem. Če se naprava nenehno uporablja pri gradbenih delih, je potrebno redno čiščenje.
• Zamenjava varovalke - ščiti vezje naprave pred poškodbami zaradi preobremenitve in kratkih stikov.
• Popravilo stikalnih delov na varilnih kablih.

Polavtomatski varilni stroj iz inverterja

V tehnoloških procesih je potrebno varjenje šablonskih delov in je lahko najvišje kakovosti doseči z uporabo avtomatskih in polavtomatskih varilnih strojev s podajanjem žice za varjenje. Takšno napravo lahko dobite iz domačega ali industrijskega pretvornika le, če imate ustrezno znanje in pravilno rekonfiguracijo krmilne enote.

Dejstvo je, da so napajalniki za ročno in polavtomatsko varjenje zasnovani z različnimi volt-amperi značilnosti, pretvornik, ki mu je dodan samo podajalnik žice, pa bo na koncu dobil neenakomeren šiv s raztrgani robovi.

Nasveti in triki

1. Ne smemo pozabiti, da močnostni kondenzatorji in tranzistorji v inverterskem vezju zahtevajo dodatne varnostne ukrepe, zlasti obvezno prisotnost upora za omejevanje toka. Uporaba toka brez njega lahko povzroči eksplozijo.
2. Varilnih kablov ne podaljšujte, njihova dolžina ne sme presegati 2,5 metra.