9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Размеры дросселя в китайских полуавтоматах

Доводим до ума бюджетный полуавтомат

Попал мне в руки китайский сварочный полуавтомат Vita (в дальнейшем буду называть просто ПА), в котором сгорел силовой трансформатор, просто знакомые попросили отремонтировать.

Жаловались на то, что когда ещё работал, то им невозможно было что-то сварить, сильные брызги, треск и т.д. Вот решил я его довести до толку, и заодно поделится опытом, может, кому то пригодится. При первом осмотре я понял, что трансформатор для ПА был намотан не правильно, поскольку первичная и вторичная обмотки были намотаны отдельно, на фото видно, что осталась только вторичка, а первичка была намотана рядом, (так мне трансформатор принесли).

А это значит, что такой трансформатор имеет круто падающую ВАХ (вольт амперная характеристика) и подходит для дуговой сварки, но не для ПА. Для Па нужен трансформатор с жёсткой ВАХ, а для этого вторичная обмотка трансформатора должна быть намотана поверх первичной обмотки.

Для того чтобы начать перемотку трансформатора нужно аккуратно отмотать вторичную обмотку, не повредив изоляцию, и спилить перегородку разделяющую две обмотки.

Для первичной обмотки я буду использовать медный эмалевый провод толщиной 2 мм, для полной перемотки нам хватит 3,1 кг медного провода, или 115 метров. Мотаем виток к витку от одной стороны к другой и обратно. Нам нужно намотать 234 витка — это 7 слоёв, после намотки делаем отвод.

Дальше мотаем 39 витков, делаем ещё отвод, 25 витков — отвод, и 14 витков отвод.

Первичную обмотку и отводы изолируем матерчатой изолентой. Дальше мотаем вторичную обмотку тем проводом, что мы отмотали раньше. Наматываем плотно 36 витков, шинкой 20 мм2, приблизительно 17 метров.

Трансформатор готов, теперь займемся дросселем. Дроссель не менее важная часть в ПА без которой он не будет нормально работать. Сделан он неправильно, потому что не имеет зазора между двумя частями магнитопровода. Дроссель я намотаю на железе от трансформатора ТС-270. Трансформатор разбираем и берём с него только магнитопровод. Провод того же сечения, что и на вторичной обмотке трансформатора мотаем на один крен магнитопровода, или на два последовательно соединив концы, как вам нравится. Самое главное в дросселе это немагнитный зазор, который должен быть между двух половинок магнитопровода, достигается это вставками из текстолита. Толщина прокладки колеблется от 1,5 до 2 мм, и определяется экспериментальным путём для каждого случая отдельно.

Для более устойчивого горения дуги в цепь нужно поставить конденсаторы емкостью от 20000 до 40000 мкФ и напряжение конденсаторов должно быть от 50 вольт. Схематически всё это выглядит так.

Для того что бы ваш ПА заработал нормально будет достаточно сделать выше указанные действия.
А для тех, кого раздражает постоянный ток на горелке нужно в цепь поставить тиристор на 160-200 ампер, как это сделать смотрите в видео.

Изготовление самодельного дросселя для полуавтомата

В самом простом виде дроссель — это катушка из толстого медного провода, намотанного на магнитный сердечник, которая включается в выходную цепь сварочного аппарата последовательно с электродом. Дроссель для полуавтомата необходим для сглаживания токовых пульсаций, которые возникают при краткосрочных изменениях входного напряжения и мгновенных коротких замыканиях на электроде. При выполнении полуавтоматической сварки без этого устройства высока вероятность возникновения дефектов сварного шва, т. к. при таких отклонениях в электрических параметрах проволока продолжает подаваться с неизменной скоростью.

Дроссель для полуавтомата по силам изготовить любому домашнему мастеру. Его расчет производится очень укрупненно (в основном, в части сечения проводов), а параметры самодельного дросселя подбираются регулировкой зазора сердечника в процессе пробных включений полуавтомата на разных режимах. Тем не менее, все же желательно иметь хотя бы общие представления об основных электротехнических принципах, лежащих в основе работы этого устройства, а также о конструктивных особенностях его изготовления.

Принцип работы

Работа дросселя сварочного полуавтомата основывается на так называемом «первом законе коммутации», согласно которому в катушке индуктивности ток мгновенно измениться не может. В очень упрощенном виде можно сказать, что дроссель выступает в роли своеобразного накопителя энергии, но в отличие от конденсатора он аккумулирует не напряжение, а ток. При прохождении через катушку поток электронов порождает магнитное поле, величина которого зависит не только от силы тока, но и от параметров сердечника. Путем регулирования зазора между его элементами можно управлять величиной магнитного потока и таким образом регулировать индуктивное сопротивление дросселя.

Величина индуктивности дросселя непосредственно влияет на скорость увеличения силы тока при коротком замыкании. При этом она напрямую зависит от сварочного режима полуавтомата и диаметра проволоки. В случае использования тонкой проволоки требуются более быстрое нарастание тока и, соответственно, меньшая индуктивность, чем при применении толстой проволоки. К примеру, при уменьшении диаметра проволоки в полтора-два раза индуктивность понижается в 2,5–3 раза.

Предназначение дросселя

Сварка с применением полуавтомата производится постоянным током отрицательной полярности на проволоке, толщина которой варьируется в пределах 0.5÷3.0 мм. Чем меньше ее диаметр, тем ниже значение сварочного тока и тем стабильнее горение дуги. Во время сварочного процесса расплавленный металл проволоки поступает в сварочную ванну в виде непрерывного потока капель. Этим обеспечивается стабильность дуги и качество сварочного шва. При краткосрочном образовании непрерывного потока металла возникает ток короткого замыкания, а при разрывах происходит его резкое уменьшение. Если в выходную схему полуавтомата включен дроссель, то в первом случае он препятствует мгновенному росту тока, а во втором — компенсирует падение его величины за счет «запасенной» энергии.

В сварочных полуавтоматах применяют дроссели с фиксированной, ступенчатой (см. рис. выше) или регулируемой индуктивностью. Первый тип применяется при сварке на постоянных режимах, во втором случае дроссель выполнен с несколькими отводами, а в третьем индуктивность регулируется изменением величины зазора в магнитопроводе или механическим перемещением сердечника. При нестабильном источнике внешнего питания наилучшим вариантом для полуавтомата является регулировка зазором, так как она позволяет опытным путем подбирать сварочный режим с устойчивой дугой и без разбрызгивания металла. А оптимальный метод решения проблемы стабильности и качества сварочного процесса — это использование в полуавтомате дросселя в сочетании со схемой вольтодобавки на входном трансформаторе.

Как рассчитать сечение провода обмотки

Для расчета сечения и выбора подходящего провода в первую очередь необходимо определить предельную плотность тока. Ее величина зависит от материала проводника и временно́го режима работы полуавтомата, который определяется паспортным значением параметра ПН (ПВ) — продолжительности нагружения. Формула расчета плотности тока по величине ПН выглядит так:

Здесь Jп — плотность тока в А/мм² для заданной в процентах величины ПН, а J — при долговременных режимах.

Для медных проводников трансформаторов и дросселей J обычно принимают равной 3,5 А/мм².

При использовании алюминиевых проводов необходимо применять понижающий коэффициент 1,6 (см. таблицу).

ПН (%)JпПН (%)JпПН (%)Jп
Медь207.8405.5604.5
Алюминий4.93.52.8

Чтобы определить сечение провода (S) для намотки дросселя полуавтомата, необходимо паспортное значение максимального тока (I max) разделить на Jп. К примеру при I max=150 А и ПН=40% сечение медного провода будет равно 27 мм². Точный тип проводника (провода или шинки) выбирается по справочнику с округлением в большую сторону.

Вычисление количества витков производится по формуле с использованием габаритов сердечника, которые также определяются расчетным путем. Но народные умельцы всего этого, как правило, не делают, т. к. собирают дроссель для полуавтомата на основе имеющегося в наличии магнитопровода. Обычное количество витков у такого изделия при токе 150–200 А — несколько десятков (40÷60). В отличие от величины сечения ошибка здесь не очень критична. В худшем случае она может привести к тому, что качество сварки не улучшится.

Что потребуется для изготовления

Для того чтобы изготовить дроссель для полуавтомата своими руками, в первую очередь следует сделать требующиеся расчеты, а затем подготовить необходимые материалы и инструмент. В процессе работы потребуются:

  • паяльник (от 100 Вт) с принадлежностями;
  • слесарные тиски;
  • пассатижи, круглогубцы, молоток и пр.;
  • сердечник и корпус катушки;
  • гетинакс (или подобное) для зазоров;
  • лакоткань;
  • киперная лента;
  • эпоксидка или клей;
  • медный или алюминиевый провод (или шинка);
  • две клеммы под винт.

Кроме того, необходим брусок для закрепления корпуса катушки, а также кусочки любого пластика или дерева для ее расклинивания.

Пошаговая инструкция по сборке дросселя своими руками

Для изготовления сварочного дросселя не требуется никаких схем или чертежей. Все достаточно понятно и очевидно, нужно только знать, сколько витков и каким проводом предстоит намотать. В качестве сердечника можно использовать любой набор трансформаторного железа, вплоть до пакета прямоугольных пластин. Однако наилучшим вариантом будет использование сердечника типа ПЛ, т. к. он собирается из двух монолитных С-образных половинок и зазоры между ними можно использовать для регулировки индуктивности будущего дросселя.

Такие сердечники массово использовались и применяются в блоках питания радиоаппаратуры еще с советских времен. Поэтому найти старый трансформатор (например, типа ТС) мощностью 200–300 Вт, наверное, не будет очень сложной задачей. Очень удобно для регулировки зазора еще и то, что такой сердечник стягивается специальным хомутом с винтовым соединением (см. рис. ниже).

Провод или шинку можно использовать любые (но лучше все-таки медные), главное, чтобы сечение соответствовало расчетному.

Намотка и установка дросселя

При разборке старого трансформатора необходимо очень аккуратно снять катушки, освободить их от проводов и зачистить до блеска место соединения половинок сердечника. Далее последовательность действий выглядит так:

  1. Надеть катушку на деревянный брусок, закрепить его тиски и намотать на катушку в один-два слоя киперную ленту, а поверх нее — лакоткань. Затем аккуратно, виток к витку, намотать первый слой проводов (получится около 8–12 витков в зависимости от толщины и зазоров). Действовать надо очень осторожно, т. к. провода жесткие, а катушка сделана из тонкого и хрупкого гетинакса.
  2. Поверх первой слоя витков намотать лакоткань, предварительно промазав ее лаком. Классический вариант – это бакелитовый лак, но можно взять и любой другой, например паркетный. Намотать второй слой витков, также укрыть его лаком и лакотканью. Аккуратно отогнуть выходной конец.
  3. Все то же самое сделать со второй катушкой, затем обе их тщательно просушить. Подготовить две пластинки гетинакса (или другого изолирующего пластика) толщиной 1–2 мм по размеру стыка половинок сердечника.
  4. Надеть на одну из половинок сердечника обе катушки, уложить изолирующие прокладки и вставить вторую половину. Тщательно стянуть сердечник хомутом.
  5. Соединить катушки последовательно скруткой с пайкой или винтом (предварительно залудив), а затем место соединения изолировать.
  6. Концы катушек, предназначенные для подключения, зафиксировать на хомуте, а затем припаять к ним клеммы.

При проверке дросселя с полуавтоматом необходимо попробовать его в разных режимах, и в зависимости от ситуации увеличить или уменьшить индуктивность, заменяя прокладки в зазоре сердечника.

В известной книге В. Я. Володина «Современные сварочные автоматы своими руками» приводится классический расчет количества витков в обмотке дросселя. Для домашнего мастера подошел бы более упрощенный вариант определения числа витков, пусть даже их число будет приблизительным. Если кто-то знает источники с такими методиками или сам может описать, как это сделать, поделитесь, пожалуйста, в комментариях к статье.

Сварочный полуавтомат 30А — 160А своими руками

Технические данные нашего сварочного аппарата — полуавтомата:
Напряжение питающей сети: 220 В
Потребляемая мощность: не более 3 кВа
Режим работы: повторно-кратковременный
Регулирование рабочего напряжения: ступенчатое от 19 В до 26 В
Скорость подачи сварочной проволоки: 0-7 м/мин
Диаметр проволоки: 0.8 мм
Величина сварочного тока: ПВ 40% — 160 А, ПВ 100% — 80 А
Предел регулирования сварочного тока: 30 А — 160 А

Всего с 2003 года было сделано шесть подобных аппаратов. Аппарат, представленный далее на фото, работает с 2003 года в автосервисе и ни разу не подвергался ремонту.

Содержание / Contents

↑ Внешний вид сварочного полуавтомата


Вообще


Вид спереди


Вид сзади


Вид слева

↑ Схема и детали сварочника

В качестве выключателя питания и защиты применен однофазный автомат типа АЕ на 16А. SA1 — переключатель режимов сварки типа ПКУ-3-12-2037 на 5 положений.

Резисторы R3, R4 — ПЭВ-25, но их можно не ставить (у меня не стоят). Они предназначены для быстрой разрядки конденсаторов дросселя.

Теперь по конденсатору С7. В паре с дросселем он обеспечивает стабилизацию горения и поддержания дуги. Минимальная емкость его должна быть не менее 20000 мкф, оптимальная 30000 мкф. Были испробованы несколько типов конденсаторов с меньшими габаритами и большей емкостью, например CapXon, Misuda, но они себя проявили не надежно, выгорали.

Силовые тиристоры на 200А взяты с хорошим запасом. Можно поставить и на 160 А, но они будут работать на пределе, потребуется применение хороших радиаторов и вентиляторов. Примененные В200 стоят на не большой алюминиевой пластине.

Реле К1 типа РП21 на 24В, переменный резистор R10 проволочный типа ППБ.

При нажатии на горелке кнопки SB1 подается напряжение на схему управления. Срабатывает реле К1, тем самым через контакты К1-1 подается напряжение на электромагнитный клапан ЭМ1 подачи кислоты, и К1-2 — на схему питания двигателя протяжки проволоки, и К1-3 — на открытие силовых тиристоров.

Переключателем SA1 выставляют рабочее напряжение в диапазоне от 19 до 26 Вольт (с учетом добавки 3 витков на плечо до 30 Вольт). Резистором R10 регулируют подачу сварочной проволоки, меняют ток сварки от 30А до 160 А.

При настройке резистор R12 подбирают таким образом, чтобы при выкрученном R10 на минимум скорости двигатель все же продолжал вращаться, а не стоял.

При отпускании кнопки SB1 на горелке — реле отпускает, останавливается мотор и закрываются тиристоры, электромагнитный клапан за счет заряда конденсатора С2 еще продолжает оставаться открытым подавая кислоту в зону сварки.

При закрытии тиристоров исчезает напряжение дуги, но за счет дросселя и конденсаторов С7 напряжение снимается плавно, не давая сварочной проволоке прилипнуть в зоне сварки.

↑ Мотаем сварочный трансформатор

Начинаем намотку — первичка. Первичка содержит 164 + 15 + 15 + 15 + 15 витков. Между слоями делаем изоляцию из тонкой стеклоткани. Провод укладывать как можно плотнее, иначе не влезет, но у меня обычно с этим проблем не было. Я брал стеклоткань с останков всё того же дизель-генератора. Все, первичка готова.

Продолжаем мотать — вторичка. Берем алюминиевую шину в стеклянной изоляции размером 2,8×4,75 мм, (можно купить у обмотчиков). Нужно примерно 8 м, но лучше иметь небольшой запас. Начинаем мотать, укладывая как можно плотнее, мотаем 19 витков, далее делаем петлю под болт М6, и снова 19 витков, Начала и концы делаем по 30 см, для дальнейшего монтажа.
Тут небольшое отступление, лично мне для сварки крупных деталей при таком напряжении было маловато току, в процессе эксплуатации я перемотал вторичную обмотку, прибавив по 3 витка на плечо, итого у меня получилось 22+22.
Обмотка влезает впритык, поэтому если мотать аккуратно, все должно получиться.
Если на первичку брать эмальпровод, то потом обязательно пропитка лаком, я держал катушку в лаке 6 часов.

Собираем трансформатор, включаем в розетку и замеряем ток холостого хода около 0,5 А, напряжение на вторичке от 19 до 26 Вольт . Если все так, то трансформатор можно отложить в сторону, он пока нам больше не нужен.

Вместо ОСМ-1 для силового трансформатора можно взять 4шт ТС-270, правда там немного другие размеры, и я делал на нем только 1 сварочный аппарат, то данные для намотки уже не помню, но это можно посчитать.

↑ Будем мотать дроссель

Берем трансформатор ОСМ-0,4 (400Вт), берем эмальпровод диаметром не менее 1,5 мм (у меня 1,8). Мотаем 2 слоя с изоляцией между слоями, укладываем плотненько. Дальше берем алюминиевую шину 2,8×4,75 мм. и мотаем 24 витка, свободные концы шины делаем по 30 см. Собираем сердечник с зазором 1 мм (проложить кусочки текстолита).
Дроссель также можно намотать на железе от цветного лампового телевизора типа ТС-270. На него ставится только одна катушка.

У нас остался еще один трансформатор для питания схемы управления (я брал готовый). Он должен выдавать 24 вольта при токе около 6А.

↑ Корпус и механика

В подкатушечнике для создания тормозного усилия применена пружина, первая попавшаяся под руку. Тормозной эффект увеличивается сжиманием пружины (т. е. закручиванием гайки).



↑ Файлы

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, учредитель журнала «Датагор»

Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, учредитель журнала «Датагор»

Zig23 › Blog › Полуавтомат своими руками ))

Всем привет!В одном посте все не описать, но главное понять основы и заиметь желание после этого всё получится!
Все началось с того что как то давно я варил гнилые лонжероны на своей копейке обычной электродуговой сваркой переменным током несколько режимов сварки на ней было из разряда либо дыра либо хрен дугу поймаешь, но все же они были заварены за два прихода и два дня «погони за стаей зайцев» после чего стал бережнее относиться к глазам)).В тот раковой момент и закралась идея о покупке полуавтомата. Долго она во мне сидела и вот настал момент когда решил я что она мне необходима. Побрел по магазинам в его поисках. Цены конечно разные были, но покрутив пару десятков аппаратов понял что китайгавно брать не буду и решил откладывать деньгу на нормальный аппарат. Приехав как то к брату разговорились об сварке и он мне показал свой сварочник (больше конечно магазинного зато сам и сам может починить) .И тут я понял что и мне это вполне под силу.
Извиняюсь за длинное предисловие но что то меня понесло. Ну приступим к делу пожалуй.
Силовой трансформатор мотал на тороидальном сердечнике так как он компактнее и имеет лучшие характеристики в отличии от Ш и П образных. Тор собирал из пары лент трансформаторного железа, а внутрь укладывал пластины от Ш образного трансформатора размером 7*30 см. вот с ним то я и нае**лся вдоволь. Потом все это добро пропитал паркетным лаком (что бы не гудел) просушил обклеил картоном и обмотал полоской обычной ткани. Первичную обмотку мотал скрученным проводом (брал старые обмотки от двигателей холодильных компрессоров и скручивал по 4 провода толщина каждого 0.67 мм) толщиной 2,68 скручивал дрелью не вручную (так бы до сих пор скручивал).Мотал челноком по кругу стараясь делать витки как можно равномернее. После каждого слоя обматывал тканью и сверху мотал новый слой. Начало пометил кусочком белой изоленты с буквой Н. Первый отвод делал на 180-м витке и далее через каждые 5 витков отвод для плавной регулировки. Провод кончился на 257 витке. Все хорошо обмотав тканью подключил к сети транс. работал тихо замерил напряжение витка на вторичной вышло около двух вольт виток. Вторичную обмотку мотал алюминиевой шиной сечением 24 мм2 на полуавтомат вывел несколько отводов 12,18,24 вольта, а на электродуговую 50 вольт (делал две сварки в одном корпусе изначально хотел еще и точечную туда добавить но не хватило места в торе для третей толстой обмотки) с первого и последнего витка вывел их сразу на разъемы(как на инвентарных сварках).Питающий транс. Тоже был собран на торе первичная обмотка 414 витков провода 0.45 мм (взят с экрана кинескопа старого цветного телевизора). Вторичная
обмотка моталась обычным проводом в изоляции сечением 1,5 мм2 .Питающая обмотка моталась отдельно до получения 14.8 вольт так как выпрямив через мост будет как раз 12.5 (для питания реле, электроклапана, контактора).Питающая обмотка для подачи проволоки от 3 до 22 вольт с шагом в один вольт для плавной подачи. Мотор привода проволоки использован с дворников ваз классики, валик протяжки диаметром 30 мм с внутренней резьбой под резьбу шпинделя мотора. На валике протяжки две проточки под 0.8 и 1.2 проволоку. Реле использовал автомобильные для дальнего света, а для запуска силового трансформатора контактор (вместо него можно использовать два соединенные параллельно реле дальнего света).Силовые диоды использовал 2 шт. В200 и 2шт. ВЛ200 особой разницы в их характеристиках нет зато удобнее в монтаже (кто собирал тот поймет) в качестве радиаторов охлаждения для них был использован кусок алюминиево уголка 80*80 (хотя даже летом при жестких условиях сварки они ни грелись).Электроклапан использовал от ваз 2107 (пневмоклапан).С держаком не мудрил купил на рынке самый дешевый за 1200 руб. Галетники мощные покупал на радио рынке. Дроссель мотал на сердечнике из трансформаторного железа 4*6*10 см. алюминиевым проводом сечение 25 мм2 96 витков. Конденсаторы для сглаживания параллельная спайка из 3 штук 20000 мкф на 50 вольт в сумме 60000 мкф. Диодные мосты собирал из диодов Д242Б. Подающий механизм объяснять смысла нет их вариантов куча делаешь какой нравится. Мой вариант сырой делался временно в итоге уже почти год работает и думаю не будет модернизироваться пока не накроется (правду говорят: нет ничего постояннее чем временное).

P.S. Если кто надумает собирать сварочник сам настоятельно рекомендую полазить по спец форумам там все разжевано и много разных схем. Я использовал наипростейшую схему предложенную братом (правда почти всю ее переделал под себя) в ней минимум электроники в отличии от других схем что упрощает в изготовлении и поиске неисправности.

PPS. Больше читаем меньше бухаем)) ведь знание сила. Всем удачи!

Пошаговая инструкция по изготовлению сварочного полуавтомата своими руками

Сварочный автомат – специальный прибор, предназначенный для сварочного соединения металлических изделий. Аппараты изготавливаются с различными параметрами, но независимо от типа, наиболее важный элемент конструкции – инверторный механизм.

Для стабильной работы требуется, чтобы инвертор обладал высоким качеством, требуемой функциональностью, был для пользователя безопасным.

Приборы известных марок отличаются высокой стоимостью, а китайские не вызывают доверия у потребителей. Потому некоторые сварщики предпочитают изготавливать сварочный полуавтомат своими руками по простым схемам и технологии изготовления.

Что потребуется?

В состав аппарата-самоделки включаются:

  • механизм, управляющий характеристиками выходящего тока;
  • блок питания;
  • горелки;
  • зажимные приспособления;
  • резиновые рукава;
  • телега.

Для сборки прибора полуавтоматической сварки своими руками будут нужны:

  • устройство для проволоки-присадки;
  • гибкий шланг для подачи под требуемым давлением порошка либо газа к зоне сварного соединения;
  • катушка;
  • электронный узел для управления прибором.

Принцип работы

Процесс производства сварки полуавтоматом состоит в:

  • передвижение и регулировка работы горелки;
  • контролировании процесса сварки.

Главная функция инверторного полуавтомата – трансформация переменного тока, получаемого от сети, в постоянный. Длина и качество дуги зависит от напряжения, а темп поступления присадки определяется по сварному току.

Принцип действия любого сделанного своими руками полуавтомата такой:

  • продувка для устранения засоров, препятствующих стабильной подаче газа;
  • включение питающего блока;
  • подача присадки;
  • функционирование инвертора в заданном темпе;
  • укрытие шва и заваривание образованного кратера.

На завершающем этапе при необходимости выполняется ручная зачистка места соединения или наплавки, обеспечивается защита шва и заваривание кратера.

Созданный план

Перед производством сварочного полуавтомата своими руками составляется план действий на каждом этапе работы. Это позволит повысить скорость монтажа и определить требуемые приспособления и изделия.

Сначала надо определиться с принципиальной электрической схемой полуавтомата.

Далее нужно задуматься о том, какое устройство или прибор использовать как корпус для компактной установки электронной начинки и механизмов.

Затем нужно проанализировать габариты требуемых для сборки деталей, обдумать их размещение внутри корпуса. Для примера, если есть время, можно изготовить объемные прототипы деталей и расположить их в подходящем по объему пространстве по принятой схеме сварочного полуавтомата.

Подготовка трансформатора

Трансформатор составляет пара катушек с обмоткой из изолированной проволоки, одна обвивка – первичная, иная – вторичная.

Для переделки инверторного прибора изменяется только вторичная катушка. Ее нужно переделать для сокращения вольтажа и повышения силы тока. Для этого снимается имеющаяся обвивка и наматывается новая из покрытого изоляцией кабеля.

Число и толщину витков можно определить на специализированных онлайн-сервисов.

По завершении укладки провода обмотки покрываются изолирующим материалом.

Источник питания

В конструкцию полуавтомата обязательно входит питающий блок. Можно поставить выпрямитель, преобразователь либо инвертор.

Так как электрический ток к сварочнику поставляется из сети с тремя фазами, то лучше применить для этого инвертор.

Плата управления

Для корректирования функционирования полуавтомата требуется электронная плата, составленная из таких деталей:

  • генератора с преобразователем;
  • ведущий блок реле;
  • блоки обратной связи, ответственные за приход электротока в самодельный полуавтомат и выходящее напряжение;
  • термозащитный узел;
  • блок антизалипания.

Выбор корпуса

Коробка для полуавтомата-самоделки должен иметь такой объем, чтобы вместить части, но, легким, поддающимся быстрой очистке. Также не должно возникать затруднений при его открывании и закрывании.

Для изготовления корпуса многими сварщиками считается оптимальным вариантом использование системного блока от старого компьютера. Он компактен, обладает эстетичным внешним видом. Так как системник изготовлен из тонкостенного металла или пластика, в нем можно легко устроить требуемые вырезы. К тому же, присутствует установленный питающий блок напряжением 12 В, соответствующий для питания газового клапана при MIG-сварке. По технологии MMA, напряжения хватит для того, чтобы подавать проволоку в область сварки.

Совмещение катушек

В корпус сначала укладывается преобразователь, затем совмещаются катушки. Первичная обвивка подключается по параллельной схеме, вторичная –по порядку элементов.

Совмещение по этому принципу позволяет воспринимать ток величиной 60 А с выходным напряжением 40 В.

Система охлаждения

При продолжительной непрерывной эксплуатации полуавтомат подвержен сильному перегреванию, что ведет к неисправностям и необходимости ремонта аппарата. Потому его нужно оснастить охлаждающей системой, состоящей из термодатчика, определяющего порог допустимой для функционирования температуры, и кулеров.

Для создания системы охлаждения можно приобрести оптронную пару, подключающуюся к блоку управления аппаратом. При превышении установленного предела, от датчика на исполнительное реле поступит сигнал, отключающий подачу электроэнергии до охлаждения сварочника.

Самым простым вариантом является использование вентиляторов, которые следует прикрепить с обеих сторон корпуса перед трансформаторным прибором. Закрепляются вентиляторы так, чтобы они крутились не на приток воздуха, а на вытяжку.

В качестве охладительной системы можно задействовать кулеры, демонтированные из непригодного компьютера или иного устройства. Для обеспечения выведения и подачи внутрь кислорода, по бокам следует просверлить 20-30 отверстий размером от 5 мм.

Ремонт/доработка устройства скорости подачи электродной проволоки

Сделанный из инвертора полуавтомат чаще всего требует поступления проволоки-присадки размером 0,8, 1,0, 1,2 либо 1,6 мм. Для корректирования темпа ее подачи можно купить заводской механизм, продающийся совместно с горелкой. Но при наличии свободного времени и нужных деталей устройство делается самостоятельно согласно такому описанию.

Для сборки потребуется:

  • моторчик от дворников из автомашины;
  • пара подшипников;
  • цилиндр окружностью 25 мм;
  • две текстолитовые пластинки.

Подшипники ставятся на пластины, прислоняются к размещенному на валу моторчика цилиндрическому стержню. Прижатие производится посредством пружинки. Поступление проволоки происходит по расположенным между роликом и подшипниками направляющими.

Весь механизм монтируется на текстолитовой пластинке толщиной 8-10 мм.

Для регулировки поступления присадки применяется механизм, смонтированный на базе тиристорной схемы без конденсатора. Диодный мост можно подобрать любой конфигурации, выдающий ток свыше 10 А.

Дроссель

Для самостоятельной намотки дросселя нужно подобрать какой-либо трансформатор с подходящими размерами. Для таких целей можно использовать старый преобразователь от лампового телевизора, мощностью более 250 Вт.

На замкнутом сердечнике овальной формы, состоящем из двух половин, имеется две катушки. Преобразователь следует разобрать, катушки демонтировать и удалить с них имеющийся провод. Для облегчения процесса намотки можно использовать плоскую медную шинку.

Затем сердечник вновь монтируется, катушки возвращаются на свои точки и соединяются последовательно. Между частями сердечника устанавливается прокладка из текстолита толщиной 1,5 мм.

Горелка

Горелка требуется для подачи дугового напряжения, газа либо присадочной проволоки в область сваривания. Устройство замыкает цепь, управляет подачей проволоки или газа.

Баллон

Для поступления в область сварочной дуги защитной среды газа следует подобрать баллон стандартной конфигурации.

При применении углекислоты подойдет и баллон от огнетушителя, предварительно установленный на подставку. Рупор следует удалить. Для установки редуктора понадобится переходник, потому как резьба горла огнетушителя не совпадает с его резьбой.

Режимы сварки с применением углекислого газа представлены в таблице.

Тележка

Как и сварочный ПА своими руками, так и телегу можно смонтировать из уже готовых частей или с нуля из имеющихся материалов. Можно собрать тележку, состоящую из одного или нескольких уровней по одному из доступных чертежей.

На верхней приставке удобной хранить инструмент и материалы, требующиеся для работы. Колеса тележки во избежание застревания в мягком грунте и облегчения передвижения должны иметь диаметр не менее 50 мм.

Переделка

Перед тем как сделать полуавтомат из инвертора, прибор, например, серии Циклон, нужно подвергнуть переустройству его токовый преобразователь.

На катушки преобразователя накручивается медная полоска, укрытая термобумагой. Простой толстый кабель применять не рекомендуется, потому как под нагрузкой он будет греться. С температурным воздействием охладители могут не совладать, из-за чего перегревается и отключается весь аппарат.

Вторичная обвивка создается из трех слоев, они хорошо изолируется фторопластовой лентой. Окончания одной обвивки спаиваются для улучшения проводимости.

Осциллограммы напряжения, прямого и обратного тока представлены на рисунке.

Любой из аппаратов не серийного изготовления восприимчив к влиянию грязи и пыли. Потому эти приборы необходимо чистить не реже одного раза в квартал. Периодичность чисток принимается в соответствии с интенсивностью работ. В противном случае не избежать частых ремонтов.

Основное преимущество полуавтоматов – компактные размеры и небольшой вес. Не менее важным считается и возможность работы как на постоянном, так и на переменном токе. Аппараты могут применяться для сваривания цветных металлов и чугуна.

К недостаткам приборов можно отнести использование в ограниченном температурном диапазоне – при показаниях термометра выше -15°С. Из-за этого полуавтоматы не годятся для северных районов и не могут полноценно работать в зимний период. Инверторные полуавтоматы применяются преимущественно в теплое время либо в отапливаемых помещениях.

Изготовление дросселя для сварочного аппарата своими руками

Понижающий трансформатор является основой простейшего сварочного аппарата. Более сложным является сварочный аппарат, у которого на выходе имеется выпрямитель, который переменное напряжение преобразует в постоянное. Такие сварочные аппараты называют выпрямителями.

Трансформаторы бывают трех видов: тороидальный, стержневой и броневой, различия между ними можно увидеть на рисунке выше.

Самым сложным является сварочный аппарат, преобразующий входную частоту сети питания 50 Гц сначала в постоянное напряжение, как у выпрямителей, с последующим преобразованием его в переменное, частота которого измеряется уже килогерцами. Это инвертор.

Сделать своими руками инвертор по силам только тому, кто хорошо разбирается в радиоэлектронике и в используемой там элементной базе. Для этого специалиста не нужно объяснять, для чего нужен дроссель и где его место в схеме. А неподготовленному человеку целесообразно объяснить, что такое трансформатор и выпрямитель к нему.

Расчет сечения проводов первичной обмотки трансформатора

Схема устройства сварочного трансформатора.

Теория трансформаторов сложна тем, что она основана на законах электромагнитной индукции и других явлений магнетизма. Однако, не используя сложный математический аппарат, можно пояснить, как работает трансформатор и можно ли его собрать самостоятельно.

Вручную трансформатор можно намотать на металлическом сердечнике, собранном из пластин трансформаторной стали. Проще выполнить намотку на стержневой или броневой сердечник, чем на тороидальный. Сразу же следует обратить внимание, что на изображении хорошо видна разница в толщине проводов: тонкий провод расположен непосредственно на сердечнике, и в нем явно видно большее количество витков. Это первичная обмотка. Более толстый провод и с меньшим количеством витков — это вторичная обмотка.

Не учитывая потери мощности внутри трансформатора, рассчитаем, каким должен быть ток I1 в его первичной обмотке. Идеальное напряжение сети равно U=220 В. Зная потребляемую мощность, например, P=5 кВт, имеем:

По току в первичной обмотке трансформатора определяем диаметр провода. Плотность тока для бытового сварочного трансформатора должна быть не более 5 А/мм 2 сечения провода. Следовательно, для первичной обмотки потребуется провод сечением S1=22,7:5=4,54 мм 2 .

По сечению провода определяем квадрат, его диаметр d без учета изоляции:

d 2 =4S/π=4×4,54/3,14=5,78.

Извлекая корень квадратный, получаем d=2,4 мм. Эти расчеты выполнены для медных жил провода. При намотке проводов с алюминиевым сердечником полученный результат необходимо увеличить в 1,6-1,7 раза.

Для первичной обмотки применяют медный провод, изоляция которого должна хорошо выдерживать высокие температуры. Это стеклотканевая или хлопчатобумажная изоляция. Подойдет резиновая и резинотканевая изоляция. Провода, имеющие ПВХ изоляцию, применять не следует.

Расчет сечения проводов вторичной обмотки трансформатора

Схема трансформатора с первичной и вторичной обмоткой.

Напряжение на выходе трансформатора сварочного аппарата в отсутствие сварочной дуги (режим холостого хода) обычно составляет 60-80 В. Чем выше напряжение холостого хода, тем надежнее зажигается дуга. Напряжение же сварочной дуги обычно в 1,8-2,5 раза меньше, чем напряжение холостого хода.

Внимание. О том, что в отсутствие дуги напряжение на выходе трансформатора опасно для жизни, необходимо помнить постоянно.

Для сварки в быту обычно используют электрод диаметром 3 мм, которому достаточно обеспечить ток дуги примерно в 150 А. При напряжении холостого хода, равном 70 В, напряжение дуги будет равно примерно 25 В, и потребляемая мощность Р сварочного аппарата должна быть не менее

Р=25×150=3750 Вт =3,75 кВт.

Целесообразно рассчитывать трансформатор на большую мощность, то есть больший ток сварочной дуги. Например, при токе дуги в 200 А потребляемая мощность составит примерно 5 кВт. Вот на такую мощность и следует рассчитать трансформатор.

Напряжение однофазной сети в доме должно быть равным 220 В, но оно может изменяться на ±22 В. Это одна из причин, из-за которой может изменяться ток дуги и потребуется его регулировать.

Сечение провода во вторичной обмотке трансформатора определяют исходя из плотности тока, равной 5 А/мм 2 . Для тока в 200 А сечение провода равно 40 мм 2 , то есть это может быть только шина, которую наматывают с послойным изолированием. По существующим типовым размерам можно подобрать требуемую шину и по длине, и по поперечному сечению.

Типовые размеры медных шин, выпускаемых промышленностью:

Схема изготовления сварочного дросселя

  • длина от 0,5 до 4 м с интервалом 0,5 м;
  • ширина от 2 до 60 см с интервалом 1 см (при ширине от 4 до 10 см) и с интервалом 5 см (при ширине от 10 до 60 см);
  • толщина от 3 до 10 мм.

Можно воспользоваться и многожильным проводом, сечение которого соответствует рассчитанному значению. Для увеличения сечения провод можно сложить вдвое или втрое. Для алюминиевого провода сечение необходимо увеличить в 1,6-1,7 раза.

Для дросселя, который включают на выходе трансформатора, сечение провода должно быть таким же, как и во вторичной обмотке трансформатора.

Выпрямитель для сварочного аппарата

Электрическая схема выпрямителя сварочного аппарата.

Для сварки на постоянном токе к выходной обмотке трансформатора необходимо присоединить преобразователь переменного тока в постоянный. Такое устройство называют выпрямителем, поэтому и сварочный аппарат с этим устройством называют выпрямителем.

Верхний график представляет синусоидальное напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора. Горизонтальная ось t — это ось времени. Временной интервал между нулевыми значениями напряжения определяют периодом колебаний. Он состоит из положительного и отрицательного полупериодов.

Видно, что ток не постоянный, а пульсирующий. Уменьшить пульсацию можно только путем увеличения емкости конденсатора.

Для регулирования тока дуги дроссель необходимо включить между выходом трансформатора и точкой 3 выпрямителя.

Способы регулирования тока сварочной дуги

Рассмотрим один из способов регулирования тока сварочной дуги, основанный на применении дросселя во вторичной обмотке трансформатора. Регулируют ток дуги путем изменения воздушного зазора, предусмотренного в сердечнике, на котором выполнена намотка шины.

Рассмотрим три режима, в котором может находиться трансформатор.

Схема холостого хода и короткого замыкания трансформатора.

  1. Режим холостого хода. Переменное напряжение подано на вход трансформатора. Во вторичной обмотке индуцируется ЭДС, но ток в выходной цепи отсутствует.
  2. Режим нагрузки. В результате зажигания дуги она замыкает выходную цепь, состоящую из вторичной обмотки трансформатора и обмотки дросселя. Протекает ток, величина которого определяется индуктивным сопротивлением этих обмоток. Если бы не было дросселя, то ток был бы максимальным. Степень воздействия зависит от размеров воздушного зазора в стержне, на который намотана обмотка.
  3. Режим короткого замыкания. Это момент касания электродом свариваемых частей заготовки. В сердечнике трансформатора создается переменный магнитный поток, и во вторичной обмотке индуцируется ЭДС. Ток в цепи определяется величиной индуктивного сопротивления дросселя и вторичной обмотки трансформатора.

При увеличении зазора сопротивление возрастает. Это приводит к уменьшению магнитного потока и, соответственно, к уменьшению индуктивного сопротивления катушки дросселя и общего сопротивления цепочки. Ток дуги возрастает. Такой способ позволяет плавно регулировать ток.

Схема трансформатора в сборе.

Однако подвижная система имеет тот недостаток, что в результате вибрации металла при прохождении по катушке переменного тока она становится не очень надежной.

Можно, жертвуя плавностью регулировки, делать ее ступенчатой. Для этого необходимо сделать дроссель так, чтобы в магнитопроводе не было воздушного зазора. В процессе намотки через определенное количество витков необходимо делать отводы. В этом варианте ток можно регулировать ступенчато, через контакты, которые необходимо делать мощными в расчете на прохождение тока в сотни ампер.

Существует еще одна причина, по которой необходимо включение дросселя для создания условий нормальной ручной сварки.

Характеристику зависимости напряжения дуги от ее тока называют падающей. Неопытному сварщику придется поверить, что такая зависимость полезна при сварке, если трудно выдерживать неизменное расстояние между электродом и свариваемыми частями. Чтобы обеспечить такую характеристику, индуктивного сопротивления только вторичной обмотки трансформатора недостаточно. Непосредственная задача дросселя для сварочного аппарата — прибавить недостающее сопротивление.

Как сделать дроссель и намотать его правильно?

Для намотки катушки дросселя можно воспользоваться магнитопроводом серии UI. В таблице 1 приведены размеры, соответствующие максимальным значениям параметров а и b.

Наименованиеa, ммb, ммc, ммd, ммe, ммf, ммh, ммi, ммk1, ммk2, ммОтверстия, мм
UI 9090120903030307,860151054
UI 12012016012040404011,080201404

Прежде чем делать намотку, необходимо изолировать ярмо. В процессе намотки ее направление не меняют. Очередной слой изолируют от предыдущего хлопчатобумажной изоляцией. Можно использовать стеклоткань или картон, предназначенный для изоляции. Изоляционную прокладку пропитывают бакелитовым лаком. Если при намотке делают выводы, то их следует сразу же маркировать.

Ступенчато регулировать ток сварочной дуги можно путем включения на выходе нагрузочного омического сопротивления в виде спирали из нихрома, с периодическими отводами. Однако этот метод неудобен из-за возможно большого нагрева нити (даже докрасна).

Для плавной регулировки создают подвижные обмотки трансформатора. Меняя расстояние между первичной и вторичной обмоткой, изменяют величину магнитного потока и, следовательно, сопротивление во вторичной обмотке трансформатора.

Но для сварочного аппарата, используемого в быту, наиболее подходящим является метод плавной регулировки с применением дросселя.

Читать еще:  Когда нельзя уволить за неоднократное неисполнение
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector