Схема инверторного полуавтомата своими руками: Полуавтомат из инвертора своими руками: схема, видео, фото
alexxlab | 18.07.2023 | 0 | Разное
схема самодельного аппарата из инвертора
Изготовить своими руками под силу любому человеку, который неплохо разбирается в электротехнике. Все, что понадобится в выполнении поставленной задачи – определенный комплект деталей и инструментов.
Давайте рассмотрим процесс создания подобного аппарата более подробно.
Содержание
- Принцип работы сварочного полуавтомата
- Особенности изготовления сварочного полуавтомата
- Что потребуется?
- Схема полуавтомата
- Особенности подготовки трансформатора
- Выбор корпуса
- Плата управления
- Совмещение катушек
- Система охлаждения
- Ремонт или доработка устройства скорости подачи электродной проволоки
- Итог
Принцип работы сварочного полуавтомата
Суть работы данного агрегата сводится к следующему принципу: на выпрямитель подается ток, в результате чего появляется пульсирующее напряжение, сглаживающееся фильтром. В результате указанных процессов на выходе получается постоянный ток.
Затем, с помощью специальных транзисторов, постоянный ток обратно преобразуется в переменный. Однако его частота уже отличается от исходной, соответствующей сетевой. Обычно ее величина составляет двадцать герц и выше.
Напряжение в это же время становится меньшим и составляет 70-90 В, а сила тока возрастает вплоть до двухсот ампер.
Исходя из описанных выше параметров, становится ясно: самодельные сварочные полуавтоматы способны обеспечить такие же характеристики, как большая часть других аналогичных устройств.
С другой стороны подобные агрегаты не лишены и недостатков. В их конструкции предусмотрено наличие сложных электросхем, а значит ремонт данных приборов более сложен.
Полуавтомат для сварочных работ.Если было принято решение сделать своими руками, тогда следует, в первую очередь, определиться с некоторыми его функциями. Например, существенным фактором будет наличие или отсутствие возможности работы в среде защитных газов.
Современные приборы располагают данной функцией и обеспечивают работу в режиме MMA.
Конечно же, сваривание в отсутствии защитной атмосферы будет обладать более низким качеством.
Работа полуавтомата подразумевает под собой использование защитной атмосферы, в роли которой используется углекислый газ. Также понадобится сварочная проволока, автоматически подаваемая в область сварки.
Как видно, существенно сложнее инвертора. Зато первый является более универсальным и позволяет решать более широкий спектр задач. В связи со всем вышесказанным, переделка сварочного инвертора в полуавтомат весьма выгодная и актуальная затея.
Особенности изготовления сварочного полуавтомата
Чтобы понять, как сделать сварочный полуавтомат, необходимо иметь определенные познания в электротехнике. Иначе говоря, создание подобного устройства – задача не из легких. От мастера потребуется наличие определенных навыков и знаний.
Что потребуется?
Конечно же, изготовление любого прибора проще всего начинать, используя в качестве основы какое-либо другое устройство.
В нашем случае самым простым вариантом будет создание полуавтомата на базе инвертора. Сделать последний также можно самостоятельно. Рекомендуется, чтобы мощность инвертора не была меньше 150 А.
Еще одним принципиальным моментом, необходимым в изготовлении надежного прибора, является пусковая схема сварочного полуавтомата.
К основным элементам, которые должны быть в наличии, следует отнести:
- трансформатор, способный выдать 150 А;
- механизм подачи проволоки;
- шланг подачи газа;
- бобина;
- плата управления.
Самым распространенным и простым вариантом размещения указанных узлов является расположение инвертора и механического блока управления в одном корпусе. Обычно лучшим исполнением будет их установка в корпус от персонального компьютера.
Важным является наличие питания в блоке ПК, что существенно облегчит процесс создания агрегата.
Подачу проволоки можно выполнить на основе механизма стеклоподъёмника, позаимствованному из автомобиля.
Схема полуавтомата
Схема электрическая и устройство полуавтомата.Схема самодельного сварочного полуавтомата для изготовления прибора доступна на многих сайтах в виртуальном пространстве. Принципиально они мало чем отличаются друг от друга, поэтому вполне возможно рассмотреть общий случай.
Подача проволоки в место сварки производится с помощью небольшого электромотора. Выше уже говорилось о хорошем кандидате на эту роль – автомобильном стеклоподъемнике. Работу указанного узла необходимо контролировать. В этих целях используется ШИМ-регулятор.
Качество сварочной работы непосредственно зависит от правильности подачи проволоки. Она должна поступать равномерно и без перебоев.
Подачу газа также необходимо отрегулировать соответствующим образом. Лучшим вариантом будет, если газовый клапан откроется раньше на несколько секунд, чем начнет подаваться электрод.
Неправильная регулировка приведет к преждевременному оплавлению в атмосфере и вместо ванны гореть будет электрод.
Естественно, данный случай полностью исключает возможность получения качественного и надежного шва.
Реализовать нужную задержку в подаче к месту сварки проволоки можно с помощью реле. Что касается клапана подачи, то его тоже можно позаимствовать у автомобиля, взяв воздушный клапан. Неплохим вариантом будет использование электроклапана от редуктора баллона.
Такая схема сварочного полуавтомата является принципиальной, так как в ней присутствуют все основные узлы прибора. Конечно же, есть и другие разновидности, отличающиеся некоторыми модификациями. Однако на принцип работы агрегата они нисколько не влияют.
Особенности подготовки трансформатора
Сварочный полуавтомат из инвертора требует главным образом его силовую часть.
Следует понимать, трансформатор, используемый в данном агрегате, обычно берется из микроволновки, если речь идет о самодельном варианте.
В случае аппарата, купленного в магазине, в нем трансформатор обладает такими же характеристиками, так что никакой разницы от «происхождения» инвертора нет.
Изготовление инвертора, главным образом, сводится к переделыванию трансформатора из микроволновки. Именно он осуществляет главные функции в приборе.
Данное устройство является основным прибором, обеспечивающим питание сварочного процесса. Обычно в нем используется понижающий принцип действия. Это связано с тем, что напряжение сети слишком велико и его необходимо понизить до нужной величины.
Суть модификации указанного узла сводится к формированию нужного количества витков на первичной и вторичной обмотке. Дело в том, что в микроволновке трансформатор повышающий, а инвертору нужен понижающий.
Основы работы подобного узла основан на едином принципе. После подключения к сети по первичному контуру проходит переменный ток, создающий магнитный поток.
В обмотках индуцируется ЭДС, зависящая от количества витков провода.
Проще говоря, если намотать на первичную обмотку сто витков, а на вторую – пять, то коэффициент трансформации в таком случае будет равен двадцати. В конечном итоге, после включения устройства в обычную домашнюю сеть, он на выходе будет выдавать одиннадцать вольт, то есть значение в двадцать раз меньшее, чем в сети.
Смысл переделки заключается в изменении количества витков на вторичной обмотке. В исходном состоянии их существенно большее, чем надо, то есть намотка сварочного трансформатора – неправильная.
Важно не спешить с изменением количества витков. Если сила тока будет слишком большой, то может произойти возгорание проволоки и деталь повредиться. Слабый ток сделает невозможным работу с устройством.
Схема горелки полуавтомата.Оптимальное значение можно узнать только из расчетов. В первую очередь, нужно решить, какой будет величина напряжения на намотках, ток и другие характеристики. Применяя указанные данные осуществляется расчет намоток, сердечника, а также сечения проводов.
В расчёте учитывается большое количество параметров. Запутаться в этом нелегком деле может каждый, особенно если речь идет о человеке, давно не занимавшимся решением подобных задачек.
Помочь выполнить правильный расчет призваны онлайн-калькуляторы. Они доступны на многих сайтах и являются абсолютно бесплатными. Используя отмеченный сервис, вероятность ошибки сведется к минимуму, а время будет сэкономлено.
После изготовления , в первую очередь, в глаза бросается его маленький вес, особенно если сравнивать с трансформаторными аппаратами советского производства.
Что касается самого трансформатора, то он обычно берется из микроволновой печи. Именно в ней установлен правильный элемент с необходимым количеством витков на первичной намотке.
Популярность такие трансформаторы получили благодаря относительной доступности отмеченных бытовых приборов. На вторичном рынке найти подходящую печь не составит труда.
Главное преимущество в нашем случае – отсутствие необходимости в приобретении рабочего устройства.
Интерес представляет только трансформатор, а значит, поломанная микроволновка – прекрасный вариант. Ее стоимость существенно ниже новой или работающей и, наверняка, будет по карману каждому.
Еще одним «источником» трансформатора являются телевизоры, а также лабораторные автотрансформаторы. Указанные изделия, возможно, труднее найти. Тем не менее не стоит забывать об этих вариантах.
Выбор корпуса
Согласно схеме самодельные сварочные аппараты имеют достаточное количество различных узлов. Конечно же, их всех необходимо правильным образом разместить в корпусе. Этот элемент не будет оказывать существенного влияния на работу устройства и его принципиальную схему. Тем не мене от его выбора зависит комфорт работы.
В качестве отмеченного элемента можно использовать короб, изготовленный из тонколистового металла.
Все размеры при создании короба необходимо продумать заранее. Лучшим вариантов является предварительная разработка чертежа, на котором будет учтена возможность размещения всех элементов агрегата.
После того, как будет сделан выбор в пользу одного из вариантов короба, в него устанавливается трансформатор, регулятор подачи проволоки сварочного полуавтомата и другие узлы согласно продуманной схеме.
Важным в создании короба является учет системы охлаждения. Она необходима для обеспечения стабильного . Именно эта составляющая прибора подвержена сильному нагреву.
Источником охлаждения выступают вентиляторы. Их лучше всего установить на боковых стенках корпуса. Не стоит экономить время на создании вентиляционных отверстий. Нагнетаемый воздух должен беспрепятственно удаляться наружу.
Еще одним вариантом является корпус от персонального компьютера. Преимуществом его применения является наличие всех необходимых вентиляционных отверстия, а также посадочных мест под вентиляторы.
Так как там уже предусмотрена правильная система охлаждения, то это поможет существенно сэкономить время при проектировке.
Кроме того, приобрести корпус от ПК – не проблема. У многих мастеров он может уже даже есть в наличии и валяется где-то в гараже «без дела». Так почему бы не найти ему достойное применение?
Плата управления
Важной составляющей самодельного сварочного агрегата является плата управления.
Принципиальная схема сварочного полуавтомата.Она включает в себя:
- задающий генератор;
- реле;
- обратную связь;
- защиту от температурных перегрузок.
Также, когда делаем аппарат, не следует забывать о функциональности. Ее можно повысить, добавив регулятор тока.
Данный элемент можно сделать самостоятельно на схеме из транзисторов.
После завершения всех работ, описанных выше, плата управления соединяется с силовой частью устройства и его подключением к электрической сети. Проверяем работоспособность блока с помощью осциллографа путем его подсоединения к выходам.
Совмещение катушек
Итак, в корпус полуавтомата, сделанного , устанавливаются трансформаторы. После чего необходимо совместить их первичные и вторичные катушки.
Делается это следующим образом: первичные намотки соединяются параллельно, в то время как вторичные – последовательно.
В результате станет возможным получать на выходе большую силу тока, которой с лихвой хватит при выполнении практически любой работы в быту.
Система охлаждения
Немного ранее уже упоминалось о важности охлаждения инверторного сварочного полуавтомата. Данный узел подвержен наибольшему нагреву в процессе работы и именно он может определять то, как долго будет продолжаться сварка.
Лучшим решением является применение кулеров от персонального компьютера. Расположить их необходимо по обе стороны от инвертора, не забыв при этом о необходимости создания отверстий, для удаления теплых воздушных потоков.
Ремонт или доработка устройства скорости подачи электродной проволоки
Практически все сварочные полуавтоматы любого типа отличаются низкой надежностью механизма подачи проволоки. Именно данное место является наиболее уязвимым в их конструкции. Оно же приводит и к частым поломкам агрегата.
Выход из строя указанного узла может либо нарушить качество работы прибора, либо привести к более серьезным проблемам в его работе.
Особенности устройства полуавтоматического сварочника.В первом случае можно обойтись банальной заменой проволоки.
Однако драгоценное время все равно будет потрачено на зачистку контактной зоны насадки, из-за фиксации проволоки во время подачи.
Возникновение неисправностей, в первую очередь, свидетельствует о нарушении скорости подачи. Выходом из сложившейся ситуации будет доработка данного механизма.
Если же было принято решение сделать полуавтомат самостоятельно своими руками, то механизм подачи сварочной проволоки тоже может быть изготовлен собственноручно.
В указанных целях нам понадобятся два подшипника. Еще одной необходимой деталью является электрический двигатель небольших габаритов.
На вал электрического моторчика следует установить ролик. Радиус данной детали составляет около 12.5 миллиметров. Подшипники устанавливаются на металлических пластинах. Именно между пластинами и располагается электродвигатель.
Сбору указанного механизма следует осуществлять на текстолитовой плите толщиной около пяти миллиметров. На ней же устанавливается и бобина со сварочной проволокой.
В случае правильной сборки и отсутствия каких-либо ошибок, самодельный прибор прослужит достаточно долго.
Итог
Сварочный полуавтомат – устройство, которое должно быть в хозяйстве любого мастера. Данный прибор позволит решить большое количество работы, постоянно появляющейся на даче или в гараже. Тем не менее не стоит спешить покупать агрегат в специализированных магазинах, ведь подобное устройство можно изготовить самостоятельно из инвертора.
Сварочный полуавтомат своими руками: схема и устройство
Сварочный полуавтомат предназначен для сварки металлоконструкций различного типа и проведения кузовного ремонта. Устройство позволяет накладывать соединительные швы на тонком металле точно и аккуратно.
Может отличаться по типу и конструкции, но в любом случае, должно отвечать критериям качества, безопасности и многофункциональности. Можно сделать сварочный полуавтомат своими руками из инвертора. Тем более, что схема сборки достаточно простая.
Как работает сварочный полуавтомат
Нагрев и деформация соединяемых поверхностей происходит под действием электрического разряда, формируемого металлом и электродом, которые находятся под напряжением. Инертный газ предотвращает появление окислов, что благоприятно сказывается на качестве шва.
Полярности сварочного полуавтоматаПолуавтомат имеет выходы обратной полярности: «плюс» и «минус». Один из них подключается к детали, а второй — к подвижному контакту сварочной горелки. Полярность подключения определяется по типу свариваемого материала.
Инвертор необходим для обеспечения и контроля сварочного процесса, а также для перемещения и регулировки горелки. Сварочный аппарат работает от постоянного тока, поэтому необходимо устройство преобразования переменного тока электрической сети.
В него входит высокочастотный трансформатор, выпрямители и модуль с электронной схемой, включающей микроконтроллер для управления рабочим током.
Аппарат должен обеспечивать заданную скорость перемещения проволоки, напряжение и силу тока. Равновесие характеристик обеспечивает источник питания дуги с необходимыми вольтамперными показаниями. Длина дуги зависит от напряжения, а скорость подачи стержня — от величины сварочного тока.
Работа установки начинается с предварительной продувки системы, необходимой для последующего поступления газа. После этого подключается источник питания дуги и подается катанка.
Основное преимущество автоматической сварки в том, что сварочная проволока подается в рабочую зону автоматически, и нет необходимости менять электроды.
Что необходимо приготовить из инструментов и материалов
Для изготовления самодельного полуавтомата необходимы следующие базовые элементы:
Из чего состоит сварочный полуавтомат своими руками- Источник питания и стабилизатор напряжения;
- Блок управления сварочным током;
- Специальные сварочные горелки;
- Рукава и зажимы;
- Тележка для перемещения;
- Устройство равномерной подачи проволоки;
- Гибкий шланг с газопроводом, гнездом для проволоки, силовым и управляющим кабелем;
- Клапан отсекания газа с электромагнитным управлением;
- Бобина с намотанной проволокой;
- Модуль управления.
Последовательность сборки
Сборочные работы начинаются с выбора необходимого корпуса. Подойдет короб или ящик подходящего размера из пластика, текстолита или фанеры толщиной 6 мм, либо листового металла.
В него встраиваются трансформаторы, связанные первичными и вторичными обмотками. Для первичной обмотки применяется параллельная схема подключения, а для вторичной – последовательная. Такое исполнение обеспечивает поступление тока до 60 А. Максимальное сварочное напряжение на выходе будет 40 В.
Полученные рабочие характеристики позволяют сваривать маленькие металлоконструкции бытового назначения.
Непрерывная работа инверторного устройства вызывает перегрев. Чтобы этого не произошло, в конструктивную схему встраивается система охлаждения. Самым простым способом снижения нагрева является установка по бокам корпуса вентиляторов. Они размещаются напротив трансформаторов так, чтобы работать на вытяжку.
Для сварочного полуавтомата используют блок охлаждения от устаревших моделей компьютеров. Обеспечить отвод теплого воздуха и поступление свежего поможет ряд отверстий в корпусе диаметром не меньше 5 мм. Количество отверстий — 20-50 штук.
Доработка инвертора
Полуавтомат из сварочного инвертора может получится, если его трансформатор несколько модернизировать. Инвертор для этих целей выбирают такой, чтобы он мог выдавать ток для сварки не меньше 150 А. В готовом виде устройство использовать не получится по причине несоответствия вольт-амперных характеристик условиям сваривания электродной проволокой в защитном газе.
Чтобы получить необходимые выходные параметры, достаточно обмотать трансформатор полосой из меди с изоляцией из термобумаги. Толстый провод использовать не получится, потому что он сильно греется. У вторичной обмотки должно быть три слоя из жести, изолированных между собой фторопластовой лентой. Концы соединяются между собой методом пайки с целью повышения токопроводности.
В процессе работы установка будет сильно греться. Особенно в зоне радиатора, куда нужно установить термодатчик, чтобы обеспечить автоматическое отключение устройства в случае перегрева.
После включения полуавтомата индикатор должен показать ток 120 А, что подтвердит правильность выполненной доработки и подключения. Случается, что на табло светятся восьмерки. Так бывает при низком напряжении в сварочном контуре.
Про дроссель и сварочную горелку
Дроссель для сварочного полуавтомата своими руками сделать вполне по силам. Для этого потребуется трансформатор и эмальпровод, диаметр которого не превышает 1,5 мм.
При наматывании после каждого слоя укладывается изоляция. С помощью шины размером 2,5х5,4 мм нужно плотно намотать 24 витка. Концы шины оставляют по 30 см.
Сердечник прокладывается кусочками текстолита с зазором как минимум 1 мм. Для наматывания дросселя еще используют металл от цветного телевизора лампового типа. Однако в этом случае удастся установить лишь одну катушку. Полученное устройство способно стабилизировать ток сварки и выдавать свыше 24 В при токе 6 А.
Сварочная горелка является конечным рабочим органом, обеспечивающим подачу углекислого газа, дуги напряжения и электродной катанки в зону сваривания. Рекомендуется пользоваться готовым пистолетом, где есть пусковое устройство, рукав для подключения газа и подачи сварочного металла.
Как обеспечить работу устройства подачи сварочной проволоки
Несмотря на надежность инвертора, поломки все же случаются. Чаще всего в ремонте нуждается регулятор, подающий металл от специальной катушки по гибкому шлангу.
Для сварки полуавтоматом применяется проволока разного диаметра (от 0,8 мм до 1,6 мм), потому и возникает необходимость в регулировании подачи. Равномерный и качественный шов получается, когда скорость плавления и скорость поступления катанки совпадают.
В устройство входит прижимной ролик с регулятором усилия прижима проволоки. Ролик подачи с двумя неглубокими выемками подает сварочную проволоку. В качестве роликов можно использовать подшипники подходящего диаметра. По наружному кольцу достаточно проточить небольшую канавку для направления стержня.
Штанги, с установленными роликами, подпружиниваются. Усилие регулируется болтом, к которому и закреплена пружина.
Неполадки с регулятором связаны с ненадежным креплением для достаточно большого узла. Перекос способен привести к сбою в работе сварочного полуавтомата.
Располагать устройство в основном корпусе при создании сварочного полуавтомата необходимо так, чтобы разъем был в удобном для работы месте. Сборочные единицы должны закрепляться четко одна напротив другой для равномерного продвижения проволоки.
Центрирование роликов осуществляется относительно отверстия входного штуцера.
Следует учесть, что самодельное устройство не сможет работать при низкой температуре. Установка рассчитана только на летний период и эксплуатацию внутри помещений. «Сварочник» успешно справится с небольшими бытовыми задачами, а для производственных нужд лучше приобрести готовый инвертор.
Видео: Сварочный полуавтомат своими руками
Похожие статьи
3 Лучшие схемы бестрансформаторных инверторов
Как следует из названия, инверторная схема, которая преобразует вход постоянного тока в переменный, не завися от катушки индуктивности или трансформатора, называется бестрансформаторным инвертором.
Поскольку трансформатор на основе индуктора не используется, входной постоянный ток обычно равен пиковому значению переменного тока, генерируемого на выходе инвертора.
Пост помогает нам понять 3 схемы инвертора, предназначенные для работы без использования трансформатора, с использованием полной мостовой сети IC и схемы генератора SPWM.
Бестрансформаторный инвертор на микросхеме 4047
Начнем с топологии H-моста, которая, вероятно, является самой простой по своей форме. Однако технически он не идеален и не рекомендуется, т.к. он разработан с использованием p/n-канальных мосфетов. МОП-транзисторы с каналом P используются в качестве МОП-транзисторов на стороне высокого уровня, а n-канальные — как на стороне низкого напряжения.
Поскольку p-канальные MOSFET используются на стороне высокого напряжения, загрузка становится ненужной, что значительно упрощает конструкцию. Это также означает, что эта конструкция не должна зависеть от специальных интегральных схем драйвера.
Несмотря на то, что дизайн выглядит круто и привлекательно, у него есть несколько существенных недостатков. И именно поэтому этой топологии избегают в профессиональных и коммерческих подразделениях.
Тем не менее, если он построен правильно, он может служить цели для низкочастотных приложений.
Вот полная схема с использованием IC 4047 в качестве генератора нестабильной частоты.0027 C1 = 0,1 мкФ / PPC
Основные характеристики
Привет из Сент-Луиса, штат Миссури.
Хотели бы вы сотрудничать в проекте инвертора? Я бы заплатил вам за дизайн и / или ваше время, если хотите.
У меня Prius 2012 и 2013 годов, а у моей мамы Prius 2007 года.
Prius уникален тем, что имеет высоковольтную аккумуляторную батарею на 200 В постоянного тока (номинальное значение). Владельцы Prius в прошлом подключались к этому аккумуляторному блоку с готовыми инверторами, чтобы выводить исходное напряжение и запускать инструменты и приборы. (Здесь, в США, 60 Гц, 120 и 240 В переменного тока, как я уверен, вы знаете). Проблема в том, что эти инверторы больше не производятся, но Prius все еще производится.
Вот несколько инверторов, которые использовались в прошлом для этой цели:
1) PWRI2000S240VDC (см. вложение) Больше не производится!
2)Emerson Liebert Upstation S (На самом деле это ИБП, но вы снимаете аккумуляторную батарею, номинальная мощность которой составляет 192 В пост. тока.) (См. вложение.) Больше не производится!
В идеале я хочу спроектировать инвертор непрерывного действия мощностью 3000 Вт, с чистой синусоидой, выходной частотой 60 Гц, 120 В переменного тока (с расщепленной фазой 240 В переменного тока, если возможно) и без трансформатора.
Возможно пик 4000-5000 Ватт. Вход: 180-240 В постоянного тока. Довольно список желаний, я знаю.
Я инженер-механик, имею некоторый опыт создания схем, а также программирования микроконтроллеров Picaxe. У меня просто нет большого опыта проектирования схем с нуля. Я готов попробовать и потерпеть неудачу, если это необходимо!
Дизайн
В этом блоге я уже обсудил более 100 конструкций и концепций инверторов, указанный выше запрос можно легко выполнить, изменив одну из моих существующих конструкций и опробовав ее для данного приложения.
Для любой бестрансформаторной конструкции должно быть предусмотрено несколько основных моментов для реализации: 1) инвертор должен быть инвертором с полным мостом, использующим драйвер полного моста, и 2) питаемый вход постоянного тока должен быть равен требуемому выходу пиковый уровень напряжения.
С учетом двух вышеуказанных факторов на следующей диаграмме можно увидеть базовую конструкцию инвертора мощностью 3000 Вт, которая имеет чисто синусоидальный выходной сигнал с функцией .
Детали работы инвертора можно понять с помощью следующих пунктов:
Базовая или стандартная конфигурация полномостового инвертора состоит из драйвера полного моста IC IRS2453 и соответствующей сети полевых МОП-транзисторов.
Расчет частоты инвертора
Функция этого каскада заключается в колебании подключенной нагрузки между полевыми транзисторами с заданной частотой, определяемой значениями цепи Rt/Ct.
Значения этих синхронизирующих RC-компонентов можно установить по формуле: f = 1/1,453 x Rt x Ct, где Rt в Омах, а Ct в Фарадах. Он должен быть установлен для достижения 60 Гц для дополнения указанного выхода 120 В, в качестве альтернативы для спецификаций 220 В это может быть изменено на 50 Гц.
Этого также можно достичь путем практических проб и ошибок, оценив диапазон частот с помощью цифрового частотомера.
Для получения чистой синусоидальной волны затворы полевых МОП-транзисторов на нижней стороне отсоединяются от соответствующих фидеров ИС и применяются так же через буферный каскад BJT, сконфигурированный для работы через вход SPWM.
Генерация ШИМ
ШИМ, который обозначает синусоидальную широтно-импульсную модуляцию, сконфигурирован на основе ИС операционного усилителя и одного генератора ШИМ IC 555.
Хотя микросхема IC 555 сконфигурирована как ШИМ, выходной сигнал ШИМ с ее вывода № 3 никогда не используется, а треугольные волны, генерируемые на ее времязадающем конденсаторе, используются для вырезания ШИМ. Здесь предполагается, что одна из выборок треугольной волны будет намного медленнее по частоте и синхронизирована с основной частотой IC, в то время как другая должна быть более быстрой треугольной волной, частота которой по существу определяет количество столбцов, которые может иметь SPWM.
Операционный усилитель сконфигурирован как компаратор и получает отсчеты треугольных волн для обработки необходимых SPWM. Одна треугольная волна, которая является более медленной, извлекается из вывода Ct основной микросхемы IRS2453 9.0003
Обработка выполняется микросхемой операционного усилителя путем сравнения двух треугольных волн на его входных выводах, а сгенерированный SPWM применяется к базам буферного каскада BJT.
Буферы BJT переключаются в соответствии с импульсами SPWM и убедитесь, что MOSFET нижнего плеча также переключаются по той же схеме.
Описанное выше переключение позволяет выходному переменному току также переключаться с шаблоном SPWM для обоих циклов частотного сигнала переменного тока.
Выбор мосфетов
Поскольку указан бестрансформаторный инвертор мощностью 3 кВА, полевые МОП-транзисторы должны быть рассчитаны на такую нагрузку.
МОП-транзистор с номером 2SK 4124, указанный на схеме, на самом деле не сможет выдержать нагрузку в 3 кВА, поскольку они рассчитаны на максимальную мощность 2 кВА.
Некоторые поиски в сети позволили нам найти MOSFET: IRFB4137PBF-ND , который хорошо подходит для работы с нагрузками более 3 кВА из-за его большой номинальной мощности при 300 В/38 ампер.
Поскольку это бестрансформаторный инвертор мощностью 3 кВА, вопрос выбора трансформатора отпадает, однако батареи должны иметь соответствующие характеристики, чтобы вырабатывать минимум 160 В при умеренном заряде и около 190В при полной зарядке.
Автоматическая коррекция напряжения.
Автоматическая коррекция может быть достигнута путем подключения цепи обратной связи между выходными клеммами и выводом Ct, но на самом деле это может не потребоваться, поскольку потенциометры IC 555 можно эффективно использовать для фиксации среднеквадратичного значения выходного напряжения, и однажды можно ожидать, что установленное выходное напряжение будет абсолютно фиксированным и постоянным независимо от условий нагрузки, но только до тех пор, пока нагрузка не превышает максимальную мощность инвертора.
2) Бестрансформаторный инвертор с зарядным устройством и обратной связью
Вторая принципиальная схема компактного бестрансформаторного инвертора без громоздкого железного трансформатора обсуждается ниже. Вместо тяжелого железного трансформатора используется индуктор с ферритовым сердечником, как показано в следующей статье. Схема разработана не мной, ее предоставил мне один из заядлых читателей этого блога г-н Ритеш.
Конструкция представляет собой полноценную конфигурацию с большинством функций, таких как ферритовые детали обмотки трансформатора, ступень индикатора низкого напряжения, возможность регулирования выходного напряжения и т. д.
Объяснение приведенного выше дизайна еще не обновлено, я постараюсь обновить его в ближайшее время, а пока вы можете обратиться к диаграмме и получить разъяснения в комментариях, если таковые имеются.
Компактный бестрансформаторный инвертор мощностью 200 Вт, конструкция №3
В третьей схеме ниже показана схема инвертора мощностью 200 Вт без трансформатора (бестрансформаторная), использующая входное напряжение 310 В постоянного тока. Это конструкция, совместимая с синусоидой.
Введение
Инверторы, как мы знаем, представляют собой устройства, которые преобразуют или, скорее, инвертируют источник постоянного тока низкого напряжения в выходное напряжение переменного тока высокого напряжения.
Производимое высокое напряжение на выходе переменного тока обычно соответствует уровню напряжения местной сети.
Однако процесс преобразования низкого напряжения в высокое неизменно требует включения тяжелых и громоздких трансформаторов. Есть ли у нас возможность избежать этого и сделать схему бестрансформаторного инвертора?
Да, существует очень простой способ реализации бестрансформаторного инвертора.
В основном инвертор, использующий батарею низкого напряжения постоянного тока, требует повышения их до предполагаемого более высокого напряжения переменного тока, что, в свою очередь, делает обязательным включение трансформатора.
Это означает, что если бы мы могли просто заменить входное низкое напряжение постоянного тока уровнем постоянного тока, равным предполагаемому уровню выходного переменного тока, необходимость в трансформаторе могла бы быть просто устранена.
Принципиальная схема включает высоковольтный вход постоянного тока для работы простой схемы инвертора MOSFET, и мы ясно видим, что здесь нет трансформатора.
Схема работы
Высокое постоянное напряжение, равное требуемому выходному переменному току, полученное путем последовательного соединения 18 небольших 12-вольтовых батарей.
Затвор N1 от IC 4093, здесь N1 сконфигурирован как генератор.
Поскольку для ИС требуется строгое рабочее напряжение от 5 до 15 вольт, требуемый вход берется от одной из 12-вольтовых батарей и подается на соответствующие выводы ИС.
Таким образом, вся конфигурация становится очень простой и эффективной и полностью устраняет необходимость в громоздком и тяжелом трансформаторе.
Все аккумуляторы на 12 В, номиналом 4 Ач довольно малы и даже при соединении вместе не занимают слишком много места. Они могут быть плотно сложены друг на друга, образуя компактный блок.
На выходе будет 110 В переменного тока при мощности 200 Вт.
Список деталей
- Q1, Q2 = MPSA92
- Q3 = MJE350
- Q4, Q5 = MJE340
- Q6, Q7 = K1058, 900 27 Q8, Q9 = J162
Модернизация до версии с синусоидой
Описанную выше простую бестрансформаторную схему инвертора на 220 В можно модернизировать до чисто или истинно синусоидального инвертора, просто заменив входной генератор на схему генератора синусоидальной волны, как показано ниже:
Список деталей для синусоидального генератора можно найти в этом посте
Бестрансформаторная схема солнечного инвертора
Солнце является основным и неограниченным источником сырой энергии, которая доступна на нашей планете абсолютно бесплатно.
Эта энергия в основном находится в форме тепла, однако люди открыли способы использования света также из этого огромного источника для производства электроэнергии.
Обзор
Сегодня электричество стало жизненно важным для всех городов и даже сельской местности. С истощением ископаемого топлива солнечный свет обещает стать одним из основных возобновляемых источников энергии, к которому можно получить прямой доступ из любого места и при любых обстоятельствах на этой планете бесплатно. Давайте изучим один из методов преобразования солнечной энергии в электричество для нашей личной выгоды.
В одном из моих предыдущих сообщений я обсуждал схему солнечного инвертора, которая имела довольно простой подход и включала в себя обычную топологию инвертора с использованием трансформатора.
Трансформаторы, как мы все знаем, громоздки, тяжелы и могут стать довольно неудобными для некоторых применений.
В настоящей конструкции я попытался исключить использование трансформатора, включив высоковольтные полевые МОП-транзисторы и увеличив напряжение за счет последовательного соединения солнечных панелей.
Изучим всю конфигурацию с помощью следующих пунктов:
Как это работает
Глядя на показанную ниже принципиальную схему бестрансформаторного инвертора на основе солнечной энергии, мы видим, что она в основном состоит из трех основных этапов, а именно. каскад генератора, состоящий из универсальной микросхемы IC 555, выходной каскад, состоящий из пары высоковольтных мощных полевых МОП-транзисторов, и каскад подачи энергии, в котором используется блок солнечных батарей, который питается от B1 и B2.
Принципиальная схема
Так как микросхема не может работать при напряжении более 15В, она хорошо защищена с помощью гасящего резистора и стабилитрона. Стабилитрон ограничивает высокое напряжение от солнечной панели при подключенном напряжении стабилитрона 15В.
Тем не менее, полевые транзисторы могут работать с полным выходным напряжением солнечной батареи, которое может находиться в диапазоне от 200 до 260 вольт. В пасмурную погоду напряжение может упасть ниже 170 В.
Вероятно, на выходе можно использовать стабилизатор напряжения для регулирования выходного напряжения в таких ситуациях.
МОП-транзисторы типов N и P, которые образуют пару для реализации двухтактных действий и для генерации необходимого переменного тока.
Мосфеты на схеме не указаны, в идеале они должны быть рассчитаны на 450В и 5 ампер, вариантов много, если немного погуглить в сети.
Используемые солнечные панели должны иметь напряжение холостого хода около 24 В при ярком солнечном свете и около 17 В в периоды ярких сумерек.
Как подключить солнечные панели
Список деталей
R1 = 6K8
R2 = 140K
C1 = 0,1 мкФ
Диоды = 1N4148
R3 = 10K, 10 Вт,
R4, R5 = 100 Ом, 1/4 ватт
B1 и B2 = от солнечной панели
Z1 = 5,1 В 1 ватт
Используйте эти формулы для расчета R1, R2, C1….
Обновление:
Вышеупомянутая схема ИС 555 может быть не такой надежной и эффективной, более надежная конструкция показана ниже в виде инверторной схемы с полным Н-мостом.
Можно ожидать, что эта конструкция даст гораздо лучшие результаты, чем описанная выше схема 555 IC.
Еще одно преимущество использования вышеуказанной схемы заключается в том, что вам не потребуется двойная солнечная панель, вместо этого достаточно одного последовательно подключенного солнечного источника для работы вышеуказанной схемы для достижения выходного напряжения 220 В.
Простой недорогой инвертор | Полный проект «Сделай сам»
— Реклама —На рынке доступны различные типы инверторов, но их схемы, как правило, сложны, поэтому их стоимость высока. Вот предлагаемая недорогая схема инвертора на основе MOSFET IRF250, которую также можно использовать в качестве аварийного освещения.
Схема проста, поэтому ее можно развести даже на макетной плате. Авторский прототип на макетной плате показан на рис. 1, а принципиальная схема — на рис. 2.
Схема состоит из понижающих трансформаторов X1 и X2, мостового выпрямителя BR1, регулятора напряжения 5 В 7805 (IC1), однопереключающего реле 5 В RL1 и нескольких других компонентов.
Посмотреть это видео на YouTube
Схема работает от 5 В постоянного тока, который получается через первичное напряжение 230 В переменного тока в понижающий трансформатор 9 В, 500 мА X1. Сеть 230 В переменного тока подключается к первичной обмотке X1 на CON1 в цепи. Вторичная обмотка трансформатора 9 В переменного тока подключена к мостовому выпрямителю BR1 для выпрямления и фильтруется конденсатором C1. Выпрямленное и отфильтрованное напряжение поступает на микросхему LM7805 для получения регулируемого напряжения постоянного тока 5 В для схемы.
Рис. 2: Принципиальная схема инвертора В инверторе это напряжение постоянного тока 5 В используется для управления реле RL1 при наличии сетевого питания 230 В переменного тока.
При прекращении подачи питания переменного тока общая точка реле (полюс) подключается к точке НЗ. Это завершает подключение нагрузки (лампы) через трансформатор X2, который управляется мощным полевым МОП-транзистором IRF250 и схемой на основе транзисторов 2N2222 для генерации переменного тока от трансформатора X2.
Итак, работа схемы проста. Трансформатор X1 используется для управления реле, когда сеть переменного тока 230 В доступна для питания нагрузки (в данном случае лампочки). И когда этот источник питания отключается, трансформатор X2 используется для питания нагрузки через его первичную обмотку, а его вторичная обмотка подключена к батарее и цепи генератора. Таким образом, лампочка всегда остается включенной.
Схема может быть собрана на печатной плате общего назначения и помещена в подходящую коробку. Подключите источник питания 230 В переменного тока к первичным клеммам трансформатора X1 через CON1.
Подключите нагрузку (лампочку) к CON2. Теперь схема готова к использованию. На рис. 3 показан авторский прототип, собранный на универсальной плате.
Резисторы (все 1/4 Вт, ±5% углерода):
2µF, 50V electrolytic"}”> – 2,2 мкФ, 50 В электролитический – 230 В пер.
тока на 9 В, вторичный трансформатор 500 мА
– 230 В пер. тока на 12-0-12 В, вторичный трансформатор 5 А
– Печатная плата общего назначения / макетная плата
При сборке схемы используйте прочные провода между батареей и трансформатором X2, а также между нагрузкой и полевым МОП-транзистором, так как по ним будет проходить более высокий ток.