Сварочный инвертор как настроить – Сварка инвертором для начинающих: инструкции и видео
alexxlab | 03.11.2019 | 0 | Разное
Как сделать сварочный инвертор своими руками
В бытность свою, занимаясь в мастерской ремонтом и мелким изготовлением различных устройств, столкнулся с проблемами ремонта инверторных сварочных аппаратов зарубежного производства. В первую очередь класса GYSMI . IMS и других подобных аппаратов с монтажом по гибридным технологиям. В условиях небольшой частной мастерской было довольно проблематично изготовить подобия таких плат с нанесением медного слоя на алюминий через теплопроводный диэлектрик. Отслоение медного слоя , а также нанесение его после испарения в результате выхода из строя силовых транзисторов или механических повреждений чинить в таких условиях практически невозможно.Поэтому была поставлена задача, сделать сварочный инвертор своими руками , который по своим габаритным размерам мог бы быть встроен почти в любой корпус, применяемыми зарубежными изготовителями.
При этом он должен быть легко собираемым и легко крепящимся к корпусным деталям. Иметь в своей конструкции доступные элементы, и по возможности обеспечивать надёжную и долговременную работу на сварочных токах до 200 ампер и выше. Опять же по возможности обеспечить работу этого модуля в режиме стабилизации напряжения, что бы использовать в режиме полуавтоматической сварки в среде инертного газа. Чтобы можно было охватить крупноблочным ремонтом и модернизацией ещё и пользователей полуавтоматов с минимальным различием в технологическом плане. Одним из немаловажных критериев должна быть низкая себестоимость изделия в свете разворачивающейся конкурентной борьбы за обслуживание клиента.
В результате всех этих действий было принято решение делать данное изделие двухплатным, без трансформатора тока, с гальванической связью с сетью основного контроллера, с максимально избыточной силовой частью. Всё-таки прокачать 200 ампер при таких габаритах довольно сложная задача. При этом должна быть унификация – управление не должно кардинально меняться при переходе на режимы работы MMA, TIG, MIG-MAG. В качестве контроллера была выбрана микросхема КА7552 или её более дорогой аналог FA5317 или FA5311. К сожалению, эти микросхемы предназначены для выполнения на их основе обратноходового преобразователя, но никак не прямоходового. Но проблема по переводу этих микросхем в нужный нам режим работы была решена очень простым способом. Режим работы микросхем задаётся внутренним источником калиброванного напряжения, потенциал которого и определяет коэффициент заполнения. Это вход PWM компаратора – DT voltage. Но искусственно ограничивая максимальное напряжение на входе FB pin voltage, мы автоматически переводим микросхему в режим заполнения меньше 50% , что и желательно для прямоходового режима функционирования. Так как внутри микросхемы по входу FB pin voltage уже стоит и калиброванный источник напряжения, и калиброванное сопротивление для задания вытекающего тока, то нам остаётся только выбрать номинал резистора, который надо подключить параллельно входу FB pin voltage и минусу источника питания. Из всего ряда резисторов наиболее подходит номинал 4,7ком. Всё, мы перевели очень просто микросхему в режим работы, который будет применяться в нашем сварочном аппарате.
Значит, мы можем отказаться от трансформатора тока и управлять сварочным аппаратом непосредственно измеряя только один параметр – ток эмиттера. Теперь перейдём к системе регулирования тока. Наиболее оперативно за током как на входе, так и на выходе сварочного аппарата следят поцикловые системы. Однако из-за довольно нестабильной в условиях сильных электромагнитых помех работы компаратора, эта схемотехника применяется довольно редко. Наиболее распространено управление по среднему току. Хотя эта схемотехника сложней, и в ней присутствуют свои подводные камни в виде неустойчивости системы с автоматическим регулированием при неправильном выборе постоянных времени фильтров и индуктивности выходного дросселя, который включен в систему регулировки, применение её наиболее распространено в силу простоты настройки.
Но мы не ищем лёгких путей и останавливаем свой выбор именно на поцикловом слежении за током. Но для начала мы должны разобраться в том, как и что мы собрались регулировать. При токах 130 ампер и выше крутизна наклона токового плато становится очень небольшой. То есть начальный и конечный ток имеют очень небольшую дельту, или разницу. Это хорошо видно на простейшей модели ( модель 1 ).
С этой проблемой сталкивалось очень большое количество любителей инверторного сваркостроения, которые интересовались вопросом как сделать сварочный инвертор . И многие не решив задачу поциклового регулирования переходили на регулирование по среднему значению тока. Но есть вариант создания системы поциклового регулирования надёжно работающей и в таких специфических условиях. Нужно просто отключить компаратор на время всех переходных процессов и подмешать пилообразный сигнал в фазе, но с небольшой амплитудой. Вернее создать не совсем линейно-изменяющийся сигнал, совпадающий по фазе с циклом, а уже к нему подмешать сигнал с датчика тока и с задатчика тока. В этой ситуации наклон токового плато уже не будет иметь решающего значения, а будет учитываться в основном средняя составляющая этого сигнала. И если дельты изменения тока будет хватать для надёжного переключения, то это хорошо, а если нет, то вступает в работу дополнительный нарастающий сигнал. Что и обеспечивает надёжную работу узла компаратора, да и всего устройства в целом. 
А схема этого узла предоставлена на рис 3. Точка А это и есть главная точка сумматора, где и формируется основной сигнал управления компаратором. Получилась очень простая схема, состоящая только из пассивных элементов с низким входным сопротивлением и управлением током. То есть почти идеальный узел управления в условиях мощных помех. В готовом устройстве этот узел стоит недалеко от силового трансформатора и не испытывает никаких проблем от рядом стоящих излучающих узлов. Как с применением трансформатора на торе, так и с применением трансформатора на Ш-образном сердечнике. Кстати такой же узел с токовым сумматором был применён в предыдущем варианте сварочного инвертора AVT 160 на контроллере UC3845, только пассивный RCD формирователь пилы там был заменён на стандартный транзисторный формирователь с задающего генератора. Ну а теперь перейдём к следующему узлу в инверторном сварочном аппарате AVT 200 – узлу драйверов. Несмотря на некоторое количество рекомендаций применять только драйвера на оптронах с гальванической развязкой, не соглашусь с такой постановкой вопроса. Драйвера на ТГР имеют вполне приличные параметры, просты в изготовлении и имеют наилучшее соотношение цена – качество. Даже некоторые неудобства с намоткой ТГР компенсируются простотой и дешевизной этого узла.
Выбор сердечника обусловлен соотношением габаритов к поперечному сечению. У этого сердечника он максимален. Количество витков 4 по 30. В качестве проводов использован обычный телефонный провод. Возможно применение и советских сердечников НМ 2000 К 20-12-6 в количестве трёх штук и количеством витков 25. Но возможно и применение других сердечников, подходящих по размерам.
Диод VD1 и конденсаторы С1-С4 служат для создания отрицательного потенциала на коллекторе транзистора VT1 и соответственно запирающего сигнала для силового транзистора. Снижение этого потенциала при очень коротких импульсах управления всё равно не приводит до полного исчезновения за счёт ограничения минимальной длительности импульса блоком управления. И вдобавок к этому узел защиты от короткого замыкания отрабатывает за время меньшее, чем одна секунда и отключает полностью силовую часть. Поэтому надёжность этого узла довольно высока.
Следующий узел, какой мы будем рассматривать – это силовой блок. Выбор транзисторов для него обусловлен в первую очередь экономической составляющей. Зачем применять суперсовременные дорогие транзисторы, если старые добрые IRG4PC50U и IRG4PC50W вполне обеспечивают нужные мощностные характеристики. Если выбирать рабочую частоту не больше 40 кгц, то эти транзисторы покажут вполне приемлемые результаты. Выбрав более быстрые IRG4PC50W, мы можем не применять дополнительный снабберный блок, ну и соответственно при использовании IRG4PC50U применить полный комплект снабберных цепочек. В нашем устройстве их два. Один RCD снаббер стоит на плате рядом с силовыми транзисторами. А второй, регенеративный – на плате выходного выпрямителя.
Этим обеспечится удвоение выходной мощности и распределение тепла на четыре точки теплосъёма. А это актуально, так как мы применяем один общий радиатор и слюдяные изолирующие прокладки толщиной 50 микрон. В свете озвученных ранее условий работы блока управления, перегруза по току в силовых транзисторах не будет. Соответственно и беспокоится о перегреве транзисторов при применении изоляторов не стоит. Если наш сварочный аппарат будет использоваться в облегченных бытовых условиях и с ограничением максимального тока на уровне 160 ампер, то вполне закономерно применение только одной пары силовых транзисторов. Так как настроечных элементов на плате и схемотехнически не предусмотрено, то регулировку максимального тока будем осуществлять при помощи резисторов R52 – R56. Эти резисторы представляют собой просто кусок нихрома толщиной 1мм от 3-х килловатной нагревательной спирали. Длина – 25 мм, рабочая часть – 15мм. Рабочая часть – это часть свободная от полуды. Если поставить два таких резистора, то максимальный ток ограничим на уровне 120 ампер, если три – то 160ампер, если четыре – то ограничение произойдёт при токе 210 ампер. Все эти цифры довольно условные, ведь у нас ещё есть и состояние питающей сети и режим самой сварки – обычный, с короткой дугой и пр. Подгонку по максимальному току можно выполнить один раз, откалибровать сопротивления по номиналу, а потом просто вставлять нужное количество.
В идеале вместо четырёх резисторов ставится один, нужного нам номинала. Применение самодельного этого изделия обусловлено отсутствием в свободной продаже столь низкоомных резисторов. А теперь перейдём к плате силового трансформатора. Эта плата при помощи стоек крепится к основной плате. Конструкция получается довольно жёсткой и легко крепящейся к нижней части корпуса посредством металлических уголков. Силовой трансформатор применён в данной конструкции тороидальный , из феррита CF 138 , конструктив – Т6325-С , что означает его физические размеры и наличие эпоксидного защитного покрытия. Применение такого трансформатора выгодно по нескольким причинам – обмотки располагаются вокруг сердечника и соответственно имеют максимальную теплопередачу в окружающую среду. Площадь окна сердечника геометрически намного больше, чем у таких же размеров, но Ш-образного. И ещё немаловажный фактор – это небольшие размеры по высоте, что при нашей двухплатной конструкции позволяет уложится в общую ширину конструктива меньше 120 мм , что бы можно было использовать данный силовой модуль как ремкомплект ко многим импортным инверторным сварочным аппаратам. Применяя сердечник в аппарате с током порядка 200 ампер нужно доработать феррит до нужных кондиций. Я использую два варианта доработки – один это просто сломать сердечник, предварительно сделав пазы по диаметру, а потом склеить эпоксидкой с зазором из кальки в 0,04 мм с каждой стороны. Есть и другой способ – это надрез алмазным отрезным кругом, толщиной 0,4 мм на две трети по сечению. Так получается виртуальный зазор, который ничем не уступает реальному, но проще. Для аппаратов с выходным током 150 ампер и менее можно просто увеличить процентов на 20 количество витков в обмотках и ничего не резать и не колоть.
Намотка и расчёт силового трансформатора стандартны и каких-либо тонкостей не имеют, кроме того, что можно применять обмоточные провода меньшего сечения в связи с хорошим охлаждением обмоток. На плате силового трансформатора ( рис 7 ) также установлен дополнительный блок регенеративного снаббера. Отличие от стандартной схемотехники только в одном – шины источника питания 300 вольт зашунтированы прямо на плате конденсатором 1 мкф 400 вольт. Что даёт полную компенсацию индуктивности проводов соединяющих источник 300 вольт и снаббер.
В остальном плата силового трансформатора особенностей не имеет. Дроссель выполнен на обычном трансформаторном железе стержневого типа с поперечным сечением 3,5 – 4 см.кв. длинной около 80 – 90 мм , количество витков – 10. Продолжение следует. Автор статьи: Тараненко А. В.
Кроме статьи “Как сделать сварочный инвертор своими руками” смотрите также:
nanolife.info
Что скрывают производители сварочных инверторов
Производители сварочных инверторов обычно публикуют характеристики своих аппратов, и одна из главных характеристик — это сила сварочного тока. А у сварочного аппарата одна из самых главных регулировок — это регулировка сварочного тока в связке с индикацией установленного тока или без неё. На корпусе современного сварочного инвертора регулировка сварочного тока в сочетании с индикацией тока может быть в виде одного из этих вариантов:
- «крутилка» без указания сварочного тока,
- «крутилка» с написанными на корпусе аппарата значениями сварочного тока,
- «крутилка» с индикацией тока на цифровом дисплее,
- кнопки «+» и «-» для регулировки тока с индикацией на цифровом дисплее.
У этих способов установки и индикации сварочного тока точность различается. Первые 2 способа наименее точные, а 3-й и 4-й способы — точнее. Да, именно точнее, но они тоже не абсолютно точные!
Производители сварочных инверторов основываются на оптимальных условиях
Дело в том, что индикация показывает сварочный ток, который должен быть при заданном положении регулятора при стандартных значениях параметров питающей сети. На практике в большинстве российских населённых пунктов то, что творится в электросети, приличными словами никак не назовёшь. Это пониженное напряжение, недостаточная мощность и целый «букет» других неприятностей, в виде «плавания» частоты, обилия помех и т.д., вплоть до некоего потенциала на «нуле». Таким образом, скорее всего, ваш сварочный аппарат выдаёт не тот сварочный ток, который указан на корпусе аппарата или на цифровом дисплее. Тем более, если у вас простой сварочный инвертор для дома и дачи.
Пример
Например, вы вычислили или где-то прочитали, что в вашей конкретной ситуации следует установить ток 90А, но экспериментально выяснили, что на самом деле, в этой ситуации оптимальный результат получается при значениях тока на дисплее 100 или 110А. Почему так? Весьма вероятно, что напряжение питающей сети ниже 220В или же сеть не выдаёт достаточной мощности. При этом и инвертор не выдаёт ток 90А, а выдаёт меньший, например, 80А или даже ещё меньше. Когда в условиях недостаточной мощности вы увеличиваете сварочный ток — в нашем примере до 100-110А по индикатору, — то реальный сварочный ток поднимается как раз до нужных 90А.
Естественно, в каждом конкретном случае цифры будут другие, но здесь важно понять главный принцип: реальный сварочный ток будет отличаться от того, который производитель сварочного инвертора указал на индикаторе. И лишь идеальные параметры питающей сети и качественный аппарат позволяют надеяться на соответствие указанного на индикаторе сварочного тока реальному (но не гарантируют этого).
Что делать
Возникает вопрос: как в такой ситуации быть? Вано понять, что производители сварочных инверторов указывают характеристики аппаратов на основании оптимальных или даже идеальных условий, которых на практике не бывает. Если вы только собираетесь покупать сварочный инвертор, как минимум, почитайте отзывы о сварочных инверторах: http://www.elektrosvarka-blog.ru/drugie-razdely/otzyvy-svarochnyh-invertorah/ — это сварщики делятся опытом эксплуатации своих аппратов.
Кроме того, пожалуй, я напишу отдельную статью, и постараюсь это сделать относительно скоро. Расскажу практические приёмы и секреты, которые позволят выполнять сварочные работы в такой ситуации.
А сейчас, если для вас эта информация оказалась полезной, сообщите мне об этом в комментариях, пожалуйста. А также мне интересно, какие ваши наблюдения по этой теме?
Понравилась статья? Тогда нажмите социальные кнопки:
Ещё по теме:
Ошибка в применении соотношения «диаметр электрода/сварочный ток»
Каким должен быть сварочный ток на самом деле
Какие электроды лучше для инвертора
Видеокурсы:
Как варить электросваркой
Как установить сварочный ток правильно
Как выбрать маску «хамелеон»
Как настроить маску «хамелеон» правильно
Как выбрать сварочный инвертор
www.elektrosvarka-blog.ru
Как варить сварочным инвертором металл правильно
Содержание:
Прежде чем ответить на вопрос о том, как варить инверторной сваркой, необходимо узнать, что же такое сварочный инвертор. Сварочный инвертором состоит из:
- системы управления,
- преобразователя частоты,
- трансформатора с высокой частотой,
- силового выпрямителя,
- сетевого фильтра,
- сетевого выпрямителя.
Как правило размеры аппарата позволяют носить его на плече и работать в течение длительного времени. Качественный шов, гарантирующий прочное соединение металла, получается благодаря постоянству и высокой частоте тока. Частота тока в последних поколениях инверторов достигает 60-85 кГц. Еще одним неоспоримым достоинством сварочного инвертора является экономия энергии. Это обусловлено стремлением соответствовать международным европейским стандартам, которые устанавливают жесткие рамки потребления энергии.
Дополнительное оборудование, без которого нельзя работать – это держатели, маска (лучше брать ту, которая крепиться на голове, оставляя тем самым свободные руки) и электроды, которые бывают трех видов (выбор зависит от вида стали, с которой придется работать):
- углеродистые,
- легированные,
- высоколегированные.
Выбор сварочного аппарата
Если человек имеет определенные навыки в сварочном деле, то для него не будет сложным научиться правильно и качественно варить металл. При нулевых знаниях сварочного дела, лучше всего обратиться в специальное учебное заведение, пройти курсы, преподаватели который обязательно научат вас варить сварочным инвертором.
Прежде всего, для того, чтобы варить, используя инверторную сварку, нужно выбрать аппарат. Современный рынок предлагает большой выбор моделей различных ценовых категорий. Чтобы подобрать подходящую именно вам модель, нужно знать некоторые особенности. Прежде всего, обратите внимание на диапазон регулировки сварочного тока. При сварке металла на даче и дома значение этого показателя варьируется в пределах 160-200 А.
видео по выбору сварочного инвертора
Еще одной важной характеристикой является продолжительность включения – это время работы инвертора, которое обычно указывается в процентах. Если эта характеристика равна 40%, то время работы будет составлять 40%, а отдыха 60%. На практике при превышении времени работы, инвертор автоматически отключится. Это относится только к работе на максимальном токе. При сварке металла в быту используется меньший ток, к тому же постоянные остановки работы (смена электродов, места работы, другие остановки) позволяют аппарату остыть.
Еще два показателя, на которые необходимо обратить внимание – это потребляемая мощность и напряжение холостого хода. Потребляемая мощность должна составлять 16-25 А, а напряжение холостого хода 50-90 А.
Кроме этих основных показателей следует обратить внимание на влаго- и пылезащитные свойства инструмента, на его срок службы и условия эксплуатации. Лучше заранее выяснить, как производится гарантийный ремонт, пост гарантийное обслуживание. Это поможет избежать неприятных моментов в дальнейшем.
Выбираем электроды для инвертора
Выбор электродов для инвертора имеет огромное значение, так как во многом от этого зависит качество работы аппарата. При работе с низко- и среднеуглеродистыми сталями, а также некоторыми видами низколегированных сталей необходимо выбрать углеродистые электроды. При работе с легированными сталями нужно использовать легированные, а для наплавки и работе с особыми видами сталей – высоколегированные.
На выбор также влияет вид работ. Если сварка будет проводиться без критических нагрузок (что-то приварить на даче, дома), то можно применять электроды вида МР-3, АНО. При сложных работах лучше использовать такой вид как ОУНИ. Также на выбор этого элемента сварочных работ влияет его диаметр и марка. В этом случае правильный выбор – залог успешной работы.
Учимся варить сваркой
Прежде чем приступить к сварке металла, нужно попробовать ее на чем-то ненужном. Перед началом процесса необходимо заправить электрод в специальный держатель, а зажимы прикрепить к детали. Затем нужно установить ток подходящей частоты и приступить к сварке. Установите электрод под углом в 65о к детали. При сварке металла зазор между электродом и деталью должен составлять 3-5 мм. После того, как шов остынет, постучите по нему молотком, чтобы осыпался шлак. Шов готов!
После освоения базовой техники нужно изучить 3 вида швов:
- горизонтальный,
- вертикальный,
- потолочный.
видео пособие для начинающих обучение сварке
Если необходимые навыки сварки металла у вас присутствуют, но вы хотите углубить свои знания, научиться производить работы с использованием сварочного инвертора, вам следуют просто найти обучающее видео по теме, которое ответит на все интересующие вас вопросы.
Дополнительные материалы
Вам необходимо произвести соединение металлических деталей? Для этого нужно воспользоваться сваркой? Купите сварочный аппарат, выберете необходимый вид электродов, и набивайте руку. Это все, что необходимо для проведения сварочных работ.
Прежде, чем начинать сваривание, стоит заранее озаботиться приобретением необходимого количества электродов. Но для этого вам необходимо точно знать, сколько именно электродов вам понадобится для работы. Проведя все расчеты можно избежать большого количества излишков или необходимости докупать сварочные материалы.
metallmania.ru