Лучшие инверторные аппараты. Инверторный сварочный аппарат, какой лучше.

Инвертор сварочный своими руками

Метод сварки металлов на сегодня насчитывает немало способов и большинство их основано на использовании электричества. Электросварка же в свою очередь, также подразделяется на несколько видов, в том числе и инверторный способ.

Последний стал популярен относительно недавно и до того, как на полках магазинов появились малогабаритные и легкие в переноске аппараты, домашняя сварка была уделом немногих. После массового внедрения сварочных инверторов оказалось, что принцип устройства и работы этого аппарата достаточно прост и при желании, собрать такой же можно самостоятельно.

Описание

Инвертор – это прибор преобразующий постоянный электрический ток в переменный, а в сварочном аппарате инверторного типа происходит двойное преобразование:

Переменный ток силой не превышающей 5 ампер, с напряжением 220/380 вольт и частотой 50 Гц преобразовывается в постоянный с такими же значениями.
Полученный постоянный ток преобразовывается в переменный с напряжением в несколько десятков вольт и силой тока до нескольких сотен ампер.

Такая трансформация более выгодна, поскольку получаемые характеристики сварочного тока имеют высокую стабильность и легко управляются, что дает возможность настроить оптимальный режим сварки при различных размерах свариваемых деталей.

Сварочные инверторы, это моноблочные приборы, и главное их достоинство – эргономичность. В отличие от сварочных трансформаторов, в том числе и выдающих постоянный ток, инверторы могут переноситься одним человеком, а обладающие небольшой мощностью, имеют вес всего в несколько килограмм и легко вешаются на плечо.

Преобразование происходит за счет трансформатора и электронных микросхем, требующих качественного охлаждения, поэтому в корпусе также размещается мощный вентилятор. Несмотря на кажущуюся сложность, сварочный инвертор можно собрать и своими руками. Такой прибор сможет обеспечить сваривание не хуже, чем его заводские аналоги.

Принцип работы

Основным элементом системы, является силовой трансформатор с выпрямителем. Его вторичная обмотка, сильно нагревается, поэтому при компоновке устройства, очень важно расположить ее на пути воздушного потока исходящего от вентилятора.

Выпрямленный ток пропускается через фильтр из триодов с высокой частотой коммутации, в результате, частота вторичного переменного тока может достигать значения в 50 КГц. Обратная зависимость частоты и габаритов электротехнического оборудования известна давно, что и позволило придать инверторам такие скромные размеры. Такой же принцип успешно используется везде, где необходима экономия пространства, например, в бортовой сети самолета или подводной лодки, частота электрического тока также измеряется тысячами герц.

В сварочном трансформаторе, производится преобразование электродвижущей силы, в то время, как в инверторе преобразуются высокочастотные токи, что позволило в разы уменьшить вес трансформатора и сократить расход материала на его изготовление. Для защиты от перегрузки, на вторичной стороне устанавливается плавкий предохранитель, который можно заменить с лицевой панели. Пользователь может регулировать силу подаваемого на электрод тока с помощью регулятора, значение тока выводится на цифровое табло.

Область применения

Трудно представить строительные работы, при которых не использовалась бы сварка. Сварочные инверторы существенно расширили область ее применения, так как обладают достаточно большой долей мобильности, в отличие от громоздких трансформаторных аппаратов. Сегодня инверторную сварку применяют:

Для сваривания деталей из черных металлов.
Для сваривания деталей из цветных металлов.
При необходимости сваривания в малопроходимых местах, например, в подземных туннелях трубопроводов.
Для сваривания фасонных деталей на производстве.
Для сварки в бытовых условиях.

В промышленности, для сваривания применяются инверторы с автоматической и полуавтоматической подачей сварочной проволоки, что позволяет унифицировать процесс и снизить долю ручного труда.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом инверторных сварочных аппаратов является их размер, поскольку до этого, варить приходилось либо на стационарном посту, либо же, перемещать тяжелый сварочный трансформатор с помощью подручных средств, до места сварочных работ.

Благодаря двойному преобразованию, сварочный ток инвертора не зависит от сетевого и поэтому остается всегда с постоянными значениями, что позволило избежать таких неприятных явлений при сварке как:

Залипание электрода.
Отсутствие дуги при пониженном напряжении в сети.
Пережог или недожог металла.

Инвертор универсален и подходит для сварки чугунных или цветных металлов соответствующими электродами, а также для аргонодуговой сварки неплавящимися электродами. Оператор имеет возможность регулировать ток в широких пределах.

Недостаток инверторов – это относительно высокая стоимость по сравнению с трансформаторами, но учитывая имеющиеся преимущества, он полностью нивелируется. Как и любая электроника, микросхемы аппарата требуют бережного отношения, поэтому рекомендуется периодически очищать внутреннее пространство от пыли.

Также электроника может выйти из строя в условиях низких температур или высокой влажности, поэтому окружающие условия должны согласовываться с паспортными данными прибора.

Как сделать своими руками?

Хотя инверторные сварочные аппараты в широкой продаже в современном исполнении, стали доступны относительно недавно, они не являются чем-то новым. По сути, добавилось только удобное цифровое управление и более современные электронные компоненты.

Принцип же работы, как и сам аппарат были разработаны несколько десятков лет назад, да и сегодня, многие схемы сборки актуальны. Собрать самостоятельно инвертор можно имея старые электротехнические детали, на основе современных электронных компонентов. Такой аппарат выйдет значительно дешевле, чем заводской аналог.

Необходимые материалы и инструменты

Для сборки аппарата понадобятся:

Ферритовый сердечник для силового трансформатора.
Шина из меди или проволока для создания обмоток.
Фиксирующая скоба для соединения половинок сердечника.
Термостойкая изолента.
Компьютерный вентилятор.
Транзисторы.
Паяльник, пассатижи, кусачки.

Схемы

На сегодняшний день, все схемы сварочных инверторов унифицированы и построены на основе использования импульсного трансформатора и мощных транзисторов типа MOSFET.

Каждый из производителей вносит незначительные изменения в виде фирменных разработок, однако, в общем функционал аппарата не претерпевает каких-либо существенных изменений.

За основу также может браться принципиальная схема Юрия Негуляева – ученого и разработчика отечественного сварочного аппарата инверторного типа.

Пошаговое руководство

Для размещения всех элементов необходимо подобрать корпус. Рекомендуется использовать старый системный компьютерный блок, так как там уже предусмотрены отверстия для вентиляции.
Необходимо увеличить прочность корпуса, так как вес агрегата может достигать до десяти килограмм. Для этого, в углах устанавливаются металлические уголки на резьбовом крепеже.
Первичная обмотка трансформатора – намотка проволоки производится по всей ширине каркаса, это способствует стабильной работе трансформатора при перепаде напряжений. Для намотки используются только медные провода, при отсутствии шины, несколько проводов соединяются в пучок.
Вторичная обмотка трансформатора – наматывается в несколько слоев, для этого используют несколько проводов сечением 2 мм, соединенных в пучок.
Между обмотками необходим усиленный слой изоляции, во избежание попадания на вторичную обмотку сетевого напряжения.
Между сердечником трансформатора и обмотками предусматривается воздушный зазор, для обеспечения циркуляции воздуха.
Отдельно на ферритовом сердечнике выполняется трансформатор тока, при сборке закрепляющийся на плюсовой линии и соединяющийся с панелью управления.
Транзисторы необходимо прикрепить к радиатору, но обязательно через термопроводящую диэлектрическую прокладку. Это обеспечит эффективный теплоотвод и защиту от короткого замыкания.
Диоды выпрямляющего контура крепятся аналогичным способом, к пластине из алюминия. Выходы диодов соединяются неизолированным проводом сечением 4 мм.
Силовые проводники внутри корпуса разводятся таким образом, чтобы исключить короткое замыкание.
Вентилятор устанавливают на задней стенке, что сэкономит пространство и позволит обдувать сразу несколько радиаторов.

Электросхема сварочного инвертора

Настройка аппарата

После сборки аппарата необходима дополнительная настройка для получения корректных значений сварочного тока и напряжения:

Подается сетевое напряжение, на плату и привод вентилятора.
Необходимо дождаться полной зарядки силовых конденсаторов, затем проверить работу реле, убедившись что напряжение на токоограничивающем резисторе, установленном в цепи конденсаторов отсутствует, после чего замкнуть его.
При помощи осциллографа определяется значение тока вырабатываемого инвертором, для чего замеряется периодичность импульсов, поступающих на обмотку трансформатора.
Проверяется режим сварки на блоке управления, для чего вольтметр подключают к выходу усилителя осциллографа. В маломощных инверторах, значение напряжения достигает около 15 вольт.
Проверяется работа выходного моста, путем подачи напряжения 16 вольт от блока питания. Следует помнить, что в режиме холостого хода, потребление блока составляет около 100 мА и это необходимо учитывать при проведении измерений.
Тестируется работа с силовыми конденсаторами. Напряжение изменяют со значения 16 вольт на 220. Осциллограф подключают к выходным транзисторам и контролируют амплитуду сигнала, она должна быть идентичной с той, что была на испытаниях с пониженным напряжением.

Обслуживание и ремонт

Для сборки, обслуживания и необходимо иметь достаточный уровень электротехнических знаний. При отсутствии таковых и необходимости ремонта, пользователь может производить лишь текущее обслуживание:

Чистка аппарата от пыли – производится пылесосом при открытом корпусе. Если аппарат используется постоянно в строительных работах, то необходима регулярная чистка.
Замена предохранителя – защищает схемы аппарата от повреждений при перегрузке и коротких замыканиях.
Ремонт коммутирующих частей на сварочных кабелях.

Сварочный полуавтомат из инвертора

В технологических процессах требуется сваривание шаблонных деталей и наибольшего качества можно добиться используя автоматические и полуавтоматические сварочные установки с подачей проволоки для сваривания. Получить такое устройство из самодельного или промышленного инвертора, можно только при наличии соответствующих знаний и правильной перенастройке блока управления.

Дело в том, что источники питания для ручной и полуавтоматической сварки проектируются с различными вольтамперными характеристиками, и инвертор к которому добавлен только механизм для подачи проволоки, будет в итоге давать неровный шов с рваными краями.

Следует помнить, что силовые конденсаторы и транзисторы в схеме инвертора, требуют дополнительных мер безопасности, в частности, обязательного наличия токоограничивающего резистора. Подача тока без него может привести к взрыву.
Не следует удлинять сварочные кабели, их длина не может превышать 2,5 метра.

Доброго времени суток господа радиолюбители. Каждый радиолюбитель и не только в своей практике сталкивается с проблемой соединения метала, причём такой толщины, что паяльник уже ни к чему. Вот и у меня была такая проблема, так что поведаю вам о том, как собирал сварочный инвертор. Но сразу предупреждаю, устройство не из лёгких. Если вы никогда не работали с преобразователями - не стоит браться за такую сложную схему.

Схема инвертора для сварочных работ

Уже давно начал заниматься силовой электроникой, начиная от автомобильных инверторов и заканчивая сварочными апаратами на 160 ампер! Так, как сам студент и денег не так уж много то выбрал схему с хорошей повторяемостью и немногим числом деталей!

Силовые конденсаторы взял на роботе, там же взял пару вентиляторов от кулеров, они хорошо подходят так как скоростные и обеспечивают хороший поток воздуха, один вентилятор взял большой, но не такой скоростной, он стоит на выдуве тёплого воздуха.

Микросхема задающего генератора UC3842, также можна использовать UC3843...UC3845, для розкачки силового транзистора использовал комплементарную пару КТ972-КТ973, силовой ключик irg4pf50w один спалил, но ничего, на радиорынке их много:)

Силовые дорожки усилил медной проволокой. Процес намотки трансформатора не сфотографировал, скажу лиш что первичка - 32 витка проводом 1.5 мм, вторичка - петля от кинескопа, как раз хорошо подошла! О трансформаторах на ферритовых кольцах .

Апаратик получится небольшой, в общем как раз то, что нужно для дачных работ. Результатом весьма доволен. С уважением, Колонщик.

Инвертор является достаточно сложным инструментом для сварки, который заслужил в последнее время огромную популярность. Отличные рабочие характеристики обусловлены большим количеством технических узлов, в общей массе составляющей одно устройство. Чтобы добиться высокого качества получаемого шва, надежности работы и хороших технических характеристик мировые производители стараются внедрять новые разработки и делать мощную, но при этом экономичную технику. Но оказывается, что можно сделать самый простой сварочный инвертор своими руками.

Естественно, что здесь не стоит ожидать высоких современных характеристик от таких устройств. Но вполне возможно создать все самостоятельно, так как все комплектующие для этого находятся в свободном доступе и при наличии полного комплекта и подходящей схемы можно создать недорогую компактную модель. Здесь нужно осуществить правильный подбор, исходя из расчетов мощности и других параметров. Иными словами, все детали должны быть взаимосовместимы друг с другом, как по своему типу, так и по параметрам. К примеру, самой уязвимой частью устройства являются транзисторы, поэтому, к их выбору стоит подходить с особым вниманием.

Преимущества

Простой сварочный инвертор своими руками обходится значительно дешевле, чем готовые модели сварочных аппаратов;
При самостоятельной сборке намного легче ремонтировать технику, если с ней случатся какие-либо неполадки;
Можно самостоятельно регулировать комплектацию, исходя из предпочтений, технических требований и бюджета.

Недостатки

Простой сварочный инвертор, сделанный своими руками, оказывается не столь надежным в работе, даже в сравнение с бюджетными видами техники;
На создание аппарата придется потратить значительное количество времени, что не всегда экономически выгодно;
Здесь отсутствуют дополнительные функции, которые помогут улучшить качество создаваемого шва;
Техника обладает узким диапазоном регулировки сварочного тока и прочих параметров;
Как правило, в них присутствуют проблемы с системой охлаждения;
Корпус создается не столь безопасно, как в заводских моделях, так что использование подобных устройств может оказаться опасным для жизни.

Устройство и схема простого инвертора

Схема простого сварочного инвертора помогает определиться, что именно должно входить в состав устройства. Естественно, что это является не единственным вариантом и возможны замены. Некоторые предпочитают создавать более сложные варианты, основываясь на схемах готовых заводских моделей, таких как или , внося свои изменения. Здесь представлена наиболее простая для самостоятельного воплощения схема.

Методика расчета

Перед тем как начать делать самый простой инвертор сварочный, нужно рассчитать его мощность. Это делается путем умножения силы тока, которой должно обладать устройство, на напряжение, при котором будет гореть дуга. К примеру, для тока в 160 А, который будет возможен на напряжении дуги в 24 В, мощность должна быть 3840 Вт.

Даже простой сварочный инвертор на одном транзисторе может иметь коэффициент полезного действия в 85%. Таким образом, мощность перекачиваемая транзисторами должна составлять 4517 Вт

Исходя из этой величины, можно определить силу тока, коммутируемую транзисторами во время работы. Чтобы это осуществить, следует найти разделить мощность на напряжение в сети. 4517/220 = 20 А.

Чтобы при 20 А можно было поддерживать напряжение в 220 В, в схеме должен присутствовать фильтр емкостью 100 мкФ. Если через транзисторы проходит большой ток, то он начинает нагревать их. Как правило, скорость отвода тепла при помощи радиаторов является недостаточной, а перегревание приведет к разрушению техники. Чтобы избежать подобных неприятностей, транзисторы стоит подбирать с запасом, чтобы их рабочий ток при 1000 градусов Цельсия составлял, как минимум, 20 А.

Простой в повторении и изготовлении сварочный аппарат должен иметь напряжение на транзисторах не более, чем напряжение в источнике питания. Очень важным параметром является частота транзисторов. Для представленных выше параметров подходят изделия с частотой в 100 кГц. Напряжение на них должно быть 500 В. Это могут быть как обыкновенные полевые, так и IGBT транзисторы. Единственной проблемой при их установке является отсутствие специального крепежа.

Чтобы транзистор нормально работал, между его открытием и закрытием должна выдерживаться пауза. Время паузы должно быть около 1,2 мс. Исключением можно считать только транзисторы Mosfet, пауза в которых допускается в 0,5 мс.

Необходимые инструменты и материалы

Для того, чтобы создать простой сварочный инвертор на одном транзисторе, следует иметь следующий набор инструментов:

Набор отверток;
Вольтметр;
Мультиметр;
Паяльник;
Осциллограф.

Это основные инструменты, при помощи которых происходит сборка, контроль и измерения. Помимо этого следует иметь еще материалы, которые нужны будут для создания самого аппарата. Для этого понадобятся:

Резисторы с различным уровнем сопротивления;
Катушка индуктивности;
Конденсаторы;
Оптопара;
Стабилитрон;
Выпрямительные диоды;
Диоды Шоттке;
Трансформатор с двумя обмотками;
Реле;
Подстроечные резисторы;
Диодный мост;
Защитные диод;
Линейный регулятор;
Вентилятор системы охлаждения;
Преобразователь переменного тока в постоянный.

Следует подать ток на схему, чтобы проверить, как срабатывает реле замыкания резистора. Далее идет проверка платы ШИМ, есть ли в ней прямоугольные импульсы, которые могут появляться после того, как сработает реле. Если импульсы имеются, то их ширина, в соотношении с нулевой паузой должна составлять 44%.

Нужно убедиться, что напряжение на транзисторах не превышает допустимое, иначе все это может привести к поломке. Затем питание подается на диодный мост, чтобы проверить правильность его изготовления и работоспособности.

Во время настройке нужно убедиться в правильности намотки трансформатора, а также в его корректном подключении и возможности управлять им. Это один из основных элементов, задающих регулировку параметров, но в то же время самый сложный по исполнению за счет наличия обмотки.

Техника безопасности

Все процедуры должны производиться только при отключенном электропитании. Каждую деталь желательно измерить заранее, чтобы во время включения она не сломалась из-за перенапряжения. Во время работы следует соблюдать основные правила электробезопасности.

Самой важной частью приобретенного или самодельного сварочного инвертора является схема. Провод в сварочном инверторе не обматывается материалом для термоизоляции. За основу можно взять плиту из дюралюминия. К ней понадобится присоединить несколько проводов и проводников, которые будут отдавать тепло. Для обдува понадобится использовать вентилятор большой мощности (в данном случае может использоваться радиатор от автомобиля). Также будут необходимы радиаторы диодов выпрямления и дроссель. Последний элемент прижимается к конструкции через прокладочный материал для уплотнения.

Самодельный сварочный аппарат не сможет работать без дроссельного устройства. Его можно изготовить из медных сердечников. Подобные элементы чаще всего установлены в строчных трансформаторах. Если таких приспособлений нет, можно их изготовить своими руками из деталей телевизоров или приобрести на строительном рынке. Диоды прижимаются к основанию инверторной схемы, после чего к ним подсоединяются уплотнители для изоляции и стабилизаторы напряжения.

Пример изготовления сварочного инвертора

В подобной конструкции будет использоваться нестандартный трансформатор, так как магнитный провод в нем имеет сечение 2 мм. Подобный провод не покрывается изоляционными материалами, однако можно использовать и защищенный кабель.

Пучок проводника собирается из нескольких проводков, их тоже нужно будет изолировать изолентой или полосой из фторопласта. Схему изготавливаемой конструкции для сварки можно увидеть на рис 1. Благодаря подобной вторичной обмотке лента из фторопласта будет расходоваться очень экономно, так как щель между изоляциями уже присутствует. Благодаря данному зазору можно производить охлаждение трансформатора тока. Если будет использована данная схема, то не понадобится дополнительно устанавливать какие-либо тиристоры или транзисторы.

Рисунок 1. Пучок проводника из различных проводков необходимо изолировать изолентой.

Проводники надо будет развести в разные стороны, чтобы они не контачили и не вызывали сбоев в процессе работы. После этого на транзисторе нужно произвести монтаж силового моста. Он выполняется навесом. В данном случае понадобится использовать медный шнур сечением 2 мм без изоляции. Его следует залудить и обмотать обыкновенными нитками в несколько слоев. Подобный проводник имеет защиту от повреждений в процессе пайки или сварки. Для фиксации можно использовать пятки для изоляции, на которые будет переноситься нагрузка с транзисторов. Таким образом можно продлить работоспособность.

Транзисторы нужно дополнительно прижать к радиатору. Их можно закрепить при помощи использования пластинок из дюралюминия. Подобные прокладки следует привинтить с помощью винтов небольших размеров. Данные крепежные элементы удобно использовать при изготовлении маленького самодельного аппарата для сварки.

Вентилятор будет охлаждать несколько мостов, но каждый из мостов следует ограждать изоляционным слоем.

Вентиляция вторичной обмотки имеет большое значение. Если есть необходимость, то можно вывести вторичную обмотку на ферритовые цилиндры. В данном случае можно использовать и приемник питания со средними волнами, из которого энергия сможет поступать к сердечникам.

Как сделать импульсный инверторный сварочный аппарат своими руками?

Принципиальная схема инверторного устройства сварочного аппарата.

Импульсный инвертор можно сделать своими руками в домашних условиях. Следует помнить, что обмотки могут наматываться лишь на полную ширину каркаса. В таком случае трансформатор станет более устойчив к перепадам напряжения и воздействиям окружающей среды. Для того чтобы изготовить сварочный аппарат подобного типа, понадобится подготовить следующие элементы:

преобразователь трансформатора на 41 Гц;
элементы для уплотнения
жестянка из меди;
изолента;
чертежи инверторов.

В данном случае будет рассмотрен пример изготовления одноконтактного инвертора, который функционирует с помощью углекислого газа или аргона.

Вторичная обмотка в данном варианте наматывается в несколько слоев. На ферритный сердечник надо будет намотать дроссель. Через трансформаторное устройство нужно закрепить специальные кольца к первичной или вторичной обмотке.

Рисунок 2. Схема работы импульсного инверторного сварочного аппарата.

Чтобы производить охлаждение самодельного инвертора для сварки, понадобится использовать специальный компьютерный радиатор, который отлично подходит и по мощности, и по потреблению энергии. Импульсное трансформаторное приспособление наматывается полосой из меди, так как алюминиевые провода не смогут выдержать перепадов непостоянного тока.

Бесперебойная работа конструкции будет напрямую зависеть не только от величины тока, но и от толщины провода. Если будет намотана обмотка толстым слоем, то получится обратный скин-эффект, который может негативно сказаться на работе остальных бытовых конструкциях.

Вес подобного приспособления составляет приблизительно 5-10 кг, его пропускная способность составляет 30-150 А. Схему подобной конструкции можно увидеть на рис. 2.

Как настроить работу самодельного инвертора?

Изготовить подобную конструкцию можно с легкостью своими руками, при этом понадобится незначительное количество материалов. Однако правильно настроить данное приспособление самостоятельно сможет далеко не каждый, потому может потребоваться помощь высококвалифицированных специалистов с опытом работы.

Если все же есть желание произвести настройку инвертора самостоятельно, то следует знать последовательность действий. Настройка конструкции состоит из следующих этапов:

Рисунок 3. Схема источника питания инвертора.

Прежде всего понадобится подключить сварочный аппарат к электросети. После этого блок должен начать издавать громкие звуки. Это означает, что приспособление передает ток. Электричество должно подаваться на емкостный вентилятор. Только в таком случае будет возможность уменьшить нагреваемость аппарата и громкость его работы.
Для того чтобы замкнуть резистор, понадобится подключить реле. Данный элемент следует подключать исключительно после зарядки конденсаторов. Подобные действия способны существенно уменьшить перепады тока в процессе включения аппарата для сварки в сеть 220 В.
Следует помнить, что если подсоединить трансформатор без резистора, то может произойти взрыв. Все изготавливаемые инверторы будут пропускать по 100 А и более, точный уровень определяется исходя из того, какая плата использовалась в процессе разработки. Для определения уровня следует использовать мультиметр. Понадобится выполнить следующие действия: первым делом устройство включается в режиме амперметра, после чего выполняется замер периодичности поступающих импульсов.
Сварку понадобится проверить на усилителе, который будет проводить сигнал к блоку. Средняя амплитуда составляет 15 В (если изготавливается сварочный аппарат небольшой мощности). Далее, нужно будет проверить правильность сборки моста. Для этого на инвертор нужно подать питание 16 В. Следует помнить, что холостой ход сможет преобразовывать только 100 мА. Чтобы произвести правильные контрольные замеры, понадобится учитывать данный показатель.
Проверить работу инвертора для сварки можно с помощью осциллографа. Импульсы, которые исходят от обмоток, должны быть одинаковыми.
Понадобится проконтролировать трансформатор для сварки под управлением силовых конденсаторных приспособлений. Необходимо изменить пропускной уровень на больший, после чего подключить осциллограф. Важно следить за формой сигнала, который исходит от коллектора.

Схема источника питания инвертора изображена на рис. 3.

Как правильно использовать инвертор для сварки?

При включении инвертора в электросеть контроллер автоматически выставит величину задания тока сварки на 120 А. Если после включения напряжение в проводах конструкции не превысит 100 В, то на индикаторе можно будет увидеть много восьмерок. Подобные цифры указывают на неисправность устройства. При нормальном запуске данные цифры должны смениться значением тока 120 А. Величина задания тока может изменяться с помощью кнопок.

Чтобы контролировать температуру конструкции в процессе работы, нужно нажать все кнопки одновременно. При нажатии индикатор должен показывать заданную температуру радиаторной конструкции.

Если температура радиаторного устройства в процессе работы превысит 75 °С, то индикатор начнет отображать температуру конструкции, после чего включится звуковой сигнал. Работа инверторной конструкции не заблокируется, но ток автоматически снизится до 20 А.

Как только температура будет составлять менее 65 °С, звуковой сигнал выключится. Ток в данном случае будет составлять 20 А. Индикация будет такой, как до превышения температуры.

Если оборвется температурный датчик, то индикатор должен выдать код ошибки Ert1. После этого включится звуковой сигнал. Работа инверторного приспособления заблокирована не будет, но величина тока автоматически изменится до 20 А. Если температурный датчик замкнется, то индикатор должен выдать код ошибки Ert0. После этого включится звуковой сигнал, а ток снизится до 20 А.

Нюансы, которые следует учитывать в процессе изготовления сварочного инвертора

При намотке в качестве термопрослойки можно использовать обыкновенную бумагу с кассового аппарата. Подойдет и бумага для ксерокса, однако она имеет плохие механические характеристики. Материал должен быть прочным.
Нельзя наматывать толстый провод. Приспособление работает на высоких токах, которые не смогут задействовать сердцевину в проводнике большой толщины. В результате произойдет сильный перегрев трансформаторной конструкции. Лучше всего использовать медную ленту небольшой толщины.
Вторичная обмотка компонуется из нескольких полос меди, которые отделяются друг от друга. В данном случае также понадобится произвести обмотку бумагой из кассового аппарата. Альтернативным вариантом является использование провода ПЭВ сечением до 0,7 мм. Данный элемент имеет большое количество жил, что является дополнительным преимуществом. Однако провода имеют большие зазоры воздуха, следовательно, площадь сечения будет приблизительно на 30% меньше, чем в случае применения медного провода.
В конструкции понадобится обязательно предусмотреть вентилятор для охлаждения, так как обмотка сильно нагревается в процессе работы. В данном случае можно использовать обыкновенный кулер от системного блока компьютера.

Инвертор для сварки является популярной и необходимой конструкцией, которая достаточно часто используется как в условиях промышленности, так и дома.

Вашему вниманию представлена схема сварочного инвертора, который вы можете собрать своими руками. Максимальный потребляемый ток - 32 ампера, 220 вольт. Ток сварки - около 250 ампер, что позволяет без проблем варить электродом 5-кой, длина дуги 1 см, переходящим больше 1 см в низкотемпературную плазму. КПД источника на уровне магазинных, а может и лучше (имеется в виду инверторные).

На рисунке 1 приведена схема блока питания для сварочного.

Рис.1 Принципиальная схема блока питания

Трансформатор намотан на феррите Ш7х7 или 8х8
Первичка имеет 100 витков провода ПЭВ 0.3мм
Вторичка 2 имеет 15 витков провода ПЭВ 1мм
Вторичка 3 имеет 15 витков ПЭВ 0.2мм
Вторичка 4 и 5 по 20 витков провода ПЭВ 0.35мм
Все обмотки необходимо мотать во всю ширину каркаса, это дает ощутимо более стабильное напряжение.

Рис.2 Принципиальная схема сварочного инвертора

На рисунке 2 - схема сварочника. Частота - 41 кГц, но можно попробовать и 55 кГц. Трансформатор на 55кгц тогда 9 витков на 3 витка, для увеличения ПВ трансформатора.

Трансформатор на 41кгц - два комплекта Ш20х28 2000нм, зазор 0.05мм, газета прокладка, 12вит х 4вит, 10кв мм х 30 кв мм, медной лентой (жесть) в бумаге. Обмотки трансформатора сделаны из медной жести толщиной 0.25 мм шириной 40мм обернутые для изоляции в бумагу от кассового аппарата. Вторичка делается из трех слоев жести (бутерброд) разделенных между собой фторопластовой лентой, для изоляции между собой, для лучшей проводимости высоко- частотных токов, контактные концы вторички на выходе трансформатора спаяны вместе.

Дроссель L2 намотан на сердечнике Ш20х28, феррит 2000нм, 5 витков, 25 кв.мм, зазор 0.15 - 0.5мм (два слоя бумаги от принтера). Токовый трансформатор – датчик тока два кольца К30х18х7 первичка продетый провод через кольцо, вторичка 85 витков провод толщиной 0.5мм.

Сборка сварочного

Намотка трансформатора

Намотку трансформатора нужно делать с помощью медной жести толщиной 0.3мм и шириной 40мм, ее нужно обернуть термобумагой от кассового аппарата толщиной 0.05мм, эта бумага прочная и не так рвется как обычная при намотке трансформатора.

Вы скажите, а почему не намотать обычным толстым проводом, а нельзя потому что этот трансформатор работает на высокочастотных токах и эти токи вытесняются на поверхность проводника и середину толстого провода не задействует, что приводит к нагреву, называется это явление Скин эффект!

И с ним надо бороться, просто надо делать проводник с большой поверхностью, вот тонкая медная жесть этим и обладает она имеет большую поверхность по которой идет ток, а вторичная обмотка должна состоять из бутерброда трех медных лент разделенных фторопластовой пленкой, она тоньше и обернуты все эти слои в термобумагу. Эта бумага обладает свойством темнеть при нагреве, нам это не надо и плохо, от этого не будет пускай так и останется главное, что не рвется.

Можно намотать обмотки проводом ПЭВ сечением 0.5…0.7мм состоящих из нескольких десятков жил, но это хуже, так как провода круглые и состыкуются между собой с воздушными зазорами, которые замедляют теплообмен и имеют меньшую общую площадь сечения проводов вместе взятых в сравнении с жестью на 30%, которая может влезть окна ферритового сердечника.

У трансформатора греется не феррит, а обмотка поэтому нужно следовать этим рекомендациям.

Трансформатор и вся конструкция должны обдуваться внутри корпуса вентилятором на 220 вольт 0.13 ампера или больше.

Конструкция

Для охлаждения всех мощных компонентов хорошо использовать радиаторы с вентиляторами от старых компьютеров Pentium 4 и Athlon 64. Мне эти радиаторы достались из компьютерного магазина делающего модернизацию, всего по 3…4$ за штуку.

Силовой косой мост нужно делать на двух таких радиаторах, верхняя часть моста на одном, нижняя часть на другом. Прикрутить на эти радиаторы диоды моста HFA30 и HFA25 через слюдяную прокладку. IRG4PC50W нужно прикручивать без слюды через теплопроводящую пасту КТП8.

Выводы диодов и транзисторов нужно прикрутить на встречу друг другу на обоих радиаторах, а между выводами и двумя радиаторами вставить плату, соединяющею цепи питания 300вольт с деталями моста.

На схеме не указано нужно на эту плату в питание 300V припаять 12…14 штук конденсаторов по 0.15мк 630 вольт. Это нужно, чтобы выбросы трансформатора уходили в цепь питания, ликвидируя резонансные выбросы тока силовых ключей от трансформатора.

Остальная часть моста соединяется между собой навесным монтажом проводниками не большой длины.

Ещё на схеме показаны снабберы, в них есть конденсаторы С15 С16 они должны быть марки К78-2 или СВВ-81. Всякий мусор туда ставить нельзя, так как снабберы выполняют важную роль:
первая - они глушат резонансные выбросы трансформатора
вторая - они значительно уменьшают потери IGBT при выключении так как IGBT открываются быстро, а вот закрываются гораздо медленнее и во время закрытия емкость С15 и С16 заряжается через диод VD32 VD31 дольше чем время закрытия IGBT, то есть этот снаббер перехватывает всю мощь на себя не давая выделяться теплу на ключе IGBT в три раза чем было бы без него.
Когда IGBT быстро открываются, то через резисторы R24 R25 снабберы плавно разряжаются и основная мощь выделяется на этих резисторах.

Настройка

Подать питание на ШИМ 15вольт и хотя бы на один вентилятор для разряда емкости С6 контролирующую время срабатывания реле.

Реле К1 нужно для замыкания резистора R11, после того, когда зарядятся конденсаторы С9…12 через резистор R11 который уменьшает всплеск тока при включении сварочного в сеть 220вольт.

Без резистора R11 на прямую, при включении получился бы большой БАХ во время зарядки емкости 3000мк 400V, для этого эта мера и нужна.

Проверить срабатывание реле замыкающие резистор R11 через 2…10 секунд после подачи питания на плату ШИМ.

Проверить плату ШИМ на присутствие прямоугольных импульсов идущих к оптронам HCPL3120 после срабатывания обоих реле К1 и К2.

Ширина импульсов должна быть шириной относительно нулевой паузе 44% нулевая 66%

Проверить драйвера на оптронах и усилителях ведущих прямоугольный сигнал амплитудой 15вольт убедится в том, что напряжение на IGBT затворах не превышает 16вольт.

Подать питание 15 Вольт на мост для проверки его работы на правильность изготовления моста.

Ток потребления при этом не должен превышать 100мА на холостом ходу.

Убедится в правильной фразировке обмоток силового трансформатора и трансформатора тока с помощью двух лучевого осциллографа.

Один луч осциллографа на первичке, второй на вторичке, чтобы фазы импульсов были одинаковые, разница только в напряжении обмоток.

Подать на мост питание от силовых конденсаторов С9…С12 через лампочку 220вольт 150..200ватт предварительно установив частоту ШИМ 55кГц подключить осциллограф на коллектор эмиттер нижнего IGBT транзистора посмотреть на форму сигнала, чтобы не было всплесков напряжения выше 330 вольт как обычно.

Начать понижать тактовую частоту ШИМ до появления на нижнем ключе IGBT маленького загиба говорящем о перенасыщении трансформатора, записать эту частоту на которой произошел загиб поделить ее на 2 и результат прибавить к частоте перенасыщения, например перенасыщение 30кГц делим на 2 = 15 и 30+15=45, 45 это и есть рабочая частота трансформатора и ШИМа.

Ток потребления моста должен быть около 150ма и лампочка должна еле светиться, если она светится очень ярко, это говорит о пробое обмоток трансформатора или не правильно собранном мосте.

Подключить к выходу сварочного провода длиной не мене 2 метров для создания добавочной индуктивности выхода.

Подать питание на мост уже через чайник 2200ватт, а на лампочку установить силу тока на ШИМ минимум R3 ближе к резистору R5, замкнуть выход сварочного проконтролировать напряжение на нижнем ключе моста, чтобы было не более 360вольт по осциллографу, при этом не должно быть ни какого шума от трансформатора. Если он есть - убедиться в правильной фазировке трансформатора -датчика тока пропустить провод в обратную сторону через кольцо.

Если шум остался, то нужно расположить плату ШИМ и драйвера на оптронах подальше от источников помех в основном силовой трансформатор и дроссель L2 и силовые проводники.

Еще при сборке моста драйвера нужно устанавливать рядом с радиаторами моста над IGBT транзисторами и не ближе к резисторам R24 R25 на 3 сантиметра. Соединения выхода драйвера и затвора IGBT должны быть короткие. Проводники идущие от ШИМ к оптронам не должны проходить рядом с источниками помех и должны быть как можно короче.

Все сигнальные провода от токового трансформатора и идущие к оптронам от ШИМ должны быть скрученные, чтобы понизить уровень помех и должны быть как можно короче.

Дальше начинаем повышать ток сварочного с помощью резистора R3 ближе к резистору R4 выход сварочного замкнут на ключе нижнего IGBT, ширина импульса чуть увеличивается, что свидетельствует о работе ШИМ. Ток больше - ширина больше, ток меньше - ширина меньше.

Ни какого шума быть не должно иначе выйдут из строя IGBT .

Добавлять ток и слушать, смотреть осциллограф на превышение напряжения нижнего ключа, чтобы не выше 500вольт, максимум 550 вольт в выбросе, но обычно 340 вольт.

Дойти до тока, где ширина резко становиться максимальной говорящим, что чайник не может дать максимальный ток.

Все, теперь на прямую без чайника идем от минимума до максимума, смотреть осциллограф и слушать, чтобы было тихо. Дойти до максимального тока, ширина должна увеличиться, выбросы в норме, не более 340вольт обычно.

Начинать варить, в начале 10 секунд. Проверяем радиаторы, потом 20 секунд, тоже холодные и 1 минуту трансформатор теплый, спалить 2 длинных электрода 4мм трансформатор горечеватый

Радиаторы диодов 150ebu02 заметно нагрелись после трех электродов, варить уже тяжело, человек устает, хотя варится классно, трансформатор горяченький, да и так уже не кто не варит. Вентилятор, через 2 минуты трансформатор доводит до теплого состояния и можно варить снова до опупения.

Ниже вы можете скачать печатные платы в формате LAY и др. файлы

Евгений Родиков (evgen100777 [собака] rambler.ru). По всем возникшим вопросам при сборке сварочника пишите на E-Mail.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Блок питания
	Линейный регулятор	LM78L15	2		Поиск в Fivel	В блокнот
	AC/DC преобразователь	TOP224Y	1		Поиск в Fivel	В блокнот
	ИС источника опорного напряжения	TL431	1		Поиск в Fivel	В блокнот
	Выпрямительный диод	BYV26C	1		Поиск в Fivel	В блокнот
	Выпрямительный диод	HER307	2		Поиск в Fivel	В блокнот
	Выпрямительный диод	1N4148	1		Поиск в Fivel	В блокнот
	Диод Шоттки	MBR20100CT	1		Поиск в Fivel	В блокнот
	Защитный диод	P6KE200A	1		Поиск в Fivel	В блокнот
	Диодный мост	KBPC3510	1		Поиск в Fivel	В блокнот
	Оптопара	PC817	1		Поиск в Fivel	В блокнот
C1, C2		10мкФ 450В	2		Поиск в Fivel	В блокнот
	Электролитический конденсатор	100мкФ 100В	2		Поиск в Fivel	В блокнот
	Электролитический конденсатор	470мкФ 400В	6		Поиск в Fivel	В блокнот
	Электролитический конденсатор	50мкФ 25В	1		Поиск в Fivel	В блокнот
C4, C6, C8	Конденсатор	0.1мкФ	3		Поиск в Fivel	В блокнот
C5	Конденсатор	1нФ 1000В	1		Поиск в Fivel	В блокнот
С7	Электролитический конденсатор	1000мкФ 25В	1		Поиск в Fivel	В блокнот
	Конденсатор	510 пФ	2		Поиск в Fivel	В блокнот
C13, C14	Электролитический конденсатор	10 мкФ	2		Поиск в Fivel	В блокнот
VDS1	Диодный мост	600В 2А	1		Поиск в Fivel	В блокнот
NTC1	Терморезистор	10 Ом	1		Поиск в Fivel	В блокнот
R1	Резистор	47 кОм	1		Поиск в Fivel	В блокнот
R2	Резистор	510 Ом	1		Поиск в Fivel	В блокнот
R3	Резистор	200 Ом	1		Поиск в Fivel	В блокнот
R4	Резистор	10 кОм	1		Поиск в Fivel	В блокнот
	Резистор	6.2 Ом	1		Поиск в Fivel	В блокнот
	Резистор	30Ом 5Вт	2		Поиск в Fivel	В блокнот
	Сварочный инвертор
	ШИМ контроллер	UC3845	1		Поиск в Fivel	В блокнот
VT1	MOSFET-транзистор	IRF120	1		Поиск в Fivel	В блокнот
VD1	Выпрямительный диод	1N4148	1		Поиск в Fivel	В блокнот
VD2, VD3	Диод Шоттки	1N5819	2		Поиск в Fivel	В блокнот
VD4	Стабилитрон	1N4739A	1	9В	Поиск в Fivel	В блокнот
VD5-VD7	Выпрямительный диод	1N4007	3	Для понижения напряжения	Поиск в Fivel	В блокнот
VD8	Диодный мост	KBPC3510	2