В настоящее время наиболее популярным, функциональным и производительным оборудованием для сварки является сварочный аппарат инвертор.
В качестве силовых переключателей в таком оборудовании применяются полевые транзисторы высокой мощности. Это позволило существенно уменьшить размеры и массу агрегата. На рынке доступен большой выбор подобного оборудования. Все доступные модели имеют практически одинаковый принцип действия. Единственным недостатком, который может избавить от желания купить такой агрегат, является его достаточно высокая стоимость. Однако вы можете приложить немного усилий и собрать инвертор своими руками.
Особенности самодельного сварочного аппарата инвертора
Рассматриваемый сварочный аппарат инвертор состоит из следующих основных элементов:
- блока питания;
- драйвера силовых ключей;
- силовой части.
Самодельный сварочный аппарат инвертор будет иметь следующие характеристики:
- максимальное значение потребляемого тока — 32 А;
- ток сварки — не более 250 А;
- сетевое напряжение — 220 В.
Такой сварочный аппарат инвертор сможет без особых проблем варить с использованием электрода диаметром 3-5 мм и длиной дуги до 10 мм. Коэффициент полезного действия самодельного агрегата ничуть не уступает готовым магазинным приборам для сварки.
Подготовка к сборке сварочного аппарата
Для сборки агрегата вам понадобится следующее:
- электротехническая сталь;
- хлопчатобумажная ткань;
- медные провода;
- стеклоткань;
- текстолит.
Для стабилизации напряжения обмотки должны быть выполнены по всей ширине каркаса. Всего в конструкции рассматриваемого сварочного аппарата инвертора будет 4 обмотки:
- первичная — состоит из 100 витков, ПЭВ 0,3 мм;
- три вторичные обмотки — одна на 15 витков (ПЭВ 1 мм), другая — тоже из 15 витков (ПЭВ 0,2 мм), третья — из 20 витков (ПЭВ 0,3 мм).
Плата с блоком питания монтируется отдельно. Между ней и силовой частью будет расположен лист металла. Его необходимо электрически прикрепить к корпусу сварочного аппарата инвертора.
Для управления затворками будут использоваться проводники. Их следует припаять на минимальном расстоянии от транзисторов. Они должны попарно скручиваться друг с другом. Сечение особого значения не имеет. Длина же проводников должна быть не более 15 см.
Перед сборкой сварочного аппарата инвертора нужно внимательно изучить и разобраться в его принципиальной схеме.
Блок питания рассматриваемого агрегата представляет собой традиционный флайбэк. Первичную обмотку блока нужно будет накрыть экранирующей обмоткой. Она делается из такого же провода. Наложенные витки должны полностью перекрыть первичные и иметь с ними одинаковое направление. Между обмотками устраивается изоляция. Ее можно сделать из лакоткани или малярного скотча.
При настройке блока питания сварочного аппарата вам нужно подобрать такое сопротивление, чтобы напряжение, подаваемое на питание реле, составляло 20-25 В. Подберите надежные и мощные радиаторные элементы для входных выпрямителей. Для этой цели отлично подходят модели, которые использовались в старых компьютерах. Их можно недорого купить на радиорынке.
Схема управления включает всего 1 термический датчик. Он будет размещен внутри корпуса радиатора. На том же радиорынке следует купить ШИМ-контроллер для блока управления. Через его канал регулирования будет осуществляться стабилизация тока в дуге. При помощи конденсатора будет определяться напряжение ШИМ. От самого же напряжения зависит сила тока сварки.
Пошаговая инструкция по сборке сварочного аппарата инвертора
Прежде всего подготовьте все детали, указанные на принципиальной схеме. Для сборки такого сварочного инвертора можно использовать доступные материалы, которые продаются в любом магазине радиотехники и электроники. Перед тем как использовать детали, удостоверьтесь в их работоспособности.
Подберите готовый дроссель или сделайте его на стальном магнитопроводе. Для изготовления обмотки дросселя используйте провод ПЭВ-2. Нужно сделать 175 витков.
Самые доступные конденсаторы, которые можно использовать для сборки такого сварочного аппарата инвертора, — это конденсаторы К78.
Они широко использовались в старых телеприемниках, поэтому найти их не составит труда. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть не меньше 1000 В. Если не удается найти конденсатор с нужным напряжением, используйте несколько элементов, чтобы их общая емкость соответствовала требуемому номиналу.
Купите несколько транзисторов КУ221А небольшой мощности. Не стоит использовать вместо них один мощный транзистор, т.к. из-за этого снизится рабочая частота, а во время проведения сварочных работ будет появляться неприятный громкий звук. Да и неправильно подобранная мощность может привести к тому, что уже очень скоро придется выполнять ремонт оборудования.
При сборке сварочного инвертора выдерживайте требуемые зазоры между обмотками и магнитопроводами. В обмотки заложите пластины из текстолита. Благодаря этому повысится электробезопасность сварочного аппарата и будет обеспечиваться его достаточное охлаждение.
Далее вам нужно прикрепить трансформатор к основанию самодельного сварочного инвертора. Используйте для этого 2-3 скобы. Скобы можно сделать из медной проволоки диаметром от 3 мм. Платы изготавливаются из фольгированного текстолита. Для этого подойдет материал толщиной порядка 0,5-1 мм. В каждой плате следует подготовить 4 узких прорези, благодаря которым будет снижаться нагрузка на выводы диодов.
Все собранные узлы агрегата установите на основание. Его можно сделать из пластины гетинакса. Будет достаточно пластины толщиной 0,5 см. В ее центре нужно сделать круглое окно под вентилятор. Последний обязательно защитите решеткой. Между магнитопроводами должен оставаться воздушный зазор.
Выведите на лицевую сторону основания светодиоды и ручку тумблера, а также зажимы для кабелей и ручку переменного резистора. В результате вы получите практически готовый сварочный аппарат. Эту конструкцию необходимо поместить в кожух из текстолита или винипласта. Стенки кожуха должны иметь толщину от 4 мм. Установите на держатель для электрода кнопку. Ее и подключаемый к ней кабель необходимо надежно изолировать.
Подключение самодельного сварочного аппарата
Готовый сварочный инвертор нужно подключить в сеть или к аккумулятору. Для подключения к аккумулятору используйте зажимы. Обязательно соблюдайте полярность. Черный зажим идет на»-«, а красный — на «+». В случае если между аккумулятором и бортовой сетью агрегата присутствует соединение, его можно не отсоединять. В момент подключения выходов сварочного инвертора с аккумулятором должна появиться искра.
Подключите устройства к розетке. Розетка должна иметь предохранитель или функцию автоматического выключения. В случае необходимости допускается использование удлинителя до 50 м.
Включите кнопку агрегата. Если все нормально, то загорится зеленый светодиод. Он будет гореть зеленым до тех пор, пока напряжение на аккумуляторе не будет выходить за приемлемые границы.
При подключении и использовании самодельного инвертора нужно учитывать еще один очень важный момент. В том случае, если при работе сварочного инвертора на нагрузку напряжение аккумулятора снизится до 10,5 Вт и будет продолжать падать в течение более чем 1 минуты, аппарат автоматически отключится. Это предотвратит полную разрядку аккумулятора и избавит от необходимости его ремонта. Менее продолжительные падения напряжения не навредят ни сварочному аппарату, ни аккумулятору, ни сети.
Обслуживание и ремонт сварочного аппарата: основные моменты
Периодически нужно проверять работоспособность каждого основного элемента сварочного аппарата. Это позволит выполнять его ремонт как можно реже. Если агрегат стал работать неправильно или вовсе прекратил функционировать, нужно незамедлительно найти причину поломки и выполнить соответствующий ремонт.
Для этого вам могут понадобиться следующие инструменты:
- отвертка;
- паяльник;
- пылесос;
- тестер;
- кисточка.
Прежде чем выполнять ремонт сварочного инвертора, нужно разобраться в его устройстве. Одним из главнейших элементов инвертора является выпрямитель. Именно он преобразует переменный ток в постоянное напряжение. За счет сетевого фильтра обеспечивается сглаживание питания. Транзисторная схема формирует однофазное высокочастотное напряжение. При помощи блока управления можно регулировать работу ключей посредством сигналов обратной связи по напряжению и току и менять режимы работы инвертора. Сварочный трансформатор снижает напряжение, затем оно выпрямляется при помощи блока вентилей и поступает на электрод.
Прежде чем приступать к ремонту, вам нужно будет снять крышку корпуса аппарата и продуть его обыкновенным пылесосом. Труднодоступные места можно очистить при помощи мягкой сухой кисти.
Ремонт аппарата начинается с проверки входной цепи. Вам нужно проверить, поступает ли в инвертор напряжение. В случае если входное напряжение присутствует, изучите блок защиты. При необходимости произведите ремонт или замену предохранительного элемента.
Проверьте работу системы контроля и температурного датчика. Сверьте полученные измерения с номинальными. Если датчик работает неправильно, нужно будет его заменить, т.к. выполнить ремонт этого элемента не получится.
Изучите рабочие органы сварочного аппарата. Если заметны потемнения или признаки плохой пайки, проверьте соответствующие цепи агрегата при помощи тестера. Плохие контакты приводят к перегреву аппарата, его поломке и достаточно трудоемкому и дорогостоящему ремонту. Все замеченные неисправности нужно сразу же устранить. Разболтавшиеся разъемы затяните, а некачественные соединения пропаяйте.
Если имеет место нестабильное горение дуги, разбрызгивание металла или прилипание электрода, нужно настроить ток и подобрать другие электроды. Проверьте длину и сечения кабеля. Сравните их с номинальными. При наличии отклонений кабель нужно заменить.
Если во время работы сварочного аппарата загорается индикатор перезагрузки, это верный признак превышения продолжительности работы. Из-за этого инвертор попросту перегреется и отключится автоматически. Однако лучше самостоятельно отключить агрегат и дать ему остыть. После того как температура снизится до допустимого значения, работу можно продолжить с обязательным соблюдением температурного и временного режима.
