Выпрямитель для сварочного аппарата своими руками

Особенность сборки диодного моста для сварочного аппарата

Диод – это полупроводниковый прибор, который обладает различной проводимостью в зависимости от прикладываемого напряжения. Имеет всего два вывода: анод и катод. При подаче прямого напряжения (на анод подается положительный потенциал по сравнению с катодом) он открыт. При подаче отрицательного напряжения он закрывается.

Эта особенность прибора широко используется в электротехнике, в частности диодный мост применяют для сварочного аппарата, чтобы выпрямлять переменный ток, улучшая качество сварки.

Основные характеристики

Главными параметрами, на которые обращают внимание при выборе выпрямителей для сварочных аппаратов, являются:

  • максимально допустимое постоянное обратное напряжение;
  • максимальный средний прямой ток за период;
  • рабочая частота переключения;
  • постоянное прямое напряжение при максимальном прямом токе;
  • максимально допустимая температура корпуса.

Амплитуда бытовой сети составляет около 310 В, поэтому нужно использовать диоды с обратным напряжением 400 В и выше. Прямой ток жестко связан с мощностью прибора, и на него также обращают внимание. Рабочая частота показывает, в каком выпрямителе можно использовать полупроводник, применять его в сетевом или выходном блоке инвертора.

Прямое напряжение полупроводника характеризует мощность рассеяния на самом приборе. Это позволяет рассчитать размеры радиатора или системы охлаждения. Предельная температура корпуса сварочного аппарата дает возможность предусмотреть схему защиты от перегрева.

Применение в сварке

В любом трансформаторном сварочном аппарате постоянного тока или инверторе присутствуют силовые диоды. Они предназначены для выпрямления переменного тока. Для повышения коэффициента полезного действия диоды подключают по мостовой схеме, в этом случае оба полупериода приходятся на нагрузку.

В трансформаторном сварочном аппарате выпрямительные диоды устанавливают на выходе вторичной обмотки. Сварочное оборудование имеет понижающий трансформатор, соответственно, напряжение холостого хода значительно ниже входного, поэтому здесь требуются приборы большой мощности и низкой частоты. Для этого подойдут выпрямительные диоды В200 (максимальный ток 200А).

Для сварочного инвертора требуется два выпрямителя. Один располагается на входе источника питания. Он преобразует переменный ток 220 вольт 50 Гц в постоянный, который преобразуется в дальнейшем в переменный ток высокой частоты (40-80 кГц).

При мощности аппарата 5 кВт выпрямительные диоды должны иметь обратное напряжение 600-1000 В и средний прямой ток 25-35 А при частоте 50 Гц.

Второй выпрямитель располагается после высокочастотного трансформатора. Здесь требования другие. Максимальный прямой ток должен быть не менее 200 А на частоте 80 кГц, а обратное напряжение превышать напряжение холостого хода (60-70 В).

В любом случае используются диоды из категории мощных, с площадкой для монтажа радиатора, поскольку без отведения тепла устройство быстро сгорит.

Особенность выпрямителей

Выпрямитель для сварочного аппарата выполняется по мостовой схеме. При изготовлении сварочного аппарата своими руками и применении диодов В200 нужно учитывать, что их корпус находится под напряжением.

Поэтому когда выпрямитель устанавливают на радиатор, он должен быть изолирован от остальных элементов схемы, от корпуса прибора и от соседних диодов тоже. А это создает определенные неудобства для сварщика.

Приходится использовать более крупный корпус. Для уменьшения габаритов аппарата применяют выпрямительный прибор ВЛ200, который имеет другую полярность. Это позволяет объединить полупроводники на два парных радиатора.

В последние годы стали выпускать довольно мощные диодные мосты в одном корпусе. По размерам такая конструкция из диодов примерно соответствует спичечному коробку, имеет площадку для посадки радиатора, максимальный прямой ток 30-50 А. Диодная сборка имеет значительно меньшую стоимость по сравнению с диодами В200.

Если по работе устройства требуется более мощный мост, то эту проблему можно легко решить, используя параллельное подключение мостовых сборок. Однако их надежность в таком случае будет ниже, чем у одиночных мощных диодов.

Установка

При использовании параллельной схемы соединения диодных мостов необходимо учитывать, что все они имеют некоторый разброс по параметрам.

Поэтому при подборе элементов необходимо делать это с некоторым запасом прочности. При соблюдении этого требования для сварочного аппарата можно получить диодный мост более компактный, чем при использовании одиночных диодов.

Диодные сборки позволяют размещать их на одном радиаторе, так как корпусы не находятся под напряжением. Это позволяет монтировать их в любом месте, и даже снаружи.

В зависимости от требуемого сварочного тока для выпрямителя могут потребоваться от 3 до 5 диодных сборок. Для лучшей теплоотдачи диодные мосты устанавливаются на радиатор через теплопроводящую пасту.

К контактам проводники рекомендуется подсоединяться пайкой, в противном случае могут быть потери мощности в месте контакта и его сильный нагрев.

Применение на практике

Для примера, рассмотрим инверторный аппарат TELWIN Force 165. Во входном выпрямителе используются диодные сборки GBPC3508. Выпрямительный мост GBPC3508 может работать с током 35 А, обратное напряжение – 800 В.

С ним вместе идет обязательно сглаживающий фильтр из конденсаторов большой емкости. Кроме этого имеется фильтр электромагнитной совместимости, который не пропускает помехи от инвертора в бытовую сеть.

На выходе инвертора используются мощные сдвоенные диоды с общим катодом. Они имеют высокое быстродействие в отличие от диодов расположенных на входе устройства.

Читать еще:  Какая сварка лучше инвертор или трансформатор

Благодаря малому времени восстановления, менее 50 наносекунд, приборы успевают переключать высокочастотный ток на выходе вторичной обмотки.

В данном приборе используются сдвоенные диоды марок STTH6003CW, FFH30US30DN или VS-60CPH03, рассчитаны на прямой ток 30 ампер на один прибор (60 ампер на оба) и обратное напряжение 300 вольт.

Устанавливаются на радиатор. Для защиты полупроводников от перегрузки используется RC фильтр. Схема управления требует стабильный источник питания без бросков напряжения.

Для этого в приборе предусмотрены стабилитроны или уже готовый интегральный стабилизатор, которые обеспечивают стабильное питание на микросхемах управления. В результате получается компактное устройство, позволяющее качественно варить металл.

Сварочный выпрямитель своими руками: просто и доступно!

Сварочный выпрямитель для электросварки используется для насыщения электрическим током поста электросварки при ручной и при дуговой. Он используется чаще всего для того, чтобы можно было преобразовывать электрический ток переменной частоты в один непрерывный разряд электротока, который будет нужен для использования плавления нужной заготовки. Сварочный выпрямитель изготавливается своими руками в основном для использования различных конструкций, как в бытовых, так и в мелко-подрядном бизнесе.

Предназначение выпрямителя

Сварочный выпрямитель предназначен, для того, чтобы питать пост сварки и при этом преобразовывать переменный ток в постоянный и непрерывный разряд.

Бытовыми аппаратами для сварки считаются конструкции с небольшими мощностями, которые имеют относительно низкий исходный ток электросварки. Такие системы имеют специальную паузу для быстрого остывания, во время этапамных работ. И эта пауза достаточно длинная, поэтому такие системы достаточно малоэффективны в процессе нужного выполнения больших и объемных работ, таких как промышленные условия.

  • трансформатор для понижения;
  • блок конденсатора;
  • выпрямитель. Перед тем как приступить к изготовлению аппарата для сварки, вам понадобится определить, для каких именно выполнений и каких именно работ будет использоваться ваша конструкция. От этого решения зависеть показатели нужной системы, размер нужного электрода и все исходные характеристики для материалов, соединяемых из заготовок.

Преимущества

Самыми лучшими показателями из всех показателей тока на выходе являются только 3-х фазные системы, те, что легко подключаются к сети в 380 В.Такие приспособления можно использовать достаточно долго и при этом не надо делать какие либо перерывы для их остывания. При помощи подобных конструкций, возможно, работать и с более крупными системами, например, стальными. Эти системы отлично сочетаются и для присоединений контейнеров, различных ворот и т.д. Приспособление отлично подходит именно для малого бизнеса.

Недостатки

Большим недостатком данной системы является его трудный доступ к электросети электрического питания. Далеко не все села, и кооперативы могут иметь доступ к подобным необходимым коммуникациям. А значит, следует понимать, что данный аппарат для сварки, обладающий 3-х фазным трансформаторным устройством будет достаточно тяжел, он весит почти в 2 раза больше одно фазного аналогичного устройства. Нужно также понимать, что общий вес конструкции будет превышать 100 кг.

Следовательно, одному конкретному человеку такой вес не под силу, поэтому понадобится установить колеса, чтобы возможно было переместить данную конструкцию. Возможно, будет использовать и трансформаторное приспособление, которое понижает вес на 20%-40%. Но нужно обязательно учитывать, что наматывать его надо будет самостоятельно.

Конструкция аппарата для выпрямления

Выпрямитель для сварочного аппарата строится вокруг тех полупроводников, которые обязательно используются для того, чтобы пропускать необходимые потоки электричества в единственно нужном направлении.

В схемах для выпрямления нужно использовать данные приспособления:

  • диод. При применении диода в схему конструкции для выпрямления вообще не понадобится включать никакие блоки управления;
  • тиристор. Нужен, чтобы хорошо проходил ток, элемент должен обязательно получить нужный сигнал от системы управления. Сам вентиль закроется, когда проходящий по нему ток опустится до нуля или при уменьшении напряжения на элементе;
  • транзистор. Это просто вентиль, с помощью которого можно управлять, это приспособление самое из всех дорогостоящее.

А так же, следует заметить, что во всех этапах использования диодов электроцепочка будет требовать обязательного добавления нужного резистора, чтобы была хорошая возможность производить нужную регулировку силы электрического тока.

Любое из вышеописанных приспособлений следует подбирать с небольшим запасом, в противном случае, они быстро выйдут из строя. А также нужно учесть, что протекающий по цепочке электрический ток должен быть обязательно в несколько раз меньше, чем заданный номинальный.

Элементы для изготовления сварочного выпрямителя:

  • трансформатор;
  • диод;
  • радиатор;
  • дроссель;
  • электрод;
  • конденсатор;
  • керамический сердечник;
  • никелиновая проволока.

Полупроводник понадобится обязательно установить на радиатор для теплообмена и охлаждения. Чтобы можно было обеспечить падающую характеристику электрического тока, в цепочку обязательно нужно последовательно добавить дроссель. Сильное сопротивление переменного электрического в правильно поставленной цепочке поможет выполнить точную регулировку электрического тока электросварки. Первый полюс надо будет подключить к электроду для электросварки, другой полюс подключить к соединяемой подготовленной заготовке. Электроконденсаторное устройство нужно будет использовать как фильтр для уменьшения и снижения пульса.

Читать еще:  Какой бензогенератор нужен для сварочного инвертора

Нужно взять ступенчатый переключатель напряжения, вольтметр до 30 вольт, амперметр до 10 ампер, выход постоянного тока, выход переменного тока, дополнительное гнездо для регенерации батареек.

Крышка устройства, как и оно само делается из листового алюминия.

Понижающий трансформатор, с вторичной перемоткой (сечение 2,5 сантиметра), диодный мостик, на выходе кондицатор, ступенчатый переключатель, на выходе автомат постоянного тока на 5 ампер, при сработки автомата включается звуковой генератор, 5 транзисторов. Включить в электросеть, должно показывать 20 ампер, включить автомат. Вот так просто работает это устройство.

Как сделать сварочный аппарат своими руками

Изготовление сварочного аппарата требует хотя бы минимальных знаний в области работы трансформатора. Его возможно сделать самому. Но без каких либо знаний электротехники здесь не.

Сварочный инвертор своими руками

Вне зависимости от того, о каком сварочном аппарате идёт речь – заводской или кустарной сборки, самой важной деталью конструкции устройства будет являться схема. Шнур для.

Как подключить сварочный аппарат: просто о сложном!

Готовясь к сварочным работам, в первую очередь, надо определиться с местом для оборудования. Сварочный аппарат должен находиться подальше от других предметов, чтобы вокруг него.

Ремонт сварочных инверторов своими руками

Любая техника может выйти из строя, особенно если она интенсивно эксплуатируется в течение длительного срока. Сварочный инвертор не является исключением, хотя эти устройства.

Что такое трансформаторный сварочный аппарат переменного тока

Сварочные аппараты давно стали привычными не только в промышленных цехах, но и в быту. С их помощью можно решить много различных проблем, связанных с применением разнообразных.

Самодельный сварочный аппарат с выпрямителем и удвоением напряжения

Как показывает практика, процесс горения дуги протекает стабильнее у сварочных устройств с мягкой (падающей) вольт-амперной характеристикой. К числу таких «сварочников» можно, в частности, отнести и самодельный аппарат с выпрямителем, принципиальная электрическая схема которого выполнена с закавыкой, суть которой – в быстрой смене режимов работы диодов, включаемых то по типовому вентильному мосту (ВСМ), то по так называемой схеме удвоения напряжения (ВСУ).

Принципиальная электрическая схема (а) и вольт-амперные характеристики (б) самодельного аппарата для сварки на постоянном токе.

Особую роль в рассматриваемом техническом решении играет перемычка Х2ХЗ. Вставив её, получают из самого что ни на есть обычного диодного моста VD1- VD4 с низкочастотным фильтром C1C2L1 выпрямительное устройство, на выходе которого в режиме холостого хода – удвоенное (по сравнению с первым вариантом работы) напряжение. При этом положительная, скажем, полуволна напряжения, поступающего от начала вторичной обмотки сварочного трансформатора Т1, беспрепятственно проходит полупроводниковый силовой вентиль VD1 и, зарядив конденсатор С1 практически до максимума, возвращается к концу названной обмотки.

С наступлением другого полупериода цепь прохождения положительных электрических зарядов будет несколько иной: от конца обмотки II сварочного трансформатора Т1 к С2, а от него – через вентиль VD2 – к началу той же вторичной обмотки. Но конденсаторы С1 и С2 соединены друг с другом так, что результирующее напряжение оказывается равным суммарному, которое и подводится через дроссель L1 к промежутку «электрод – деталь», облегчая возникновение сварочной дуги.

Полупроводниковые диоды VD3 и VD4 при замкнутой перемычке и отсутствии сварочной дуги в работе схемы как бы не участвуют по причине своего обратного включения в выпрямительные цепи. К тому же каждый из них оказывается запертым напряжением от соответствующего конденсатора.

Недостатком типовых схем удвоения является, как утверждает теория, круто падающая внешняя характеристика, то есть резкое снижение выпрямленного напряжения при увеличении тока нагрузки. Это заставляет применять зарядные конденсаторы большой емкости (в рассматриваемом устройстве – «электролиты» по 15000 мкФ каждый).

Кроме того, типовые схемы удвоения взрывоопасны: при пробое одного из силовых вентилей переменное напряжение оказывается напрямую приложенным к электролитическому (оксидному) конденсатору, что недопустимо. Вот тут-то и призваны сыграть свою спасительную роль бездействовавшие ранее VD3, VD4 (конкретный вклад этих диодов, как и работа схемы непосредственно во время сварки выходит за рамки данного материала, а потому не рассматривается).

На графике приведены области существования сварочной дуги, питаемой от ВСМ и от ВСУ. Теперь о самодельных узлах и радиодеталях, используемых в предлагаемом техническом решении. Мощность трансформатора Т1, имеющего магнитопровод ПЛ45х80, равна 2,5 кВ*А. Первичная обмотка «сварочника» содержит 156 витков провода ПЭВ2 диаметром 2,5 мм.

Разумеется, она может быть также выполнена и более тонким, но сложенным вдвое ПЭВ2-1.7 мм. Для вторичной (понижающей) обмотки использован БПВЛ сечением 16 мм2. Требуемое количество витков здесь – 22.

Дроссель L1 содержит 33 витка провода БПВЛ сечением 10 мм2. Намотаны они на изолирующем каркасе, который надевается на магнитопровод ШЛ 50×50, собираемый с немагнитным 2-мм зазором, где установлены прокладки толщиной 2 мм из термостойкого диэлектрика. В качестве последнего вполне подойдет гетинакс или текстолит.

Конденсаторы С1 и С2 – оксидные К50-18 или другого типа, рассчитанные на использование в цепях с напряжением 50 В и более. Рекомендуемые к использованию в схеме диоды Д161 могут иметь в конце наименования любую комбинацию цифр и букв. Вполне допустимо здесь и применение мощных «электровозных» В200.

Читать еще:  Самодельная аргонная сварка своими руками

Каждый из диодов установлен на дюралюминиевый теплоотвод-радиатор 80x80x45 мм с вертикальным расположением рёбер (для лучшего охлаждения за счёт конвекции). Клеммы Х2-Х5 представляют собой латунные или медные болты М10 с шайбами и гайками, выведенные на переднюю панель из текстолита или гетинакса. Перемычка сечением 30 мм2 – из меди или алюминия.

А.ТРИФОНОВ, г. Санкт-Петербург. Опубликовано в журнале Моделист-конструктор за 1999 год – №11.

Выпрямитель для сварочного аппарата

Конструкция 1-го выпрямителя:

Выпрямитель объединен с тороидальным трансформатором и вентилятором воздушного охлаждения. Непосредственно сам выпрямительный мост здесь собран на диодах ДЛ-132-80-10, установленных в центре тора на кронштейны-радиаторы из отрезков алюминиевого уголка. Тепловой режим для мощных полупроводниковых вентилей – наиболее благоприятный. Ведь каждый из диодов практически со всех сторон омывается воздушным потоком, засасываемым снизу (из-под подставок) и интенсивно прогоняемым вентилятором через «мини-аэродинамическую трубу» – внутреннюю воронку (окно) тора.

Правда, для столь свободного «продувания» пришлось побеспокоиться об оптимальности компоновки агрегата. В частности, предусмотреть, чтобы отверстия сравнительно большого диаметра были и в основании, и в стяжной крышке, к которой крепится (благодаря имеющемуся фланцу) трёхфазный многолопастный вентилятор УВО-2,6-6,5-У4. А чтобы воздухозабор шёл снизу тоже без помех, высота привинчиваемых к основанию подставок должна быть не менее 20 мм.

Теперь несколько слов об особенностях подсоединения диодного моста к сварочному трансформатору. При интенсивном использовании аппарата для сварки один из выводов диодного моста подключается к общей клемме, а другой, являясь в данном случае «плавающим», состыковывается с тем или иным выводом трансформатора. Если необходимы напряжения 6 В, 12 В, 18 В и т.д., то оба ввода диодного моста делаются переходными («плавающими»).

Выпрямитель позволяет улучшить зажигание дуги, поскольку увеличивается напряжение холостого хода, и повысить качество сварки. Кроме того, нельзя забывать, что на плюсовом выводе выделяется больше тепла. И свойство это, как говорится, грех не использовать при сварке тонкостенных деталей (здесь «+» подводится к электроду).

Рис.1 Сварочный аппарат постоянною тока:

1 – подставка (дерево, фанера, s20, 4 шт.), 2 – основание (фанера, s10), 3 – шуруп с потайной головкой (8 шт.), 4 – вывод контактный (4 шт.), 5 – наконечник клеммный (4 шт.), 6 – шпилька М6 (бронза или латунь, 4 шт.), 7 – гайка М6 (бронза или латунь, 16 шт.), 8 – шайба (бронза или латунь. 20 шт.), 9 – гайка-барашек М6 (бронза или латунь, 4 шт.), 10 – ручка поворотная откидная (от списанной радиоаппаратуры, 2 шт.), 11 – вентилятор трёхфазный УВО-2,6-6,5-У4 (в круглом корпусе с фазосдвигающим конденсатором 2 мкФ), 12 – винт М4 с шайбой Гровера (3 шт.), 13 – крышка стяжная с центральным отверстием под вентилятор (фанера, s10), 14 – сердечник тороидальный (из статора асинхронною двигателя), 15 – обмотка трансформатора первичная (число витков, отводы, диаметр провода – расчётные), 16 – слои изоляционные (толщина и количество – расчётные), 17 – прокладка кольцевая (электротехнический картон, s1. 2,5, 2 шт.), 18 – изоляция наружная (намотка лакотканной лентой в 1 – 2 слоя), 19 – кронштейн (алюминиевый уголок 75×50, 2 шт.), 20 – диод полупроводниковый ДЛ-132-80-10 (4 шт.), 21 – кронштейн центральный (алюминиевый уголок 60×60), 22 – шуруп с полукруглой головкой (6 шт.); D1 и D2 – по габаритам вентилятора.

Конструкция 2-го выпрямителя:

Это автономный выпрямитель (его можно использовать практически с любым прибором на ток 200 А). При простой принципиальной электрической схеме диодного мостика примитивно-стандартной данную конструкцию вообще-то не назовешь. Необычность её состоит в использовании двух групп разнополярных диодов – В200 и ВЛ200 (внешнее их отличие – соответственно, зелёные и малиновые корпуса). Значит, есть реальная возможность соединить радиаторы диодов в каждой из групп. То есть в одной группе на радиаторе получается «+», в другой «-». Однородные соединяются шпильками М8, а между разнородными устанавливается резиновая прокладка. Вся конструкция получается предельно компактной и надёжной.

Рис.2. Выпрямитель «Малыш» для «сварочника»:
1 – радиатор диодный (4 шт., стянуты попарно), 2 – панель сетевая (текстолит, фанера, s10), 3 – шпилька М8 (бронза или латунь, 4 шт.), 4 гайка М8 (бронза или латунь, 18 шт.), 5 – шайба (бронза или латунь, 28 шт.), 6 – болт М8 клеммный (бронза или латунь, 2 шт.), 7 – диод мощный выпрямительный В200 (2 шт.), 8 – диод мощный выпрямительный ВЛ200 (2 шт.), 9 – вывод от выпрямителя к нагрузке (2 шт.), 10 – панель выпрямительная (фанера, s10), 11 – прокладка изоляционная (резина велокамеры); а) – принципиальная схема выпрямительного моста.

И ещё одна особенность здесь налицо: выводы диодов можно использовать в качестве ручек – для переноски выпрямителя. Тем более что масса всего устройства не превышает 5 кг.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector