В радиолюбительской среде однотактный прямоходовой квазимостовой конвертер, а в просторечье «косой» мост, стал основным типом преобразователя для построения источников сварочного тока. Впрочем, и многие промышленные сварочные инверторы, вплоть до тока нагрузки 250А (например, ESAB Caddy Professional 250), используют эту схемотехнику. В данной работе представлена попытка сделать малогабаритный и легкий аппарат для небольших сварочных работ, не требующих большого тока, который можно включать практически в любую розетку, не опасаясь за сохранность проводки. Весь сварочник поместился в корпусе от компьютерного блока питания AT , в качестве охладителей был применен радиатор от PIV , распиленный на 3 части, на двух меньших частях установлены транзисторы IRG 4 PC 50 U , на большей выходные диоды КД2997А. Транзисторы и выходные диоды установлены на радиаторы без прокладок! Все продувается довольно мощным вентилятором Thermaltake А2016, 80x80мм, 0.48а, 4800об/мин, в вентиляторе имеется встроенная регулировка частоты вращения в зависимости от температуры, датчик - термопара, установленная на радиаторе выходных диодов. В корпусе потребовалось также просверлить дополнительные отверстия для лучшего охлаждения, так как монтаж получился довольно плотный и имеющихся отверстий на передней части корпуса было недостаточно. Защита от перегрева срабатывает примерно при 70-72градусах на радиаторах транзисторов.

Несмотря на малые размеры и вес ПВ получился вполне, как мне

кажется достойный, порядка 100% на токах до 80А, а на 100а уже

можно сносно варить троечкой...

Нюансы настройки можно найти на сайтах:

У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера - Схема и печатные платы

температура измерялась термопарой от U Т70А сразу после выключения,

температура воздуха при испытаниях была 22-24гр нагрев

трансформатора существенно меньше дросселя,

на поверхности катушки

температура не превышала 55-60гр, сердечни! 45-50 гр.

Сечение обмотки дросселя лучше

поднять до 10-12мм...

после отключения по перегреву остывает примерно 30 секунд,

после чего включается снова...

Благодаря своей мобильности сварочные инверторные аппараты получили широкое применение в быту и на производстве. Они обладают огромными преимуществами по сравнению со сварочными трансформаторными агрегатами для сварочных работ. Принцип действия, устройство и их типовые неисправности должен знать каждый. Не у всех есть возможность приобрести сварочный инвертор, поэтому радиолюбители выкладывают схемы сварочного инвертора своими руками в интернет.

Общие сведения

Трансформаторные сварочные аппараты стоят сравнительно недорого и легко ремонтируются из-за их простого устройства. Однако они обладают значительным весом и чувствительны к напряжению питания (U). При низком U производить работы невозможно, так как происходят значительные перепады U, в результате которого могут выйти из строя бытовые приборы. В частном секторе часто бывают проблемы с линиями электропередач, так как в бывших странах СНГ большинство ЛЭП требуют замены кабеля.

Электрический кабель состоит из скруток, которые часто окисляются. В результате этого окисления возникает рост сопротивления (R) этой скрутки. При значительной нагрузке они нагреваются, а это может привести к перегрузке ЛЭП и трансформаторной подстанции. Если подключать сварочный аппарат старого образца к счетчику электроэнергии, то при низком U будет срабатывать защита («выбивать» автоматы). Некоторые пытаются подключить сварочник к счетчику электроэнергии, нарушая закон.

Подобное нарушение карается штрафом: потребление электроэнергии происходит незаконно и в больших количествах. Для того чтобы сделать работу более комфортной — не зависеть от U, не поднимать тяжести, не перегружать ЛЭП и не нарушать закон - нужно использовать сварочный аппарат инверторного типа.

Устройство и принцип действия

Сварочный инвертор устроен так, что подойдет и для домашнего применения, и для работы на предприятии. Он способен при небольших габаритах обеспечить стабильное горение сварочной дуги и даже использовать ток сварки, значительно превышающий показатель обыкновенного сварочного аппарата. Он использует ток высокой частоты для генерации сварочной дуги и представляет собой обыкновенный импульсный блок питания (такой же, как и компьютерный, только с большей силой тока), что и делает схему сварочного аппарата несложной.

Основные принципы его работы следующие: выпрямление входного напряжения; преобразование выпрямленного U в высокочастотный переменный ток при помощи транзисторных ключей и дальнейшее выпрямление переменного U в постоянный ток высокой частоты (рисунок 1).

Рисунок 1 — Схематическое устройство сварочника инверторного типа.

При использовании ключевых транзисторов высокой мощности происходит преобразование постоянного тока, который выпрямляется при помощи диодного моста в высокочастотный ток (30..90 кГц), что позволяет снизить габариты трансформатора. Выпрямитель на диодах пропускает ток только в одном направлении. Происходит «отсечение» отрицательных гармоник синусоиды.

Но на выходе выпрямителя получается постоянное U с пульсирующей составляющей. Для преобразования его в допустимый постоянный ток с целью корректной работы ключевых транзисторов, работающих только от постоянного тока, используется конденсаторный фильтр. Конденсаторный фильтр представляет собой один или несколько конденсаторов большой емкости, которая позволяет заметно сгладить пульсации.

Диодный мост и фильтр составляют блок питания для инверторной схемы. Вход инверторной схемы выполнен на ключевых транзисторах, преобразовывающих постоянное U в переменное высокой частоты (40..90 кГц). Это преобразование нужно для питания импульсного трансформатора, на выходе которого получается высокочастотный ток низкого U. От выходов трансформатора запитывается высокочастотный выпрямитель, а на выходе генерируется высокочастотный постоянный ток.

Устройство не очень сложное, и любой сварочник-инвертор поддается ремонту. Кроме того, существует множество схем, по которым можно сделать самодельный инвертор для сварочных работ.

Самодельный сварочный аппарат

Собрать инвертор для сварки просто, так как существует множество схем. Возможно сделать сварку из блока питания компьютера, сбить для него ящик, но получится сварочник низкой мощности. Подробно о создании простого инвертора из компьютерного БП для сварки можно ознакомиться в интернете. Огромной популярностью пользуется инвертор для сварки на ШИМ — контроллере типа UC3845. Микросхема прошивается при помощи программатора, который можно приобрести только в специализированном магазине.

Для прошивки нужно знать основы языка «С ++», кроме того, возможно скачать или заказать уже готовый программный код. Перед сборкой нужно определиться с основными параметрами сварочника: максимально допустимый ток питания составляет не более 35 А. При токе сварки равной, 280 А, U питающей сети составляет 220 В. Если проанализировать параметры, можно сделать вывод о том, что эта модель по характеристикам превышает некоторые заводские модели. Для сборки инвертора следует руководствоваться блок-схемой на рисунке 1.

Схема БП является несложной, и собрать ее достаточно просто (схема 1). Перед сборкой нужно определиться с трансформатором и найти подходящий корпус для инвертора. Для изготовления БП- инвертора нужен трансформатор. .

Этот трансформатор собирается на основе ферритового сердечника Ш7х7 или Ш8х8 с первичной обмоткой провода диаметром (d) 0,25..0,35 мм, количество витков 100. Несколько вторичных обмоток трансформатора должны иметь следующие параметры:

1. 15 витков с d = 1..1,5 мм.
2. 15 витков с d = 0,2..0,35 мм.
3. 20 витков с d = 0,35..0,5 мм.
4. 20 витков с d = 0,35..0,5 мм.

Перед намоткой нужно ознакомиться с основными правилами намотки трансформаторов.

Схема 1 - Схема блока питания инвертора

Навесным монтажом детали желательно не соединять, а сделать для этих целей печатную плату. Существует много способов изготовления печатной платы, но следует остановиться на простом варианте - лазерно-утюжной технологии (ЛУТ). Основные этапы изготовления печатной платы:

После изготовления трансформатора и печатной платы нужно приступить к монтажу радиокомпонентов по схеме блока питания сварочного инвертора. Для сборки БП понадобятся радиодетали:

После сборки БП нельзя подключать и проверять, так как он рассчитан именно для инверторной схемы.

Изготовление инвертора

Перед началом изготовления высокочастотного трансформатора для инвертора нужно изготовить гетинаксовую плату, руководствуясь схемой 2. Трансформатор выполнен на магнитопроводе типа «Ш20х28 2000 НМ» с рабочей частотой 41 кГц. Для его намотки (I обмотки) необходимо использовать медную жесть толщиной 0,3..0,45 мм и шириной 35..45 мм (ширина зависит от каркаса). Нужно сделать:

1. 12 витков (площадь поперечного сечения (S) около 10..12 кв. мм.).
2. 4 витка для вторичной обмотки (S = 30 кв. мм.).

Высокочастотный трансформатор нельзя мотать обыкновенным проводом из-за возникновения скин-эффекта. Скин-эффект - способность высокочастотных токов вытесняться на поверхность проводника, тем самым нагревая его. Вторичные обмотки следует разделить пленкой из фторопласта. Кроме того, трансформатор должен нормально охлаждаться.

Дроссель выполнен на магнитопроводе типа «Ш20×28» из феррита 2000 НМ с S не менее 25 кв. мм.

Трансформатор тока выполняется на двух кольцах типа «К30×18×7» и мотается медным проводом. Обмотка l продевается через кольцевую часть, а II обмотка состоит из 85 витков (d = 0,5 мм).

Схема 2 - Схема инверторного сварочного аппарата своими руками (инвертор).

После успешного изготовления высокочастотного трансформатора нужно осуществить монтаж радиоэлементов на печатной плате. Перед пайкой обработать оловом медные дорожки, детали не перегревать. Перечень элементов инвертора:

• ШИМ — контроллер: UC3845.
• MOSFET-транзистор VT1: IRF120.
• VD1: 1N4148.
• VD2, VD3: 1N5819.
• VD4: 1N4739A на 9 В.
• VD5-VD7: 1N4007.
• Два диодных моста VD8: KBPC3510.
• C1: 22 н.
• C2, C4, C8: 0,1 мкФ.
• C3: 4,7 н и C5: 2,2 н, C15, С16, С17, C18: 6,8 н (только использовать К78−2 или СВВ- 81).
• C6: 22 мк, С7: 200 мк, С9-С12: 3000 мк 400 В, C13, C21: 10 мк, C20, C22: 47мк на 25 В.
• R1, R2: 33k, R4: 510, R5: 1,3 k, R7: 150, R8: 1 на 1 Вт, R9: 2 M, R10: 1,5 k, R11: 25 на 40 Вт, R12, R13, R50, R54: 1 к, R14, R15: 1,5 k, R17, R51: 10, R24, R25: 30 на 20Вт, R26: 2,2 к, R27, R28: 5 на 5Вт, R36, R46-R48, R52, R42-R44 - 5, R45, R53 - 1,5.
• R3: 2,2 k и 10 к.
• К1 на 12 В и 40А, К2 - РЭС-49 (1).
• Q6-Q11: IRG4PC50W.
• Шесть MOSFET-транзисторов IRF5305.
• D2 и D3: 1N5819.
• VD17 и VD18: VS-HFA30PA60CPBF; VD19-VD22: VS-HFA30PA60CPBF.
• Двенадцать стабилитронов: 1N4744A.
• Две оптопары: HCPL-3120.
• Катушка индуктивности: 35 мк.

Перед проверкой схемы на работоспособность нужно еще раз визуально проверить все соединения.

Перед сборкой нужно внимательно ознакомиться со схемой инверторной сварки и приобрести все необходимое для изготовления: купить радиодетали в специализированных радиомагазинах, найти подходящие каркасы трансформаторов, медную жесть и провод, продумать дизайн корпуса. Планирование работы значительно упрощает процесс сборки и экономит время. При пайке радиокомпонентов следует применять паяльную станцию (индукционная с феном), для исключения возможного перегрева и выхода из строя радиоэлементов. Соблюдать нужно и правила техники безопасности при работе с электричеством.

Дальнейшая настройка

Все силовые элементы схемы должны иметь качественное охлаждение. Транзисторные ключи необходимо «сажать» на термопасту и радиатор. Желательно применять радиаторы от микропроцессоров мощного типа (Athlon). Наличие вентилятора для охлаждения в корпусе обязательно. Схему БП можно доработать, поставив конденсаторный блок перед трансформатором. Нужно использовать К78−2 или СВВ-81, так как другие варианты недопустимы.

После подготовительных работ нужно приступить к настройке сварочного инвертора. Для этого нужно:

Существуют и более совершенные модели сварочников инверторного типа, в силовую схему которых входят тиристоры. Широкое распространение также получил инвертор «Тимвала», который можно найти на форумах радиолюбителей. Он имеет более сложную схему. Подробнее с ним можно ознакомиться в интернете.

Таким образом, зная устройство и принцип работы сварочного аппарата инверторного типа, собрать его своими руками не представляется непосильной задачей. Самодельный вариант практически не уступает заводскому и даже превосходит его некоторые характеристики.

Название: Делаем сварочный аппарат из компьютерного блока питания Издательство: Практик-Центр Год: 2009 Страниц: 11 Язык: Русский Формат: pdf Качество: отличное Размер: 4.98Mб

В этой небольшой брошюре приведен пример того, как на базе компьютерного блока питания АТ можно сделать малогабаритный и легкий аппарат для небольших сварочных работ, не требующих большого тока, который можно включать практически в любую розетку, не опасаясь за сохранность проводки.

В радиолюбительской среде одиотактиый прямоходовой квазимостовой конвертер, а в просторечье «косой» мост, стал основным типом преобразователя дзя построения источников сварочного тока. Впрочем, и многие промышленные сварочные инверторы, вплоть до тока нагрузки 250А (например, liSAB Caddy Professional 250), используют эту схемотехнику.

В данной работе представлена попытка сделать малогабаритный и легкий аппарат дтя небольших сварочных работ, не требующих большого тока, который можно включать нракгически в любую розетку, не опасаясь за сохранность проводки. Весь сварочиик поместился в корпусе от компьютерного блока питания AT, в качестве охладителей был применен радиатор от PIV, распиленный на 3 части, на двух меньших частях установлены транзисторы IRG4PC50U, на большей выходные диоды КД2997А. Транзисторы и выходные диоды установлены на радиаторы без прокладок! Все продувается довольно мощным вентилятором Thermaltake А2016, 80x80мм, 0.48а, 4800об/мин, в вентиляторе имеется встроенная регулировка частоты вращения в зависимости от температуры, датчик - термопара, установленная на радиаторе выходных диодов. В корпусе потребовалось гакже просверлить дополнительные отверстия для лучшего охлаждения, так как монтаж получился довольно плотный и имеющихся отверстий на передней части корпуса было недостаточно. Защита от перегрева срабатывает примерно при 70-72градусах на радиаторах транзисторов.

Несмотря на малые размеры и вес ПB получился вполне, как мне кажется достойный, порядка 100% на токах до 80А, а на 100а уже можно сносно варить троечкой...

delayuvsesam.ru

У большего количества сварочных аппаратов установлены инверторные схемы, где в роли силовых переключателей применяются полевые транзисторы. Такая схема позволяет снизить вес и размеры установки. Сегодня, воспользовавшись широким ассортиментом, в магазине можно приобрести сварочный аппарат, однако он, скорее всего, будет иметь принцип действия, который походит на тот, что есть у остальных.

Для того чтобы сделать сварочный инвертор самостоятельно, а также в случае необходимости его ремонта следует ознакомиться с его устройством.

Характеристики будущего сварочного инвертора

Установка должна иметь в составе некоторые элементы, среди них:

• драйвер силовых ключей;
• силовая составляющая;
• блок питания.

Сварочный инвертор, самостоятельное изготовление которого будет описано ниже, станет обладать следующими характеристиками:

• ток сварки может достигать показателя в 250 А;
• стандартное напряжение сети равно 220 В;
• наивысший потребляемый ток - 32 А.

С помощью такой установки можно будет работать посредством электрода, диаметр которого равен 5 мм, при этом длина дуги может достигать 1 см. Производительность аппарата не станет уступать тем, что можно приобрести в магазине.

Технология изготовления сварочного инвертора

Рисунок 1. Схема блока питания инвертора.

На рис. 1 содержится схема блока питания установки, которая должна помочь мастерам, намеревающимся осуществить работы самостоятельно.

Для того чтобы добиться уравновешивания показателя напряжения, следует делать обмотки на ширину каркаса. В общем их количество должно быть ограничено четырьмя:

• первичка - ПЭВ 0,3 мм, 100 оборотов;
• вторичка (2) - ПЭВ 1 мм, 15 оборотов;
• вторичка (3) - ПЭВ 0,2 мм, 15 оборотов;
• вторичка (4) - ПЭВ 0,3 мм, 20 оборотов.

Устанавливать плату, на которой станет крепиться блок питания, рекомендуется отдельно.

От силовой составляющей она отделяется стальным листом, который крепится к корпусу.

Проводники, имеющие цель, выраженную в управлении затворками, следует припаивать максимально приближенно к транзисторам, их предстоит скрутить между собой, чтобы они образовывали пары. Сечение не критично, но длине проводников не стоит придавать показатель больше 150 мм.

При изготовлении инверторов своими руками следует использовать схемы. Одна из них, с изображением силовой части, содержится на рис. 2. Блок (рис. 3) в подобной установке представлен обычным флайбэком. Первичку трансформаторного блока следует защитить экранирующей обмоткой, выполненной из того же провода.

Рисунок 2. Схема силовой части инвертора.

При этом уложенные витки должны полностью перекрывать первичку, а их направление должно совпадать. В пространство между ними следует уложить изоляцию из малярного скотча, последний из которых можно заменить лакотканью.

Для обустройства блока питания следует подобрать сопротивление, чтобы напряжение, подаваемое на питание реле, было эквивалентно показателю в пределах от 20 до 25 В.

Схема, представленная выше, отображает все характеристики силовой части. Наиболее приоритетно для входных выпрямителей подобрать качественные радиаторные составляющие. Отлично подойдут те, что монтировались в старых компьютерах, которые функционировали на основе процессоров Pentium 4 или Alton 64. Приобрести их на вторичном рынке есть возможность за символичную стоимость.

Схемы управления описываемых установок имеют термический датчик в единственном экземпляре. Его следует располагать во внутреннем пространстве корпуса радиатора, температура нагревания которого является наивысшей.

Для того чтобы изготовить блок управления, следует приобрести ШИМ-контроллер. Он работает только от одного канал регулирования, посредством которого осуществляется корректировка тока в дуге. Схема сварочного инвертора позволяет определить расположение конденсатора C1, который станет определять напряжение ШИМ, от последней характеристики зависит величина тока при осуществлении сварки.

Инструменты и материалы

Рисунок 3. Схема блока питания инвертора.

Для проведения процесса изготовления сварочных инверторов своими руками предстоит подготовить:

• малярный скотч;
• ШИМ-контроллер;
• системный блок старого ПК.

В зависимости от схемы, которая будет использоваться в работе, можно использовать и иные составляющие для проведения работ.

Альтернативный вариант изготовления инвертора

Для изготовления сварочного инвертора своими руками нужно использовать медную полоску в 40 мм, толщина которой равна 0,3 мм, с ее помощью следует сделать намотку. В роли термопрослойки необходимо применить бумагу от кассового аппарата. Можно использовать и другую, которая имеет схожие характеристики, в качестве единственного требования к этой составляющей обмотки выступает прочность материала. Стоит учесть, что в процессе работы аппарата бумага станет темнеть, однако это никак не повлияет на ее технические и прочностные характеристики.

Намотку толстым проводом производить нельзя, несмотря на то, что некоторые мастера делают именно так.

https://moyasvarka.ru/www.youtube.com/watch?v=LvIyLUOzS64

Это требование обусловлено тем, что подобное может выступить в качестве причины перегрева трансформатора. Вторичка может быть обустроена из 3 полос меди, отделить которые можно фторопластовой прослойкой. В этом случае тоже используется качественная прочная бумага.

Трансформаторы сварочных инверторов дополняют вентиляторами, так как обмотка станет греться в любом случае. Допустимо использовать кулер из системного блока на 220 В. Достаточно будет снабдить инвертор 6 вентиляторами, половину из которых следует направить прямо на обмотку мотора. Недопустимо забывать о заборщиках воздуха, необходимо монтировать их напротив вентиляторов, это позволит исключить препятствие забору в нужном количестве.

Схема сварочного трансформатора.

Далее конструкцию инвертора нужно снабдить силовым косым мостом на двух радиаторах. При этом верхняя часть должна располагаться на одном конце, тогда как нижняя может быть укреплена посредством слюдяной прокладки на оставшийся мост. Выводы диодов нужно расположить навстречу транзисторам. Плата должна содержать 14 конденсаторов по 0,15 мк и 630 В, их наличие необходимо для понижения резонансных выбросов.

Для обеспечения наименьших потерь IGBT следует монтировать в цепочку снабберы, которые будут снабжаться конденсаторами. Использовать рекомендуется исключительно качественные устройства, что касается даже простейшего инвертора. В качестве оптимального варианта можно использовать модель СВВ81. Несмотря на то что IGBT открывается в более короткие сроки, обратный процесс предполагает гораздо большой период.

Даже если при изготовлении вы будете использовать схемы сварочных инверторов и произведете работу правильно, это не значит, что без труда удастся настроить аппарат на последнем этапе. Первоначально предстоит подать питание на ШИМ, отметка должна соответствовать 15 В, вместе с этим предстоит подать разряд на кулер, это позволит запустить систему охлаждения, при этом нужно проанализировать синхронность.

Необходимо проверить, стартовало ли функционирование реле замыкания резистора инвертора, что произойдет максимально через 8 секунд подключения платы ШИМ.

https://moyasvarka.ru/www.youtube.com/watch?v=Bf_4AbNBF7M

Необходимо проверить и плату, следует идентифицировать прямоугольные импульсы после того, как сработает реле. Затем подается питание на мост, что позволит удостовериться в его исправности, при этом стоит выставить холостой ход.

Сварочный инвертор своими руками можно изготавливать, используя разные схемы, инструкции и чертежи, однако стоит проверить, правильно ли монтированы фазы трансформатора. Осуществить это можно с использованием лучевых осциллографов. Первый луч нужно кинуть на первичную обмотку, другой - на вторичную. При этом напряжение не должно прыгать больше 330 В на нижнем эмиттере. Для того чтобы определить рабочую частоту аппарата, следует понижать частоту ШИМ до момента, пока на нижнем IGBT не покажется загиб. Полученное значение нужно отметить, после предстоит разделить число на 2, прибавить частоту перенасыщения.

https://moyasvarka.ru/www.youtube.com/watch?v=dKRTeptgkYg

Подачу проверочного питания на мост следует осуществить посредством любого бытового прибора, рекомендовано при этом 2200 Вт. В качестве наиболее подходящего варианта прибора выступит электрический чайник. Важно помнить, что мосты драйвера следует располагать под радиатором над IGBT, однако не нужно устанавливать их ближе чем на 3 см к резисторам. Проводники, соединяющие оптроны и ШИМ, не рекомендуется располагать вблизи источника помех, они должны быть короткими.

moyasvarka.ru

Технология изготовления сварочного инвертора своими руками

• 03-02-2015

• Создание блока питания для сварочного инвертора
• Силовая часть инвертора своими руками
• Работа системы охлаждения сварочного инвертора
• Настройка инвертора

В любом специализированном магазине по продаже электродов и сварочного оборудования можно найти сварочный инвертор. Вы можете приобрести его по достаточно высокой цене, но если вы обладаете базовыми знаниями в электронике и умеете обращаться с паяльником, то можете собрать сварочный инвертор своими руками, который не будет уступать заводскому аналогу.

Схема устройства сварочного инвертора.

Первоначально следует ознакомиться со всеми основными нюансами и аспектами этого дела: схемы, чертежи, инструкции и сам процесс сборки.

Самодельный сварочный инвертор

Самодельный сварочный инвертор предназначен для длительной работы, он может работать с электродами, диаметр которых достигает 4 мм. Среди его преимуществ можно отметить большой запас по току. Схема такого устройства представляет собой однотактный инвертор, который работает на процессорном управлении и использует цифровую индукцию. Характеристики инвертора представлены ниже:

1. Максимальная величина тока, при котором сварочный инвертор может осуществлять работу, достигает 220 А.
2. Ток холостого хода равен 30 А.
3. Поддерживающий режим индукции - трехзначный индикатор.
4. Его работа может производиться с питанием от бытовой сети в 220 В.

Среди его функциональных возможностей такие:

Схема работы сварочного инвертора.

1. Вы можете регулировать ток, при котором производится сварка, он варьируется в пределах от 30 до 220 А.
2. Вы можете осуществлять индикацию тока и температуры.
3. Одной из его важных функций является «антистик», данная функция выполняет действие отключения устройства, когда электрод начинает залипать.
4. Схемы самодельных инверторов позволят добавить такую возможность, как горячий старт и холостой ход.
5. Вы сможете включать режим сна на инверторе.
6. Одной из особенностей такого устройства станет возможность выведения событий, происходящих в нем, с помощью трехзначного индикатора. Данная система полностью автоматизирована.

Схема данного сварочного инвертора состоит из трех основных блоков:

1. Первый блок, который необходим для создания инвертора, блок питания.
2. Второй составной элемент схемы - блок выпрямителя.
3. Завершающим блоком становится сам инвертор.

Для самостоятельного создания инвертора и полной реализации схемы понадобится приобрести микроконтроллеры и иные платы, которые потребуются для его сборки.

Схема силовой части представлена на рисунке 1.

Сварочный инвертор из компьютерного блока питания своими руками становится все более популярным как среди профессионалов, так и среди сварщиков-любителей. Преимущества таких аппаратов в том, что они удобные и легкие.

Применение инверторного источника питания позволяет качественно улучшить характеристики сварочной дуги, уменьшить размер силового трансформатора и тем самым облегчить вес прибора, дает возможность сделать более плавными регулировки и уменьшить разбрызгивание при сварке. Минусом сварочного аппарата инверторного типа является существенно большая цена, чем у трансформаторного аналога.

Чтобы не переплачивать в магазинах большие суммы денег за сварку, можно изготовить . Для этого необходим рабочий компьютерный блок питания, несколько электроизмерительных приборов, инструменты, базовые знания и практические навыки в электротехнических работах. Также нелишним будет обзавестись соответствующей литературой.

Если нет уверенности в своих силах, то стоит обратиться за готовым сварочным аппаратом в магазин, иначе при малейшей ошибке в процессе сборки есть риск получить электроудар или спалить всю электропроводку. Но если есть опыт собирать схемы, перематывать трансформаторы и создавать электроприборы своими руками, можно смело приступать к выполнению сборки.

Принцип работы инверторной сварки

Сварочный инвертор состоит из понижающего напряжение сети силового трансформатора, дросселей-стабилизаторов, уменьшающих пульсацию тока, и блока электросхем. Для схем можно применять транзисторы MOSFET или IGBT.

Принцип действия инвертора заключается в следующем: переменный ток от сети направляется на выпрямитель, после чего в силовом модуле происходит преобразование постоянного тока в переменный с повышением частоты. Далее ток поступает на высокочастотный трансформатор, а на выходе из него получается ток сварочной дуги.

Вернуться к оглавлению

Инструменты, необходимые для изготовления инвертора

Чтобы собрать сварочный инвертор из блока питания своими руками, понадобятся следующие инструменты:

• паяльник;
• отвертки с разными наконечниками;
• плоскогубцы;
• кусачки;
• дрель или шуруповерт;
• крокодилы;
• провода необходимого сечения;
• тестер;
• мультиметр;
• расходные материалы (провода, припой для пайки, изолента, шурупы и другие).

Чтобы создать сварочный аппарат из компьютерного блока питания, необходимы материалы для создания печатной платы, гетинакс, запасные элементы. Чтобы уменьшить количество работы, стоит обратиться в магазин за готовыми держателями для электродов. Однако можно сделать их и самостоятельно, припаяв крокодилы к проводам необходимого диаметра. При этой работе важно соблюдать полярность.

Вернуться к оглавлению

Порядок сборки сварочного аппарата

В первую очередь, чтобы создать сварочный аппарат из компьютерного блока питания, необходимо достать источник питания из корпуса компьютера и выполнить его разборку. Основные элементы, которые можно из него использовать, это несколько запчастей, вентилятор и стандартные пластины корпуса. Тут важно учесть режим работы охлаждения. От этого зависит, какие элементы для обеспечения необходимой вентиляции нужно добавить.

Работу стандартного вентилятора, который будет охлаждать будущий сварочный аппарат из компьютерного блока, необходимо протестировать в нескольких режимах. Такая проверка позволит убедиться в работоспособности элемента. Чтобы сварочный аппарат в ходе работы не перегревался, можно поставить дополнительный, более мощный источник охлаждения.

Для контроля необходимой температуры следует установить термопару. Оптимальная температура для работы сварочного аппарата не должна превышать 72-75°С.

Но в первую очередь следует установить на сварочный аппарат из компьютерного блока питания необходимого размера ручку для переноски и удобства работы. Ручка устанавливается на верхней панели блока при помощи шурупов.

Важно выбрать шурупы оптимальные по длине, иначе слишком большие могут задеть внутреннюю схему, что недопустимо. На этом этапе работы следует побеспокоиться о хорошей вентиляции аппарата. Размещение элементов внутри блока питания весьма плотное, потому в нем следует заранее устроить большое число сквозных отверстий. Выполняются они дрелью или шуруповертом.

Далее, чтобы создать схему инвертора, можно использовать несколько трансформаторов. Обычно выбирают 3 трансформатора типа ETD59, E20 и Kх20х10х5. Найти их можно практически в любом магазине радиоэлектроники. А если есть уже опыт создания трансформаторов самим, то проще выполнить их своими руками, ориентируясь на количество витков и рабочие характеристики трансформаторов. Найти подобную информацию в интернете не составит никакого труда. Может понадобиться трансформатор тока K17х6х5.

Выполнять самодельные трансформаторы лучше всего из гетинаксовых катушек, обмоткой послужит эмаль-провод, сечением 1.5 или 2 мм. Можно использовать медную жесть 0.3х40 мм, предварительно обернув ее прочной бумагой. Подойдет термобумага от кассового аппарата (0.05 мм), она прочна и не так рвется. Обжимку следует делать из деревянных колодок, после чего всю конструкцию нужно залить «эпоксидкой» или покрыть лаком.

Создавая сварочный аппарат из компьютерного блока, можно использовать трансформатор из микроволновой печи или старых мониторов, не забывая изменять количество витков обмотки. При этой работе нелишним будет пользоваться электротехнической литературой.

В качестве радиатора можно использовать PIV, предварительно распиленный на 3 части, или другие радиаторы от старых компьютеров. Приобрести их можно в специализированных магазинах, занимающихся разборкой и модернизацией компьютеров. Такие варианты позволят приятно сэкономить время и силы на поисках подходящего охлаждения.

Чтобы создать аппарат из компьютерного блока питания, обязательно следует использовать однотактный прямоходовой квазимистый мост, или «косой мост». Этот элемент является одним из основных в работе сварочного аппарата, поэтому на нем лучше не экономить, а приобрести новый в магазине.

Печатные платы можно скачать в интернете. Это значительно облегчит воссоздание схемы. В процессе создания платы понадобятся конденсаторы, 12-14 штук, 0.15 мк, 630 вольт. Они необходимы для блокировки резонансных выбросов тока от трансформатора. Также, чтобы изготовить такой аппарат из компьютерного блока питания, понадобятся конденсаторы С15 или С16 с маркой К78-2 или СВВ-81. Транзисторы и выходные диоды следует устанавливать на радиаторы, не используя дополнительные прокладки.

В процессе работы необходимо постоянно использовать тестер и мультиметр во избежание ошибок и для более быстрой сборки схемы.

После изготовления всех необходимых частей следует разместить их в корпусе с последующей их разводкой. Температуру на термопаре стоит выставить в 70°С: это защитит всю конструкцию от перегрева. После сборки сварочный аппарат из компьютерного блока необходимо предварительно протестировать. Иначе при допущенной в ходе сборки ошибке можно сжечь все основные элементы, а то и получить удар током.

На лицевой стороне следует установить два контактодержателя и несколько регуляторов силы тока. Выключателем аппарата в такой конструкции будет стандартный тумблер компьютерного блока. Корпус готового аппарата после сборки требуется дополнительно укрепить.

Для выполнения сварочных работ в домашних условиях незаменим сварочный инверторный аппарат. Принцип его работы основан на использовании транзисторов и переключателей, при помощи которых сначала сетевое напряжение трансформируется в постоянное.

Затем изменяются характеристики тока (повышается частота синусоиды). Эти действия приводят к понижению значения напряжения, что приводит к выпрямлению тока, при этом частота тока не изменяется.

Широкое использование данных аппаратов связано с рядом его достоинств, к которым можно отнести:

• Небольшие габаритные размеры , а также малый вес, что существенно облегчает труд при сварочных работах и позволяет расположить аппарат в удобном месте;
• Возможность изготовить его самостоятельно, затратив немного средств. Кроме этого, сборка своими руками позволяет подобрать детали с необходимыми характеристиками, а также в дальнейшем достаточно просто выполнить ремонт агрегата или замену деталей для корректировки характеристик;
• Высокий КПД , что позволяет ему конкурировать с готовыми аппаратами.

Недостатками сварочного инвертора, который изготовлен самостоятельно, являются:

• Малый срок службы , при неверно подобранных деталях;
• Отсутствует возможность реализовать дополнительные функции , которые способны улучшать качество сварного шва;
• При необходимости получить аппарат большой мощности требуется организация дополнительной системы охлаждения, что увеличивает конечную стоимость и габариты.

Следует учесть, что самостоятельная сборка инвертора достаточно кропотливый труд , занимающий много времени и требующий определенных навыков. Но современные производители предлагают широкий выбор комплектующих, что значительно облегчает их выбор. Сам подбор деталей основан на совместимости параметров по типам и характеристика, а также на возможности простой замены в дальнейшем.

Основными элементами инвертора являются:

• блок питания;
• силовая часть и ее ключи.

К базовым выходным характеристикам относятся:

• потребляемый ток, причем его максимальное значение;
• напряжение и частота в сети;
• значение тока сварки, при котором будет выполняться шов.

Подготовительный этап

Перед тем как приступить к покупке деталей для изготовления инвертора необходимо точно представлять значения выходных параметров, а также иметь электрические схемы всех элементов (общая схема, блока питания).

Рассмотрим изготовление сварочного аппарата с входными характеристиками:

• напряжение сети 220 В;
• частота 50 ГЦ;
• сила тока 32 А.

На выходе получится ток, преобразованный до величины 250 А, то есть увеличил свое входное значение в 8 раз. Данным аппаратом можно выполнять сварной шов, расположив электрод менее 1 см к свариваемой детали.

Перед тем как приступить к сборке аппарата необходимо подготовить следующие материалы и инструменты:

• отвертки (плоские и крестовые) разных размеров;
• приборы для измерения напряжения и силы тока (вольтметр и амперметр), которые можно заменить современным универсальным измерительным прибором;
• с маленьким жалом;
• компоненты для выполнения паяльных работ (канифоль, проволока);
• осциллограф, применение которого позволит контролировать изменение синусоиды тока;
• специальная сталь с подходящими электротехническими параметрами;
• хлопковая и стекловолоконная ткани;
• сердечник для трансформатора;
• обмотки трансформаторов:
• первичная на 100 витков из проволоки диаметром 0,3 мм
• вторичные (внутренняя – это 15 витков проволокой 1 мм, средняя – это 15 витков из проволоки 0,2 мм, наружная – 20 витков, выполненные проволокой 0,35 мм);
• текстолит;
• болты и саморезы;
• транзисторы с необходимыми характеристиками;
• провода разного сечения;
• силовой кабель;
• изолента или специальная бумага.

После выполнения подготовительных работ можно приступать к сборке.

Блок питания инвертора

Плату, где располагается блок питания инвертора, собирают отдельно от силового элемента аппарата. Кроме этого, их требуется разделить между собой листом металла, который закреплен к корпусу жестко.

Основным элементом блока питания является трансформатор, который можно изготовить самостоятельно. С его помощью напряжение, которое поступает из сети, будет преобразовываться до величины безопасной для жизни, а затем повышать силу тока для выполнения сварки.

Материалом для сердечника может быть железо размеров 7х7 или 8х8. При этом можно брать как стандартные пластины или отрезать требуемый кусок металла от имеющегося листа. Обмотка выполняется медным проводом марки ПЭВ, так как именно этот материал максимально обеспечивает требуемые характеристики (малое сечение при достаточной ширине).

Использование другого материала в качестве обмотки может существенно повлиять на характеристики трансформатора, например, увеличить нагрев данной детали.

Сборку трансформатора, состоящего из 2-х обмоток, начинают создания первичной обмотки. Для этого проволоку сечением 0,3 мм обматывают 100 раз на сердечник. При этом важно чтобы обмотка занимала всю ширину сердечника. Эта особенность позволит улучшить работу инвертора при перепадах сетевого напряжения в процессе дальнейшей работы.

При этом каждый виток должен плотно прилегать к предыдущему, при этом нахлеста лучше избегать. После того как все 100 витков выполнены, необходимо уложить слой специальной изолирующей бумаги или ткани из стекловолокон. Следует учесть, что бумага будет темнеть в процессе эксплуатации.

Далее выполняют вторичную обмотку. Для этого необходимо взять медный провод сечением 1 мм и сделать 15 оборотов, стараясь распределить их по всей ширине, на равном расстоянии друг от друга. После покрытия их лаком и просушки, наматывают 2 слой медным проводом сечением 0,2 мм, делая также 15 оборотов.

Их тоже необходимо распределить, как и в предыдущем случае и изолировать. Последним слоем для вторичной обмотки будет ПЭВ сечением 0,35 мм, витков при этом будет 20. Последний слой также необходимо изолировать.

Корпус

Далее приступают к изготовлению корпуса. Его размер должен быть соизмерим с габаритами трансформатора и плюс 70% на размещение остальных деталей инвертора. Сам корпус может быть выполнен из листовой стали толщиной 0,5-1 мм.

Для соединения углов можно использовать болты или при помощи специальных гибочных станков изогнуть лист до нужных размеров. Если на корпусе расположить ручку для крепления инвертора на ремне или для простоты переноса, то это в значительной степени облегчит эксплуатацию прибора в дальнейшем.

Кроме этого, конструкция корпуса должна предусматривать достаточно простой доступ ко всем деталям, расположенным внутри него. На нем необходимо проделать несколько технологических отверстий для переключателей, кнопки питания, световой сигнализации о работоспособности, а также кабельные разъемы.

Силовая часть и инверторный блок

Силовым блоком для инвертора служит трансформатор, особенностью которого является наличие 2 сердечников, которые располагают рядом с маленьким зазором, прокладывая лист бумаги. Этот трансформатор собирается аналогично предыдущему. Важной деталью является то, что изоляционный слой между витками провода необходимо усилить, что позволит не допустить пробоя напряжения. Кроме этого, между слоями проводов укладывают прокладки, выполненные из фторопласта.

К силовой части можно отнести конденсаторы, которые соединены согласно схеме. Они предназначены для уменьшения резонанса трансформаторов, а также призваны минимизировать и компенсировать потери тока в транзисторах.

Инверторный блок аппарата служит для преобразования тока , у которого на выходе повышается частота. Для этого в инвертор используют транзисторы или диоды. Если решено использовать диоды в этом блоке, то их необходимо собрать в косой мост по специальной схеме. Выводы из него идут к транзисторам, которые предназначены для возврата переменного тока с большей частотой. Диодный мост и транзисторы должны быть разделены перегородкой.

Система охлаждения

Так как все элементы агрегата подвержены нагреву, то необходимо организовать систему охлаждения, которая обеспечит бесперебойную надежную работу. Для этого можно использовать кулеры от компьютеров, а также выполнить несколько дополнительных отверстий в корпусе для легкого доступа воздуха внутрь аппарата. Однако таких отверстий не должно быть слишком много, чтобы избежать попадания лишней пыли в корпус.

Кулеры должны располагаться таким образом, чтобы они могли работать на вывод воздуха из корпуса аппарата. Элементы охлаждения нуждаются в профилактике, например, замене термопасты, поэтому доступ к ним должен быть простой.

Есть несколько деталей в инверторе, которые требуют обязательного охлаждения. Это трансформаторы. Для их охлаждения разумно монтировать 2 вентилятора. Кроме этого, в дополнительном охлаждении нуждается диодный мост. Он устанавливается на радиаторе.

Установка такого элемента, как термодатчик, и дальнейшее его соединение со светодиодом на корпусе, позволит подавать сигнал при достижении недопустимой температуры и отключать инвертор от питания для охлаждения.

Сборка

Сборка инвертора осуществляется в следующем порядке:

• на основание корпуса располагается трансформатор, диодный мост, схема управления;
• выполняется скрутка, спайка и крепление между собой всех проводов;
• на наружной панели выводятся световая индикация, кнопка пуска, разъем кабеля.

Когда все установлено, можно проверять работу аппарата.

Проверка работы

Чтобы проверить аппарат необходимо использовать для этого осциллограф. Инвертор подключают к сети в 220 В, а затем по прибору проверяются, насколько выходные параметры соответствуют требуемым. Например, напряжение должно быть в пределах 500-550 В. При абсолютно правильной сборке и правильно подобранных деталях, это значение не должно переходить порог в 350 В.

После таких замеров и приемлемых показателей осциллографа, можно приступать к выполнению сварочного шва. После того, как первый электрод полностью выгорит, необходимо провести замеры температуры на трансформаторе. Если он кипит, то схема нуждается в доработке, аппарат необходимо отключить и внести изменения. Только после того, как приняты меры по устранению данного недочета, можно повторно выполнить запуск с таким же замером температуры после окончания работы.

Правила эксплуатации

Сварочный инвертор можно применять как для сваривания деталей выполненных из черного металла, так и вести работы с цветным. Он полезен как в частном доме, на даче, так и в гараже.

При его эксплуатации необходимо следить за качеством напряжения и частоты в сети.

Для продолжительного использования данного агрегата необходимо периодически проверять работоспособность отдельных его чистке, выполнять профилактические мероприятия по очистке его от пыли и грязи.

При самостоятельном изготовлении инвертора необходимо:

• иметь схемы всех элементов аппарата;
• правильно подбирать комплектующие;
• выдерживать все необходимые зазоры и тщательно изолировать элементы;
• соблюдать правила техники безопасности.