Рубрика: Электронные самоделки

Простой электронный регулятор сварочного тока, схема

Часто приходится варить метал разной толщины и использовать электроды разного диаметра, а чтобы сварка была качественная, необходимо сварочный ток подстраивать, чтобы шов ложился ровно и метал не разбрызгивался. Но, регулировать ток вторичной обмотки сварочного трансформатора довольно проблематично, т.к. он может достигать до 180-250А.

Как вариант, для регулировки сварочного тока используют нихромовые спирали, включая последовательно их в цепь первичной или вторичной обмотки сварочного трансформатора, или дросели. Регулировать ток таким образом неудобно, да и сам регулятор громоздкий получается. Но есть и другой выход — сделать электронный регулятор сварочного тока, который бы регулировал ток в первичной обмотке сварочного аппарата.

Регулятор сварочного тока для самодельного сварочного аппарата еще очень полезен в тех случаях, когда приходится сваривать металл в местах где слабая электросеть, в селах например. Как правило там ограничивают потребление тока на каждый дом, ставя входной автомат на 16 А, т.е. нельзя включть нагрузку более 3,5 КВт. А хороший сварочный аппарат, варящий электродами диаметром 4-5 мм, потребляет 6-7, а то и 8 КВт.

Поэтому, уменьшили сварочный ток и одновременно уменьшили ток потребления сваточного аппарата, таким образом вложились в те 3,5 КВт и «троечкой» сварили то что вам надо.

Вот простая схема такого регулятора на 2 тиристорах и имеет она минимум недефицитных деталей. Можно сделать и на 1 симисторе, но, как показала практика, на тиристорах более надежно.

Работает регулятор сварочного тока следующим образом: в цепь первичной обмотки последовательно включается регулятор, который состоит из двух управляемых тиристоров VS1 и VS2(Т122-25-3, или Е122-25-3), на каждую полуволну. Момент открывания тиристоров определяется RC цепочкой (R7, C1, C2). Изменяя сопротивление R7, мы меняем момент открывания тиристоров и тем самым изменяем ток в первичной обмотке трансформатора, а следовательно меняется и ток во вторичной обмотке.

Транзисторы можно использовать старого образца — П416, ГТ308, их лекко можно найти в старых приемниках или телевизорах, а конденсаторы используются типа МБТ или МБМ на рабочее напряжение не менее 400 В.

Транзисторы VT1, VT2 и резисторы R5, R6, соединенные как показано на схеме, представляют собой аналог динисторов и в таком варианте они работают лучше чем динисторы, но при большом желании вместо VT1,R5 и VT2,R6 можно поставить обычные динисторы — типа КН102А.

При сборке и настройке регулятора сварочного тока не забывайте, что управление происходит под напряжением 220В. Поэтому, чтобы не допустить поражение электрическим током все радиоэлементы, а также теплоотводы тиристоров, должны быть изолированы от корпуса!

На практике, выше указанный электронный регулятор сварочного тока, отлично себя зарекомендовал.
За основу взят материал с журнала Радiоаматор.- 2000.-№5 «Сварочный трансформатор своими руками».

Как регулировать ток дуги сварочного аппарата

Всех приветствую. Продолжаем разбирать наш сварочный дневник, и сегодня хочу обсудить такую важную тему для новичков в сварке, а как правильно выставлять сварочный ток? Потому что это один из самых главных слагаемых получения нормального провара соединяемых деталей. Начну с плохих новостей. Многие из наших бытовых сварочных инверторов выдают меньше сварочного тока, чем это заявлено в инструкции, к сожалению это так. Так что поставив крутилку тока 100 ампер, по факту там будет меньше. Из этого следует простой вывод — не нужно ориентироваться при выставлении тока на таблицы и регулятор ( крутилку!) вашего аппарата.

Так что же делать? Как выставлять сварочный ток, тем более когда опыта маловато? Будем добиваться этого методом научного тыка! Предположим, что вам нужно сварить две железки, и у вас имеются электроды определенного диаметра. Первым делом нам понадобиться ненужная тренировочная железяка такой же толщины, что и свариваемая. Сначала выставим на аппарате заведомо маленький ток — пусть условно возьмем 30 — 40 ампер, и попробуем на тренировочной железке поварить. Электрод липнет и плохо варит, шов не получается. Добавляем за раз по 10 ампер и пробуем верить швы, пока ток не будет слишком сильным и не начнутся прожеги, естественно все это делаем на тренировочной железяке. Не забываем смотреть нужную полярность ваших электродов, она указана на пачке. Когда будете наваривать швы на тренировочной железяке, то не варите их рядом друг с другом — наоборот каждый следующий шов нужно делать подальше от предыдущего, потому что металл рядом со швом сильно разогревается и можем получить неадекватный вывод.

Как только начались сильные прожеги на большом токе, смело убавляйте также по 10 ампер, и вы теперь быстро подберете как раз нужный ток, и чтобы электрод не лип и не было сильных прожегов. Тут и должен начать получаться нормальный шов. Ребята, только так методом самостоятельного подбора можно выставить оптимальный сварочный ток для ваших целей. Хочу привести в пример прикольное видео с ютуб канала MastakSvarka, где человек выставляет сварочный ток по таблице и что из этого выходит.

Сварочный аппарат постоянного тока: как регулировать ток дуги?

В заголовке не принято ставить знак вопроса. Но я вынужден поступить иначе: нужно спросить совет у знающих людей, нуждаюсь в технической подсказке. Дело в том, что я опубликовал на сайте статью, где описал оригинальный сварочный аппарат постоянного тока, изготовленный своими руками. Ее читают и задают вопросы. Схема управления выглядит следующим образом. Один сварщик из Магадана по имени Павел попросил помочь ему с конструкций сварочного аппарата, в котором можно регулировать ток дуги. Он работает в аварийной бригаде, занимается ликвидацией мест прорыва газа из газопровода. Место и время аварии непредсказуемо. Добираются на гусеничном вездеходе, но подъехать близко он часто не может: сопки и болотистая местность. Тащить сварочный генератор в 100 килограмм несколько сотен метров по болоту — еще то занятие…А в это время рация разрывается, газ выходит через свищ… Приспособился Павел на первое время хватать аккумуляторы с вездехода под мышки, бежать к месту аварии. Собирает на месте батарею 36 вольт, подключает шланги и работает. Варить приходится очень короткими участками: ток дуги высокий. Благодаря мастерству свищ ликвидирует, а затем уже тащит генератор к месту прорыва и доводит швы до нормального вида. Все это изложено в комментариях к статье, а еще мы дополнительно общаемся в ВК. Он мне вопрос: можно ли моей тиристорной схемой регулировать ток дуги от аккумуляторов. Я объяснил, что так поступать нельзя: я работаю с выпрямленным током, образованным пульсациями от полугармоник синусоиды. Тиристор открывается в момент подачи тока по цепочке управляющего электрода, а закрывается, когда нисходящая ветвь гармоники доходит до нуля. Открыть тиристор в цепи постоянного тока не сложно, а регулировать величину нагрузки — невозможно. Исходные данные для расчета конструкции Напряжение АКБ достаточно 36 вольт, хотя Павел экспериментировал и с 48: ток еще больше, варить труднее. Дуга от его электродов зажигается нормально. Ток сварки нужен в пределах 70-110 ампер. Температуру электролита аккумуляторов я ему предложил контролировать электроникой: уже был взрыв банки из-за закипевших паров. Мы рассмотрели три варианта регулировки: 1. электронной схемой на базе биполярных транзисторов; 2. подключением балластных сопротивлений; 3. схемой инвентирования постоянного тока в переменный 220 вольт и подключением сварочного инвертора. Схема на биполярных транзисторах Вариант снижения тока дуги за счет уменьшения напряжения должен подойти, но реализовать его для заданных параметров затруднительно. Ни один транзистор не выдержит такой ток, а паять и налаживать схему из составных для сварщика без навыков работы с электроникой — занятие не перспективное. Есть у меня в старом запасе несколько советских транзисторов ТК-152-100 на 100 ампер, но они предназначены для работы в импульсном режиме. Вряд ли подойдут для сварки. От этого варианта отказались. Ограничение тока балластным сопротивлением Здесь надо понимать, что реостата на 100 ампер нет, а если его делать, то даже теоретических вопросов много. Один вес чего стоить будет, да и материал подходящий не найти. Конструкция водяного реостата как-то не вызывает доверия… Остановились на одиночном балластном сопротивлении. Павел что-то нашел подходящее, поэкспериментировал: ток немного снизился, результат чуть улучшился, но не особо радует. Инвертор Подобрали в Китае на Али инвертор, выдающий чистый синус на 220 вольт с мощностью 4 квт. Должно хватить. У Павла есть сварочный инвертор, которому вполне этого достаточно. Однако там только электронная схема на КМОП транзисторах, а для преобразования синусоиды нужно подключать трансформатор 36 или 24 на 220. И еще дроссель к нему нужен. Вот и набирается опять дополнительный вес. Намотать трансформатор не сложно. Я эту технологию, включая расчет магнитопровода и проводов, описал в статье о самодельном паяльнике Момент. Кое что добавил в ответах на вопросы в комментариях. Их там уже больше 140 набралось. У Павла желания мотать трансформатор и дроссель нет. Ему нужно готовое решение. Поэтому и спрашиваю: может быть знаете, как помочь Павлу решить его проблему: создать легкий сварочный аппарат постоянного тока, работающий от автомобильных аккумуляторов? Он нужен для аварийного устранения свищей на газопроводе. Прошу свои соображения высказывать в разделе комментариев на канале или сайте. Буду благодарен за помощь. Если не знаете точных ответов, но есть желание помочь, то просто поделитесь статьей с друзьями в соц сетях. Среди них могут найтись специалисты.
Источник

Power Electronics

В инете выложили схему регулятора тока на индуктивную нагрузку.Хотелось узнать мнение коллег по этому девайсу.

Последний раз редактировалось навигатор!! 23-02, 20:30, всего редактировалось 2 раз(а).

На втором рисунке

вроде как стабилизатор дуги прикручен (arc ignition device). Поэтому, в принципе, варить будет и без дросселя. Это получается разновидность тиристорного сварочного трансформатора. Подобные описаны в книге Закса, которая лежит в разделе Книги и журналы.

Чуть позже напишу. Имею опыт эксплуатации такого аппарата, то есть на выходе мост с двумя тиристорами, но без дросселя.

Продолжаю. Итак, в журнале "Радио" №7.1996г., была предложена схема аппарата в котором как регулировка выходного тока, так и формирование требуемого наклона характеристики, осуществляются способом управления углом отсечки синусоидального напряжения. С текстом статьи можно познакомиться, например здесь:
http://www.qrz.ru/schemes/contribute/digest/svarka04.shtml
Автор показывает, что паузы в горении дуги, на устойчивость её, не влияют фатальным способом, если длительность пауз меньше 50 мс (предельно допустимое время восстановления выходного напряжения, после короткого замыкания, каплями расплава например).
Опыт эксплуатации аппарата, построенного с учётом рекомендаций из упомянутой журнальной статьи, выявил:
— изготовленный экземпляр аппарата неплохо варит электродами для переменного тока. УОНИ, несмотря на выход на постоянном токе, не "горят", ИМХО, не из за самих по себе пауз, а из за довольно низкого напряжения холостого хода — 42в.
— с неприхотливыми к данному параметру электродами (а это, к сожалению, переменка), устойчивость горения в принципе хорошая. Временами, всё таки, наблюдается некоторая трудность в зажигании.
— на самых малых токах (напряжение хх устанавливается выше, время горения дуги — меньше) дуга буквально резиновая, тянется за электродом так, что это реально мешает работе. Но недостаток этот может быть относительно легко устранён доработкой схемы.

Вышесказанное относится к аппарату с выходом на постоянном, прерывистом токе. Но, думаю, и с выходом на переменном токе, возможно получение стабильной работы. Достаточно например, применить стабилизатор горения дуги, как написал valvol, или ИМХО, для нетребовательных электродов, несколько поднять напряжение холостого хода.
Кстати, сам стабилизатор горения, ввиду уже имеющегося в схеме замыкаемого ключа (симистора), целесообразно бы выполнить именно на нём..

Последний раз редактировалось andrei 25-02, 00:58, всего редактировалось 2 раз(а).

С этим многие не согласятся, на качество сварки такие паузы должны влиять не очень хорошо.

В это аппарате диодно-тиристорный мост, а толку от него мало (постоянкой электродами варить нельзя) Может быть, если пришпандорить схему удвоения напряжения — то будет варить постоянкой?

Согласен, полноценную постоянку тиристорный мост не заменяет, но толк от него есть:
-плавная регулировка тока
-повышается, на постоянном (хотя и прерывистом) токе, устойчивость горения и облегчается зажигание
-возможность смены полярности, прямая и обратная
-возможность организации цепи обратной связи для стабилизации тока, и ограничении тока короткого замыкания
-формирование падающей характеристики управлением углом отсечки, не требует повышенного магнитного рассеяния в силовом трансформаторе, а значит масса и габарит увеличиваются незначительно
-источник постоянного тока, полученный в итоге, может быть использован во многих случаях и помимо дуговой сварки.
-в полноценную постоянку аппарат превращается добавлением дросселя, правда довольно таки габаритного.

Ну и наконец, никто не мешает применить импульсный стабилизатор горения, или как написал Jaxon:

Схема тиристор регулировка сварочного тока

Наиболее оптимальным является способ ступенчатой регулировки тока, с помощью изменения количества витков, например, подключаясь к отводам, сделанным при намотке вторичной обмотки трансформатора. Однако, этот способ не позволяет производить регулировку тока в широких пределах, поэтому им обычно пользуются для подстройки тока. Помимо прочего, регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами. В этом случае, через регулирующее устройство проходят значительные токи, что является причиной увеличения ее габаритов. Для вторичной цепи практически не удается подобрать мощные стандартные переключатели, которые бы выдерживали ток величиной до 260 А.

Если сравнить токи в первичной и вторичной обмотках, то оказывается, что в цепи первичной обмотки сила тока в пять раз меньше, чем во вторичной обмотке. Это наталкивает на мысль поместить регулятор сварочного тока в первичную обмотку трансформатора, применив для этой цели тиристоры. На рис. 20 приведена схема регулятора сварочного тока на тиристорах. При предельной простоте и доступности элементной базы этот регулятор прост в управлении и не требует настройки.

Рис. 1 Принципиальная схема регулятора тока сварочного трансформатора:
VT1, VT2 -П416

VS1, VS2 — Е122-25-3

С1, С2 — 0,1 мкФ 400 В

Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока. Среднее значение тока при этом уменьшается. Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2.

При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через переменный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора. Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети.

Изменением сопротивления резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора Т1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно.

Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, можно заменить динисторами (рис. 2)

Рис. 2 Принципиальная схема замены транзистора с резистором на динистор, в схеме регулятора тока сварочного трансформатора.
Aноды динисторов следует соединить с крайними выводами резистора R7, а катоды подключить к резисторам R3 и R4. Если регулятор собрать на динисторах, то лучше использовать приборы типа КН102А.

В качестве VT1, VT2 хорошо зарекомендовали себя транзисторы старого образца типа П416, ГТ308, однако эти транзисторы, при желании, можно заменить современными маломощными высокочастотными транзисторами, имеющими близкие параметры. Переменный резистор типа СП-2, а постоянные резисторы типа МЛТ. Конденсаторы типа МБМ или К73-17 на рабочее напряжение не менее 400 В.

Все детали устройства с помощью навесного монтажа собираются на текстолитовой пластине толщиной 1. 1,5 мм. Устройство имеет гальваническую связь с сетью, поэтому все элементы, включая теплоотводы тиристоров, должны быть изолированы от корпуса.

Правильно собранный регулятор сварочного тока особой наладки не требует, необходимо только убедиться в стабильной работе транзисторов в лавинном режиме или, при использовании динисторов, в стабильном их включении.

Схема сварочного трансформатора с электронной регулировкой тока

Тем, кто любит мастерить всё своими руками, предлагается сделать компактное и надёжное устройство для электросварки изделий из конструкционных сталей электродами диаметром 2-5 мм. Питание его осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, что довольно-таки удобно и при работе в домашних условиях, и «на выезде». А наличие встроенного электронного регулятора позволяет к тому же плавно изменять сварочный ток от 20 А до 200 А, что, в свою очередь, дает возможность прочно соединять детали различной толщины и с большим качеством.

Принципиальная электрическая схема сварочного трансформатора с электронной регулировкой тока:

Как следует из принципиальной электрической схемы (см. рис.), в основе данного устройства — разновидность тиристорного регулятора, получившего широкое распространение в последнее время. Оно и понятно. Ведь такое техническое решение позволяет использовать здесь весьма доступные материалы и детали, что важно для повторения и в «центре», и в условиях «глубинки».

«Сварочник» состоит из собственно силового трансформатора Т1, регулирующих тиристоров VS1 и VS2, включённых в цепь силовой обмотки II, и блока электронной регулировки, вырабатывающего управляющие импульсы. Дополнительная обмотка III стабилизирует горение дуги и позволяет улучшить процесс образования шва в начальный момент сварки. Ну а что касается обмотки IV, то она служит для питания блока электронной регулировки тока.

Трансформатор Т1 изготовлен на основе статорного сердечника от асинхронного двигателя переменного тока мощностью 15. 18,5 или 22 кВт. По методике, о которой журнал уже не раз рассказывал своим читателям (см., например, № 8’92, 11’95). Напомним лишь, что электродвигатель разбирают, и статор вместе с обмотками извлекают из корпуса.

В случае затруднений последний можно даже разбить (конечно, с соблюдением необходимых предосторожностей).

Прежние обмотки вырубают зубилом. Остатки удаляют, не повреждая, однако, сами статорные пластины. Магнитопровод обматывают затем несколькими слоями стеклоткани или киперной ленты. Причём в последнем случае изолирующий материал промазывают эпоксидным клеем. Или — простым масляным лаком (например, марки ПФ-231).

Первичную обмотку трансформатора выполняют проводом марок ПЭВ-2 (медный) или АПСО (алюминиевый) диаметром 2,5 мм. Содержать она должна 220 витков, которые наматывают равномерно по всему сечению магнитопровода.

Если же провода требуемого диаметра нет, то можно обмотку выполнить двумя проводами. Важно лишь, чтобы суммарное сечение здесь составляло 5 мм . Для удобства намотки используют челнок, на котором предварительно размещают требуемое количество провода.

Получившуюся обмотку I изолируют 2-3 слоями стеклоткани или киперной ленты. Затем нелишне проверить всё на наличие короткозамкнутых витков. Для этого обмотку включают в обычную сеть с напряжением 220 В и убеждаются, что ток в цепи обмотки находится в пределах 0,3-0,5 А, Если замеренное значение превышает указанное, то ничего не остается, кроме как более аккуратно перемотать все 220 витков.

Вторичную обмотку II выполняют уже проводом сечением 35 мм3. Витков у неё поменьше, всего 60. А в качестве провода здесь вполне подойдёт медная или алюминиевая шина с надёжной изоляцией.

Рядом с обмоткой II на магнитопроводе размещают обмотку III, которая также содержит 60 витков, но уже — провода марки ПЭВ-2 диаметром 2,5 мм. А вот у обмотки IV — 40 витков ПЭВ-2 0,7 мм. Причём предусмотрен отвод от середины. Изолируются все вторичные обмотки так же основательно, как и первичная.

После окончательной намотки следует снова испытать трансформатор на холостом ходу. Методика здесь практически та же. Отличие лишь в том, что при указанном ранее значении тока на обмотках II и III должно быть напряжение 220 В, на обмотке IV — 40В.

В основе блока электронной регулировки тока лежит схема аналогичного устройства промышленного изготовления ТС-200. Монтаж выполняется печатным или навесным способом. Но в любом случае для этого блока предусматривается надёжный корпус.

Трансформатор Т2 наматывается на магнитопроводе Ш16 с толщиной набора 16 мм. Обмотка I содержит 140 витков провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм. У II- всего 70 витков ПЭВ-2 0,1 мм, а у III и IV — по 90 витков ПЭВ-2 0,5 мм.

Самодельное устройство в сборе:

1 — трансформатор, 2 — радиатор (2 шт.), 3 — тиристор (2 шт.), 4 — пластина верхняя, 5 — брусок, 6 — ручка для переноски, 7 — панель блока регулировки, 8 — потенциометр R-12, 9 — болт М12 с гайкой (2 шт., для крепления сварочного кабеля), 10 — болт М12 стяжной с гайкой и шайбами, 11 — пластина нижняя, 12 — скоба крепления сетевого кабеля, 13 — кабель сетевой.

Резисторы R1. R9 — типа МЛТ-0,5. В качестве R10 и R11 как нельзя лучше подойдут МЛТ-2, а для R12 — СП2-6А. Конденсаторы С1 и С3 целесообразнее использовать типа К50-6.

А что касается С2 и С4, то здесь предпочтительнее К73. Тиристоры VS1 и VS2 — ТЛ-200 или им подобные. Устанавливаются на теплоотводах с общей поверхностью 1000 мм3 каждый.

Блок, собранный из исправных деталей и без ошибок, в наладке не нуждается. Ну а если что-то вдруг не заладится — проверьте монтаж. Обратите внимание на правильность подсоединения обмоток у трансформатора Т2 и на соблюдение указанной в схеме полярности.

Работу блока можно легко проверить с помощью осциллографа. Для этого выходы 4-5 и 6-7 нагружают резисторами сопротивлением по 50 Ом и мощностью 0,5 Вт. Подсоединив прибор сначала к одному выходу, а затем — к другому, убеждаются, что перемещением движка резистора R12 изменяется скважность импульсов.

При отсутствии осциллографа работоспособность блока можно проверить и с помощью вольтметра переменного тока. Причём не подключая обмотку III При правильной работе блока с изменением сопротивления резистора R12 напряжение в точках 9-10 должно плавно меняться от 0 до 60 В.

Возможный вариант конструкции «сварочника» представлен на иллюстрации. Трансформатор Т1 закреплён, как это хорошо видно, на круглом 400-мм основании из 10-мм текстолита или 15-мм фанеры. Причём под него следует подложить два бруска из твёрдого дерева сечением 30×30 мм и длиной 350 мм — для надлежащей циркуляции воздуха, улучшения охлаждения.

К основанию трансформатор крепится при помощи стяжного болта М12 соответствующей длины и такой же, как и снизу, пластины. Сверху на радиаторах размещаются тиристоры.

Ручки для переноски трансформатора изготавливаются из стальной трубы диаметром 0,5». На них крепятся две текстолитовые пластины толщиной 5 мм. Одна из них служит для установки блока регулировки тока, потенциометра R12, а также подсоединяемого на болтах М12 сварочного кабеля.

На второй пластине закреплены две скобы для намотки сетевого кабеля после окончания работы. Здесь же можно установить и автоматический выключатель, рассчитанный на ток не менее 25 А.

Впрочем, конструкция сварочного агрегата может быть и другой. Его, например, легко разместить в «целостном» корпусе (предусмотрев, соответственно, специальные вентиляционные отверстия или даже малогабаритный вентилятор для обдува). Однако как бы при этом не ухудшился тепловой режим!

Ведь даже в конструкции «свободно продуваемого» трансформатора, которая изображена на рисунке, приходится после каждого часа работы предусматривать 10-минутный перерыв.

Сварку производят электродами марки Э-5РА УОНИ-13/55-2,5 УД-1. Диаметр, как уже указывалось,- от 2 до 5 мм. Вставляют нужный электрод в надёжный и удобный электрододержатель (см. описания таковых в № 11’87, 1’90, 10’94 нашего журнала), включают названные выше устройства — и за дело.

Естественно, с соблюдением техники безопасности. С технологией же сварки можно ознакомиться в соответствующих пособиях.