Wie man ein inverter-schweißgerät mit eigenen händen

In Schweißarbeiten werden speziell für bestimmte Zwecke angepasste Geräte verwendet. Die Schemata der einzelnen Geräte sind sehr unterschiedlich aufgebaut. Unter den praktischsten und am weitesten verbreiteten können Sie die Wechselrichterschaltung auswählen. Das nach diesem Schema zusammengestellte Gerät ist stufenlos und präzise eingestellt und kompakt. Für Meister, die auf der Straße arbeiten, ist es einfach unersetzlich.

Schema des Schweißinverters

Schema des Geräteschweißinverters.

Die Schaltung der Wechselrichtereinheit ist eine der einfachsten, alle erforderlichen Leiterplattenelemente und Transistoren sind leicht in den Läden von Funkkomponenten zu finden, und die Montageschemata sind bei den Mastern erhältlich. Die Aufgabe, ein solches Schweißgerät mit eigenen Händen zusammenzubauen, liegt in der Macht der Menschen, die mit einem Lötkolben arbeiten können.

Das Funktionsprinzip der Inverter-Schweißmaschine

Dieses Gerät ist an sich ähnlich einer leistungsstarken Stromversorgung, ähnlich den Impulseinheiten wie AT und ATX, die in PCs installiert sind. Die Reihenfolge der Änderungen der Anfangsparameter des elektrischen Stroms in diesen beiden Geräten ist identisch. Im Wechselrichter durchläuft elektrische Energie eine Reihe von Umwandlungen:

  1. Haushaltswechselspannung wird in Gleichstrom umgewandelt.
  2. Gleichstrom wird mit hoher Frequenz in Wechselstrom umgewandelt.
  3. Der Spannungswert nimmt ab.
  4. Der Strom mit reduzierter Spannung wird unter Erhalt der eingestellten Frequenz gleichgerichtet.

Alle diese Umwandlungen erklären sich aus der Notwendigkeit, Gewicht und Abmessungen der Leistungstransformatoren von Schweißmaschinen zu reduzieren.

Das Schema des Schweißinverters

Das Schema des Schweißinverters.

Das Funktionsprinzip von Altgeräten wurde reduziert, um die Spannung aus dem Netz zu reduzieren und den Wert der Stromstärke an der Sekundärwicklung auf einige Dutzend oder sogar Hunderte Ampere zu erhöhen - die für das Lichtbogenschweißen erforderlichen Werte. Um das gewünschte Verhältnis zum Verringern der Spannung und zum Erhöhen der Stärke des Stroms bereitzustellen, verlangte die Sekundärwicklung weniger Windungen und einen größeren Querschnitt des Drahts. Weil die alten Schweißtransformatoren große Abmessungen und Gewicht hatten. Die Herstellung von Transformatorwicklungen erforderte hohe Kosten für Kupferdraht, weshalb die Schweißmaschinen überhaupt nicht billig waren.

Wechselrichterschaltungen erlaubten die Situation zu korrigieren. Durch Erhöhen der Frequenz des Stroms auf der Arbeitswicklung auf 60 bis 80 kHz und darüber konnten Größe und Gewicht der gesamten Struktur reduziert werden. Aufgrund der vierfachen Erhöhung der Arbeitsfrequenz der Umwandlung wurden die Abmessungen der Vorrichtung halbiert. Und in unserem Fall sprechen wir von einer tausendfachen Frequenzsteigerung.

Solche hohen Werte der Wechselstromfrequenz werden durch Umschalten von Transistoren erreicht, die in der Wechselrichterschaltung installiert sind und die mit einer Frequenz von 60 bis 80 kHz miteinander kommunizieren. Der Strom zu den Transistoren kommt vom Gleichrichter konstant. Die Wechselspannung wird durch eine Brückenschaltung der Dioden gleichgerichtet und durch Kondensatoren ausgeglichen. Am Ausgang des Gleichrichters und des Kondensators wird eine konstante Spannung von 220 V geliefert, dies ist der erste Schritt der Schaltung.

Hochfrequenztransistoren der Inverterschaltung übertragen hochfrequenten Wechselstrom an einen Abwärtstransformator. Da die Betriebsfrequenz bereits 1000 Mal niedriger ist als die Netzfrequenz, ist der Transformator eine sehr kompakte Spule.

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Komponenten der Schaltungsschweißmaschine

Inverter für Stromkreise

Inverter für Stromkreise.

Die Wechselrichterschaltung ist für den Wert des Versorgungsstroms bis 32 A und die Spannung von 220 bis 230 V ausgelegt. Der Stromwert am Ausgang des Umrichters erreicht 250 A. Dieser Wert gewährleistet eine starke Schweißnaht bei einer Elektrode mit einem Abstand von bis zu 1 cm. Das Netzteil der Wechselrichtereinheit enthält solche Komponenten :

  1. Transformator mit 7x7 oder 8x8 Ferritkern.
  2. Die Primärwicklung hat 100 Drahtringe mit einem Durchmesser von 0,3 mm.
  3. Interne Sekundärwicklung bei 15 Windungen mit einem Draht von 1 mm Dicke.
  4. Mittlere Sekundärwicklung bei gleicher Windungszahl mit einem Draht geringerer Dicke (0,2 mm).
  5. Äußerer Eingang der Sekundärwicklung für 20 Drahtwindungen mit einer Dicke von 0,35 mm.
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Transformatoranordnung

Transformatorwicklungsschaltung

Das Schema der Transformatorwicklung.

Bevor die Drähte auf den Transformatorkern gewickelt werden, wird er in Kupfer gewickelt. Die Breite der Streifen beträgt 40 mm, die Höhe des Bandes beträgt 0,3 mm. Der Kern wird zusammen mit dem Kupferband mit Thermopapier umwickelt. Zu diesem Zweck gibt es gutes Kassettenband und anderes dünnes und haltbares Papier, das bequem um den Kern passt. Ein runder Draht ist nicht für die Primärwicklung geeignet, da er leicht überhitzt wird. Aus diesem Grund werden die Ströme zur Außenseite der Wicklung umgeleitet, und die inneren Schichten bleiben unbelastet.

Die Sekundärwicklung ist in drei Lagen von Drähten angeordnet, zwischen denen ein Fluorkunststoffstreifen eingesetzt ist. Für diese Zwecke sind Standarddrähte mit einem Durchmesser von 0,5 bis 0,7 mm nicht geeignet. Aufgrund des kreisförmigen Querschnitts in der Wicklung haften sie nicht gut aneinander und lassen Lücken, wodurch die Wärmeübertragung beeinträchtigt wird.

Achten Sie beim Wickeln der Wicklung darauf, dass sich der Draht ohne Lücken um den Kern dreht. Nur so ist die Spannung stabil. Ein typisches Design eines Wechselrichters impliziert das Vorhandensein von zwei Transformatoren mit einer Frequenz von 41 kHz, die jedoch auch für 55 kHz geeignet sind. Installieren Sie dann eine Isolierdichtung und eine mit L2 gekennzeichnete Drossel. Auf der Seite der Platine ist ein zusätzliches Gebläse installiert, dessen elektrische Eigenschaften 0,13 A und 220 V betragen.

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Inverterplatine löten

Auf der Abbildung des Schweißgerätes vom Wechselrichtertyp befinden sich Kühler und Kühler, die in Computer-Stromversorgungen zu finden sind. Sie können aus der alten Technologie extrahiert werden, oder Sie wenden sich an das Funkgerätespeicher, um neue Komponenten zu erhalten.

Heizkörper befinden sich oben und unten an den Enden der Schrägbrücke.

Dioden sind auf einer vorbereiteten Glimmerschicht am Kühler angebracht.

Computer-Kühler

Um den Wechselrichter zu bauen, wird ein Kühler benötigt.

Wenn die IRG4PC50W-Brücke zur Flussverteilung verwendet wird, verwenden Sie statt Glimmer Wärmeleitpaste.

Die Richtung der Ausgänge der Transistoren und Dioden ist aufeinander abgestimmt. Zwischen den Heizkörpern ist eine Platine montiert, die alle Teile des Stromkreises des Schweißgeräts mit den Zwischenelementen der Brücke verbindet. Beachten Sie, dass die Nennspannung des Stromversorgungskreises 300 V beträgt. Die vom Transformator entladenen Leistungen müssen an den Stromkreis abgegeben werden, für den Lötmittel mit 0,15 μF-Kondensatoren an die Platine gelötet werden. Die Installation nach dem Transformator-Snubber und den Kondensatoren löscht unerwünschte Spannungsstöße am Ausgang der Sekundärwicklung.

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Setup und Debugging des Umrichters

Inverter-internes Layout

Schema des internen Geräts des Wechselrichters.

Nach Abschluss der Montage muss der Betrieb des Wechselrichtermoduls unbedingt angepasst werden. Schließen Sie 15 V an PWM an und schalten Sie den Lüfter ein. Verbinden Sie dann über den Widerstand R11 das Relais K1. Dies alles geschieht, um Sprünge beim Anschluss an das 220-V-Netz zu verhindern: Überprüfen Sie die rechtzeitige Aktivierung des Relais und schalten Sie nach 10 Sekunden die PWM mit Arbeitsstrom ein. Nach dem Auslösen des Relais sollten die rechteckigen Bereiche im PWM-Diagramm nicht beachtet werden.

Dann ist die Brücke an eine Spannungsquelle von 15 V angeschlossen. Im Leerlauf verbraucht der Wechselrichter Strom innerhalb von 100 mA. Wenn die Messung den zulässigen Wert anzeigt, ist die Schaltung korrekt montiert. Darüber hinaus müssen Sie sicherstellen, dass die Phasenlage der Wicklungen nicht verwechselt wird.

Bei PWM wird die Frequenzeinstellung reduziert, bis am unteren Rand des Diagramms eine Biegung erscheint, die auf eine Übersättigung des Knotens hinweist. Wir teilen diesen Frequenzwert durch 2 und addieren ihn zur Betriebsfrequenz der PWM-Platine und direkt zum Transformator. Der Stromkreis ist korrekt angeschlossen, wenn das Relais beim Abstimmen ein Signal mit 150 mA ausgibt. Wenn das Lichtsignal unscharf und schwach ist, ist die Platine falsch angeschlossen oder eine der Wicklungen schlägt. Beseitigen Sie unnötige Störungen, wenn Sie alle Stromkabel kürzen.

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Gerätezustandsprüfung

Inverter-Schweißen

Nach der Montage des Schweißinverters muss die Funktionsfähigkeit überprüft werden.

Das Inverter-Schweißgerät ist also zusammengebaut und einsatzbereit. Jetzt muss sichergestellt werden, dass es betriebsbereit ist. Schalten Sie das Gerät in die Steckdose ein, stellen Sie störungsfrei eine große Stromstärke ein und überprüfen Sie die Spannung am Oszilloskop. Die Spannung in der unteren Schleife des Oszillogramms ist im Bereich von 500 V akzeptabel, bei Überschwingen ist ein Überschuss von bis zu 550 V zulässig. In einem korrekt zusammengestellten Schema wird dieser Wert 350 V nicht überschreiten.

Vergewissern Sie sich bei der Überprüfung der Leistung des Geräts, dass das Brummen des Reifens mit zunehmender Belastung nicht zunimmt. Um den maximalen Strom anzulegen, muss das Hintergrundrauschen unverändert bleiben.

Fahren Sie dann mit dem Schweißen fort. Nach dem Start müssen Sie 10 Sekunden warten und die Temperatur der Kühler überprüfen. In den ersten 20 Sekunden sollten sie für die nächste Minute kalt bleiben - etwas warm.

Danach nehmen wir 2 Elektroden für die gewünschte Schweißart und schneiden die Naht auf dem Testmaterial bis zum vollständigen Durchbrennen. Wenn Sie fertig sind, kontrollieren wir die Temperatur des Transformators: Zu diesem Zeitpunkt hat er Zeit zum Aufwärmen, wird jedoch nicht heiß. Übermäßige Hitze weist auf einen Fehler in der Baugruppe hin.

Heizkörper haben Zeit, sich nach 3 Dauerbetrieb ernsthaft aufzuwärmen. Daher müssen Sie sie 2 Minuten abkühlen lassen. Dies reicht aus, damit der Kühler die Temperatur auf ein normales Niveau absenkt und ohne Qualitätsverlust weiterarbeitet.

Der Prozess der Montage des Schweißgerätes mit eigenen Händen, sehr mühsam, zeigt so viel Konzentration und Aufmerksamkeit wie möglich. Studieren Sie sorgfältig das von Ihnen gewählte Schema, ordnen Sie die Reihenfolge der Verbindungselemente darin und zählen Sie die genaue Anzahl der Komponenten und Kabel. Am Ende der Montage muss die Erfindung auf Gesundheit und Sicherheit geprüft werden. Organisieren Sie die Schweißarbeiten mit allen notwendigen Bedingungen für sichere Arbeit: Tragen Sie feste Handschuhe an den Händen, bedecken Sie Ihr Gesicht mit einem Schweißschild.

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