Меню

Схема регулятора сварочного тока из журнала радио

Делаем редуктор для регулировки тока сварочного инвертора сами — инструкция, схема, настройка

сварочный аппарат

Для создания точного шва, важно правильно и точно настроить варочный ток, который будет соответствовать работе.

Мастера с опытом часто сталкиваются с варкой металла разной толщины, поэтому, иногда, стандартной настройки на минимум и максимум порой не хватает, чтобы качественно работать.

Тогда необходимо настраивать электроток поэтапно, достигая нужного ампеража. Для решения этой задачи подключают к цепи вспомогательный прибор — регулятор напряжения.

Это позволяет регулировать напряжение по энергии преобразованного переменного тока, а также по энергии преобразуемого переменного тока. Каждый метод настройки преобразователя энергии для варки различается, все тонкости надо принимать во внимание.

Поговорим, как регулировать электроток в инверторах. Рассмотрим схемы аппаратов регулировки для полуавтоматических инверторов. Подскажем, как подбирать регулятор по преобразуемому переменному току для варочного преобразователя энергии.

  • Методы настройки
  • Чертеж регулирующего прибора из тиристоров
  • Замер напряжения для сварки
  • Заключение

Методы настройки

Есть разнообразные методы настройки напряжения, ранее мы рассказывали об энергии преобразованного переменного тока и преобразуемого.

В действительности, это слишком обширное разделение, потому что настройка еще имеет подвиды. У нас не получится детально рассказать о подвидах в этой статье, поэтому обсудим более популярные.

Основной в работе метод настройки регулятора тока для сварочного аппарата — это прибавление баластника на выходе энергии преобразованного переменного тока.

Такой метод считают безопасным и выносливым, баластник просто сделать самостоятельно и применять для работы без вспомогательных аппаратов. В основном, баластник применяют только для понижения напряжения.

Мы уже детально рассказывали о тонкостях работы и использовании баластника для полуавтоматического инвертора. Там есть важные рекомендации по изготовлению электроприбора дома и способах его применения для работы.

Кроме достоинств, способ настройки по энергии преобразованного переменного тока, используемый вместе с преобразователем энергии. Для варки бывает не таким удобным, тем более неопытным мастерам.

Во-первых, баластник достаточного большого размера — до 1 м длиной. В основном, такое электроустройство размещают под ногами, он может сильно нагреться, что нарушает правила безопасности.

Если вас не устраивают такие качества, то лучше выбрать способ, включающий в себя настройку варочного напряжения по энергии преобразуемого переменного тока.

Для этого часто применяют электрический регулятор тока для сварочного аппарата, который легко смастерить самостоятельно. Такой прибор легко настроить по энергии преобразуемого переменного тока и будет удобен для мастера в работе.

регулятор тока для сварочного аппарата

Электрический регулятор тока для сварочного аппарата будет первым помощником в работе на даче, где зачастую электроснабжение подается с перебоями.

Бывает, что в домах невозможно применение электрических приборов больше 4 кВт, что делает выполнение работ ограниченным.

С прибором регулировки возможно отрегулировать прибор так, что он будет работать безостановочно при отсутствии достойного напряжения.

Еще одним плюсом регулятора тока для сварочного аппарата выступает то, что с ним просто работать, когда надо часто менять место для выполнения работы. Устройство регулятор нет надобности брать с собой, как баластник, оно не будет вас травмировать.

Поговорим о самостоятельном изготовлении электрического прибора регулировки из тиристоров.

Чертеж регулирующего прибора из тиристоров

регулятор тока - схема аппарата

Показываем вам чертеж простого регулирующего прибора и пары тиристоров с минимальным набором общедоступных элементов.

Можно изготовить регулятор тока для сварочного аппарата на симисторе, но по опыту известно, что прибор регулировки напряжения на тиристорах работает дольше и без перебоев.

Метод сборки прост и вы можете быстро сконструировать устройство настройки, для которого необходим минимальный опыт варки.

Основа работы этого регулирующего прибора тоже простая. Берем цепь энергии преобразуемого переменного тока, куда подключаем регулирующий аппарат. Само устройство включает в себя транзисторы VS1 и VS2.

RC-цепочка вычисляет точку открытия тиристоров, что меняет сопротивление R7. В конце получается возможным менять напряжение по энергии преобразуемого переменного тока в преобразователе энергии.

После этого, изменяется и по энергии преобразованного переменного тока.

Внимание! Устройство регулирования настраивают под напряжением, что важно помнить. Чтобы избежать серьезных проблем и не травмироваться, важно отделить все радиоэлементы.

Можно применять радиоэлементы старого типа. Это позволит излишне не потратиться, потому что такие радиоэлементы доступны в комиссионке приборов.

Помните, что такие радиоэлементы используются на подаче тока более 500 В. В случае необходимости, можно поставить динисторы на место филдистора и резистеров, изображенных на чертеже.

В данном случае, денисторы не использовались, потому что в этом случае, они не дают стабильной работы. В общем, этот чертеж устройства по регулированию напряжения варки на тиристорах дал хорошие результаты.

По нему изготовили много устройств регулировки, работающих без перебоев и справляющихся со своей задачей.

Если вы заметили, на рынке устройство регулирования контактной сварки РКС-801 и устройство регулирования контактной сварки РКС 15-1.

Их лучше не делать своими руками, потому что на это придется потратить много времени и результат получиться дорогим, но, при желании, можно собрать РКС 801. Дальше изображен чертеж устройства регулирования и чертеж его присоединения к инвертору.

Замер напряжения для сварки

После изготовления и настройки устройства регулирования, его можно применять в работе. При этом необходим еще одно устройство, которое будет делать замеры напряжения для сварки. Жаль, но не будет возможности применять домашние амперметры.

Они не могут применяться в работе с полуавтоматическими инверторами мощностью больше 250 А. Поэтому, лучше применять клещи, измеряющие напряжение. Это достаточно дешевый и простой способ определить силу тока, управлять клещами просто и понятно.

Такое приспособление в верхней зоне оборудования прикрепляются к фидеру и меряют напряжение. На каркасе оборудования есть тумблер предельного значения тока.

Исходя из модели и стоимости, изготовители выпускают клещи для измерения напряжения. Они могут работать при 150-550 А. Необходимо подбирать устройство с идентичными параметрами инвертора.

сварочный аппарат

Клещи, измеряющие ток — хороший вариант, когда надо срочно померять показатели напряжения, что не повлияет на цепь и не требует подключать к нему вспомогательные элементы.

Есть одно отрицательное качество: они вообще не подходят для измерения значений при постоянном токе. Это происходит по причине, что постоянный ток не делает переменное электромагнитное поле, и устройство просто не распознает его.

При работе с переменным током, такое устройство-регулятор справляется отлично.

Есть еще один метод, измеряющий напряжение, он радикальнее. В цепь полуавтоматического инвертора присоединить индустриальный измеритель ампер, который может измерить высокие показатели напряжения.

Также допустимо не надолго присоединять амперметр в разрыв цепи варочных фидеров. Предоставляем вам чертеж такого устройства, который поможет вам его соорудить.

Это недорогой и действенный метод определения значений тока, но применение амперметра при работе инвертором имеет свои тонкости.

В цепь присоединяют не сам прибор измерения ампер, а его варистор или проводник, одновременно с этим, указатель в виде стрелок подключается к варистору или проводнику.

При отклонении от очередности, устройство может не работать или еще хуже — выйти из строя.

Заключение

Настройка регулятора тока для сварочного аппарата не полуавтоматическом инверторе — задача несложная, как кажется сначала.

При наличии небольшой практики с электрической техникой, можно легко соорудить устройство регулирования электротока инвертора самостоятельно при помощи тримисторов, не покупая готовый прибор.

Устройства регулирования тока для сварочного аппарата, сделанные своими руками, иногда необходимы мастерам, работающим дома, которые не хотят тратиться на лишний прибор.

Читайте также:  Как буквой обозначается мощность электрического тока

Поделитесь своим опытом сборки и примененеия устройства регулирования напряжения в отзывах и расскажите об этой статье в соцсетях. Успеха в работе!

Источник

Тиристорная схема регулятора тока для сварочного аппарата

  • 11 января
  • 2515 просмотров
  • комментариев
  • 53 рейтинг

В этом материале рассмотрим способы регулировки сварочного тока. Схемы регуляторов тока для сварочного аппарата разнообразны. Они имеют свои достоинства и недостатки. Постараемся помочь читателю выбрать регулятор тока для сварочного аппарата.

Схема сварочного аппарата

Схема сварочного аппарата.

Общие понятия

Общеизвестен принцип дуговой сварки. Освежим в памяти основные понятия. Чтобы получить сварочное соединение, необходимо создать дугу. Электрическая дуга возникает при подаче напряжения между сварочным электродом и поверхностью свариваемого материала. Ток дуги расплавляет металл, образуется расплавленная ванна между двумя торцами. После остывания шва получаем крепкое соединение двух металлов.

Схема дуговой сварки.

В России переменный ток регламентирован частотой 50 Гц. Питание для сварочного аппарата подается от сети фазным напряжением 220 В. Сварочные трансформаторы имеют две обмотки: первичную и вторичную. Вторичное напряжение трансформатора составляет 70 В.

Разделяют ручной и автоматический режим сварки. В условиях домашней мастерской сварку проводят в ручном режиме. Перечислим параметры, которые изменяют в ручном режиме:

  • сила тока сварки;
  • напряжение дуги;
  • скорость сварочного электрода;
  • количество проходов на шов;
  • диаметр и марка электрода.

Правильный выбор и поддержание на протяжении сварочного процесса необходимых параметров являются залогом качественного сварного соединения.

При проведении ручной дуговой сварки необходимо грамотно распределять ток. Это позволит выполнить качественный шов. Стабильность дуги напрямую зависит от величины сварочного тока. Специалисты подбирают ее исходя из диаметра электродов и толщины свариваемых материалов.

Типы регуляторов тока

Принципиальная электрическая схема регулятора постоянного тока

Принципиальная электрическая схема регулятора постоянного тока.

Существует больше количество способов изменения силы тока во время проведения сварочных операций. Еще больше разработано принципиальных электрических схем регуляторов. Способы управления сварочным током могут быть следующие:

  • установка пассивных элементов во вторичной цепи;
  • переключение числа витков обмоток трансформатора;
  • изменение магнитного потока трансформатора;
  • регулировка на полупроводниках.

Следует знать преимущества и недостатки разных методов регулировки. Назовем характерные особенности указанных типов.

Резистор и дроссель

Первый тип регулировки считается самым простым. В сварочную цепь включают последовательно резистор или дроссель. В этом случае изменение силы тока и напряжения дуги происходит за счет сопротивления и, соответственно, падения напряжения. Умельцы оценили простой и эффективный способ регулировки тока – включение сопротивления во вторичную цепь. Устройство несложное и надежное.

Изменение величины тока с помощью резистора

Изменение величины тока с помощью резистора.

Добавочные резисторы используются для смягчения вольт-амперной характеристики источника питания. Изготавливают сопротивление из толстой (диаметром 5-10 мм) проволоки из нихрома. В качестве пассивного элемента применяются мощные проволочные сопротивления.

Для регулировки тока вместо сопротивления ставят и дроссель. Благодаря введению индуктивности в цепь дуги переменного тока наблюдается сдвиг фаз тока и напряжения. Переход тока через нуль происходит при высоком напряжении трансформатора, что повышает надежность повторного зажигания и устойчивость горения дуги. Режим сварки становится мягкий, в результате чего получаем равномерный и качественный шов.

Этот способ нашел широкое распространение благодаря надежности, доступности в изготовлении и низкой стоимости. К недостаткам отнесем малый диапазон регулирования и сложность в перестройке параметров. Сделать такую конструкцию по силам каждому. Часто применяют трансформаторы типа ТС-180 или ТС-250 от старых ламповых телевизоров, с которых убирают первичные и вторичные обмотки и наматывают дроссельную обмотку с требуемым сечением. Сечение алюминиевого провода составит порядка 35-40 мм, медного – до 25 мм. Количество витков будет находиться в диапазоне 25-40 штук.

Переключение числа обмоток

Регулировка напряжения осуществляется изменением числа витков обмотки. Так изменяется коэффициент трансформации. Регулятор сварочного тока прост в эксплуатации. Для такого способа регулировки необходимо сделать отводы при намотке. Коммутация проводится переключателем, выдерживающим большой ток и сетевое напряжение. Недостатки переключения витков: трудно найти коммутатор, выдерживающий нагрузку в пару сотен ампер, небольшой диапазон регулировки тока.

Магнитный поток сердечника

Влиять на параметры тока можно магнитным потоком силового трансформатора. Регулирование силы сварочного тока производят за счет подвижности обмоток, изменения зазора или введения магнитного шунта. При сокращении или увеличении расстояния магнитные потоки двух обмоток меняются, в результате чего сила тока тоже будет изменяться. Способ магнитного потока практически не используется из-за сложности изготовления трансформаторного сердечника.

Полупроводники в схеме регулировки тока

Рисунок 1. Схема регулятора сварочного тока.

Полупроводниковые приборы совершили настоящий прорыв в сварочном деле. Современная схемотехника позволяет использовать мощные полупроводниковые ключи. Особенно распространены тиристорные схемы регулировки сварочного тока. Применение полупроводниковых приборов вытесняет неэффективные схемы управления. Данные решения повышают пределы регулировки тока. Габаритные и тяжелые сварочные трансформаторы, содержащие огромное количество дорогой меди, заменены на легкие и компактные.

Электронный тиристорный регулятор – это электронная схема, необходимая для контроля и настройки напряжения и силы тока, которые подводятся к электроду в месте сварки.

Для примера рассмотрим регулятор на тиристорах. Схема регулятора сварочного тока представлена на рис. 1.

В основу схемы положен принцип фазового регулятора тока.

Регулировка осуществляется подачей управляющего напряжения на твердотельные реле – тиристоры. Тиристоры VS1 и VS2 открываются поочередно при поступлении сигналов на управляющие электроды. Напряжение питания схемы формирования управляющих импульсов снимается с отдельной обмотки. Далее преобразуется в постоянное напряжение диодным мостом на VD5-VD8.

Положительная полуволна заряжает емкость С1. Время заряда электролитического конденсатора формируется резисторами R1, R2. Когда напряжение достигнет необходимой величины (более 5,6 В), происходит открытие динистора, образованного стабилитроном VD6 и тиристором VS3. Далее сигнал проходит через диод VD3 или VD4. При положительной полуволне открывается тиристор VS1, при отрицательной – VS2. Конденсатор С1 разрядится. После начала следующего полупериода тиристор VS1 закрывается, происходит зарядка емкости. В этот момент открывается ключ VS2, который продолжает подачу напряжения на электрическую дугу.

Наладка сводится к установке диапазона сварочного тока подстроечным сопротивлением R1. Как видим, схема регулировки сварочного тока довольно-таки проста. Доступность элементной базы, простота наладки и управления регулятора допускают изготовление такого сварочного аппарата самостоятельно.

Инверторные сварочные аппараты

Устройство инверторного сварочного аппарата

Устройство инверторного сварочного аппарата.

Особое место среди сварочного оборудования занимают инверторы. Инверторный сварочный аппарат – это устройство, которое способно обеспечить устойчивое питание сварочной дуги. Малые габариты и небольшой вес придают аппарату мобильность. Сильной стороной инвертора является возможность применять электроды переменного и постоянного тока. Сварка позволяет стыковать цветные металлы и чугун.

Главные преимущества использования инвертора:

  • защита от нагрева деталей;
  • устойчивость к возмущениям сети;
  • независимость от колебаний и перегрузок по току;
  • независимость от перепадов промышленной сети;
  • способность скреплять цветной металл;
  • стабильность сварочного тока;
  • качественный шов;
  • ровное горение дуги;
  • малый вес и габариты.

К недостаткам сварочных инверторов относят высокую стоимость. Электронные детали следует оберегать от воздействия влаги, пыли, жары и сильных морозов (ниже 15 о С).

Инверторное сварочное оборудование сегодня присутствует практически во всех слесарных и авторемонтных мастерских.

Источник

Power Electronics

Часовой пояс: UTC + 4 часа

Электронное управление сварочным током А. Богданов

Уважаемые форумчане! Собрал схемку из журнала Радио №4 2006 г. Стр. 36-38.
Учёл дополнения и исправления которые были позднее, в
Радио №11 2006г Стр. 54, и Радио №2 2008г. Стр. 40
Но настроить конструкцию по алгоритму описанному в статье не удаётся.

Читайте также:  Магнит вносят в бронзовое сплошное кольцо возникает ли индукционный ток

Что касается узла регулятора мощности на DA1 (К553УД2), то его настройка прошла успешно.
А вот узел контроля сварочного тока на DA2 настроить не удаётся.
Перерисовал этот узел в Splan7 для лучшего понимания:
Изображение
Нумерация элементов согласно схеме из статьи.

В чём проблема?
При установке на иммитаторе шунта 75мВ напряжение на выходе DA2, составляет 11,5В.
При установке 140мВ, напряжение не уменьшается, а остаётся 11,5В.
Увеличение сопротивления R22, влияния не оказывает.
ОУ менял, то-же самое?

Осцилл недоступен. Голову сломал. Не пойму в чём причина.
Толи в методике настройки, толи ошибка в схеме.

Кто в ОУ лучше разбирается, помогите разобраться в работе схемы.

Последний раз редактировалось valvol 28-09, 23:32, всего редактировалось 1 раз.

Реально, схема так себя и ведёт.

Не пойму. То-ли кривое описание настройки.
То-ли должно быть двуполярное питание, то-ли входы ОУ перепутаны.
Хотя выводы входов я менял местами, начинает вести себя как триггер.

Подскажите, что нужно сделать, чтобы она заработала.

На схеме обозначено питание. Двуполярного питания нет в исходной схеме.
Печатная плата схеме соответствует, проверял.
Что касается R19, то он включен правильно. Неподключенный один вывод обусловлен разводкой платы, так-что это непринципиально.
Какие вы ещё заметили ошибки, напишите.

R18, R20 местами поменял. Разницы в поведении ОУ не заметил.
R19 заменил на подстроечник номиналом 100к.

Автор пишет, что при отключенном питании иммитатора шунта, напряжение на выходе (10) DA2 должно составлять 1,5V.
Так вот это напряжение я без труда устанавливаю.
(Кстати в схеме по ссылке http://irls.narod.ru/rlbt/sv/eust.htm перепутана полярность источника G1.)
Это было поправлено позднее в Р11/2006-54с,

Затем, когда устанавливаю на шунте 75mV, на выходе (10) DA2 становится 11,5V.
Это тоже соответствует описанию настройки.

Далее, по замыслу автора, при установке на шунте 140mV, напряжение на выходе (10) DA2 должно стать 1,5V.
Так вот, этого не происходит,

Если я правильно понимаю, то это либо ошибка в описании настройки.
Либо могу предположить что имеется ввиду ОУ DA1 а не DA2.
Может быть такое?

В самом деле, если ОУ работают на половине напряжения питания, зачем устанавливать на выходе 1,5V ?

Далее, по замыслу автора, при установке на шунте 140mV, напряжение на выходе (10) DA2 должно стать 1,5V.
Так вот, этого не происходит,

Если я правильно понимаю, то это либо ошибка в описании настройки.
Либо могу предположить что имеется ввиду ОУ DA1 а не DA2.
Может быть такое?

Настройка, описание и схема -правильная.Только необходимо подобрать режимы ОУ .Что я исделал увеличил номиналы рез.

Valeryi, опишите пожалуйста, как Вы подбирали режимы ОУ?
И во сколько раз нужно увеличить номиналы резисторов?

Часовой пояс: UTC + 4 часа

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0

Источник



Схема регулятора сварочного тока из журнала радио

А. АТАПКОВ, г. Санкт-Петербург

Журнал «Радио» в последние годы поместил ряд статей, посвященных вопросам ручной электродуговой сварки. Основное внимание авторы этих материалов уделяли электронному управлению сварочным током и формированию его «падающей» характеристики. В публикуемой ниже статье описан еще один вариант сварочного аппарата.

При проектировании этого аппарата была поставлена задача — создать предельно простой узел управления сварочным током, не содержащий дефицитных деталей и легко повторяемый в любительских условиях. В основу узла положен метод фазоимпульсного управления мощным симистором с подпиткой сварочной дуги [1].

Для пояснения этого метода рассмотрим идеализированную схему регулятора, показанную на рис. 1.

Сварочный аппарат на симисторе с фазоимпульсным управлением

Сварочный аппарат на симисторе с фазоимпульсным управлением

На схеме изображен сварочный трансформатор Т1, первичная обмотка которого питается от сети напряжени ем Uc через симистор VS1. Вторичная обмотка нагружена сварочной дугой, обозначенной как Rн.

В каждом полупериоде сетевого напряжения (180 град.) симистор открывается на определенный отрезок времени Q (фи) (в угловом выражении). При изменении угла Q (фи) изменяются напряжение и ток во вторичной цепи.Эту зависимость принято называть регулировочной характеристикой. При отсутствии цепи подпитки она выглядит так, как показано на рис. 3. Здесь по вертикальной оси отложены отношения текущих значений тока к максимальному.

Сварочный аппарат на симисторе с фазоимпульсным управлением

Как видно из диаграммы 2 на рис. 2, при импульсном методе управления симистором в течение начальной части полупериода а = 180-Q(фи) ток через нагрузку отсутствует. Это приводит к неустойчивости горения сварочной дуги, ухудшению качества сварочного шва, а при малых значениях угла Q (фи) — к невозможности зажигания дуги.

Для того чтобы исключить указанные недостатки, в аппарат вводят резистор подпитки Rn. Форму тока в первичной цепи при наличии этого резистора иллюстрирует диаграмма 3 на рис. 2. Видно, что теперь в течение начальной части полупериода а(альфа) через обмотку протекает подпитывающий ток. Его устанавливают минимально необходимым для поддержания горения дуги (при ручной сварке штучным электродом достаточно тока 15 А [1]). Резистор подпитки позволяет обеспечить независимость напряжения холостого хода аппарата от угла Q (фи), что является условием надежного зажигания дуги.

На практике сварочный трансформатор выполняют так, чтобы его индуктивность рассеяния была большой, катушки с первичной и вторичной обмотками размещают на магнитопроводе раздельно. Это ограничивает ток замыкания выходной цепи трансформатора.

Говоря иначе, нагрузочная характеристика трансформатора имеет падающий характер [2].

Для исключения больших потерь мощности на резисторе подпитки его заменяют дросселем. При этом во вторичной обмотке между напряжением и током появляется фазовый сдвиг, также позитивно сказывающийся на режиме сварки. В моменты, когда сварочный ток проходит через «нуль», напряжение на дуге близко к максимальному, поэтому повторное зажигание дуги облегчается.

На рис. 4 показаны нагрузочные характеристики аппарата при различных значениях угла Q (фи) без дросселя (а) и с дросселем (б).

Сварочный аппарат на симисторе с фазоимпульсным управлением

Вид кривых при Q (фи) = 180 град., когда дроссель не работает, поскольку оказывается шунтированным симистором, определяет индуктивность рассеяния трансформатора. Кривая А на рис. 4,б — нагрузочная характеристика цепи подпитки. Ее форму определяет индуктивность дросселя подпитки.

Разработанный мною сварочный аппарат с подпиткой дуги имеет следующие технические характеристики:

Напряжение питающей сети, В. 220
Максимальный потребляемый от сети ток, А. 50
Пределы регулирования сварочного тока, А. 50. 180
Ток подпитки при замыкании сварочной цепи, А . 30
Напряжение холостого хода сварочной цепи, В . 65
Продолжительность включения, %, при максимальном сварочном токе . 20
Род сварочного тока — переменный и постоянный.

Принципиальная схема аппарата представлена на рис. 5.

Сварочный аппарат на симисторе с фазоимпульсным управлением

Аппарат состоит из сварочного трансформатора Т2, дросселя подпитки L1, узла фазового регулирования сварочного тока (DA1, Т1, VD1, VS1) и выпрямителя сварочного тока VD3—VD6 с дросселем фильтра L2.

Основными элементами узла фазового регулирования сварочного тока служат гибридный фазовый регулятор DA1 и управляемый им мощный симистор VS1. В аппарате использован симистор ТС 125, который может быть заменен более современным унифицированным ТС161-125. Как известно, способность симисторов к управлению, в зависимости от полярности коммутируемого напряжения и управляющих импульсов, принято характеризовать квадрантами декартовой системы координат, в которых может находиться рабочая точка приборов (рис. 6).

Сварочный аппарат на симисторе с фазоимпульсным управлением

В описываемом аппарате симистор работает в квадрантах 1 и 2 (следует заметить, что некоторые справочники по мощным симисторам прошлых лет издания содержат ошибочную информацию об особенностях управления симисторами серий ТС125 и ТС161).

Для обеспечения этого условия применены согласующий трансформатор Т1 и мостовой выпрямитель VD1. Элементы R3, R4 формируют необходимую характеристику узла управления. Стабилитрон VD2 ограничивает амплитуду управляющих импульсов, вырабатываемых фазовым регулятором DA1.

Читайте также:  Индуктивные потребители в цепях переменного тока

В процессе разработки и изготовления аппарата были испытаны около двух десятков тринисторов указанных типов. Неспособных к работе в аппарате выявлено не было. Однако в некоторых случаях подборка симистора все же может потребоваться.

Узел управления аппарата сохранял управляемость и постоянство угла Q (фи) при снижении напряжения питания до 100 В. При отрицательной температуре окружающей среды испытания не проводились.

Схема включения фазового регулятора DA1 (PR1500s) [3] особенностей не имеет. Нагрузка регулятора — активная, ею служит лампа накаливания мощностью 60 Вт. Импульсы управления, снимаемые с узла регулирования, точно синхронизированы с частотой сети и имеют длительность, пропорциональную углу Q (фи). Это обеспечивает надежное открывание симистора VS1, нагрузка которого представляет собой значительную индуктивность, особенно на холостом ходу [4].

Сварочный трансформатор рассчитан по методике [2]. Коэффициент трансформации — 3,4; максимальная плотность тока в обмотках — 8 А/мм2, что обеспечивает относительную продолжительность включения 20 % при сварочном токе 180 А. Магнитопровод ПЛ50х60х150 изготовлен из холоднокатаной стали. Расположение обмоток на нем схематически показано на рис. 7. Первичные полуобмотки I.1 и I.2 намотаны медным проводом сечением 8 мм2 (4×2 мм) в стекловолоконной изоляции и включены последовательно согласно. Число витков каждой полуобмотки — 102. Вторичные полуобмотки II.1 и II.2 намотаны медным проводом прямоугольного сечения 7х 1,7 (12 мм2) в такой же изоляции; полуобмотки включены параллельно согласно. Число витков каждой вторичной полуобмотки — 60.

Параллельное включение вторичных полуобмоток удобно тем, что появляется возможность сварки от одной полуобмотки в тех случаях, когда не требуется сварочный ток более 90 А. Индуктивность рассеяния трансформатора в этом случае больше и, значит, позволяет использовать режимы с большими значениями угла Q (фи).

Однако параллельное включение полуобмоток требует высокой степени их идентичности во избежание появления уравнительного тока. В первую очередь одинаковыми должны быть число витков и длина провода полуобмоток; обе полуобмотки необходимо наматывать проводом с одной катушки.

В качестве межслойной изоляции я использовал кабельную бумагу. Все полуобмотки выполнены бескаркасными, поэтому снаружи обмотаны хлопчатобумажной лентой и пропитаны битумным лаком БТ-577. Дроссель подпитки L1 намотан на магнитопроводе ПЛ25х50х100 от трансформатора ТС-330 старого цветного телевизора, от него же использованы и каркасы. Обмотки, включенные параллельно согласно, содержат по 500 витков провода ПЭЛШО 1,35 каждая. При сборке магнитопровода необходимо между его половинами обеспечить немагнитный зазор 6. 12 мм.

Окончательно зазор устанавливают опытным путем. Для этого собирают дроссель с прокладками толщиной 6 мм между половинами магнитопровода, обмотки включают параллельно согласно и подключают к сети через амперметр на 20 А. Если амперметр показывает ток в цепи менее 10. 12 А, дроссель разбирают и заменяют прокладки на более толстые. Немагнитные прокладки можно изготовить из электрокартона, гетинакса, текстолита. Максимальная плотность тока в обмотках дросселя L1 достигает 3,3 А/мм2 при зажигании дуги, а при сварке она не превышает 1,65 А/мм2.

Дроссель фильтра L2 изготовлен согласно рекомендациям в [5] и служит для сглаживания пульсаций сварочного тока. Магнитопровод дросселя такой же, как и у L1. Две обмотки по 30 витков включены последовательно согласно. Намотаны они без каркаса в два провода, каждый сечением 12 мм2 (таким же, как вторичная обмотка сварочного трансформатора). Половины магнитопровода собирают с немагнитным зазором 0,3. 0,5 мм.

Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе УШ 16×32 (от кадрового трансформатора ТВК-70 старых телевизоров). Первичная обмотка (на 220 В) содержит 2000 витков провода ПЭВ-2 0,12, вторичная (на 20 В) — 200 витков провода ПЭВ-2 0,47.

Переменный резистор R1 (см. рис. 5) — СП-la — служит для регулирования сварочного тока (угла Q (фи)). Корпус резистора следует изолировать от корпуса аппарата. Ручка резистора должна быть пластмассовой. Ее надо снабдить стрелкой-указателем сварочного тока и шкалой в амперах, вид которой показан на рис. 8. С опытом значение сварочного тока удается с достаточной для практики точностью определять по яркости свечения лампы HL1.

Сварочный аппарат на симисторе с фазоимпульсным управлением

Следует учитывать, что все элементы первичной цепи сварочного трансформатора находятся под сетевым напряжением. Это требует осторожности при эксплуатации, осмотре и при ремонте сварочного аппарата. Выпрямитель сварочного тока VD3— VD6 особенностей не имеет. Диоды установлены на серийные теплоотводы (охладители) 0171-80. На таком же теплоотводе смонтирован и симистор VS1.

Описываемый сварочный аппарат потребляет от сети ток до 50 А. Часто задают вопрос: выдержит ли сеть такую нагрузку? Конечно же, для обеспечения высокого качества сварочных швов и удобства в работе сеть должна иметь сопротивление проводов, позволяющее нагружать ее необходимым током. На этот ток должны быть рассчитаны автоматы защиты, счетчик электроэнергии и контактные соединители. Необходимые консультации на этот счет необходимо получить в местном отделении организации, управляющей электросетями.

Следует понимать, что шкала регулятора сварочного тока любого сварочного аппарата истинна только при питающей электросети высокого качества. Только опытные сварщики могут определить требуемый сварочный ток «на глаз». Поэтому здесь ограничимся лишь общими рекомендациями. В случае, если сварка не получается — ток мал даже при установке регулятора на максимум, — значит, сопротивление сети (петли «фаза-ноль») велико и сварка невозможна. Придется поискать другое место для подключения аппарата.

Оценить возможность подключения к сети мощной нагрузки можно следующим простым способом. Сначала измеряют напряжение сети Ucх без нагрузки. Затем подключают электроутюг мощностью 1000 Вт и еще раз измеряют напряжение сети Ucн. По разности дельта Uс = Ucх — Ucн можно определить сопротивление петли «фаза-ноль» и максимально возможный сварочный ток в этой сети, см. таблицу.

Сварочный аппарат на симисторе с фазоимпульсным управлением

Проведенные испытания описанного сварочного аппарата показали, что по качеству сварки он превосходит все известные мне недорогие бытовые модели промышленного производства. При использовании универсальных электродов (для сварки на переменном и постоянном токе), таких как, например, ОЗС-12, АНО-21, МР-3, качество шва высокое.

Сварка электродами для постоянного тока также возможна, но менее комфортна, что объясняется значительными пульсациями выпрямленного сварочного тока. Получить постоянный сварочный ток высокого качества возможно только с дросселем фильтpa, по размерам, соизмеримым со сварочным трансформатором [1]. Основное преимущество однополярного сварочного тока — возможность сваривать тонкие детали током обратной полярности (плюс — на электроде). При этом изделие меньше нагревается и меньше становится вероятность прожогов.

Не стоит приобретать дорогие импортные электроды — отечественные позволяют выполнять все виды сварки в быту с хорошим качеством. Необходимо только хранить их в сухом месте.

ЛИТЕРАТУРА

1. Закс М. И., Каганский Б. А., Печении А. А. Трансформаторы для электродуговой сварки. — Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1988, с. 136.
2. Володин В. Сварочный трансформатор: расчет и изготовление. — Радио, 2002, № 11, с. 35, 36; № 12, с. 38, 39.
3. Долгий А. Регуляторы мощности PR1500, PR1500i, PR1500S, PRP-500. — Радио, 2004, № 11, с. 47, 48.
4. Тиристоры (Технический справочник). Пер. с англ., под ред. Лабунцова В. А., Обухова С. Г., Свиридова А. Ф. Изд. 2-е, доп. — М.: Энергия, 1971.
5. Клабуков А., Бабинцев С. Доработка сварочного аппарата. — Радио, 2002, № 4, с. 42.

Редактор — Л. Ломакин, графика — Л. Ломакин

Источник