Сварочный аппарат для сварки на постоянном токе, с выпрямлением по вентильному мосту с удвоением напряжения.

По материалам статьи А.Трифонова в журнале « Моделист-конструктор » №11 * 99.

Как показывает практика, процесс горения дуги протекает стабильнее у сварочных устройств с мягкой (падающей) вольт- амперной характеристикой. К числу таких "сварочников" можно, в частности, отнести и самодельный аппарат с выпрямителем, принципиальная электрическая схема которого выполнена с "закавыкой", суть которой - в быстрой смене режимов работы диодов, включаемых по типовому вентильному мосту (ВСМ), но по так называемой схеме удвоения напряжения (ВСУ). Особую роль в рассматриваемом техническом решении играет перемычка X2X3. Вставив ее, получают из самого, что ни на есть обычного диодного моста VD1-VD4 с низкочастотным фильтром C1C2L1 выпрямительное устройство, на выходе которого в режиме холостого хода - удвоенное (по сравнению с первым вариантом работы) напряжение. При этом положительная, скажем, полуволна напряжения, поступающего от начала вторичной обмотки сварочного трансформатора T1, беспрепятственно проходит полупроводниковый силовой вентиль VD1 и, зарядив конденсатор C1 практически до максимума, возвращается к концу названной обмотки. С наступлением другого полупериода цепь прохождения положительных электрических зарядов будет несколько иной: от конца обмотки II сварочного трансформатора T1 к C2, а от него - через вентиль VD2 - к началу той же вторичной обмотки. Но конденсаторы C1 и C2 соединены друг с другом так, что результирующее напряжение оказывается равным суммарному, которое и подводится через дроссель L1 к промежутку "электрод-деталь", облегчая возникновение сварочной дуги. Полупроводниковые диоды VD3 и VD4 при замкнутой перемычке и отсутствии сварочной дуги в работе схемы как бы не участвуют по причине своего обратного включения в выпрямительные цепи. К тому же каждый из них оказывается запертым напряжением от соответствующего конденсатора. Недостатком типовых схем удвоения является, как утверждает теория, круто падающая внешняя характеристика, то есть резкое снижение выпрямленного напряжения при увеличении тока нагрузки. Это заставляет применять зарядные конденсаторы большой емкости (в рассматриваемом устройстве - "электролиты" по 1500 мкФ каждый). Кроме того, типовые схемы удвоения взрывоопасны: при пробое одного из силовых вентилей переменное напряжение оказывается напрямую приложенным к электролитическому (оксидному) конденсатору, что недопустимо. Вот тут то и призваны сыграть свою спасительную роль бездействовавшие ранее VD3,VD4.

Теперь о самодельных узлах и радиодеталях, используемых в предлагаемом техническом решении. Мощность трансформатора T1, имеющего магнитопровод ПЛ45х80, равна 2,5 кВ*А. Первичная обмотка "сварочника" содержит 156 витков провода ПЭВ2 диаметром 2,5 мм. Разумеется, она может быть также выполнена и более тонким, но сложенным вдвое ПЭВ2-1,7мм. Для вторичной (понижающей) обмотки использован БПВЛ сечением 16мм*2. Требуемое количество витков здесь - 22. Дроссель L1 содержит 33 витка провода БПВЛ сечением 10мм*2. Намотаны они на изолирующем каркасе, который надевается на магнитопровод ШЛ50х50, собираемый с немагнитным 2-мм зазором, где установлены прокладки толщиной 2 мм из термостойкого диэлектрика. В качестве последнего вполне подойдет гетинакс или текстолит. Конденсаторы C1 и C2 - оксидные К50-18 или другого типа, рассчитанные на использование в цепях с напряжением 50 В и более. Рекомендуемые к использованию в схеме диоды Д161 могут иметь в конце наименования любую комбинацию цифр и букв. Вполне допустимо здесь и применение мощных "электровозных" В200. Каждый из диодов установлен на дюралюминиевый теплоотвод-радиатор 80х80х45 мм с вертикальным расположением ребер (для лучшего охлаждения за счет конвекции). Клеммы X2-X5 представляют собой латунные или медные болты М10 с шайбами и гайками, выведенные на переднюю панель из текстолита или гетинакса. Перемычка сечением 30 мм*2 из меди или алюминия.

Можно доработать схему и будет варить любыми электродами с высоким качеством сварки, но для этого надо дополнить данную схему еще одним дросселем, который не сложно изготовить. Берем листы трансформаторной стали размером 5см на 15см и набираем в брусок толщиной 4см, зажимаем в тисках и наматываем изоляцию на брусок, затем наматываем шинку или провод сечением 10 мм (можно алюминий) не менее 50 витков, это получится в два-три ряда, устанавливаем этот дроссель между Х2 и Х3. Далее заменяем дроссель L1 (смотри схему) на подобии того, что изготовляли, только длина железа будет 25 см, сечение сердечника тоже - 20 см, но сечение обмотки в два раза больше, т.е. 20-25 мм . Количество витков не менее 50, но лучше 60, тоже получатся 2-3 ряда обмотки. Конденсаторы следует довести до 30000 мкФ каждый. Можно купить в магазине конденсаторы на 2200мкф соединить параллельно и установить. Не следует брать конденсаторы на 10000 мкФ, так как они взрываются, а на 2200 мкФ работают нормально. Удачи.

От автора сайта : Схема проверена на личном опыте, работает прекрасно. Пришлось к ней прибегнуть, после того как два раза сжёг вторичную обмотку бытового сварочного трансформатора (работал в повторно-кратковременном режиме). Это дало возможность уменьшить количество витков в два раза и как следствие увеличить сечение вторичной обмотки и уменьшить нагрев. А также применить очень интересный способ изоляции, с использованием старой горелой обмотки большего сечения ( можно использовать и родную вторичную обмотку). Для этого нужно отжечь обмотку в огне, чтобы убрать старую изоляцию и после очистки нанести на обмотку слой жидкого стекла (силикатный клей) и поверх намотать изоленту х.б., каждый слой обмотки промазывать жидким стеклом с асбестовой крошкой (толчёный асбестовый лист). Все операции проделывать пока клей жидкий, чтобы он пропитал обмотку. После высыхания, образуется твёрдый монолит. Этот способ пришлось придумывать от нужды (не было изолированного провода), но он превзошёл все мои ожидания. Сварка работает до сих пор в продолжительном режиме и никаких проблем. Единственный недостаток - остаточный заряд на конденсаторах. Для меня – это неважно . Дроссель не использовал . И так нормально работает.

Самодельные сварочные трансформаторы

К ИСТОКУ (на главную)