Собираем самодельный инверторный сварочный аппарат Бармалея
Время чтения: 10 минут
Сейчас у инверторного сварочного аппарата есть множество сценариев применения: от устройства для соединения металлических деталей до пуско-зарядного аппарата для беспроблемного пуска двигателя в морозный день. Инверторы поистине изменили мир и превратились из дорогой игрушки в полноценный и при этом доступный каждому инструмент. Сейчас инвертор можно найти и в мастерской у профессионального мастера, и в гараже у начинающего сварщика. И этому способствует большой ассортимент в магазине. В продаже представлены аппараты на любой вкус и кошелек.
Тем не менее, мы не рекомендуем покупать самые дешевые инверторы. На наш взгляд, начальная планка — от 100 долларов и выше. Это будет рациональная покупка, и аппарат не потребует скорого ремонта. Но что делать, если сумма в 100$ оказалась для вас слишком серьезной, и вы не готовы тратить половину зарплаты на инвертор, которым будете пользоваться пару раз в году? В такой ситуации вы можете собрать сварочный инвертор своими руками.
Существует множество схем, инструкций и видеороликов по сборке недорого инвертора. В них непросто сходу разобраться даже если вы опытный мастер и разбираетесь в электронике. Поэтому мы предлагаем проверенный временем и множеством сварщиков вариант — самодельный инвертор Бармалея. Самодельный инверторный сварочный аппарат Бармалея известен уже много лет, его испробовали многие сварщики и остались довольны.
В этой статье мы подробно расскажем, какие компоненты мы используем для сборки этого инвертора, предоставим схему, расскажем о принципе работы и обратим внимание на основные особенности. Эта статья не является пошаговым руководством. Мы просто делимся опытом от себя и других мастеров.
Содержание статьи
Общая информация
Инвертора Бармалея — это знаменитый сварочный аппарат, который известен домашним мастерам уже более 15 лет. Свое название он получил благодаря пользователю под ником Бармалей, который как раз и предложил схему этого аппарата на одном из тематических форумов. Схема сварочного аппарата простая и понятная. При этом многие компоненты можно заменять на другие, удорожая или удешевляя изготовление.Главная особенность инвертора Бармалея — это небольшая цена и функциональность. Он надежный и ремонтопригодный. Такой вариант понравится мастерам, не готовым платить от 100 долларов и более за заводской аппарат из магазина.
Сварочный инвертор Бармалея можно собрать без особых знаний в области силовой электроники. Но это не значит, что вам совсем не понадобится теория. Без нее как раз не обойтись. Потому что есть ряд нюансов, которые стоит учитывать. Также отметим, что существует множество вариантов инвертора Бармалея. Поскольку сварщики со временем стали модифицировать классическую схему и что-то добавлять, что-то убирать. Мы не претендуем на истину и не говорим, что наш аппарат самый правильный. Мы просто расскажем об одной бюджетной и функциональной разновидности аппарата Бармалея. Ниже две схемы.
Используя информацию из этой статьи, вы сможете собрать не только обычный сварочный инвертор, но и инвертор с пуско-зарядной функцией. Но для этого, конечно, понадобятся дополнительные навыки и ваша смекалка. В этой статье мы расскажем только про сварочный аппарат. Поскольку самодельный пуско-зарядный инвертор — это тема для отдельной статьи.
Читайте также: Инвертор с функцией пуско-зарядного устройства
Кстати, будьте готовы к тому, что при первом включении транзисторы сгорят и вам придется делать новый аппарат. Это на заметку тем мастерам, которые не хотят разбираться в силовой электронике и думают, что можно обойтись без этого. Нет, нельзя.
Принцип работы
Инвертор, собранный по схеме Бармалея, не отличается особым принципом работы. Он питается от однофазной сети с напряжением в 220 В. Получаемый ток выпрямляется, затем сглаживается с помощью конденсаторов. На данном этапе ток постоянный. После сглаживания он подается на транзисторные ключи. Они преобразовывают постоянный ток в переменный.
Переменный ток подается на трансформатор. Он ферритовый, поскольку используется ток высокой частоты, из-за этого можно использовать трансформатор меньших габаритов и соответственно не применять металл. После трансформатора ток подается на понижающий трансформатор. За ними идет выпрямитель и дроссель.
Как видите, принцип работы практически идентичен обычному заводскому инвертору из магазина. Тем не менее, прелесть схемы Бармалея как раз в том, что такой самодельный инвертор можно видоизменять и многократно модифицировать. Что мы и будем делать в этой статье. Существует множество модификаций этого известного аппарата. Мы остановились на самом недорогом и при этом функциональном.
Особенности сборки
В этой статье мы не будем подробно объяснять каждый шаг: что, куда и зачем. Поскольку в интернете все сказано уже до нас и даже есть наглядные видеоролики. Мы расскажем об особенностях сборки и тех компонентах, которые мы несколько видоизменили, чтобы получить нужные нам характеристики. Материал создан на основе опыта одного из мастеров.
Силовые ключи
Для начала о силовых ключах. В схеме Бармалея рекомендуется использовать ключи типа IRG4PC50U. Но мы заменили их на ключи IRGP4063DPBF, они современнее и надежнее. Также вместо стабилитрона типа КС213Б мы использовали два встречно включенных стабилитрона по 15 Вольт каждый. Мощность — 1.3 Вт. Замена обусловлена тем, что КС213Б могут сильно нагреваться. Больше никаких изменений. Остальные компоненты мы брали из схемы.
Силовой трансформатор
Теперь о силовом трансформаторе. Его мы намотали на готовый сердечник типа E70/33/32 (или B66371-G-X187, N87) от производителя EPCOS. Мы не видим причин делать сердечник самому, поскольку готовый стоит не так уж дорого. Наматывали так: сначала намотали половину витков для первичной обмотки, потом намотали всю вторичную обмотку, а после этого домотали вторую половину витков на первичной обмотке.
На первичной и на вторичной обмотке использовали одинаковые провода. Выбрали диаметр 0.6 мм. На первичную обмотку наматывали 18 витков. 9 витков на первый ряд и 9 витков на второй. Не забывайте делать изоляцию между слоями. Для изоляции можно использовать обычную бумагу для кассовых аппаратов. Вариант недорогой и действенный. Также каждый слой нужно пропитать эпоксидной смолой.
При желании первичную обмотку можно намотать проводами с диаметром 1.2 мм или 0.4 мм. Тогда вам придется сделать либо больше, либо меньше витков. И провести дополнительные расчеты. Но если вы впервые собираете аппарат, то лучше пользуйтесь нашими первоначальными рекомендациями.
Также мы рекомендуем и первичку, и вторичку обмотать малярным (строительным) скотчем. Это необходимо для дополнительной изоляции. При намотке помечайте концы проводов. Так вам будет проще все собирать воедино. Также вам будет проще проводить фазировку. А если фазировку сделать неправильно, то ваш аппарат задействует лишь 50% своего потенциала.
При сборке учитывайте микрозазор между половинками сердечника. С крайних кернов нужно положить прокладку, сделанную из той же кассовой бумаги. Все нужно крепко стянуть и склеить. Дополнительно всю эту конструкцию можно покрасить баллончиком и сверху покрыть лаком.
Ограничители заряда конденсаторов
Перейдем к ограничителям заряда конденсаторов. У аппарата Бармалея по умолчанию используется два резистора, по 30 Ом каждый, с мощностью 5 Вт. Эти резисторы мы не стали менять, они отлично справляются с функцией зарядки конденсаторов. После зарядки питание можно подать напрямую благодаря реле.
Это необходимо. Все дело в резком скачке тока при первом включении аппарата. Из-за большой силы тока диодный мост может просто перегореть, как и конденсаторы. И чтобы этого избежать как раз используются описанные выше резисторы.
Реле
Кстати, о реле. В инверторе Бармалея используется реле типа WJ115-1A-12VDC-S. Катушка у него питается от 12 Вольт DC, а коммутируемая нагрузка составляет около 20 Ампер. Питание от 220 Вольт AC. Эти реле стоят очень недорого, их можно без проблем найти в продаже. С задачей справляется отлично. Мы не стали использовать что-то другое.
Резисторы
Что касается резистора, ограничивающего ток, то мы рекомендуем использовать простой проволочный резистор типа С5-37 В 10. Он нормально работает, при этом стоит существенно меньше, чем импортные. Также при желании вместо резисторов можно использовать конденсаторы токоограничивающие. Например, конденсаторы типа К73-17. В цепь их стоит подключать последовательно.
Испытания
Соберите все детали воедино и проведите первый запуск. Не забудьте перед этим выставить ограничение по максимальному току. В нашем случае это 160 Ампер. Работает? Значит можно всю «начинку» засунуть в какой-нибудь корпус от электроприбора. Либо сделайте корпус самостоятельно. Себестоимость такого аппарата — не более 50 долларов на начало 2019 года. Перед сваркой проведите испытания. В идеале аппарат должен без проблем варить электродами до 4 мм в диаметре.
Практически все детали можно найти в интернете. Что касается проводов, то их можно взять из старого лампового телевизора. У него есть размагничивающий контур на кинескопе. Вот там можно снять провода. Также выгодно покупать детали на китайских сайтах. Там они продаются буквально за копейки и можно здорово сэкономить.
Техника безопасности
Большинство наверняка пропустит этот раздел, но мы все же расскажем об основных правилах безопасности. Поскольку есть мастера, которые надеются на чудо, когда выполняют сборку аппарата с нарушением всех норм. А чудо порой не происходит…
Прежде всего, не проводите сборку и ремонт аппарата в помещении с повышенной влажностью. И ни в коем случае не трогайте регуляторы, вилку включения, сам аппарат, если у вас мокрые руки. Это элементарное правило, которым многие пренебрегают и затем сильно жалеют об этом. Вы должны знать, что 100 миллиампер уже достаточно для смертельного случая. А сварочный аппарат способен генерировать куда большое значение. И в лучшем случае все закончится пожаром. О худшем раскладе вы можете додуматься самостоятельно.
Кстати, о пожаре. Если по несчастливой случайности ваш аппарат загорится, то не смейте тушить его и окружающие вещи водой. Это в случае, когда аппарат включен в розетку и у вас нет возможности выключить его. Поэтому имейте рядом небольшой порошковый или углекислотный огнетушитель. Но если у вас есть возможность быстро все обесточить, то лучше сделать это и потом тушить пожар.
Если при первом включении аппарата вы видите, что он искрится или дымится, то естественно выключите его и не используйте. Именно по этой причине не стоит сразу паковать всю «начинку» в корпус. Сначала проведите все испытания. Также заземлите аппарат, не игнорируйте этот этап.
Редко кто задумывается об инструменте, который использует. Но ведь и его необходимо изолировать. Не важно, что у вас в арсенале: пассатижи, отвертки или кусачки. Все ручки должны быть изолированы материалом, который не проводит ток. У большинства инструментов изоляция есть по умолчанию. Но если вы используете, скажем, обычные металлические кусачки, то хотя бы перемотайте ручки изолентой.
И не используйте треснувшие/лопнувшие/старые инструменты. Они редко становятся причиной печальных последствий, но случаи бывали. Не испытывайте судьбу. Соблюдайте эти простые правила и берегите свое здоровье. А если ваш сосед десять лет чинит электроприборы и ни одно из правил не соблюдает, то это не значит, что вы должны поступать так же.
Вместо заключения
Сварка с применением инвертора — это недорогой и надежный метод соединения металлических заготовок. Каждый мастер и дачник должен иметь у себя в арсенале простенький аппарат, чтобы без проблем подварить ворота у гаража или собрать теплицу.
Вы можете купить аппарата в магазине, потратив не менее 100 долларов на более-менее надежную модель, либо собрать свой сварочник. Недорогой, надежный и функциональный. Мы считаем, что затея стоит того. Лучше собрать сварочный инвертор Бармалей схема которого есть в нашей статье и ее несложно найти в интернете. Этот аппарат проверен временем. Его собрали десятки мастеров по всему СНГ и поделились своим опытом. Так что вы можете лично убедиться в его работоспособности.
Некоторые могут задаться вопросом: «А зачем вообще мучиться с самостоятельной сборкой, пытаться понять основы электротехники, если можно просто накопить и приобрести заводской аппарат?». На самом деле, причина не только финансовая. Дело в том, что заводские бюджетные аппараты часто изготавливаются из некачественных комплектующих, которые вы не можете проконтролировать. Поэтому, покупая даже именитый инвертор, вы не можете знать наверняка, как долго он проживет. А в самодельный аппарат вы сами подбираете детали и знаете их особенности. Самоделка так же проще в техническом обслуживании и ремонте. Желаем вам удачи в сборке и тестировании самодельного инвертора Бармалея! Делитесь своим опытом в комментариях ниже. Так вы поможете многим новичкам лучше разобраться в теме.
что это такое, его характеристики, плюсы и минусы
На сегодняшний день инверторные сварочные аппараты получили широкое распространение благодаря своим характеристикам и областям применения.
В самом деле, аппараты эти достаточно универсальны и могут выполнять целый ряд функций, от соединения металлических деталей до запуска двигателя вашего автомобиля в морозный день.
Выбор таких аппаратов огромен, на рынке присутствует множество моделей. Вы всегда можете подобрать себе сварочный аппарат с необходимыми вам характеристиками и по приемлемой цене.
Слишком экономить при покупке такого аппарата не рекомендуется, если вы не хотите в скором времени его ремонтировать. Считается, что оптимальная цена на такие аппараты начинается где-то со 100 $.
Однако не все согласны тратить такие деньги на аппарат, который будет использоваться несколько раз в год. Проще собрать собственный сварочный аппарат Бармалея.
Содержание статьиПоказать
Общая информация
Что же из себя представляет данный аппарат, и почему он имеет такое странное название? Более 15 лет схема этого аппарата была представлена на одном из тематических форумов назад пользователем с ником Бармалей.
Схема оказалась простой и понятной, а сам аппарат — достаточно функциональным, удобным в работе и простым в обслуживании.
Что немаловажно – при сборке данного аппарата пользователь может сам выбирать многие компоненты для сборки, тем самым самостоятельно регулирую его окончательную стоимость.
Ремонт сварочного аппарата Бармалея также несложен, с ним сможет справиться даже пользователь, не имеющий серьезного опыта в данной области.
Не нужно быть специалистом в области электроники, чтобы собрать этот инвертор. Однако есть ряд нюансов, которые требуют базовых теоретических знаний.
Также следует отметить, что существует множество вариаций этой схемы, которые появились за все эти годы благодаря тому, что было предпринято множество попыток улучшить эту схему и привнести в нее что-то свое.
Мы хотим рассказать вам об одной из этих бюджетных схем, не претендуя на то, что наш вариант является самым лучшим.
Используя информацию из нашей статьи вы сможете собрать и аппарат с пусково-зарядной функцией, но для этого вам понадобятся дополнительные навыки, так как это тема для отдельной статьи, здесь мы рассмотрим только модель для сварки.
Хотя для сборки сварочного аппарата Бармалея особые знания не требуются, мастера, которые не разбираются в силовой электронике и не стремящиеся в ней разобраться, должны быть готовы к тому, что при попытке первого включения аппарата после сборки, транзисторы могут сгореть, и придется начинать все с начала. Для успешной сборки основные понятия силовой электроники должны быть вам знакомы.
Принцип работы
Сварочный аппарат Бармалея не отличается от своих заводских собратьев принципом работы. Для питания используется однофазная сеть напряжением 220 В. Ток на данном этапе постоянный.
Он выпрямляется, сглаживается при помощи конденсаторов и после этого подается на транзисторные ключи. Там ток перед подачей на трансформатор преобразовывается в переменный.
Так как мы используем ток высокой частоты, трансформатор может быть малогабаритный и не обязательно металлический. Мы используем ферритовый трансформатор.
Принцип работы сварочного Бармалея, как вы можете заметить, ничем не отличается от заводских моделей, однако прелесть данного варианта в том, что схему можно модифицировать, получая в итоге вариации, отличающиеся стоимостью и функциональностью.
Мы предлагаем вам выбранный нами вариант, считая его недорогим и достаточно функциональным.
Отличительные особенности сборки
Наша статья не является пошаговой инструкцией, таких инструкций в интернете достаточно, существует достаточное количество подробных видео-инструкций.
Мы опишем особенности сборки и предоставим список необходимых деталей, которые мы подработали под себя для получения необходимых нам характеристик.
Данный вариант сварочного аппарата Бармалея уже использован и проверен мастерами, его работоспособность уже проверена.
Силовые ключи
Начнем с силовых ключей. Изначально в схеме сварки Бармалея присутствовали ключи RG4PC50U. Однако мы попробовали заменить их на ключи IRGP4063DPBF, считая их более надежными и современными.
Изменения также коснулись стабилитрона. Изначально присутствующий в схеме стабилитрон КС213Б проявил себя как не очень надежный в работе.
Такая версия сварочного Бармалея подвержена сильному нагреву. Мы заменили его на два встречно подключенных стабилитрона по 15 В каждый, мощностью по 1.3 Вт. Все остальные детали мы оставили без изменений.
Силовой трансформатор
Что касается силового трансформатора, сердечник для него мы рекомендуем брать уже готовый, типа E70/33/32 (или B66371-G-X187. Можно сделать его и самому, но стоимость его не настолько велика, чтобы отвлекаться на это.
Сначала мы рекомендуем сделать ½ витков первичной обмотки сварочного Бармалея, затем выполнить всю вторичную, после этого закончить с первичной.
Провода для обмотки используются одинаковые, их диаметр — 0.6 мм. Первичная обмотка состоит из 18 витков, по 9 на каждый ряд.
Необходимо сделать изоляционную прокладку между слоями, для нее хорошо подходит обычная бумага, применяемая в кассовых аппаратах. Достаточно простой и дешевый способ. Также мы рекомендуем пропитать каждый слой эпоксидной смолой.
Также для первичной обмотки можно использовать провода диаметром 1.2 или 0.4 мм, при этом число витков изменится, в этом случае вам необходимо будет сделать дополнительные расчеты. Если вы не готовы к этому, рекомендуем использовать наши рекомендации.
Рекомендуется также выполнить дополнительную изоляцию обмоток. Для этого можно использовать малярный (строительный) скотч.
Также рекомендуем при намотке помечать концы проводов для удобства дальнейшей сборки и проведения фазировки. Фазировку сварочного Бармалея необходимо делать обязательно, в противном случае есть вероятность того, что аппарат будет использовать только половину потенциала.
При сборке необходимо обязательно учитывать микро-зазор между половинками сердечника. Необходимо положить прокладку из той же кассовой бумаги с крайних кернов.
Всю конструкцию сварочного Бармалея необходимо стянуть и склеить, также можно дополнительно покрыть ее краской из баллончика и сверху покрыть лаком.
Ограничители заряда конденсаторов
Поговорим об ограничителях заряда конденсаторов. В первоначальной схеме Бармалей использовал два резистора по 30 Ом, мощностью 5 Вт.
Со своей функцией они справляются великолепно, поэтому мы решили их не менять. Благодаря реле, питание можно подавать напрямую после зарядки.
Когда мы включим аппарат Бармалея первый раз ,возникнет резкий скачок тока, и большая сила тока может вызвать перегорание конденсаторов и диодного моста. Рекомендованные резисторы как раз могут предотвратить данную проблему.
Реле
Теперь несколько слов о реле. Эту деталь мы также не рекомендуем менять, оставив вариант, присутствующий в первоначальной схеме. Это реле типа WJ115-1A-12VDC-S.
Катушка сварочного Бармалея питается от 12 В DC, коммутируемая его нагрузка составляет около 20 А, питается от 220 В AC.
Со своей задачей данное реле справляется отлично, а его невысокая цена и широкое распространение в торговой сети позволяет считать это отличным выбором.
Резисторы
Обыкновенный проволочный резистор типа С5-37 В 10 мы считаем отличным выбором для резистора, ограничивающего ток. Стоимость его намного ниже импортных аналогов, работает он достаточно надежно.
Вместо резисторов вы также можете использовать токоограничивающие конденсаторы, например модели К73-17. Такие конденсаторы необходимо подключать в цепь последовательно.
Испытания
После сборки аппарата перед его испытанием необходимо выставить необходимое ограничение максимального тока. В данной схеме это 160 А.
Проверяем, если все работает нормально, помещаем собранную конструкцию в корпус. Можно использовать уже имеющийся корпус от какого либо электроприбора, либо в самостоятельно его изготовить.
Себестоимость такого сварочного аппарата Бармалея составляет не более 50$ на начало 219 года. Проводим испытания. Мы все сделали правильно, если аппарат справляется со сваркой электродами диаметром до 4мм
Все детали для сборки доступны, их можно легко найти в интернете. Провода для сборки можно найти, разобрав старый телевизор, в ламповых телевизорах они использовались для сборки размагничивающего контура кинескопа.
Рекомендуем вам поискать детали для сборки на китайских сайтах, там часто можно неплохо сэкономить.
Правила техники безопасности
Очень рекомендуем вам не игнорировать данный раздел. Основные правила техники безопасности необходимо знать всем, независимо от опыта и уровня подготовки.
Категорически запрещается проводить сборку сварочного аппарата Бармалея при наличии высокой влажности в помещении, также запрещается прикасаться к вилке включения, регуляторам, к самому аппарату влажными руками.
Очень простое правило, которое, к сожалению, многими игнорируется.
Для летального случая зачастую достаточно 100 mA, а наш аппарат генерирует намного большее значение силы тока. Также нарушение этого правила может привести к пожару.
При возникновении пожара ни в коем случае не пытайтесь тушить его водой, если у вас нет возможности его предварительно обесточить. Для таких случаев вам необходимо запастись порошковым или углекислотным огнетушителем.
Запрещено использование сварочного аппарата Бармалея при искрении или появлении дыма. Именно поэтому рекомендуется проверить его работоспособность до упаковки начинки в корпус. Также не забудьте заземлить аппарат, это важно.
Все инструменты, используемые вами в работе пассатижи, (отвертки, кусачки и т.д.), должны быть изолированы не проводящим ток материалом.
Чаще всего инструменты изначально имеют изоляцию, однако при использовании, например, обычных металлических кусачек, необходимо, как минимум, перемотать ручки изолентой.
И не используйте для работы старый, треснувший либо неисправный инструмент. Невыполнение этого правила очень часто приводит к печальным последствиям.
В заключение
Использование сварочного инверторного аппарата Бармалея – удобный, надежный и недорогой способ соединения металлических деталей, а наличие такого аппарата в хозяйстве существенно облегчает жизнь.
Выбор таких аппаратов достаточно широк, однако если вы хотите иметь недорогой и надежный аппарат с отличным функционалом – наши советы могут быть вам полезны. Наш аппарат достаточно прост в сборке и проверен в работе десятками мастеров.
Выбор варианта самостоятельного изготовления может быть обусловлен не только стоимостью, многие заводские бюджетные модели зачастую собираются из не очень качественных деталей.
Покупая инвертор даже самой известной марки, вы не можете знать, как долго он проживет. Также не следует забывать о том, что наша модель проще большинства заводских моделей в обслуживании и ремонте.
Надеемся, что наша статья была для вас полезной. Желаем вам удачи в сборке и работе!
Сварочный инвертор Бармалей: самостоятельная сборка оборуодвания
Сварочный инвертор – полезная вещь, причем как в хозяйстве, так и в производстве. Особенно приятно, когда сварочный инвертор выполнен своими руками, а не приобретен в магазине. Сварочный инвертор Бармалей, сделанный собственными руками, располагает двумя важными преимуществами: экономия средств и гарантия качества. Можно собрать сварочный аппарат Бармалей, который будет насчитан на 160 А, при этом инвертор этот будет располагать одноплатным вариантом.
Технические характеристики:
- Питающая сеть – 220В;
- Частота сети – 50 Гц;
- Предназначение – ручная дуговая сварка металлов и сплавов;
- Максимальный ток -160 А;
- Тип оборудования – инверторный.
Работа оборудования, и его сборка
Сварочный инвертор питается за счет обыкновенной сети переменного тока напряжением 220В, после чего напряжение выпрямляется, сглаживается посредством конденсаторов. Далее производится подача на транзисторные ключи, которым посильно, в свою очередь, из постоянного тока сделать высококачественное переменное значение, которое подается на ферритовые трансформаторы.
С помощью частоты у нас появляется возможность уменьшить габариты силовой части установки, вследствие чего применяется не железо, а, как правило, феррит. Далее следует трансформатор, выпрямитель для последующего преобразования сварочного тока, а также дроссель. Управление полевыми транзисторами производится посредством осциллограммы. Замеры на стабилитроне показывают, что коэффициент заполнения и частота равны 43 и 33 соответственно. В собственноручном варианте исполнения оборудования силовые ключи IRG4PC50U могут быть заменены наиболее усовершенствованные IRGP4063DPBF.
Таким образом, стабилитрон СК2136 заменяется двумя рассчитанными на 15В и мощность 1,3 Вт встречно включенных стабилитронов, поскольку в былом варианте аппарата КС2336 стабилитроны греются. После того как была произведена замена греющихся элементов оборудования проблемы подобного рода полностью не исчезли. Всё остальное остается прежним, как указано на схематическом рисунке.
Осциллограмма коллектор-эмиттер нижнего ключа также заслуживает внимания собирающего сварочный инвертор самостоятельно. Во время подачи напряжения 310В посредством лампы, рассчитанной на 150 Вт, происходит нужная нам картинка. Силовой трансформатор наматывается на сердечнике B66371-G-X187, №87, E70/33/32 EPCOS. Данные обмотки: сперва половина первичной обмотки, после чего наматывается вторичная обмотка, остатки первичной обмотки.
Провод, находящийся на первичной обмотке, а также на вторичной имеет диаметр 0,6 миллиметра. Первичная обмотка располагает 10 проводами толщиной 0,6 миллиметра, которые находятся в скрученном положении в 18 витков. Первый ряд аккуратно вмещает 9 витков обмотки. После этого остатки причиной обмотки идут в сторону, а начинается наматывание 6 витков посредством применения провода толщиной 0,6 миллиметра в полста штук также в скрученном положении.
Затем снова остаточная масса первичной обмотки в количестве 9 витков должна найти место. Не следует забывать об изолирующем слое, который будет располагаться между слоев. Для межслойной обмотки можно вполне удачно применить кассовую бумагу, в противном случае обмотка не будет влезать в окно. Каждый из слоев следует пропитать тщательно эпоксидной смолой.
Производим сборку. Между половинками Е70 феррита понадобится зазор в 0,1 миллиметра. Таким образом, кладем прокладку из простого кассового чека по крайним кернам, после чего всё складывается и склеивается. Можно покрасить матовой краской, после чего нанести для закрепления слой лака. Также стоит знать, что каждая обмотка должна вдобавок ко всему обматываться малярным скотчем для пущей изоляции.
Не следует забывать делать метки начала и конца обмоток, поскольку это пригодиться для последующей разделения по фазам, а также сборки оборудования. Неправильная фазировка гарантирует то, что сварочный инвертор вообще не буде работать, либо будет функционировать в полсилы. При включении устройства в сеть, происходит зарядка выходных конденсаторов. Первичный ток довольно велик, и может привести при КЗ к возгоранию диодного моста. В связи с этим рекомендуется поставить ограничители заряда конденсаторов.
Сварочный инвертор по указанной выше схеме имеет реле WJ115-1A-12VDC-S. Питание катушки составляет 12В DC, нагрузка коммутируемая 20 А, входное напряжение составляет 220В АС. Токоограничивающий резистор ставится обычный проволочный к примеру – С5-37 В 10. Альтернативой резисторам может служить токоограничивающие конденсаторы, вставленные в цепь последовательно.
Похожие статьи
Сварочный инвертор своими руками. От теории к практике. ЧАСТЬ 2
СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ СВОИМИ РУКАМИ
НАЧАЛО СТАТЬИ
СБОРКА МОЩНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ ПО СХЕМОТЕХНИКЕ СВАРОЧНОГО АППАРАТА
Откровенно говоря сразу убивать не дешевые силовые транзисторы не захотелось, поэтому было принято решение собрать некий примежуточный вариант, в котором используется тот же принцип работы, но более дешевая элементная база. Ну а чтобы сохранить вероятность дальнейшего использования данного вариант было решено собрать блок питания, но ввести в него некоторые функции, которые позволят его использовать как пуско-зарядное устройство для автомоблиля.
Принципиальная схема данного пуско-зарядного устройства приведена ниже:
УВЕЛИЧИТЬ
В качестве донора моточных деталей и блока питания будет использоваться блок питания от тюнера Триколор. Основных видов данного блока питания два — с вертикальным и горизонтальным расположением трансформатора. В обоих случаях используется микросхема FSDM0365RN, маркируется как DM0365.
У меня с горизонатльным трансформатором больше, поэтому буду использовать их. Прежде всего блок питания будет выступать в роли блока питания для схемы управления, поскольку данный БП оснащен всем необходимым для надежной долгосрочной работы. Единственно, что нужно сделать это проверить исправность электролитов, а еще лучше поменять их на новые. Ну и разумеется перемотать трансформатор. Я решил намотать две обмотки — одна для питания UC3845, вторая — для питания вентилятора принудительного охлаждения.
Более подробно об этом блок питания можно посмотреть здесь:
Архив с печатной платой и схемой можно взять ЗДЕСЬ.
Кроме самого БП использую еще два таких же трансформатора. Первый пойдет на изготовление трансформатора управления, второй — трансформатор тока.
Кстати сказать, по ходу подготовки сердечников к намотке решил проверить один вопрос, который частенько видел в интернете и которым сам задавался не единожды — ЧТО ПРОИСХОДИТ С ФЕРРИТОМ ВО ВРЕМЯ НАГРЕВА???
Ответ на этот вопрос в видео ниже:
ТРАНСФОРМАТОР ТОКА
Трансформатор тока обычно содержит 1 виток первичной обмотки и N-ое количество витков вторичной обмотки. Расчитать трансформатор тока можно по следующей формуле:
Imax = N x U / R
где:
Imax — максимальный ток
N — количество витков вторичной обмотки
U — требуемое выходное напряжение
R — нагрузочный резистор
Для удобства переведем формулу в другой вид, а именно для расчета витков, поскольку нагрузочный резистор придется выбирать либо из того, что есть, либо из стандартного ряда.
N = Imax x R / U
Итак, предположим, что нам нужно ограничить ток на уровне 50 А, в наличии имеется резистор на 1 Ом и 2,2 Ома. Напряжение компаратора защелки (вывод 3) у нас равно 1 В.
N = 50 x 1 / 1 = 50 витков для резистора 1 Ом
N = 50 x 2,2 / 1 = 110 витков для резистора 2,2 Ома.
Ну а поскольку у нас пока не сварочный аппарат и силовые транзисторы от таких токов просто разлетятся в клочья ограничим ток на уровне 5 А, а резистор возьмем на 15 Ом. При необходимости мы всегда можем эти цифры исправить. Итого получаем:
N = 5 x 15 / 1 = 75 витков для резистора 15 Ом.
Тут пожалуй следует оговорится — трансформатор тока должен быть перегружен, в этом случае исключается его насыщение. Однако в былые времена на базе трансформаторов тока я делал и управление принудительным охлаждение и само принудительное охлаждение — вентиляторы как раз и выступали в роли нагрузочного резистора. Правда одного витка на первичку было малова то — моталось 2-3 витка и сердечник хоть и терпимо, но все таки грелся.
УПРАВЛЯЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР
По поводу управляющего трансформатора тоже есть некоторые не состыковки с оригинальной схемой — он значительно больше. Я намеренно взял такой «огромный» трансформатор. Ну во первых у меня их много, во вторых найти их не составит труда даже Вам, в третьих — запас по габаритной мощности должен позволить избавится от драйверных транзисторов — на затворы и MOSFET и IGBT можно подавать отрицательное напряжение для ускорения закрытия. Вот этой особенностью я и хочу воспользоваться.
В оригинальном блоке питания на DM0365 для стабилизации 15 вольт выходного напряжения требуется 18 витков, трансформатор работает на частоте 67 кГц, выходное напряжение сохранятеся вплоть до 150 вольт входного, следовательно трансформатор намотан с ОГОРОМНЫМ запасом. Можно конечно воспользоваться программой Динисенко, но решил намотать «на галазок» 4 обмотки по 30 вольт.
Намотка первичной осуществлялась сразу двойным проводом 0,35 мм виток к витку, затем было вызвонены начало-конец обмоток и они соединялись последовательно. Затем слой изоляции и намотка вторичных обмоток, так же с межслойной изоляцией. Размеется, что все обмотки мотались в одну сторону. Единственно, что не было сделано — момечено где начало на вторичках, но это проблемой не будет. Дело в том, что на плате управления выхода с управляющего трансформатора одинаковы и нагружены только на резистор. Выяснить какой вывод должен идти на затвор силового транзистора можно при помощи осциллографа.
СБОРКА БЛОКА ПИТАНИЯ ДЛЯ БЛОКА ПИТАНИЯ.
Монтаж элементов на плату лучше осуществлять в 2 этапа. На первом этапе устанавливаются все элементы, относящиеся к блоку питания контроллера. Блок питания проверяется до того, как у него появится «потребитель».
Сразу следует отметить, что однотактыне преобразователи напряжения ОЧЕНЬ не любят оставаться без нагрузки и выходное напряжение может быть не очень то стабильным. И колебания эти могут достигать 0,2..0,4 вольта.
Это вызвано тем, что выходное напряжение успевает поднятся до такой величины, что влияние ОС буквально останавливает микросхему и на трансформатор перестает подаваться напряжение. На фото ниже показаны осциллограммы на выходе трансформатора блока питания с очень маленькой нагрузкой:
Тут следует поделится опытом — при намотке трансформатора я попутал начало-конец вспомогательной обмотки вторичного питания. На схеме эта обмотка не обозначена, но на плате она есть и предназначена она для питания вентилятора принудительного охлаждения. Я ее на всякий случай решил внести в схему, если вдруг внутри корпуса будет жарковато. Как следствие такой не внимательности пока я соображал почему блок питания стартует и тутже уходит в защиту от перегрузки у меня стрельнул конденсатор на 25 вольт. Именно тогда меня и посетила мысль о том, что я что то перемудрил с обмотками. «Крокодил» ослиллографа установил на минусовой вывод, а шупом стал на вывод трансформатора до диода. Действительно обмотка с неправильной фазировкой и на конденсатор подавалось порядка 50-ти вольт. Было бы глупо ему не стрельнуть. Для наглядности ниже приведены фото осциллограмм при правильной фазировке и не правильной. Измерения относительно минусового вывода:
Ну с блоком питания разобрались, теперь можно паять и сам контроллер и его обвязку. В качестве контролируемого напряжения использовалось собственное напряжение питания контроллера. Вход контролирующий ток был посажен на «землю».
На первых парах после включения возникло не понимание происходящего — вместо плавного изменения длительности контроллер попросту отключал управляющие импульсы. Не вольно возникал вопрос — а какой же это тогда ШИМ???
Прочитав несколько статей по этой микросхеме и более подробно изучив даташник стало понятно, что изначально этот контроллер затачивался как стабилизатор тока и именно поэтому у него особый упор сделан на ISENSE (вывод 3) который и контролирует ток через токоизмерительный резистор.
Конечно его можно заставить и контролировать напряжение, как это сделано тут:
|
Но в любом случае стабилизация выходного напряжения будет осуществляться не линейно, а пакетами импульсов. Именно поэтому на выходе блоков питания с использованием этой микросхемы обязательно должен стоять дроссель и довольно большой емкости электролит.
Порыскав по интернету нашел еще одну схему включения UC3844 (она такая же, как и UC3845) в обратноходовом блоке питания, выпускаемом серийно.
Не буду врать — данная схема меня озадачила — регулировка выходного напряжения в ней осуществлялась методом подачи «земли» на ВЫХОД усилителя ошибки. Разумеется, что подобными действиями можно отжечь этот самый выход, но блок питания выпускается серийно, следовательно разработчики учли вероятность перегрузки выхода усилителя ошибки и не исключено, что в структурной схеме не показан имеющийся резистор на выходе усилителя ошибки, ведь если он там есть, тогда этот операционник не будет попросту задействован. Ну вот собственно и сама схема этого «загадочного» блока питания:
|
Удержаться от опыта имея уже запаянную плату конечно же довольно трудно. Поэтому к выводу 1 был подпаян переменный резистор на 1 кОм и в результате на выходе микросхемы получились вот такие осциллограммы:
В принципе, если использовать вариант стабилизации, предложенный на схеме выше, то конечно же он работать будет, причем выходное напряжение будет гораздо стабильней, чем при стабилизации пакетами импульсов, но лично меня все равно смущает то, что на выход услителя в наглую подается «земля». Я оставлял это добро во включенном состоянии на 30 минут — ни чего не нагрелось, не слетело, т.е. как бы это можно использовать. Но осадок не понимания остался.
ПРОВЕРКА УПРАВЛЯЮЩЕГО ТРАНСФОРМАТОРА
Теперь вернемся не много назад и разберемся с осцилограммами на управляющем трансформаторе. Назад потому, что описанная проверка стабилизации ШИМом была уже после того, как была проверена работоспособность управляющего трансформатора.
Тут с гордостью могу заметить, что делая ставку на излишнюю габаритную мощность я не ошибся — трансформатор держит нагрузку замечательно, а закрепленный на управляющий транзистор радиатор едва греется.
При работающем контроллере на затвор управляющего транзистора приходит напряжение следующей формы:
На управляющем трансформаторе, на первичной обмотке амплитуда напряжения достигает 30 вольт, поскольку после закрытия транзистора накопленная в сердечнике энергия меняет полярность напряжение и приложенные пятнадцать вольт во время открытия транзистора теперь добавляются к имеющимся пятнадцати вольтам напряжения питания, поскольку полярность напряжения самоиндукции обратно приложенному напряжению. Здесь стоит обратить внимание на то, что в конце этого вольтодобавочного скачка имеется ниспадающий участок, который как раз и говорит о том, что энергии в сердечнике больше нет — он полностью размагнитился. Если трансформатор нагрузить, то высота этой ниспадающей кривой уменьшится, а по времени она начнется раньше, ведь нагруженный трансформатор гораздо раньше избавится от накопленной энергии:
Тоже самое можно наблюдать и на вторичной обмотке, только напряжение теперь будет иметь переменное значение. В этом месте необходимо отметить, что на затвор силового транзистора как раз должно приходить напряжение прямоугольной формы, находящеяся в положительном полупериоде, т.е. тот вывод трансформатора к которому подключен щуп осциллографа. Вывод трансформатора к которому подключен «крокодил» должен идти на исток силового транзистора. В этом случае фазировка управляющего трансформатора правильная.
Тому, что дочитал до этих слов, но все равно мало что понял предлагаю видеовариант данной статьи:
Итак, подводим итоги проделанной работы:
UC3845 — контроллер, предназначенный для стабилизации тока широтно-импулсьной модуляцией, стабилизацию напряжения он может осуществлять только в преривисто-импульсном режиме, либо имитацией ШИМ. Данную имитацию можно организовать подавая «землю» на первый вывод микросхемы.
При перемотке трансформатора однотактного блока питания следует особое внимание уделять фазировке — даже приличный опыт в электронике не является гарантией ошибки.
Управляющий трансформатор на основе сердечника от Триколоровского БП работает замечательно и держит довольно приличную нагрузку. В паузах полностью успевает размагнитится, что говорит о возможности его использования как для можных блоков питания, так и для сварочных аппаратов.
Приступаем к подготовке моточных деталей к монтажу и проверяем на работоспососбность уже весь блок питания, но это уже в следующей серии, описание которой будет в
ПРОДОЛЖЕНИИ
Адрес администрации сайта: [email protected]