Інвертор зварювальний своїми руками – схема та збирання блоку живлення, як зробити ремонт

Для виконання зварювальних робіт в домашніх умовах незамінний зварювальний інверторний апарат. Принцип його роботи заснований на використанні транзисторів і перемикачів, за допомогою яких спочатку мережеве напруга трансформується в постійне.

Потім змінюються характеристики струму (підвищується частота синусоїди). Ці дії призводять до зниження значення напруги, що призводить до випрямлення струму, при цьому частота струму не змінюється.

Широке використання даних апаратів пов’язано з рядом його переваг, до яких можна віднести:

  • Невеликі габаритні розміри, а також малу вагу, що істотно полегшує працю під час зварювальних робіт і дозволяє розташувати апарат в зручному місці;
  • Можливість виготовити його самостійно, витративши трохи коштів. Крім цього, збірка своїми руками дозволяє підібрати деталі з необхідними характеристиками, а також в подальшому досить просто виконати ремонт агрегату або заміну деталей для коригування характеристик;
  • високий ККД, що дозволяє йому конкурувати з готовими апаратами.

Недоліками зварювального інвертора, який виготовлений самостійно, є:

  • Мінімальний термін служби, при невірно підібраних деталях;
  • Відсутня можливість реалізувати додаткові функції, які здатні поліпшувати якість зварного шва;
  • При необхідності отримати апарат великої потужності потрібна організація додаткової системи охолодження, що збільшує кінцеву вартість і габарити.

Слід врахувати, що самостійна збірка інвертора досить кропітка праця, що займає багато часу і вимагає певних навичок. Але сучасні виробники пропонують широкий вибір комплектуючих, що значно полегшує їх вибір. Сам підбір деталей заснований на сумісності параметрів за типами та характеристика, а також на можливості простої заміни надалі.

Основними елементами інвертора є:

  • блок живлення;
  • силова частина і її ключі.

До базових вихідних характеристик відносяться:

  • споживаний струм, причому його максимальне значення;
  • напруга і частота в мережі;
  • значення струму зварювання, при якому буде виконуватися шов.

Підготовчий етап

Перед тим як приступити до покупки деталей для виготовлення інвертора необхідно точно представляти значення вихідних параметрів, а також мати електричні схеми всіх елементів (загальна схема, блоку живлення).

Розглянемо виготовлення зварювального апарату з вхідними характеристиками:

  • напруга мережі 220 В;
  • частота 50 ГЦ;
  • сила струму 32 А.

На виході вийде ток, перетворений до величини 250 А, тобто збільшив своє дійсне значення в 8 разів. Даним апаратом можна виконувати зварений шов, розташувавши електрод менше 1 см до зварюваної деталі.

Перед тим як приступити до складання апарату необхідно підготувати наступні матеріали й інструменти:

  • викрутки (плоскі і хрестові) різних розмірів;
  • прилади для вимірювання напруги і сили струму (вольтметр і амперметр), які можна замінити сучасним універсальним вимірювальним приладом;
  • паяльник з маленьким жалом;
  • компоненти для виконання паяльних робіт (каніфоль, дріт);
  • осцилограф, застосування якого дозволить контролювати зміна синусоїди струму;
  • спеціальна сталь з відповідними електротехнічними параметрами;
  • бавовняна і скловолоконна тканини;
  • осердя для трансформатору;
  • обмотки трансформаторів:
  • первинна на 100 витків з дроту діаметром 0,3 мм
  • вторинні (внутрішня – це 15 витків дротом 1 мм, середня – це 15 витків з дроту 0,2 мм, зовнішня – 20 витків, виконані дротом 0,35 мм);
  • текстоліт;
  • болти і шурупи;
  • транзистори з необхідними характеристиками;
  • дроти різного перетину;
  • силовий кабель;
  • изолента або спеціальний папір.

Після виконання підготовчих робіт можна приступати до складання.

Блок живлення інвертора

Плату, де розташовується блок живлення інвертора, збирають окремо від силового елемента апарату. Крім цього, їх потрібно розділити між собою листом металу, який закріплений до корпусу жорстко.

Основним елементом блоку живлення є трансформатор, який можна виготовити самостійно. З його допомогою напругу, яка надходить з мережі, буде перетворюватися до величини безпечної для життя, а потім підвищувати силу струму для виконання зварювання.

Матеріалом для сердечника може бути залізо розмірів 7х7 або 8х8. При цьому можна брати як стандартні пластини або відрізати необхідний шматок металу від наявного аркуша. Обмотка виконується мідним дротом марки ПЕВ, так як саме цей матеріал максимально забезпечує необхідні характеристики (малий перетин при достатній ширині).

Використання іншого матеріалу в якості обмотки може істотно вплинути на характеристики трансформатора, наприклад, збільшити нагрівання даної деталі.

Збірку трансформатора, що складається з 2-х обмоток, починають створення первинної обмотки. Для цього дріт перетином 0,3 мм обмотують 100 раз на сердечник. При цьому важливо щоб обмотка займала всю ширину сердечника. Ця особливість дозволить поліпшити роботу інвертора при перепадах напруги в процесі подальшої роботи.

При цьому кожен виток повинен щільно прилягати до попереднього, при цьому нахлеста краще уникати. Після того як всі 100 витків виконані, необхідно укласти шар спеціальної ізолюючої паперу або тканини з скловолокна. Слід врахувати, що папір буде темніти в процесі експлуатації.

Далі виконують вторинну обмотку. Для цього необхідно взяти мідний дріт перетином 1 мм і зробити 15 обертів, намагаючись розподілити їх по всій ширині, на рівній відстані один від одного. Після покриття їх лаком і просушування, намотують 2 шар мідним дротом перетином 0,2 мм, роблячи також 15 оборотів.

Їх теж необхідно розподілити, як і в попередньому випадку і ізолювати. Останнім шаром для вторинної обмотки буде ПЕВ перетином 0,35 мм, витків при цьому буде 20. Останній шар також необхідно ізолювати.

корпус

Далі приступають до виготовлення корпусу. Його розмір повинен бути співмірний з габаритами трансформатора і плюс 70% на розміщення інших деталей інвертора. Сам корпус може бути виконаний з листової сталі товщиною 0,5-1 мм.

Для з’єднання кутів можна використовувати болти або за допомогою спеціальних згинальних верстатів зігнути лист до потрібних розмірів. Якщо на корпусі розташувати ручку для кріплення інвертора на ремені або для простоти перенесення, то це в значній мірі полегшить експлуатацію приладу в подальшому.

Крім цього, конструкція корпусу повинна передбачати досить простий доступ до всіх деталей, розташованим всередині нього. На ньому необхідно проробити кілька технологічних отворів для перемикачів, кнопки харчування, світлової сигналізації про працездатність, а також кабельні роз’єми.

Силова частина і інверторний блок

Силовим блоком для інвертора служить трансформатор, особливістю якого є наявність 2 сердечників, які мають у своєму розпорядженні поруч з маленьким зазором, прокладаючи аркуш паперу. Цей трансформатор збирається аналогічно попередньому. Важливою деталлю є те, що ізоляційний шар між витками дроту необхідно посилити, що дозволить не допустити пробою напруги. Крім цього, між шарами дротів укладають прокладки, виконані з фторопласту.

До силової частини можна віднести конденсатори, які з’єднані згідно зі схемою. Вони призначені для зменшення резонансу трансформаторів, а також покликані мінімізувати і компенсувати втрати струму в транзисторах.

Інверторний блок апарату служить для перетворення струму, у якого на виході підвищується частота. Для цього в інвертор використовують транзистори або діоди. Якщо вирішено використовувати діоди в цьому блоці, то їх необхідно зібрати в косою міст за спеціальною схемою. Висновки з нього йдуть до транзисторів, які призначені для повернення змінного струму з більшою частотою. Діодний міст і транзистори повинні бути розділені перегородкою.

Система охолодження

Так як всі елементи агрегату схильні до нагрівання, то необхідно організувати систему охолодження, яка забезпечить безперебійну надійну роботу. Для цього можна використовувати кулери від комп’ютерів, а також виконати кілька додаткових отворів в корпусі для легкого доступу повітря всередину апарату. Однак таких отворів не повинно бути занадто багато, щоб уникнути попадання зайвого пилу в корпус.

Кулери повинні розташовуватися таким чином, щоб вони могли працювати на вихід повітря з корпусу апарату. Елементи охолодження потребують профілактики, наприклад, заміни термопасти, тому доступ до них повинен бути простий.

Є кілька деталей в инвертор, які вимагають обов’язкового охолодження. Це трансформатори. Для їх охолодження розумно монтувати 2 вентилятора. Крім цього, в додатковому охолодженні потребує діодний міст. Він встановлюється на радіаторі.

Установка такого елемента, як термодатчик, і подальше його з’єднання з світлодіодом на корпусі, дозволить подавати сигнал при досягненні неприпустимою температури і відключати інвертор від харчування для охолодження.

збірка

Збірка інвертора здійснюється в наступному порядку:

  • на підставу корпусу розташовується трансформатор, діодний міст, схема управління;
  • виконується скручування, спайка і кріплення між собою всіх проводів;
  • на зовнішньої панелі виводяться світлова індикація, кнопка пуску, роз’єм кабелю.

Коли все встановлено, можна перевіряти роботу апарату.

Перевірка роботи

Щоб перевірити апарат необхідно використовувати для цього осцилограф. Інвертор підключають до мережі в 220 В, а потім по приладу перевіряються, наскільки вихідні параметри відповідають необхідним. Наприклад, напруга повинна бути в межах 500-550 В. При абсолютно правильній збірці і правильно підібраних деталях, це значення не повинно переходити поріг в 350 В.

Після таких вимірів і прийнятних показників осцилографа, можна приступати до виконання зварювального шва. Після того, як перший електрод повністю вигорить, необхідно провести заміри температури на трансформаторі. Якщо він кипить, то схема потребує доопрацювання, апарат необхідно відключити і внести зміни. Тільки після того, як вжито заходів щодо усунення даного недоліку, можна повторно виконати запуск з таким же виміром температури після закінчення роботи.

Правила експлуатації

Зварювальний інвертор можна застосовувати як для зварювання деталей виконаних з чорного металу, так і вести роботи з кольоровим. Він корисний як в приватному будинку, на дачі, так і в гаражі.

При його експлуатації необхідно стежити за якістю напруги і частоти в мережі.

Для тривалого використання даного агрегату необхідно періодично перевіряти працездатність окремих його чищенні, виконувати профілактичні заходи по очищенню його від пилу і бруду.

Бліц-поради

При самостійному виготовленні інвертора необхідно:

  • мати схеми всіх елементів апарату;
  • правильно підбирати комплектуючі;
  • витримувати всі необхідні зазори і ретельно ізолювати елементи;
  • дотримуватися правил техніки безпеки.
Ссылка на основную публикацию