Регулировка тока в сварочных аппаратах своими руками

Регулировка сварочного тока

Величина балластного сопротивления для регулятора сварочного тока составляет порядка сотых-десятых долей Ома и подбирается, как правило, экспериментально. В качестве балластного сопротивления издавна применяются мощные проволочные сопротивления, использовавшиеся в подъемных кранах, троллейбусах, или отрезки спиралей ТЭНов (теплоэлектронагревателей), куски толстой высокоомной проволоки. Несколько уменьшить ток можно даже с помощью растянутой дверной пружины из стали. Балластное сопротивление может включаться либо стационарно.

Либо так, чтобы потом можно было относительно легко регулировать сварочный ток. Один конец такого сопротивления подключается к выходу трансформатора, а конец сварочного провода оборудуется съемным зажимом, который легко перебрасывается по длине спирали сопротивления, выбирая нужный ток.

Большинство проволочных резисторов большой мощности изготовлены в виде открытой спирали, установленной на керамический каркас длиной до полуметра, как правило, в спираль смотана и проволока от ТЭНов. Если резистор изготовлен из магнитных сплавов, то в случае его спиральной компоновки, а тем более с какими-либо стальными элементами конструкции внутри спирали, при прохождении больших токов спираль начинает сильно вибрировать. Ведь спираль — это тот же соленоид, а огромные сварочные токи порождают мощные магнитные поля. Уменьшить влияние вибраций можно, растянув спираль и зафиксировав ее на жесткой основе. Кроме спирали, проволоку можно сгибать также змейкой, что тоже уменьшает размеры готового резистора. Сечение токопроводящего материала резистора следует подбирать побольше, потому что при работе он сильно греется. Слишком тонкая проволока или лента будет раскаляться докрасна, хотя даже это, в принципе, не исключает эффективность использования ее в качестве регулятора тока для сварочного аппарата. О реальном значении сопротивления балластных проволочных резисторов судить трудно, так как в нагретом состоянии свойства материалов сильно меняются.

В промышленных сварочных аппаратах способ регулировки тока с помощью включения активных сопротивлений, из-за их громоздкости и нагрева, не получил распространения. Зато очень широко применяется реактивное сопротивление — включение во вторичную цепь дросселя. Дроссели имеют разнообразные конструкции, часто объединенные с магнитопроводом трансформатора в одно целое, но сделаны так, что их индуктивность, а значит, реактивное сопротивление регулируется, в основном, перемещением частей магнитопровода. Заодно дроссель улучшает процесс горения дуги.

Регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами. Через регулирующие устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости. Другое неудобство — переключение. Для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200А. Другое дело — цепь первичной обмотки, где токи примерно в пять раз меньше, переключатели для которых являются ширпотребом. Последовательно с первичной обмоткой, так же, как и в предыдущем случае, можно включать балластные сопротивления. Только в этом случаи сопротивление резисторов должно быть на порядок большим, чем в цепи вторичной обмотки. Так, батарея из нескольких параллельно соединенных резисторов ПЭВ-50. 100 суммарным сопротивлением 6-8 Ом способна понизить выходной ток вдвое, а то и втрое, в зависимости от конструкции трансформатора. Можно собрать несколько батарей и установить переключатель. Если же в распоряжении нет мощного переключателя, то можно обойтись несколькими выключателями. Установив резисторы по схеме изображенной ниже, можно, например, сделать регулятор сварочного тока с комбинацией: 0; 4; 6; 10 Ом.

Правда, при включении балластного сопротивления в первичной цепи, теряется выгода, которую придает сопротивление во вторичной, — улучшение падающей характеристики трансформатора. Но зато и к каким-либо отрицательным последствиям в горении дуги включенные по высокому напряжению резисторы не приводят: если трансформатор хорошо варил без них, то с добавочным сопротивлением в первичной обмотке он варить будет.

В режиме холостого хода трансформатор потребляет небольшой ток, а значит, его обмотка обладает значительным сопротивлением. Поэтому дополнительные несколько Ом практически никак не сказываются на выходном напряжении холостого хода.

Вместо резисторов, которые при работе будут сильно греться, в цепь первичной обмотки можно установить реактивное сопротивление — дроссель.

Эту меру следует рассматривать скорее как выход из положения, если никаких других средств понижения мощности не имеется. Включение реактивного сопротивления в цепь высокого напряжения может сильно понижать выходное напряжение холостого хода трансформатора. Падение выходного напряжения наблюдается у трансформаторов с относительно большим током холостого хода — 2-3А. При незначительном потреблении тока — порядка 0,1А — падение выходного напряжения почти незаметно. Кроме того, включенный в первичной обмотке трансформатора, дроссель может приводить к некоторому ухудшению сварочных характеристик трансформатора, хотя и не настолько, чтобы его нельзя было эксплуатировать. В последнем случае все еще сильно зависит от свойств конкретного трансформатора. Для некоторых сварочных аппаратов, включение дросселя в первичную цепь трансформатора никак не сказывается, по крайней мере согласно субъективным ощущениям, на качестве горения дуги.

В качестве дросселя сварочного аппарата, для регулировки тока, можно использовать готовую вторичную обмотку какого-нибудь трансформатора, рассчитанного да выход около 40В и мощностью 200-300 Вт, тогда ничего переделывать не придется. Хотя все же лучше сделать самодельный дроссель, намотав провод на отдельном каркасе от такого же трансформатора — 200-300 Вт, например от телевизора, сделав отводы через каждые 30-60 витков, подключенные к переключателю.

Самодельный дроссель можно изготовить и на незамкнутом — прямом сердечнике. Это удобно, когда уже есть готовая катушка с несколькими сотнями витков подходящего провода. Тогда внутрь нее надо набить пакет прямых пластин из трансформаторного железа. Необходимое реактивное сопротивление выставляется подбором толщины пакета, ориентируясь по сварочному току трансформатора. Для примера: дроссель, изготовленный из катушки, содержащей предположительно около 400 витков провода диаметром 1,4 мм, был набит пакетом железа с общим сечением 4,5 см 2 , длиной, равной длине катушки, 14 см. Это позволило уменьшить сварочный ток трансформатора 120А примерно в два раза. Дроссель такого типа можно сделать и с регулируемым реактивным сопротивлением. Для этого можно менять глубину ввода стержня сердечника в полость катушки. Катушка без сердечника обладает низким сопротивлением, при полностью введенном стержне ее сопротивление максимально. Дроссель, намотанный подходящим проводом, мало греется, но у него сильно вибрирует сердечник. Это надо учитывать при стяжке и фиксации набора пластин железа.

Для самодельных сварочных аппаратов легче всего, еще при намотке обмоток, сделать их с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно разве что для подстройки тока, нежели для его регулировки в широких пределах. Ведь, чтобы уменьшить ток в 2-3 раза, придется слишком увеличивать количество витков первичной обмотки, что неизбежно приведет к падению напряжения во вторичной цепи. Либо же придется наращивать витки всех катушек, что приведет к чрезмерному расходу провода, увеличению габаритов и массы трансформатора.

Для более тонкой регулировки сварочного тока в меньшую сторону, можно использовать индуктивность сварочного кабеля, укладывая его кольцами. Но не стоит перебарщивать, т.к. кабель будет нагреваться.

В последнее время некоторое распространение получили тиристорные и симисторные схемы регулировки тока сварки. При подаче на управляющий вывод тиристора или симистора напряжения определенной величины регулятор открывается и начинает свободно пропускать через себя ток. В схемах регулирования тока, работающих от переменного напряжения, управляющие импульсы обычно поступают на каждом полупериоде. Регулятор открывается в строго определенные (задаваемые) моменты времени, обрезая таким образом начало каждого полупериода синусоиды тока, что уменьшает суммарную мощность проходящего электрического сигнала.

Естественно, ток и напряжение после этого не имеют синусоидальную форму. Такие схемы позволяют регулировать мощность в широких пределах. Человек, разбирающийся в радиоэлектронике, сможет изготовить подобную схему самостоятельно, хотя, надо сказать, устройства такого рода нельзя признать совершенными. При использовании регуляторов данного типа процесс горения дуги несколько ухудшается. Ведь теперь при уменьшении мощности дуга начинает гореть отдельными, все более кратковременными вспышками. У большинства из схем тиристорных регуляторов шкалы не линейны, а калибровка меняется с изменением напряжения сети, ток через тиристор постепенно увеличивается во время работы из-за нагрева элементов схемы. Кроме того, обычно заметно гасится выходная мощность даже при максимальном положении отпирания регулятора, к чему сварочные трансформаторы очень чувствительны. Такой способ регулировки тока сварки, из-за сложности изготовления и невысокой надежности, не получил большого распространения среди самодельных регуляторов сварочного тока.

Измерение сварочного тока

Специфика измерения этим прибором состоит в том, что для измерения не требуется подключаться в электрическую цепь. Сила тока измеряется на расстоянии от провода без прикосновения к нему. У прибора есть специальный разводящийся контур, отчего и название — «клещи», которым охватывается провод с током. Электромагнитное поле тока протекающего в охваченном проводе наводит ток в замкнутом контуре, который и измеряется. На корпусе «клещей» находится переключатель пределов измерения тока, максимальные значения которого обычно достигают — от 100А до 500А для разных моделей приборов. Токоизмерительными клещами можно оперативно воспользоваться практически в любой ситуации, не оказывая никакого влияния на электрическую цепь. Измерять ими можно лишь переменный ток, который создает переменное электромагнитное поле, для постоянного тока этот инструмент бесполезен. Класс точности в данном случае весьма невысок, поэтому можно судить, скорее, только о приблизительных значениях.

Другой способ измерять ток сварки: вмонтировать в электрическую цепь изготавливаемого сварочного аппарата или дорабатываемого промышленного аппарат амперметр, рассчитанный на большие значения тока, а то и просто включать его на время в разрыв цепи сварочных проводов.

Включение амперметра в сварочную цепь также отмечается некоторой спецификой. Дело в том, что последовательно в цепь включается не сам прибор (стрелочный указатель), а его шунт (резистор), стрелочный же индикатор подключается к шунту параллельно.

Шунт обладает собственным сопротивлением: предположительно сотые доли Ома (так как измерить его обычным омметром не удается). На вид это кусок металла в несколько сантиметров в длину прямоугольного сечения с мощными контактными площадками с обеих сторон. От точности сопротивления шунта зависит и точность показания прибора. Для каждой модели амперметра предусмотрен шунт определенного сопротивления, и они должны продаваться вместе.

И уж чего ни в коем случае не нужно делать, так это пробовать включить стрелочный прибор в цепь вообще без шунта. Если у вас где-то завалялся стрелочный прибор, на шкале которого значатся сотни ампер, то это вовсе не значит, что он сам их измеряет. Проверьте его: и сам по себе прибор окажется всего-то микро- или миллиамперметром. Иногда попадаются стрелочные приборы, у которых шунт вмонтирован внутри корпуса и к нему дополнительно ничего больше подключать не нужно. Как правило, такие отличаются огромными размерами и невысоким классом точности.

Немалое значение имеет способность стрелочного указателя измерительного прибора устанавливаться на текущее значение, преодолевая колебательные переходные процессы при изменении тока, иначе стрелка будет судорожно плясать по шкале уже при незначительных изменениях тока, которые неизбежны при горении сварочной дуги.

Регулировка сварочного тока под электрод

Сварка является самым надежным способом соединить металлические конструкции и изделия. Расходным материалом, использующимся в этом процессе, являются электроды. Их состав делается таким образом, чтобы максимально соответствовать свариваемому материалу. Тип стали, с которой работает сварщик, не самый важный параметр работ. Нужно также учитывать толщину изделия, мощность аппарата и требуемую глубину проварки.

Большую роль играет не только выбор электродов, но также их правильное использование. Здесь понадобится не только мастерство сварщика, но и возможности оборудования. Для разных электродов используются разные настройки, и сегодня мы будем разбираться, какой ток подбирается на какие электроды.

Настройка силы тока в зависимости от электрода

Есть много нюансов, влияющих на настройку силы тока для конкретного электрода. Все они влияют на форму шва, его размер и качество. Вот какие параметры учитываются при подборе режима питания:

• диаметр стержня;
• марка;
• положение, в котором будет вестись сварка;
• полярность;
• количество слоев.

Если вам нужен шов из нескольких слоев, тогда параметры могут меняться. За исходные данные принимаются параметры электродов, выбранных для сварки определенной марки стали.

Часто на упаковках указываются значения тока для сварки только в нижнем положении. В этом случае будет полезно знать, что для вертикального положения ток уменьшается примерно на 20%, а при потолочном на 25%. Это нужно, чтобы металл плавился медленнее и не стекал со шва.

Диаметр прутков выбирается в соответствии с толщиной металла. Одновременно нужно учитывать размеры шва и способ сварки.

При сварке поверхности шириной 3 — 5 мм, нужно брать электрод диаметром 3 — 4 мм. Диаметра в 5 мм будет достаточно вплоть до ширины шва в 8 мм.

Диаметр шва и ток, который вы будете использовать находятся в прямо пропорциональной зависимости.

• при диаметре электродов 3 мм, нам понадобится ток в пределах от 65 до 100 А. Этот разброс зависит от положения сварки и от типа металла. При первом использовании рекомендуется выставлять среднее значение. В данном случае это будет 80 А. После этого посмотрите на “поведение” самого электрода и металла, и подберите наиболее комфортные токи.
• Для 4 мм — стержней подойдет ток 120 — 200 А. Это один из часто встречающихся диаметров. Им можно работать как с большими швами, так и с маленькими.
• 5 мм — электроды работают при токе 160 — 250 А. Значение зависит от положения и металла. Также большую роль здесь играет глубина проварки — чем она больше, тем больший ток нужно выставлять. Глубокая ванна — более полсантиметра, потребует максимальной мощности. Это значит, что рабочий ток составит более 200 А. Если работы будут вестись в таком режиме долго, тогда нужно позаботиться о том, чтобы у вас был качественный трансформатор.
• Электроды 6 — 8 мм, используются с током от 250 А. Если вы работаете с толстым материалом, он может быть увеличен до 300 — 350 А.

Установка низкого тока приведет к тому, что вы не сможете сделать соединение, т. к. металл будет плохо провариваться. При слишком больших токах металл проплавится насквозь.

В последнее время популярность набирают аппараты малой мощности. Их используют в домашнем хозяйстве. Они позволяют работать с электродами небольшого диаметра — до 2 мм.

Переменный и постоянный ток

Для начала давайте разберемся, что такое переменный ток, а что такое постоянный.

Переменный ток меняется в течение времени. В обычной сети он имеет частоту 50 Гц. Это значит, что при подключении аппарата к бытовой сети, он будет выдавать ток частотой в те же 50 Гц.

Постоянный ток получают при помощи выпрямителей и стабилизаторов. Он может иметь прямую или обратную полярность. Преимущества постоянного тока проявляются в следующем:

• высокая стабильность дуги, благодаря чему шов получается ровным и надежным;
• высокая производительность;
• небольшое количество брызг, что экономит материал и защищает сварщика от ожогов.

Некоторые виды работ подразумевают использование только переменного тока.

Переменный ток подходит для работы с тугоплавкими материалами, имеющими оксиды в составе. Его применяют при сварке алюминия, поскольку обратное движение электронов разрушает оксидную пленку. То же относится и к загрязненным поверхностям.

Аппараты, выдающие переменный ток применяются там, где не требуется высокое качество и точность шва, но нужно при этом сократить затраты.

При сборке долговечных и надежных конструкций, лучше использовать постоянный ток. Его также применяют при работе с конструкциями и деталями небольшой толщины.

Заключение

Правильная установка тока играет важную роль в работе сварщиков. Все рекомендации по использованию конкретных электродов можно найти на упаковках. Точные настройки “под себя” нужно искать самостоятельно. С опытом, делать это будет все проще.

KOMITART — развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

Осциллографы

Мультиметры

Купить паяльник

Купить Микшер

Купить Караоке

Статистика

Схема сварочного аппарата с регулировкой тока от 20 до 200 А.

Схема сварочного аппарата с регулировкой тока от 20 до 200 А.

Схема сварочного аппарата с регулятором сварочного тока

В этой статье мы с вами рассмотрим принципиальную схему сварочного аппарата, реализованную на элементах отечественного производства, и не сложную для повторения. Питается аппарат от бытовой однофазной сети 220 Вольт. На выходе ток можно регулировать в пределах 20 … 200 Ампер, что позволяет использовать для сварки электроды до 5 мм.

Принципиальная схема сварочного аппарата.

Схема состоит из силового трансформатора, блока электронной регулировки, и мощных регулирующих тиристоров. Блок регулировки представляет собой генератор импульсов с изменяемой скважностью. Регулировка скважности, а в следствии и сварочного тока, осуществляется потенциометром R12.

Силовой трансформатор можно намотать на сердечнике асинхронного двигателя мощностью 15…22 кВт. Для этого произведите следующие действия:

● Разберите двигатель, извлеките ротор, аккуратно расколите корпус статора, чтобы не повредить сердечник.
● Аккуратно удалите обмотки из сердечника, чтобы не повредить пластины, и обмотайте сердечник стеклотканью в несколько слоев.

● Намотайте при помощи челнока равномерно по всему сердечнику 220 витков первичной обмотки проводом ПЭВ-2 2,5мм сложенным вдвое (то есть диаметр провода первичной обмотки составляет 5мм в сумме), после чего наложите 2…3 слоя стеклоткани.
● На этом этапе можно проверить первичную обмотку под напряжением. При подключении ее к сети 220 Вольт, ток в первичке должен быть порядка 0,5 Ампера. Если ток значительно превышает это значение, это может говорить о наличии межвитковых замыканий, и обмотку придется перемотать.
● Вторичная обмотка содержит 60 витков медной или алюминиевой шины в изоляции. Сечение не менее 35〖мм〗^2.
● Третья обмотка так же содержит 60 витков. Провод ПЭВ-2, диаметр 2,5мм.
● Четвертая обмотка содержит 20+20 витков. Провод ПЭВ-2, диаметр 0,7мм. Не забываем об изоляции обмоток.

● Проверьте намотанный трансформатор под напряжением. При подаче 220 Вольт на первичную обмотку, на второй и третьей будет 60 Вольт, на четвертой 20 + 20 (то есть 40 Вольт между выводами 1-3). Если так – трансформатор готов.

Трансформатор блока управления.

Для намотки трансформатора управления можно выбрать железо Ш16х16. Параметры намотки следующие:

● Первичная обмотка (I) — 140 витков, провод ПЭВ-2, диаметр 0,5мм;
● Вторая обмотка (II) — 70 Витков, провод ПЭВ-2, диаметр 0,1мм;
● Третья и четвертая обмотки (III & IV) — по 90 витков каждая, провод ПЭВ-2, диаметр 0,5мм.

В схеме применены следующие типы элементов:

● Резисторы R1…R9 — типа МЛТ-0,5 или С2-23-0,5;
● Резисторы R10 и R11 — МЛТ-2;
● Переменный резистор R12 — СП2-6А;
● Конденсаторы С1, С3 — К50-35 или аналогичные зарубежные;
● Конденсаторы С2, С4 — К73-17.

Мощные регулирующие тиристоры установите на радиаторы с площадью охлаждения не менее 1000 〖см〗^2 для каждого тиристора.

Если схема собрана без ошибок, никаких наладок и дополнительных регулировок производить не требуется, аппарат должен заработать, как говорится, “с полпинка”. Ну а если у вас чего не заладилось, в первую очередь проверьте работу блока управления. Его можно проверить при помощи вольтметра или осциллографа, проконтролировав наличие управляющих импульсов на мощные тиристоры. На счет вольтметра наверно особо пояснять не нужно, а для проверки осциллографом отсоедините управляющие выводы тиристоров, между 4 и 5, а так же 6 и 7 выводами соответственно подключите два постоянных резистора по 50 Ом каждый, например, МЛТ-0,5, подключите осциллограф сначала на один выход, потом на другой. На обоих выходах при изменении положения движка переменного резистора R12 вы будете наблюдать изменение скважности управляющих импульсов. Если импульсов нет, скорее всего, вы напутали подключение начал и концов обмоток трансформатора блока управления. Перепроверьте. Так же перепроверьте полярность установленных диодов.

И еще один нюанс не указанный на схеме. Когда сварочный аппарат будет собран, не забудьте в цепи первичной обмотки установить защитный автомат с током отсечки ампер этак 25, лишним точно не будет. А в процессе эксплуатации, если вам приходится интенсивно и продолжительно варить, после каждого часа работы дайте аппарату минуть 10 на отдых, пусть немного остынет.

Простой регулятор тока сварочного трансформатора

Важной особенностью конструкции любого сварочного аппарата является возможность регулировки рабочего тока. В промышленных аппаратах используют разные способы регулировки тока: шунтирование с помощью дросселей всевозможных типов, изменение магнитного потока за счет подвижности обмоток или магнитного шунтирования, применение магазинов активных балластных сопротивлений и реостатов. К недостаткам такой регулировки надо отнести сложность конструкции, громоздкость сопротивлений, их сильный нагрев при работе, неудобство при переключении.
Наиболее оптимальный вариант — еще при намотке вторичной обмотки сделать ее с отводами и, переключая количество витков, изменять ток. Однако использовать такой способ можно для подстройки тока, но не для его регулировки в широких пределах. Кроме того, регулировка тока во вторичной цепи сварочного трансформатора связана с определенными проблемами. Так, через регулирующее устройство проходят значительные токи, что приводит к его громоздкости, а для вторичной цепи практически невозможно подобрать столь мощные стандартные переключатели, чтобы они выдерживали ток до 200 А. Другое дело — цепь первичной обмотки, где токи в пять раз меньше. После долгих поисков путем проб и ошибок был найден оптимальный вариант решения проблемы — широко известный тиристорный регулятор, схема которого изображена на рис.1.

При предельной простоте и доступности элементной базы он прост в управлении, не требует настроек и хорошо зарекомендовал себя в работе — работает не иначе, как «часики».
Регулирование мощности происходит при периодическом отключении на фиксированный промежуток времени первичной обмотки сварочного трансформатора на каждом полупериоде тока (рис.2). Среднее значение тока при этом уменьшается.
Основные элементы регулятора (тиристоры) включены встречно и параллельно друг другу. Они поочередно открываются импульсами тока, формируемыми транзисторами VT1, VT2.

При включении регулятора в сеть оба тиристора закрыты, конденсаторы С1 и С2 начинают заряжаться через переменный резистор R7. Как только напряжение на одном из конденсаторов достигает напряжения лавинного пробоя транзистора, последний открывается, и через него течет ток разряда соединенного с ним конденсатора. Вслед за транзистором открывается и соответствующий тиристор, который подключает нагрузку к сети. После начала следующего, противоположного по знаку полупериода переменного тока тиристор закрывается, и начинается новый цикл зарядки конденсаторов, но уже в обратной полярности. Теперь открывается второй транзистор, и второй тиристор снова подключает нагрузку к сети.
Изменением сопротивления переменного резистора R7 можно регулировать момент включения тиристоров от начала до конца полупериода, что в свою очередь приводит к изменению общего тока в первичной обмотке сварочного трансформатора Т1. Для увеличения или уменьшения диапазона регулировки можно изменить сопротивление переменного резистора R7 в большую или меньшую сторону соответственно.
Транзисторы VT1, VT2, работающие в лавинном режиме, и резисторы R5, R6, включенные в их базовые цепи, можно заменить динисторами (рис.3). Аноды динисторов следует соединить с крайними выводами резистора R7, а катоды подключить к резисторам R3 и R4. Если регулятор собрать на динисторах, то лучше использовать приборы типа КН102А.
В качестве VT1, VT2 хорошо зарекомендовали себя транзисторы старого образца типа П416, ГТ308. Вполне реальна замена их более современными маломощными высокочастотными, имеющими близкие параметры.
Переменный резистор типа СП-2, остальные типа МЛТ. Конденсаторы типа МБМ или МВТ на рабочее напряжение не менее 400 В.
Правильно собранный регулятор не требует налаживания. Необходимо лишь убедиться в стабильной работе транзисторов в лавинном режиме (или в стабильном включении динисторов).
Внимание! Устройство имеет гальваническую связь с сетью. Все элементы, включая теплоотводы тиристоров, должны быть, изолированы от корпуса.
С. В. Прус, Р. П. Копчак, г. Староконстантинов, Хмельницкая обл.
Литература
1. Медведев А. ЮТ. От регулятора до антенны.
2. Зубаль И. Сварочный трансформатор своими руками // Радиоаматор.-2000.-№5.

Регулировка тока в сварочных аппаратах своими руками

СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ

Недавно беседовал со своим преподавателем в университете, и на свою беду раскрыл свои радиолюбительские таланты. В общем кончился разговор тем, что взялся я собрать человеку тиристорный выпрямитель с плавным регулятором тока, для его сварочного «бублика». Зачем это нужно? Дело в том, что переменным напряжением нельзя варить со специальными электродами, рассчитанными на постоянку, а учитывая что сварочные электроды бывают разной толщины (чаще всего от 2 до 6 мм), то и значение тока должно быть пропорционально изменено.

Выбирая схему сварочного регулятора, последовал совету -igRomana- и остановился на довольно простом регуляторе, где изменение тока производится подачей на управляющие электроды импульсов, формируемых аналогом мощного динистора, собранного на тиристоре КУ201 и стабилитроне КС156. Смотрим схему ниже:

Несмотря на то, что потребовалась дополнительная обмотка с напряжением 30 В, решил сделать проще, и чтоб не трогать сам сварочный трансформатор поставил небольшой дополнительный на 40 ватт. Тем самым приставка-регулятор стала полностью автономной — можно её подключать к любому сварочному трансформатору. Остальные детали регулятора тока собрал на небольшой плате из фольгированного текстолита, размерами с пачку сигарет.

В качестве основания выбрал кусок винипласта, куда прикрутил сами тиристоры ТС160 с радиаторами. Так как мощных диодов под рукой не оказалось, пришлось два тиристора заставить выполнять их функцию.

Она так-же крепится на общее основание. Для ввода сети 220 В использованы клеммы, входное напряжение со сварочного трансформатора подаётся на тиристоры через винты М12. Снимаем постоянный сварочный ток с таких-же винтов.

Сварочный аппарат собран, пришло время испытаний. Подаём на регулятор переменку с тора и меряем напряжение на выходе — оно почти не меняется. И не должно, так как для точного контроля вольтажа нужна хотя-бы небольшая нагрузка. Ей может быть простая лампа накаливания на 127 (или 220 В). Вот теперь и без всяких тестеров видно изменение яркости накала лампы, в зависимости от положения движка резистора-регулятора.

Вот и понятно, зачем по схеме указан второй подстроечный резистор — он ограничивает максимальное значение тока, что подаётся на формирователь импульсов. Без него выходной уже от половины движка достигает предельно возможного значения, что делает регулировку недостаточно плавной.

Для правильной настройки диапазона изменения тока, надо основной регулятор вывести на максимум тока (минимум сопротивления), а подстроечным (100 Ом) постепенно снижать сопротивление, пока дальнейшее его уменьшение не приведёт к увеличению сварочного тока. Зафиксировать этот момент.

Теперь сами испытания, так сказать по железу. Как и было задумано, ток нормально регулируется от нуля до максимума, однако на выходе не постоянка, а скорее импульсный постоянный ток. Короче электрод постоянного тока как не варил, так и не варит как следует.

Придётся добавлять блок конденсаторов. Для этого нашлось 5 штук отличных электролитов на 2200 мкФ 100 В. Соединив их с помощью двух медных полосок параллельно, получил вот такую батарею.

Проводим опять испытания — электрод постоянного тока вроде начал варить, но обнаружился нехороший дефект: в момент касания электрода, происходит микровзрыв и прилипание — это разряжаются конденсаторы. Очевидно без дросселя не обойтись.

И тут удача не оставила нас с преподавателем — в каптёрке нашёлся просто отличный дроссель ДР-1С, намотанный медной шиной 2х4 мм по Ш-железу и имеющий вес 16 кг.

Совсем другое дело! Теперь залипания почти нет и электрод постоянного тока варит плавно и качественно. А в момент контакта идёт не микровзрыв, а типа лёгкое шипение. Короче все довольны — учитель отличным сварочным аппаратом, а я избавлением от забивания головы архимутным предметом, не имеющим никакого отношения к электронике:)