• Cách làm đồ thủ công từ rau và trái cây
• Cách làm bàn cho cưa tròn bằng tay của chính bạn
• Biến tần hàn Barmaley
• Võng cho khu vườn: chúng là gì?
• Vũ khí tự chế để tự vệ
• Máy cưa đĩa DIY: bản vẽ, video, mô tả Máy cưa đĩa DIY làm từ cưa điện
• Những điều hữu ích từ đĩa cũ Cách sử dụng Giá đựng đĩa
• Cách buộc cà chua trong nhà kính và trên bãi đất trống: phương pháp
• Bộ sạc khởi động tự làm
• Tự làm giàn mộc phổ thông Cách làm giàn xây dựng từ gỗ

Làm một biến tần hàn tự chế không khó, đặc biệt nếu bạn thành thạo các thiết bị điện tử. Điều chính là bạn có thời gian rảnh (5-6 giờ) và mong muốn làm công việc này. Thiết bị này sẽ hữu ích cho tất cả các chủ sở hữu. Máy hàn biến tần là loại máy hàn hiện đại mới đang được ưa chuộng.

Bạn có thể tìm thấy nhiều loại biến tần khác nhau trên thị trường. Nhưng một thiết bị do bạn tự làm có thể có chất lượng tốt hơn và sẽ có giá thấp hơn so với việc mua một thiết bị mới.

Một số thông tin về máy hàn

Bây giờ rất khó để tưởng tượng bất kỳ cấu trúc nào không cần hàn. Điện áp khác nhau được sử dụng cho công việc này. Tùy thuộc vào nó, máy hàn được chia thành hai nhóm: dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều. Cho phép hàn bằng dòng điện một chiều bằng dây điện và điện cực không tráng phủ. Để làm cho hồ quang cháy ở dòng điện thấp, cần phải tăng điện áp mạch hở trên cuộn dây lên đến 70 V. Tốt hơn nên sử dụng máy hàn một chiều, dùng cho các tấm kim loại mỏng, đặc biệt là ô tô và mái nhà. Thép. Hồ quang hàn ổn định ở giai đoạn này, do đó quá trình hàn xảy ra với cả cực thuận và cực ngược của điện áp được cung cấp.

Máy hàn bao gồm những gì? Thành phần chính của thiết bị hàn bao gồm:

• máy biến áp - phần chính;
• cuộn dây sơ cấp và thứ cấp;
• vỏ cho máy hàn;
• người hâm mộ;
• giấy văn phòng phẩm hoặc cuộn từ máy tính tiền;
• dải đồng;
• băng đồng.

Quay lại nội dung

Cách làm máy hàn tự chế

Phần quan trọng nhất khi làm việc trên biến tần là mạch điện. Việc sản xuất thiết bị hàn bắt đầu bằng việc lựa chọn một máy biến áp, trên đó quấn một dải kim loại tấm đồng (dài 40 mm, dày 0,3 mm). Bạn cũng cần một lớp nhiệt, có thể được sử dụng làm giấy văn phòng phẩm hoặc cuộn từ máy tính tiền. Nó phải chắc chắn và không bị gãy khi bị thương. Không quấn dây dày vì Thiết bị này sẽ hoạt động ở tần số cao, dẫn đến máy biến áp quá nóng.

Để ngăn điều này xảy ra, hãy lấy băng đồng - đây sẽ là cuộn dây thứ hai trong số ba dải đồng. Chúng sẽ được ngăn cách bởi một lớp fluoroplastic. Đối với lần cuộn thứ hai, lấy lại tờ giấy như lần đầu tiên. Đúng là giấy sẽ sẫm màu nhưng không bị mất màu. Đừng quên lắp quạt vào máy biến áp để cuộn dây không bị nóng lên và nguội đi. Bạn có thể lấy bộ làm mát từ máy tính có điện áp 220 V và 0,15 A. Sơ đồ sẽ giúp bạn hiểu ý tưởng.

Tiếp theo, tiếp tục sản xuất biến tần dựa trên mạch của bạn. Bước tiếp theo phải là hệ thống làm mát để bảo vệ máy hàn khỏi quá nóng. Tốt hơn là lấy nó từ bộ xử lý máy tính. Cần có tổng cộng 6 chiếc quạt như vậy, 3 trong số đó nên hướng về phía cuộn dây động cơ. Đừng quên lắp đặt các cửa hút gió đối diện với bộ làm mát.

Sau này, bạn cần lắp đặt một cây cầu xiên điện. Nó sẽ được đặt trên hai bộ tản nhiệt. Cạnh trên của cây cầu sẽ ở một bên, và cạnh dưới phải được gắn qua một miếng đệm vào cây cầu bên kia. Các điốt cần được đưa ra ngoài và đặt về phía các bóng bán dẫn. Để giảm lượng khí thải, các tụ điện phải được hàn vào bảng mạch (14 miếng 0,15 μm và 630 V) và chúng phải được phân bổ trên toàn bộ đường dây điện.

Để tăng độ bắn tung tóe và tổn thất IGBT ở mức tối thiểu, cần lắp các bộ giảm âm vào mạch chứa các tụ điện C15, C16. IGBT mở nhanh hơn nhưng quá trình ngược lại sẽ mất nhiều thời gian hơn. Và lúc này C15 và C16 sẽ bắt đầu nhận điện tích thông qua diode đã được lắp đặt. Tất cả điều này được thực hiện để snubber chiếm toàn bộ năng lượng và giảm mức tiêu thụ nhiệt xuống 4-5 lần.

Quay lại nội dung

Cách kết nối biến tần hàn bằng tay của chính bạn

Việc tạo ra thiết bị này không khó như việc thiết lập nó. Nó sẽ mất nhiều thời gian hơn. Sơ đồ kết nối tuần tự sẽ giúp:

1. Biến tần hàn phải được kết nối với nguồn điện. Bạn sẽ nghe thấy âm thanh lớn, thiết bị này sẽ bắt đầu truyền dòng điện. Điện được cấp tới quạt giúp máy hàn chạy êm hơn và sinh ra ít nhiệt hơn.
2. Tiếp theo, bạn nên đóng điện trở lại. Để làm điều này, sau khi sạc các tụ điện, bạn cần kết nối rơle. Dòng điện tăng khi bật sẽ giảm.
3. Xin lưu ý rằng bạn không thể kết nối máy biến áp mà không có bộ phận điện trở, vì có thể xảy ra cháy nổ. Để tìm hiểu mức độ của máy hàn, bạn cần bật thiết bị ở chế độ ampe kế, các xung đến phải bằng 44%.
4. Với sự trợ giúp của bộ khuếch đại và bộ ghép quang truyền tín hiệu đến thiết bị, bạn có thể tự kiểm tra mối hàn. Biên độ phải là 15 V.
5. Sử dụng máy hiện sóng, bạn có thể kiểm tra hoạt động của máy hàn. Nếu các xung đến từ các cuộn dây khác nhau giống nhau thì bộ biến tần đang hoạt động bình thường.
6. Cuối cùng bạn cần kiểm tra biến áp biến tần dưới sự điều khiển của tụ điện. Để thực hiện việc này, hãy tăng mức truyền lên 200 W, kết nối máy hiện sóng và quan sát tín hiệu âm thanh mà bộ thu-phát sẽ tạo ra.

1. Một chút lý thuyết và những yêu cầu cơ bản đối với một chiếc máy hàn.

Do hướng dẫn sử dụng này không phải là bản đồ công nghệ nên tôi không cung cấp cách bố trí các bảng mạch in, thiết kế bộ tản nhiệt, cũng như thứ tự đặt các bộ phận trong vỏ cũng như bản thân thiết kế của vỏ! Tất cả điều này không thành vấn đề và không ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị dưới bất kỳ hình thức nào! Điều quan trọng duy nhất là khoảng 50 watt được phân bổ trên các bóng bán dẫn (tất cả cùng nhau, không chỉ một) của cầu nối và khoảng 100 watt trên các điốt nguồn, tổng cộng là khoảng 150 watt! Tôi không quan tâm nhiều đến việc bạn sử dụng lượng nhiệt này như thế nào, ngay cả khi bạn cho chúng vào cốc nước cất (đùa thôi :-))), điều chính yếu là không làm nóng chúng trên 120 độ C. Chà, chúng ta' Chúng tôi đã sắp xếp xong thiết kế, bây giờ là một chút lý thuyết và bạn có thể bắt đầu thiết lập nó.
Máy hàn là gì - nó là một nguồn cung cấp năng lượng mạnh mẽ có khả năng hoạt động ở chế độ hình thành và đốt cháy liên tục phóng điện hồ quang ở đầu ra! Đây là một chế độ khá nặng và không phải bộ nguồn nào cũng có thể hoạt động ở đó! Khi đầu điện cực chạm vào kim loại được hàn, sẽ xảy ra đoản mạch trong mạch hàn; đây là chế độ hoạt động quan trọng nhất của bộ cấp nguồn (PSU), vì quá trình gia nhiệt, nóng chảy và bay hơi của điện cực lạnh đòi hỏi nhiều nhiều năng lượng hơn việc đốt hồ quang đơn giản, tức là Bộ nguồn phải có nguồn dự trữ đủ để đánh lửa hồ quang ổn định khi sử dụng điện cực có đường kính tối đa cho phép đối với thiết bị này! Trong trường hợp của chúng tôi nó là 4mm. Điện cực loại ANO-21 có đường kính 3 mm đốt cháy ổn định ở dòng điện 110-130 ampe, nhưng nếu đây là dòng điện tối đa cho bộ cấp nguồn thì việc thắp sáng hồ quang sẽ rất có vấn đề! Để đánh lửa hồ quang ổn định và dễ dàng, cần thêm 50-60 ampe nữa, trong trường hợp của chúng tôi là 180-190 ampe! Và mặc dù chế độ đánh lửa là ngắn hạn nhưng bộ nguồn phải chịu được. Đi xa hơn, hồ quang đã bốc cháy, nhưng theo các định luật vật lý, đặc tính dòng điện-điện áp (CVC) của hồ quang điện trong không khí, ở áp suất khí quyển, khi hàn bằng điện cực được phủ, có hình dạng rơi xuống, tức là. Dòng điện trong hồ quang càng lớn thì điện áp trên nó càng thấp và chỉ ở dòng điện lớn hơn 80A thì điện áp hồ quang mới ổn định và không đổi khi dòng điện tăng! Dựa vào đó, có thể hiểu rằng để dễ dàng đánh lửa và đốt cháy ổn định hồ quang thì đặc tính dòng điện - điện áp của nguồn điện phải giao nhau hai lần với đặc tính điện áp hồ quang! Nếu không, hồ quang sẽ không ổn định với mọi hậu quả kéo theo như thiếu độ xuyên, đường may xốp, bỏng! Bây giờ chúng ta có thể xây dựng ngắn gọn các yêu cầu về cung cấp điện;
a) Xét hiệu suất (khoảng 80 - 85%), công suất nguồn điện tối thiểu phải là 5 kW;
b) phải điều chỉnh trơn tru dòng điện đầu ra;
c) ở dòng điện thấp, dễ bắt lửa hồ quang, có hệ thống đánh lửa nóng;
d) có bảo vệ quá tải khi điện cực dính vào nhau;
e) điện áp đầu ra ở xx không thấp hơn 45V;
e) cách ly điện hoàn toàn khỏi mạng 220V;
g) đặc tính dòng điện-điện áp giảm.
Đó là tất cả! Thiết bị tôi phát triển đáp ứng tất cả các yêu cầu này, các đặc tính kỹ thuật và sơ đồ điện được đưa ra dưới đây.

2. Đặc tính kỹ thuật của máy hàn tự chế

Điện áp nguồn 220 + 5% V
Dòng hàn 30 - 160 A
Công suất hồ quang định mức 3,5 kVA
Điện áp hở mạch ở 15 vòng ở cuộn sơ cấp 62 V
Chu kỳ hoạt động (5 phút),% Ở dòng điện tối đa 30%
PV ở dòng điện 100A 100% (PV đã cho chỉ áp dụng cho thiết bị của tôi và hoàn toàn phụ thuộc vào việc làm mát, quạt càng mạnh thì PV càng lớn) Tiêu thụ tối đa
dòng điện từ mạng (được đo bằng hằng số) 18 A
Hiệu suất 90%
Trọng lượng bao gồm cáp 5kg
Đường kính điện cực 0,8 - 4 mm

Máy hàn được thiết kế để hàn hồ quang thủ công và hàn khí bảo vệ bằng dòng điện một chiều. Chất lượng mối hàn cao được đảm bảo bằng các chức năng bổ sung được thực hiện ở chế độ tự động: với RDS
- Khởi động nóng: kể từ lúc hồ quang bắt lửa, dòng hàn đạt cực đại trong 0,3 giây
- Ổn định quá trình cháy hồ quang: khi giọt nước tách ra khỏi điện cực thì dòng hàn tự động tăng lên;
- Trong trường hợp ngắn mạch và dính điện cực, bảo vệ quá tải sẽ tự động được kích hoạt, sau khi điện cực bị đứt, tất cả các thông số sẽ được khôi phục sau 1 giây.
- Khi biến tần quá nóng, dòng hàn giảm dần xuống còn 30A và giữ nguyên như vậy cho đến khi nguội hẳn thì tự động trở về giá trị cài đặt.
Cách ly điện hoàn toàn giúp bảo vệ 100% thợ hàn khỏi bị điện giật.

3. Sơ đồ biến tần hàn cộng hưởng

Khối nguồn, khối xoay, khối bảo vệ.
Dr.1 - cuộn cảm cộng hưởng, 12 vòng bật 2xW16x20, dây PETV-2, đường kính 2,24, khe hở 0,6mm, L=88mkH Dr.2 - cuộn cảm đầu ra, 6,5 vòng bật 2xW16x20, dây PEV2, 4x2,24 , khe hở Zmm, L =10mkH Tr. 1 - máy biến áp điện, cuộn sơ cấp 14-15 vòng PETV-2, đường kính 2,24, thứ cấp 4x(3+3) cùng dây, 2xW20X28, 2000NM, L=3,5mH Tr.2 - máy biến dòng, 40 vòng trên mỗi vòng ferit K20x12x6.2000NM, dây MGTF - 0,3. Tr.Z - máy biến áp chính, 6x35 bật vòng ferit K28x16x9.2000NM, dây MGTF - 0,3. Tr.4 - Máy hạ áp 220-15-1. T1-T4 trên bộ tản nhiệt, điốt nguồn trên bộ tản nhiệt, cầu đầu vào 35A trên bộ tản nhiệt. * Tất cả các tụ điện định thời đều là tụ điện màng có TKE tối thiểu! 0,25x3,2 kV được thu thập từ Yushtuk 0,1x1,6 kV loại K73-16V nối tiếp song song. Khi kết nối Tr.Z, hãy chú ý đến các pha, bóng bán dẫn T1-T4 hoạt động theo đường chéo! Cần có điốt đầu ra 150EBU04, mạch RC song song với điốt! Với dữ liệu cuộn dây như vậy, các điốt hoạt động trong tình trạng quá tải, tốt hơn nên lắp song song hai điốt, điốt trung tâm có nhãn hiệu 70CRU04.

4. Lựa chọn Transistor công suất

Bóng bán dẫn điện là trái tim của bất kỳ máy hàn nào! Độ tin cậy của toàn bộ thiết bị phụ thuộc vào việc lựa chọn chính xác bóng bán dẫn điện. Tiến bộ công nghệ không đứng yên, nhiều thiết bị bán dẫn mới xuất hiện trên thị trường và khá khó hiểu về sự đa dạng này. Vì vậy, trong chương này tôi sẽ cố gắng phác thảo ngắn gọn những nguyên tắc cơ bản để chọn công tắc nguồn khi xây dựng một bộ biến tần cộng hưởng mạnh mẽ. Điều đầu tiên bạn cần bắt đầu là xác định gần đúng công suất của bộ chuyển đổi trong tương lai. Tôi sẽ không đưa ra những tính toán trừu tượng mà sẽ chuyển ngay sang biến tần hàn của chúng tôi. Nếu chúng ta muốn nhận được 160 ampe trong một vòng cung ở điện áp 24 volt, thì bằng cách nhân các giá trị này, chúng ta sẽ có được công suất hữu ích mà biến tần của chúng ta phải cung cấp mà không bị cháy. 24 volt là điện áp đốt cháy trung bình của một hồ quang điện dài 6 - 7 mm, trên thực tế, chiều dài của hồ quang luôn thay đổi nên điện áp trên nó thay đổi và dòng điện cũng thay đổi. Nhưng đối với tính toán của chúng tôi, điều này không quan trọng lắm! Vì vậy, nhân các giá trị này, chúng ta thu được 3840 W, ước tính hiệu suất của bộ chuyển đổi xấp xỉ 85%, bạn có thể nhận được công suất mà các bóng bán dẫn phải tự bơm qua, con số này là khoảng 4517 W. Biết được tổng công suất, bạn có thể tính được dòng điện mà các bóng bán dẫn này sẽ phải chuyển mạch. Nếu chúng ta chế tạo một thiết bị hoạt động từ mạng 220 volt, thì chỉ cần chia tổng công suất cho điện áp mạng, chúng ta có thể thu được dòng điện mà thiết bị sẽ tiêu thụ từ mạng. Đó là khoảng 20 amps! Tôi nhận được rất nhiều email hỏi liệu có thể chế tạo một chiếc máy hàn có thể chạy bằng ắc quy 12 volt trên ô tô không? Tôi nghĩ những phép tính đơn giản này sẽ giúp ích cho tất cả những ai thích hỏi chúng. Tôi thấy trước câu hỏi tại sao tôi chia tổng công suất thành 220 volt mà không phải 310, thu được sau khi chỉnh lưu và lọc điện áp nguồn, mọi thứ rất đơn giản, để duy trì 310 volt với dòng điện 20 ampe, chúng tôi sẽ cần công suất lọc 20.000 microfarad! Và chúng tôi đặt không quá 1000 uF. Có vẻ như chúng ta đã sắp xếp được giá trị hiện tại, nhưng đây không phải là dòng điện tối đa của các bóng bán dẫn mà chúng ta đã chọn! Hiện nay, trong dữ liệu tham khảo của nhiều công ty, hai thông số dòng điện tối đa được đưa ra, thông số đầu tiên là 20 độ C và thông số thứ hai là 100! Vì vậy, với dòng điện lớn chạy qua bóng bán dẫn, nhiệt được tạo ra trên nó, nhưng tốc độ nó bị bộ tản nhiệt loại bỏ không đủ cao và tinh thể có thể nóng lên đến nhiệt độ tới hạn, và nó càng nóng lên thì Dòng điện tối đa cho phép của nó sẽ ít hơn và cuối cùng điều này có thể dẫn đến việc phá hủy phím nguồn. Thông thường, sự phá hủy như vậy trông giống như một vụ nổ nhỏ, trái ngược với sự cố điện áp, khi bóng bán dẫn chỉ cháy lặng lẽ. Từ đây, chúng tôi kết luận rằng đối với dòng điện hoạt động 20 ampe, cần phải chọn các bóng bán dẫn có dòng điện hoạt động ít nhất là 20 ampe ở 100 độ C! Điều này ngay lập tức thu hẹp khu vực tìm kiếm của chúng tôi xuống còn vài chục bóng bán dẫn điện.
Đương nhiên, khi đã quyết định về dòng điện, chúng ta không được quên điện áp hoạt động, trong mạch cầu có bóng bán dẫn, điện áp không vượt quá điện áp cung cấp, hay nói một cách đơn giản hơn, không thể lớn hơn 310 volt khi được cấp nguồn từ một nguồn điện. mạng 220v. Dựa trên điều này, chúng tôi chọn các bóng bán dẫn có điện áp cho phép ít nhất là 400 volt. Nhiều người có thể nói rằng chúng tôi sẽ đặt ngay thành 1200, điều này được cho là đáng tin cậy hơn, nhưng điều này không hoàn toàn đúng, các bóng bán dẫn cùng loại, nhưng đối với các điện áp khác nhau, chúng có thể rất khác nhau! Hãy để tôi đưa ra một ví dụ: Các bóng bán dẫn IGBT từ loại IR IRG4PC50UD - 600V - 55A và các bóng bán dẫn tương tự cho 1200 volt IRG4PH50UD - 1200V - 45A, và đó không phải là tất cả sự khác biệt, với dòng điện bằng nhau trên các bóng bán dẫn này sẽ có sự sụt giảm điện áp khác nhau, trên 1,65V đầu tiên và trên 2,75V thứ hai! Và với dòng điện 20 ampe thì đây là tổn thất thêm một watt, hơn nữa đây là nguồn điện được giải phóng dưới dạng nhiệt, phải loại bỏ, đồng nghĩa với việc bạn cần phải tăng gần gấp đôi bộ tản nhiệt! Và đây không chỉ là trọng lượng bổ sung mà còn là khối lượng! Và tất cả những điều này phải được ghi nhớ khi chọn bóng bán dẫn điện, nhưng đây chỉ là ước tính đầu tiên! Giai đoạn tiếp theo là lựa chọn bóng bán dẫn theo tần số hoạt động, trong trường hợp của chúng tôi, các thông số của bóng bán dẫn phải được duy trì ít nhất ở tần số 100 kHz! Có một bí mật nhỏ: không phải hãng nào cũng cung cấp thông số tần số cắt để hoạt động ở chế độ cộng hưởng, thường chỉ dùng để chuyển nguồn, và những tần số này thấp hơn ít nhất 4 đến 5 lần so với tần số cắt khi sử dụng cùng một bóng bán dẫn ở chế độ cộng hưởng. Điều này mở rộng một chút phạm vi tìm kiếm của chúng tôi, nhưng ngay cả với những thông số như vậy, vẫn có hàng chục bóng bán dẫn từ các công ty khác nhau. Giá cả phải chăng nhất trong số chúng, cả về giá cả và tính sẵn có, là các bóng bán dẫn từ IR. Đây chủ yếu là IGBT, nhưng cũng có những bóng bán dẫn hiệu ứng trường tốt với điện áp cho phép là 500 volt, chúng hoạt động tốt trong các mạch như vậy, nhưng không thuận tiện lắm để buộc chặt, không có lỗ trên vỏ. Tôi sẽ không xem xét các thông số để bật và tắt các bóng bán dẫn này, mặc dù đây cũng là những thông số rất quan trọng, tôi sẽ nói ngắn gọn rằng để bóng bán dẫn IGBT hoạt động bình thường, cần có khoảng dừng giữa đóng và mở để tất cả các quá trình bên trong bóng bán dẫn được hoàn thành, ít nhất 1,2 micro giây! Đối với bóng bán dẫn MOSFET, thời gian này không thể nhỏ hơn 0,5 micro giây! Đây thực sự là tất cả các yêu cầu đối với bóng bán dẫn và nếu tất cả chúng đều được đáp ứng thì bạn sẽ có được một chiếc máy hàn đáng tin cậy! Dựa trên tất cả những điều trên, sự lựa chọn tốt nhất là các bóng bán dẫn từ loại IR IRG4PC50UD, IRG4PH50UD, bóng bán dẫn hiệu ứng trường IRFPS37N50A, IRFPS40N50, IRFPS43N50K. Các bóng bán dẫn này đã được thử nghiệm và chứng minh là đáng tin cậy và bền bỉ khi hoạt động trong biến tần hàn cộng hưởng. Đối với bộ chuyển đổi công suất thấp có công suất không vượt quá 2,5 kW, bạn có thể sử dụng IRFP460 một cách an toàn.

TRANSISTOR PHỔ BIẾN CHO CUNG CẤP ĐIỆN XUNG
TÊN	VÔN		SỨC CHỐNG CỰ	QUYỀN LỰC	DUNG TÍCH TẮT	Qg (NHÀ CHẾ TẠO)
MẠNG (220 V)
						17...23nC ( ST)
						38...50nC ( ST)
						35...40nC ( ST)
						39...50nC ( ST)
						46nC ( ST)
						50...70nC ( ST)
						75nC ( ST)
						84nC ( ST)
						65nC ( ST)
						46nC ( ST)
						50...70nC ( ST)
						75nC ( ST)
						65nC ( ST)
STP20NM60FP						54nC ( ST)
						150nC(IR) 75nC ( ST)
						150...200nC (IN)
						252...320nC (IN)
						87...117nC ( ST)

5. Mô tả hoạt động và phương pháp bố trí các bộ phận của máy hàn.

Hãy chuyển sang sơ đồ điện. Bộ tạo dao động chính được lắp ráp trên chip UC3825, đây là một trong những bộ điều khiển kéo đẩy tốt nhất, nó có mọi thứ, bảo vệ dòng điện, điện áp, đầu vào, đầu ra. Trong quá trình hoạt động bình thường, thực tế không thể đốt cháy nó! Như có thể thấy từ sơ đồ mạch, đây là một bộ chuyển đổi kéo đẩy cổ điển, máy biến áp điều khiển giai đoạn đầu ra.

Máy phát chính của máy hàn được cấu hình như sau: chúng ta cấp nguồn và dẫn điện trở đặt tần số vào dải 20-85 kHz, nạp điện trở 56 Ohm vào cuộn dây đầu ra của máy biến áp Tr3 và xem dạng tín hiệu , nó phải giống như trong Hình 1

Hình 1

Thời gian chết hoặc bước của bóng bán dẫn IGBT ít nhất phải là 1,2 μs; nếu sử dụng bóng bán dẫn MOSFET thì bước này có thể ít hơn, khoảng 0,5 μs. Bản thân bước này được hình thành bởi điện dung cài đặt tần số của trình điều khiển và với các chi tiết được chỉ ra trong sơ đồ, đây là khoảng 2 μs. Đây là nơi chúng tôi hoàn thành việc thiết lập SG.
Tầng đầu ra của bộ cấp nguồn là một cầu cộng hưởng hoàn chỉnh được lắp ráp trên các bóng bán dẫn IGBT như IRG4PC50UD, các bóng bán dẫn này có thể hoạt động ở tần số lên tới 200 kHz ở chế độ cộng hưởng. Trong trường hợp của chúng tôi, dòng điện đầu ra được điều khiển bằng cách thay đổi tần số của máy phát chính từ 35 kHz (dòng tối đa) thành 60 kHz (dòng tối thiểu) và mặc dù cầu cộng hưởng khó chế tạo hơn và cần điều chỉnh cẩn thận hơn, tất cả những khó khăn này được bù đắp nhiều hơn bằng hoạt động đáng tin cậy và hiệu quả cao, không có tổn hao động trên các bóng bán dẫn, các bóng bán dẫn chuyển mạch ở dòng điện bằng 0, cho phép sử dụng bộ tản nhiệt tối thiểu để làm mát; một đặc tính đáng chú ý khác của mạch cộng hưởng là công suất tự giới hạn. Hiệu ứng này được giải thích một cách đơn giản, chúng ta càng tải máy biến áp đầu ra và nó là phần tử tích cực của mạch cộng hưởng thì tần số cộng hưởng của mạch này càng thay đổi và nếu quá trình tăng tải diễn ra với tần số không đổi thì tác dụng tự động hạn chế dòng điện chạy qua tải và tất nhiên là qua toàn bộ cây cầu!
Đây là lý do tại sao việc điều chỉnh thiết bị đang tải lại rất quan trọng, tức là để đạt được công suất tối đa trong vòng cung có thông số 150A và 22-24V, bạn cần kết nối một tải tương đương với đầu ra của thiết bị, điều này là 0,14 - 0,16 Ohm và bằng cách chọn tần số, điều chỉnh độ cộng hưởng, cụ thể là ở tải này, thiết bị sẽ có công suất tối đa và hiệu suất tối đa, thậm chí ở chế độ ngắn mạch (ngắn mạch), mặc dù thực tế là dòng điện vượt quá cộng hưởng sẽ chạy trong mạch ngoài, điện áp sẽ giảm gần như bằng 0, theo đó công suất sẽ giảm và bóng bán dẫn sẽ không chuyển sang chế độ quá tải! Chưa hết, mạch cộng hưởng hoạt động theo hình sin và dòng điện cũng tăng theo định luật hình sin, tức là dl/dt không vượt quá các chế độ cho phép đối với Transistor và không cần đến snubbers (chuỗi RC) để bảo vệ Transistor khỏi các tác động động. quá tải, hay dễ hiểu hơn, do quá dốc sẽ đơn giản là không có mặt trận nào cả! Như chúng ta thấy, mọi thứ dường như đều đẹp và có vẻ như mạch bảo vệ quá dòng hoàn toàn không cần thiết, hoặc chỉ cần trong quá trình thiết lập, đừng để bị lừa, vì dòng điện được điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số, và có một phần nhỏ về đáp ứng tần số khi xảy ra cộng hưởng trong thời gian ngắn mạch, tại thời điểm này, dòng điện qua các bóng bán dẫn có thể vượt quá dòng điện cho phép đối với chúng và các bóng bán dẫn sẽ tự nhiên bị cháy. Và mặc dù khá khó để vào được chế độ đặc biệt này, nhưng theo quy luật ý nghĩa thì điều đó hoàn toàn có thể xảy ra! Đây là lúc bạn sẽ cần sự bảo vệ hiện tại!
Đặc tính volt-ampe của cầu cộng hưởng ngay lập tức có vẻ ngoài giảm xuống, và đương nhiên không cần phải tạo hình một cách giả tạo! Mặc dù, nếu cần, có thể dễ dàng điều chỉnh góc nghiêng của đặc tính dòng điện-điện áp bằng cách sử dụng cuộn cảm cộng hưởng. Và một đặc tính nữa mà tôi không thể không nói đến, và khi tìm hiểu về nó, bạn sẽ mãi quên các mạch chuyển mạch nguồn có rất nhiều trên Internet, đặc tính tuyệt vời này là khả năng vận hành một số mạch cộng hưởng trên một tải với hiệu quả tối đa! Trong thực tế, điều này cho phép tạo ra các bộ biến tần hàn (hoặc bất kỳ loại nào khác) có công suất không giới hạn! Bạn có thể tạo các thiết kế khối, trong đó mỗi khối sẽ có thể hoạt động độc lập, điều này sẽ tăng độ tin cậy của toàn bộ cấu trúc và giúp bạn có thể dễ dàng thay thế các khối khi chúng bị hỏng hoặc bạn có thể chạy nhiều khối nguồn bằng một trình điều khiển và chúng sẽ tất cả đều hoạt động theo từng giai đoạn. Vì vậy, chiếc máy hàn do tôi chế tạo theo nguyên tắc này dễ dàng tạo ra dòng điện 300 ampe, với trọng lượng không tính thân máy là 5 kg! Và đây chỉ là một bộ đôi, bạn có thể tăng sức mạnh vô hạn!
Đây là một sai lệch nhỏ so với chủ đề chính, nhưng tôi hy vọng nó mang lại cơ hội để hiểu và đánh giá cao tất cả những điều thú vị của mạch cầu cộng hưởng đầy đủ. Bây giờ chúng ta hãy quay lại việc thiết lập!
Nó được cấu hình như sau: ta nối SG với cầu, có tính đến các pha (bóng bán dẫn hoạt động chéo), cấp nguồn 12-25V, bật bóng đèn 100W 12-24V ở cuộn thứ cấp của máy biến áp Tr1, thay đổi tần số của SG chúng ta đạt được độ sáng rực rỡ nhất của bóng đèn, trong trường hợp của chúng ta là 30 -35kHz là tần số cộng hưởng, sau đó tôi sẽ cố gắng nói chi tiết về cách hoạt động của một cây cầu cộng hưởng hoàn toàn.
Các bóng bán dẫn trong cầu cộng hưởng (như trong cầu tuyến tính) hoạt động theo đường chéo, trông như thế này: T4 phía trên bên trái và T2 phía dưới bên phải đồng thời mở, lúc này T3 phía trên bên phải và T1 phía dưới bên trái đều đóng. Hoặc ngược lại! Hoạt động của cầu cộng hưởng có thể được chia thành bốn giai đoạn. Chúng ta hãy xem điều gì và xảy ra như thế nào nếu tần số chuyển mạch của bóng bán dẫn trùng với tần số cộng hưởng của mạch Dr.1-Cut.-Tr.1. Giả sử các bóng bán dẫn T3, T1 được mở ở pha đầu tiên, thời gian chúng duy trì ở trạng thái mở được thiết lập bởi trình điều khiển 3G và ở tần số cộng hưởng 33 kHz là 14 μs. Lúc này, dòng điện chạy qua Vết cắt. - TS.1 - Tr.1. Dòng điện trong mạch này trước tiên tăng từ 0 đến giá trị tối đa, sau đó, khi tụ điện tích điện, Cắt. , giảm dần về không. Cuộn cảm cộng hưởng Dr.1, mắc nối tiếp với tụ điện, tạo thành mặt trước hình sin. Nếu bạn nối một điện trở nối tiếp với mạch cộng hưởng và nối máy hiện sóng với nó, bạn có thể thấy hình dạng dòng điện giống như nửa chu kỳ của sóng hình sin. Ở pha thứ hai, kéo dài 2 μs, các cổng của bóng bán dẫn T1, T3 được nối đất thông qua điện trở 56 Ohm và cuộn dây của biến áp xung Tr.3, đây được gọi là “thời gian chết”. Trong thời gian này, điện dung cổng của bóng bán dẫn T1, T3 được phóng điện hoàn toàn và các bóng bán dẫn đóng lại. Như có thể thấy ở trên, thời điểm chuyển từ trạng thái mở sang trạng thái đóng của bóng bán dẫn trùng với dòng điện bằng 0, vì tụ điện bị cắt. đã được sạc và dòng điện không còn chạy qua nó nữa. Giai đoạn thứ ba bắt đầu - bóng bán dẫn T2, T4 mở. Thời gian chúng duy trì ở trạng thái mở là 14 μs, trong thời gian đó tụ điện Slice được sạc lại hoàn toàn, tạo thành nửa chu kỳ thứ hai của hình sin. Điện áp mà Vết cắt được sạc lại phụ thuộc vào điện trở tải trong cuộn thứ cấp của Tr.1, điện trở tải càng thấp thì điện áp trên Vết cắt càng lớn. Với tải 0,15 Ohm, điện áp trên tụ cộng hưởng có thể đạt tới 3 kV. Giai đoạn thứ tư bắt đầu, giống như giai đoạn thứ hai, tại thời điểm dòng thu của bóng bán dẫn T2, T4 giảm xuống 0. Giai đoạn này cũng kéo dài 2 µs. Các bóng bán dẫn tắt. Sau đó mọi thứ lặp lại. Giai đoạn hoạt động thứ hai và thứ tư là cần thiết để các bóng bán dẫn trong nhánh cầu có thời gian đóng lại trước khi cặp tiếp theo mở ra; nếu thời gian của giai đoạn thứ hai và thứ tư nhỏ hơn thời gian cần thiết để đóng hoàn toàn các bóng bán dẫn đã chọn , sẽ xuất hiện một xung dòng điện chạy qua, gần như đoản mạch điện áp cao và hậu quả dễ dàng đoán trước được, thường là toàn bộ cánh tay (bóng bán dẫn trên và dưới) bị cháy, cộng thêm cầu điện, cộng thêm tình trạng ùn tắc giao thông của nhà hàng xóm! :-))). Đối với các bóng bán dẫn được sử dụng trong mạch của tôi, “thời gian chết” ít nhất phải là 1,2 μs, nhưng tính đến độ trải rộng của các tham số, tôi đã cố tình tăng nó lên 2 μs.
Một điều rất quan trọng nữa cần nhớ là tất cả các phần tử của cầu cộng hưởng đều ảnh hưởng đến tần số cộng hưởng và khi thay thế bất kỳ phần tử nào trong số chúng, dù là tụ điện, cuộn cảm, máy biến áp hay bóng bán dẫn, để đạt được hiệu suất tối đa, bạn cần điều chỉnh lại phần cộng hưởng. Tính thường xuyên! Trong sơ đồ, tôi đã đưa ra các giá trị độ tự cảm, nhưng điều này không có nghĩa là bằng cách lắp đặt cuộn cảm hoặc máy biến áp có thiết kế khác có độ tự cảm như vậy, bạn sẽ nhận được các thông số đã hứa. Tốt hơn là làm như tôi khuyên. Sẽ rẻ hơn!
Nói chung, cách thức hoạt động của cầu cộng hưởng có vẻ đã rõ ràng, bây giờ chúng ta cùng tìm hiểu xem cuộn cảm cộng hưởng Dr.1 thực hiện chức năng gì và khá quan trọng
Nếu trong lần điều chỉnh đầu tiên, độ cộng hưởng thấp hơn nhiều so với 30 kHz, đừng lo lắng! Đó chỉ là lõi ferrite Dr1., hơi khác một chút, điều này có thể dễ dàng sửa chữa bằng cách tăng khoảng cách không từ tính; dưới đây chúng tôi mô tả chi tiết quá trình điều chỉnh và các sắc thái thiết kế của cuộn cảm cộng hưởng Dr1.
Thành phần quan trọng nhất của mạch cộng hưởng là cuộn cảm cộng hưởng Dr.1, công suất do biến tần cung cấp cho tải và tần số cộng hưởng của toàn bộ bộ chuyển đổi phụ thuộc vào chất lượng sản xuất của nó! Trong quá trình tinh chỉnh trước, hãy cố định ga sao cho có thể tháo, tháo rời để tăng hoặc giảm khe hở. Vấn đề là lõi ferrite tôi sử dụng luôn khác nhau và mỗi lần tôi phải điều chỉnh cuộn cảm bằng cách thay đổi độ dày của khe hở không từ tính! Trong thực tế của tôi, để có được các thông số đầu ra giống hệt nhau, tôi đã phải thay đổi khoảng cách từ 0,2 đến 0,8 mm! Tốt hơn là bắt đầu với 0,1 mm, tìm mức cộng hưởng và đồng thời đo công suất đầu ra; nếu tần số cộng hưởng dưới 20 kHz và dòng điện đầu ra không vượt quá 50-70A thì bạn có thể tăng khoảng cách lên 2 một cách an toàn -2,5 lần! Tất cả các điều chỉnh trong van tiết lưu chỉ được thực hiện bằng cách thay đổi độ dày của khe hở không từ tính! Đừng thay đổi số lượt! Chỉ sử dụng giấy hoặc bìa cứng làm miếng đệm, không bao giờ sử dụng màng tổng hợp, chúng hoạt động không thể đoán trước và có thể tan chảy hoặc thậm chí cháy! Với các thông số ghi trên sơ đồ, độ tự cảm của cuộn cảm phải xấp xỉ 88-90 μH, khoảng cách này là 0,6 mm, 12 vòng dây PETV2 có đường kính 2,24 mm. Tôi nhắc lại một lần nữa, bạn chỉ có thể điều chỉnh các thông số bằng cách thay đổi độ dày của khe hở! Tần số cộng hưởng tối ưu cho ferrite có độ thấm 2000NM nằm trong khoảng 30-35 kHz, nhưng điều này không có nghĩa là chúng sẽ không hoạt động thấp hơn hoặc cao hơn mà chỉ là tổn thất sẽ hơi khác nhau. Lõi ga không được siết chặt bằng giá đỡ kim loại, ở khu vực có khe hở, kim loại của giá đỡ sẽ rất nóng!
Tiếp theo là tụ điện cộng hưởng, một chi tiết không kém phần quan trọng! Trong những thiết kế đầu tiên, tôi đã cài đặt K73 -16V, nhưng bạn cần ít nhất 10 cái trong số chúng, và thiết kế hóa ra khá cồng kềnh, mặc dù khá đáng tin cậy. Tụ nhập từ WIMA nay đã xuất hiện MKP10, 0,22x1000V- đây là những tụ điện đặc biệt cho dòng điện cao, chúng hoạt động rất đáng tin cậy, tôi chỉ lắp 4 cái, chúng thực tế không chiếm dung lượng và không hề nóng chút nào! Bạn có thể sử dụng các tụ điện như K78-2 0,15x1000V, bạn sẽ cần 6 tụ điện. Chúng được kết nối song song thành hai khối ba khối, tạo ra điện áp 0,225x2000V. Chúng hoạt động tốt và hầu như không bị nóng. Hoặc sử dụng tụ điện được thiết kế chuyên dùng cho bếp từ loại MKP của Trung Quốc.
Chà, có vẻ như chúng ta đã tìm ra rồi, chúng ta có thể chuyển sang cấu hình sâu hơn.
Chúng tôi thay đèn sang loại mạnh hơn và điện áp 110V, và lặp lại mọi thứ từ đầu, nâng dần điện áp lên 220 volt. Nếu mọi thứ hoạt động, hãy tắt đèn, kết nối điốt nguồn và cuộn cảm Dr.2. Chúng ta nối một biến trở có điện trở 1 Ohm x 1 kW vào đầu ra của thiết bị và lặp lại mọi việc bằng cách trước tiên đo điện áp trên tải và điều chỉnh tần số thành cộng hưởng, lúc này sẽ có điện áp cực đại trên biến trở, và khi tần số thay đổi theo bất kỳ hướng nào, điện áp sẽ giảm! Nếu mọi thứ được lắp ráp chính xác, điện áp tối đa trên tải sẽ vào khoảng 40V. Theo đó, dòng tải vào khoảng 40A. Không khó để tính công suất 40x40, chúng ta nhận được 1600 W, sau đó bằng cách giảm điện trở tải, chúng ta điều chỉnh độ cộng hưởng bằng điện trở đặt tần số, dòng điện tối đa chỉ có thể đạt được ở tần số cộng hưởng, để làm được điều này, chúng ta kết nối một vôn kế mắc song song với tải và bằng cách thay đổi tần số của máy phát, chúng ta tìm được điện áp tối đa. Việc tính toán mạch cộng hưởng được mô tả chi tiết ở (6). Lúc này, bạn có thể nhìn vào dạng sóng điện áp trên tụ điện cộng hưởng, phải có một hình sin chính xác có biên độ lên tới 1000 volt. Khi điện trở tải giảm (công suất tăng) thì biên độ tăng lên 3 kV nhưng dạng điện áp phải giữ nguyên là hình sin! Điều này rất quan trọng, nếu xảy ra hiện tượng tam giác thì có nghĩa là điện dung bị đứt hoặc cuộn dây của cuộn cảm cộng hưởng bị chập, cả hai điều này đều không như mong muốn! Ở các giá trị được chỉ ra trong sơ đồ, độ cộng hưởng sẽ vào khoảng 30-35 kHz (phụ thuộc nhiều vào độ thấm của ferrite).
Một chi tiết quan trọng khác, để có được dòng điện tối đa trong hồ quang, bạn cần điều chỉnh độ cộng hưởng ở mức tải tối đa, trong trường hợp của chúng tôi, để có được dòng điện trong hồ quang là 150A, tải trong quá trình điều chỉnh phải là 0,14 ohms! (Nó quan trọng!). Điện áp ở tải khi đặt dòng điện tối đa phải là 22 -24V, đây là điện áp hồ quang thông thường! Theo đó, công suất trong hồ quang sẽ là 150 x 24 = 3600 W, đủ để đốt cháy bình thường một điện cực có đường kính 3-3,6 mm. Bạn có thể hàn hầu hết mọi miếng sắt, tôi đã hàn đường ray!
Dòng điện đầu ra được điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số của máy phát.
Khi tần số tăng lên, điều sau đây trước tiên sẽ xảy ra: tỷ lệ giữa thời lượng xung và khoảng dừng (bước) thay đổi; thứ hai: bộ chuyển đổi mất cộng hưởng; và cuộn cảm từ cuộn cảm cộng hưởng biến thành cuộn cảm rò rỉ, tức là điện trở của nó phụ thuộc trực tiếp vào tần số, tần số càng cao thì điện kháng cảm ứng của cuộn cảm càng lớn. Đương nhiên, tất cả điều này dẫn đến giảm dòng điện qua máy biến áp đầu ra, trong trường hợp của chúng tôi, sự thay đổi tần số từ 30 kHz đến 57 kHz gây ra sự thay đổi dòng điện trong hồ quang từ 160 A đến 25 A, tức là. 6 lần! Nếu tần số được thay đổi tự động thì bạn có thể điều khiển dòng hồ quang trong quá trình hàn, chế độ “khởi động nóng” được thực hiện theo nguyên tắc này, bản chất của nó là ở bất kỳ giá trị nào của dòng hàn, dòng điện sẽ cực đại đối với 0,3 giây đầu tiên! Điều này giúp dễ dàng đốt cháy và duy trì hồ quang ở dòng điện thấp. Chế độ bảo vệ nhiệt cũng được tổ chức để tự động tăng tần số khi đạt đến nhiệt độ tới hạn, điều này đương nhiên khiến dòng điện hàn giảm đều đặn đến giá trị tối thiểu mà không cần tắt máy đột ngột! Điều này rất quan trọng vì miệng núi lửa không hình thành như thể vòng cung bị gián đoạn đột ngột!
Nhưng nhìn chung, bạn có thể làm mà không cần những chiếc chuông và còi này, mọi thứ hoạt động khá ổn định và nếu bạn làm việc không cuồng nhiệt, thiết bị không nóng quá 45 độ C và hồ quang dễ dàng bốc cháy ở mọi chế độ.
Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét mạch bảo vệ quá dòng, như đã đề cập ở trên, nó chỉ cần thiết tại thời điểm thiết lập và tại thời điểm chế độ ngắn mạch trùng với cộng hưởng, nếu điện cực bị kẹt ở chế độ này! Như bạn thấy, nó được lắp ráp trên 561LA7, mạch là một loại đường trễ, độ trễ bật là 4 ms, độ trễ tắt là 20 ms, độ trễ bật là cần thiết để đốt cháy hồ quang ở bất kỳ chế độ nào, ngay cả khi chế độ ngắn mạch trùng với cộng hưởng!
Mạch bảo vệ được cấu hình để dòng điện tối đa trong mạch sơ cấp khoảng 30A; trong quá trình thiết lập, tốt hơn là giảm dòng bảo vệ xuống 10-15A; để làm điều này, thay thế điện trở 6k bằng điện trở 15k trong mạch bảo vệ. Nếu mọi thứ đều ổn, hãy thử tạo một hình vòng cung trên một chiếc kẹp giấy nào đó.
Dưới đây tôi sẽ cố gắng giải thích tại sao mạch bảo vệ trên không có tác dụng trong quá trình hoạt động bình thường, thực tế là dòng điện cực đại chạy trong cuộn sơ cấp của máy biến áp hoàn toàn chỉ phụ thuộc vào thiết kế của cuộn cảm cộng hưởng, chính xác hơn là vào khe hở. trong lõi từ của cuộn cảm này, và do đó chúng ta không làm điều này ở cuộn thứ cấp nên dòng điện trong cuộn sơ cấp không thể vượt quá dòng điện cực đại của mạch cộng hưởng! Do đó, kết luận - cấu hình bảo vệ cho dòng điện cực đại trong cuộn sơ cấp của máy biến áp chỉ có thể hoạt động tại thời điểm cộng hưởng, nhưng tại sao chúng ta lại cần nó vào lúc này? Để không làm quá tải các bóng bán dẫn tại thời điểm chế độ ngắn mạch trùng với cộng hưởng, và đương nhiên trong trường hợp chúng ta cho rằng mạch cộng hưởng và máy biến áp bị cháy cùng lúc, thì tất nhiên việc bảo vệ đó là trên thực tế, cần thiết cho mục đích này, tôi đã đưa nó vào mạch điện ngay từ đầu. Tôi bắt đầu thử nghiệm với các bóng bán dẫn khác nhau và các thiết kế khác nhau của cuộn cảm, máy biến áp và tụ điện. Và biết được tâm trí tò mò của nhân dân ta, những người sẽ không tin những gì được viết và sẽ cuộn dây, cuộn cảm, lắp tụ điện liên tiếp, tôi đã bỏ nó đi, tôi nghĩ nó không phải là vô ích! :-))) Còn một sắc thái quan trọng nữa, dù bạn cấu hình bảo vệ thế nào thì cũng chỉ có một điều kiện, ở chân thứ 9 của vi mạch Uc3825, điện áp tăng mượt sẽ không đến, chỉ có cạnh nhanh từ 0 đến +3(5) V, hiểu được điều này, tôi phải tốn vài bóng bán dẫn điện! Và một mẹo nữa:
- tốt hơn là bắt đầu điều chỉnh nếu không có khe hở trong cuộn cảm cộng hưởng, điều này sẽ ngay lập tức hạn chế dòng điện ngắn mạch trong cuộn dây đầu ra ở mức 40 - 60A, sau đó tăng dần khe hở và theo đó là dòng điện đầu ra! Hãy nhớ điều chỉnh độ cộng hưởng mỗi lần, khi khoảng cách tăng lên, nó sẽ di chuyển theo hướng tăng tần số!
Dưới đây là sơ đồ bảo vệ nhiệt độ Hình 2, bộ ổn định khởi động nóng và đốt hồ quang Hình 3, mặc dù trong những phát triển mới nhất, tôi không lắp chúng và để bảo vệ nhiệt, tôi dán các công tắc nhiệt 80°-100°C lên điốt và vào cuộn dây của máy biến áp và kết nối chúng mọi thứ đều nhất quán, và tôi tắt điện áp cao bằng một rơle bổ sung, một cách đơn giản và đáng tin cậy! Và hồ quang ở 62V ở XX, bốc cháy khá dễ dàng và nhẹ nhàng, nhưng việc bật mạch “khởi động nóng” cho phép bạn tránh được chế độ đoản mạch - cộng hưởng! Nó đã được đề cập ở trên.

Hình 2

Hình 3

Sự thay đổi độ dốc của đặc tính dòng điện-điện áp như là một hàm của tần số, các đường cong thu được bằng thực nghiệm với khe hở trong cuộn cảm cộng hưởng là 0,5 mm. Khi khoảng trống thay đổi theo hướng này hay hướng khác, độ dốc của tất cả các đường cong cũng thay đổi tương ứng. Khi khe hở tăng lên, đặc tính dòng điện-điện áp trở nên phẳng hơn và hồ quang trở nên cứng hơn! Như có thể thấy từ các biểu đồ thu được, bằng cách tăng khoảng cách, bạn có thể thu được đặc tính dòng điện-điện áp khá cứng. Và mặc dù phần ban đầu trông có vẻ dốc xuống, nhưng nguồn điện có đặc tính dòng điện-điện áp như vậy có thể được sử dụng với C02 bán tự động nếu cuộn thứ cấp giảm xuống còn 2+2 vòng.

6. Những phát triển mới và mô tả công việc của họ.

Dưới đây là sơ đồ về những phát triển mới nhất của tôi và nhận xét về chúng.

Hình 5 cho thấy sơ đồ của biến tần hàn với mạch sửa đổi của bộ phận bảo vệ; cảm biến Hall loại Ss495 được sử dụng làm cảm biến dòng điện; cảm biến này có sự phụ thuộc tuyến tính của điện áp đầu ra vào cường độ của từ trường, và được lắp vào một vòng xẻ làm bằng permalloy, cho phép bạn đo dòng điện lên tới 100 ampe. Một sợi dây được truyền qua vòng, mạch cần được bảo vệ và khi đạt đến dòng điện tối đa cho phép trong mạch này, mạch sẽ ra lệnh tắt. Trong mạch của tôi, khi đạt đến dòng điện tối đa cho phép trong mạch được bảo vệ, bộ tạo dao động chính sẽ bị chặn. Tôi luồn một dây dương cao thế (+310V) qua vòng, nhờ đó hạn chế dòng điện toàn cầu ở mức 20 - 25A. Để đảm bảo rằng hồ quang dễ dàng bắt lửa và mạch bảo vệ không bị tắt nhầm, một mạch RC được đưa vào sau cảm biến Hall, bằng cách thay đổi các thông số mà bạn có thể đặt độ trễ để tắt bộ nguồn. Thực ra đó là tất cả những thay đổi, như bạn có thể thấy, thực tế tôi không thay đổi phần nguồn, hóa ra nó rất đáng tin cậy, tôi chỉ giảm điện dung đầu vào từ 1000 xuống 470 microfarad, nhưng đây đã là giới hạn rồi, không phải đâu giá trị thiết lập ít hơn. Và nếu không có công suất này, tôi hoàn toàn không khuyên bạn nên bật thiết bị, điện áp cao sẽ xảy ra và cầu đầu vào có thể bị cháy, kéo theo tất cả những hậu quả sau đó! Tôi khuyên bạn nên lắp đặt một transil 1.5KE250CA song song với diode giữa, trong mạch RC song song với điốt và tăng công suất của điện trở lên 5 W. Hệ thống khởi động đã được thay đổi, giờ đây còn có chức năng bảo vệ khỏi chế độ ngắn mạch dài hạn, khi điện cực, tụ điện mắc song song với rơle đặt thời gian trễ tắt máy. Nếu đầu ra có một diode công suất 150EBU04 trên mỗi nhánh thì tôi khuyên bạn không nên đặt quá 50mF và mặc dù độ trễ sẽ chỉ là vài chục mili giây, nhưng điều này là khá đủ để đốt cháy hồ quang và các điốt sẽ không có thời gian để cháy ngoài! Khi kết nối song song hai điốt, bạn có thể tăng điện dung lên 470mF và theo đó độ trễ sẽ tăng lên vài giây! Hệ thống khởi động hoạt động như sau: khi nối vào mạng điện xoay chiều, một mạch RC gồm một tụ điện có công suất 4mF và một điện trở có điện trở 4-6 Ohms giới hạn dòng điện đầu vào ở mức 0,3A, công suất chính là 470gg^x350y, nó sạc chậm và điện áp đầu ra tăng tự nhiên, ngay khi điện áp đầu ra đạt khoảng 40V, rơle kích hoạt được kích hoạt, đóng mạch RC bằng các tiếp điểm của nó, sau đó điện áp đầu ra tăng lên 62V. Nhưng bất kỳ rơle nào cũng có một đặc tính thú vị: nó hoạt động ở một dòng điện và giải phóng phần ứng ở một dòng điện khác. Thông thường tỷ lệ này là 5/1, để cho rõ ràng hơn, nếu rơle bật ở dòng điện 5mA thì nó sẽ tắt ở dòng điện 1mA. Điện trở mắc nối tiếp với rơle được chọn sao cho rơle bật ở 40V và tắt ở 10V. Vì xích rơle - một điện trở - được mắc song song với hồ quang, và như chúng ta đã biết, hồ quang cháy trong khoảng 18 - 28V thì rơle ở trạng thái bật, nếu xảy ra đoản mạch ở đầu ra (điện cực). dính), sau đó điện áp giảm mạnh xuống 3-5V, có tính đến sự sụt giảm trên dây cáp và điện cực. Ở điện áp này, rơle không còn có thể giữ ở trạng thái bật và mở mạch nguồn, mạch RC được bật, nhưng miễn là chế độ ngắn mạch vẫn ở mạch đầu ra thì rơle nguồn sẽ mở. Sau khi loại bỏ chế độ ngắn mạch, điện áp đầu ra bắt đầu tăng, rơle nguồn được kích hoạt và thiết bị sẵn sàng hoạt động trở lại, toàn bộ quá trình này mất 1-2 giây và thực tế không được chú ý, và sau khi xé điện cực, bạn có thể ngay lập tức bắt đầu những nỗ lực mới để đốt cháy vòng cung. :-))) Thông thường hồ quang không bắt lửa tốt nếu chọn dòng điện không chính xác, điện cực bị ẩm hoặc chất lượng kém hoặc lớp phủ bị bong tróc. Nói chung, cần nhớ rằng hàn bằng dòng điện một chiều, nếu điện áp không vượt quá 65V, cần phải làm khô hoàn toàn các điện cực! Thông thường, trên bao bì của điện cực họ ghi điện áp XX để hàn ở dòng điện một chiều mà tại đó điện cực sẽ cháy ổn định! Đối với ANO21, điện áp XX phải lớn hơn 50 Volts! Nhưng đây là dành cho các điện cực nung! Và nếu chúng được cất giữ nhiều năm trong tầng hầm ẩm ướt thì đương nhiên chúng sẽ cháy kém và sẽ tốt hơn nếu điện áp XX cao hơn. Cuộn sơ cấp gồm 14 vòng thì điện áp không tải khoảng 66V. Ở điện áp này, hầu hết các điện cực đều cháy bình thường.
Để giảm trọng lượng, thay vì máy biến áp 15V, người ta đã sử dụng bộ chuyển đổi trên chip IR53HD420, đây là một con chip rất đáng tin cậy và có thể dễ dàng tạo ra nguồn điện có công suất lên tới 50W. Máy biến áp trong nguồn điện được quấn dạng cốc B22 - 2000NM, cuộn sơ cấp 60 vòng, dây PEV-2, đường kính 0,3 mm, dây thứ cấp 7+7 vòng, dây có đường kính 0,7 mm. Tần số chuyển đổi là 100 -120 kHz, tôi khuyên bạn nên lắp một tông đơ làm điện trở cài đặt tần số để trong trường hợp nhịp đập bằng bộ nguồn, bạn có thể thay đổi tần số! Sự xuất hiện của nhịp đập có nghĩa là cái chết của thiết bị!

Thiết kế bướm ga Dr.1 và dr.2

Miếng đệm các tông, 3 chiếc. Đối với Dr.1 0,1 - 0,8 mm (được chọn trong khi thiết lập) đối với Dr.2 - 3 mm.
Lõi 2xW16x20 2000NM
Khung cuộn được dán lại với nhau từ sợi thủy tinh mỏng, đặt trên khung gỗ và quấn theo số vòng yêu cầu. Dr.1 - 12 vòng, dây PETV-2, đường kính 2,24 mm, quấn có khe hở không khí giữa các vòng, độ dày khe hở 0,3 - 0,5 mm. Bạn có thể dùng sợi bông dày, cẩn thận đặt vào giữa các vòng dây, xem hình. Dr.2 - 6,5 cuộn vết thương thành 4 dây, nhãn hiệu PETV -2, đường kính 2,24 mm, tổng tiết diện 16 m2. , được quấn chặt, thành hai lớp. Các cuộn dây cần được buộc chặt bằng nhựa epoxy.

Hình 6 thiết kế cuộn cảm cộng hưởng và đầu ra.

Hình 7 cho thấy thiết kế của bộ nguồn, một loại “bánh nhiều tầng”, dành cho những người lười biếng :-)))

Hình 8

Hình 9

Hình 10

Hình 11

Hình 8 - 11 hệ thống dây điện của bộ điều khiển, dành cho những người thường nhầm lẫn về mọi thứ :-))). Mặc dù cần phải tìm ra điều gì dẫn đến đâu và ở đâu!

Sơ đồ khởi động nóng

Hình 12 Mạch đánh lửa mềm

Hình 12 Hệ thống đánh lửa mềm, rất hiệu quả khi hoạt động ở dòng điện thấp. Thực tế là không thể không tạo ra hồ quang, bạn chỉ cần đặt điện cực lên kim loại và bắt đầu rút dần, xuất hiện hồ quang có ampe thấp, không hàn được điện cực, không đủ điện nhưng cháy và giãn hoàn hảo, đèn như diêm, đẹp quá! À, khi hồ quang này sáng lên tức là nguồn điện được mắc song song, nếu đột nhiên điện cực bị kẹt thì dòng điện sẽ tắt ngay lập tức, chỉ còn lại dòng điện đánh lửa. Và cho đến khi hồ quang sáng lên, dòng điện không bật! Tôi khuyên bạn nên cài đặt nó, hồ quang sẽ ở bất kỳ điều kiện nào, bộ nguồn không bị quá tải và luôn hoạt động ở chế độ tối ưu, dòng điện ngắn mạch gần như được loại bỏ!

Hình 13

Bộ điều khiển hồ quang điện được thể hiện trên Hình 13. Nó hoạt động như thế này - nó đo điện áp ở điện trở đầu ra của hệ thống đánh lửa và đưa ra tín hiệu để khởi động bộ nguồn chỉ trong dải điện áp 55 - 25V, tức là chỉ tại thời điểm hồ quang đang cháy!

Các tiếp điểm Rơle P hoạt động để đóng và được kết nối với điểm ngắt trong mạch điện áp cao của bộ nguồn. Rơle 12VDC, 300VDC x 30A.
Khá khó để tìm được một rơle có thông số như vậy, nhưng bạn có thể làm theo cách khác :-)) bật rơle để mở, nối một tiếp điểm với +12V, và tiếp điểm thứ hai qua điện trở 1kOhm, kết nối với chân thứ 9 của vi mạch Uc3825 trong khối ZG. Công việc đó rất tốt! Hoặc áp dụng sơ đồ bên dưới trong Hình 15,

Mạch hoàn toàn tự động nhưng với những sửa đổi đơn giản, nó có thể được sử dụng đồng thời làm nguồn điện (12V) cho mạch điều khiển, công suất của bộ chuyển đổi này không quá 200W. Cần phải lắp đặt bộ tản nhiệt trên bóng bán dẫn và điốt. Khi kết nối "MP", phải loại trừ hoàn toàn các tụ điện đầu ra và cuộn cảm đầu ra trong bộ nguồn. Hình 14 cho thấy sơ đồ hoàn chỉnh của biến tần hàn với hệ thống đánh lửa mềm.

điểm kết nối được hiển thị bằng đường chấm màu đỏ trong Hình 14

Hình 16. Sơ đồ làm việc của một trong các phương án đốt mềm

7. Kết luận

Tóm lại, tôi xin lưu ý ngắn gọn những điểm chính cần nhớ khi thiết kế biến tần hàn cộng hưởng mạnh:
a) loại bỏ hoàn toànPWM, để làm được điều này, bạn cần có điện áp cung cấp ổn định cho bộ tạo dao động chính, không có điện áp thay đổi ở đầu vào của bộ khuếch đại “lỗi” (1,3), thời gian “khởi động mềm” tối thiểu được đặt bởi điện dung tại (8), chặn vi mạch (9) chỉ giảm điện áp mạnh, logic tốt nhất từ ​​0 đến +5V với cạnh tăng dốc, bật theo cùng mức giảm logic từ +5V xuống 0;
b) Bắt buộc phải lắp điốt zener hai anode loại KS213 vào cổng của bóng bán dẫn điện;
c) đặt máy biến áp điều khiển gần các bóng bán dẫn điện, xoắn đôi dây dẫn ra cổng;
d) Khi nối dây bảng cầu nguồn, hãy nhớ rằng dòng điện đáng kể sẽ chạy dọc theo đường ray (lên đến 25A), do đó, bus (-) và (+), cũng như các thanh cái để kết nối mạch cộng hưởng, phải được thực hiện càng rộng càng tốt và đồng phải được đóng hộp;
e) tất cả các mạch điện phải có kết nối chắc chắn, tốt nhất nên hàn chúng; tiếp xúc kém, với dòng điện lớn hơn 100A có thể dẫn đến nóng chảy và cháy các bộ phận bên trong thiết bị;
f) Dây nối mạng phải có tiết diện đủ 1,5 - 2,5 mm vuông;
g) đảm bảo lắp cầu chì 25A ở đầu vào, bạn có thể lắp đặt máy;
h) tất cả các mạch điện áp cao phải được cách ly chắc chắn với vỏ và đầu ra;
i) không siết chặt cuộn cảm cộng hưởng bằng khung kim loại hoặc bọc nó bằng vỏ kim loại chắc chắn;
j) phải nhớ rằng một lượng nhiệt đáng kể được tạo ra trên các phần tử nguồn của mạch điện; điều này phải được tính đến khi đặt các bộ phận vào vỏ; cần phải cung cấp hệ thống thông gió;
k) bắt buộc phải lắp đặt các mạch RC bảo vệ song song với các điốt công suất đầu ra; chúng bảo vệ các điốt đầu ra khỏi đánh thủng điện áp;
m) không bao giờ sử dụng bất kỳ loại rác nào làm tụ điện cộng hưởng, điều này có thể dẫn đến kết quả rất tai hại, chỉ những loại được chỉ định trong sơ đồ là K73-16V (0,1x1600V) hoặc WIMA MKP10 (0,22x1000V), K78-2 ( 0,15x1000V ) bằng cách nối chúng nối tiếp và song song.
Việc tuân thủ nghiêm ngặt tất cả các điểm trên sẽ đảm bảo thành công 100% và sự an toàn của bạn. Bạn phải luôn nhớ - điện tử công suất không tha thứ cho những sai lầm!

8. Sơ đồ và mô tả hoạt động của biến tần có cuộn cảm rò rỉ.

Một trong những cách tạo ra đặc tính volt-ampe giảm của máy hàn là sử dụng cuộn cảm rò rỉ. Bộ máy Fast and the Furious được chế tạo theo sơ đồ này. Đây là một cái gì đó giữa một cây cầu thông thường, dòng điện được điều khiển bởi xung điện và một cây cầu cộng hưởng, được điều khiển bởi sự thay đổi tần số.

Tôi sẽ cố gắng nêu bật tất cả những ưu và nhược điểm của việc xây dựng biến tần hàn này. Hãy bắt đầu với những ưu điểm: a) việc điều chỉnh dòng điện dựa trên tần số; khi tần số tăng thì dòng điện giảm. Điều này giúp có thể điều chỉnh dòng điện ở chế độ tự động, giúp dễ dàng xây dựng hệ thống “khởi động nóng”.
b) đặc tính dòng điện-điện áp rơi được hình thành bởi một cuộn cảm rò rỉ, cấu trúc này đáng tin cậy hơn so với ổn định tham số bằng xung điện và nhanh hơn, không có độ trễ khi bật các phần tử hoạt động. Đơn giản và đáng tin cậy! Có lẽ đây đều là những lợi thế. :-(^^^L
Bây giờ về những nhược điểm, chúng cũng không có nhiều:
a) Transistor hoạt động ở chế độ chuyển mạch tuyến tính;
b) cần có bộ giảm âm để bảo vệ bóng bán dẫn;
c) dải điều chỉnh dòng điện hẹp;
d) tần số chuyển đổi thấp, do các thông số chuyển mạch nguồn của bóng bán dẫn;
nhưng chúng khá đáng kể và đòi hỏi những phương pháp bù đắp riêng. Hãy phân tích hoạt động của một biến tần được xây dựng theo nguyên tắc này, xem Hình. 17 Như bạn có thể thấy, mạch của nó thực tế không khác gì mạch của biến tần cộng hưởng, chỉ có các thông số của chuỗi LC theo đường chéo của cầu được thay đổi, snubbers được đưa vào để bảo vệ bóng bán dẫn, điện trở của các điện trở được kết nối song song với cuộn dây cổng của máy biến áp chính đã giảm đi và công suất của máy biến áp này đã được tăng lên.
Xét một mạch LC mắc nối tiếp với một máy biến điện, điện dung của tụ C đã được tăng lên 22 μR, lúc này nó đóng vai trò như một tụ điện cân bằng giúp lõi không bị từ hóa. Dòng điện ngắn mạch của bộ biến tần, phạm vi điều chỉnh công suất và tần số chuyển đổi của bộ biến tần hoàn toàn phụ thuộc vào các thông số của cuộn cảm L. Ở tần số chuyển đổi của thiết bị Fast and Furious 125 là 10 - 50 kHz, độ tự cảm của cuộn cảm là 70 μH, ở tần số 10 kHz, điện trở của cuộn cảm đó là 4,4 Ohms, do đó dòng điện ngắn mạch qua mạch sơ cấp sẽ là 50 ampe! Nhưng không nhiều hơn! :-) Đối với bóng bán dẫn, điều này tất nhiên là hơi nhiều, vì vậy Fast and the Furious sử dụng bảo vệ quá dòng hai giai đoạn, giới hạn dòng ngắn mạch ở mức 20-25 ampe. Đặc tính dòng điện-điện áp của bộ chuyển đổi như vậy là một đường thẳng dốc xuống, phụ thuộc tuyến tính vào dòng điện đầu ra.
Khi tần số tăng, điện kháng của cuộn cảm tăng, do đó dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp của máy biến áp đầu ra bị hạn chế và dòng điện đầu ra giảm tuyến tính. Nhược điểm của hệ thống điều khiển dòng điện như vậy là hình dạng của dòng điện với tần số ngày càng tăng sẽ giống như một hình tam giác và điều này làm tăng tổn thất động và tạo ra nhiệt dư thừa trên các bóng bán dẫn, nhưng do tổng công suất giảm và dòng điện chạy qua. các bóng bán dẫn cũng giảm, các giá trị này có thể bị bỏ qua.
Trong thực tế, nhược điểm đáng kể nhất của mạch biến tần có cuộn cảm rò rỉ là hoạt động của bóng bán dẫn ở chế độ chuyển mạch dòng điện tuyến tính (nguồn). Việc chuyển đổi như vậy đặt ra yêu cầu ngày càng cao đối với trình điều khiển điều khiển các bóng bán dẫn này. Tốt nhất nên sử dụng trình điều khiển trên các vi mạch IR, được thiết kế trực tiếp để điều khiển các công tắc trên và dưới của bộ chuyển đổi cầu. Chúng tạo ra các xung rõ ràng vào cổng của bóng bán dẫn được điều khiển và không giống như hệ thống điều khiển máy biến áp, chúng không cần nhiều năng lượng. Nhưng hệ thống máy biến áp tạo thành sự cách ly điện và nếu các bóng bán dẫn điện bị hỏng, mạch điều khiển vẫn hoạt động! Đây là một lợi thế không thể phủ nhận không chỉ về mặt kinh tế khi chế tạo biến tần hàn mà còn về mặt đơn giản và độ tin cậy. Hình 18 thể hiện sơ đồ mạch của bộ điều khiển biến tần có trình điều khiển và Hình 17 thể hiện điều khiển thông qua biến áp xung. Dòng điện đầu ra được điều chỉnh bằng cách thay đổi tần số từ 10 kHz (Imax) thành 50 kHz (1t1p). Nếu bạn lắp đặt các bóng bán dẫn tần số cao hơn, phạm vi điều chỉnh dòng điện có thể được mở rộng một chút.
Khi chế tạo bộ biến tần loại này, cần phải tính đến chính xác các điều kiện giống như khi chế tạo bộ biến tần cộng hưởng, cộng với tất cả các tính năng của việc chế tạo bộ biến tần hoạt động ở chế độ chuyển mạch tuyến tính. Đó là: ổn định nghiêm ngặt điện áp cung cấp của thiết bị chính, chế độ xuất hiện của xung điện xung là không thể chấp nhận được! Và tất cả các tính năng khác được liệt kê trong đoạn 7 trên trang 31. Nếu sử dụng trình điều khiển trên vi mạch thay vì máy biến áp điều khiển, hãy luôn nhớ rằng điểm trừ của nguồn điện áp thấp sẽ được kết nối với mạng và thực hiện các biện pháp an toàn bổ sung!

Bộ điều khiển trên IR2110

Hình 18

9. Các giải pháp thiết kế và mạch điện được đề xuất và thử nghiệm
bạn bè và những người theo dõi của tôi.

1. Máy biến áp điện được quấn trên một lõi loại Sh20x28 2500NMS, cuộn sơ cấp 15 vòng, dây PETV-2, đường kính - 2,24 mm. Thứ cấp 3+3 vòng dây 2,24 thành bốn dây, tổng tiết diện 15,7 mm vuông.
Nó hoạt động tốt, cuộn dây thực tế không nóng lên ngay cả ở dòng điện cao và dễ dàng phóng điện hơn 160A vào hồ quang! Nhưng bản thân lõi nóng lên, lên tới khoảng 95 độ, bạn cần đưa nó vào luồng không khí. Nhưng mặt khác, trọng lượng tăng lên (0,5 kg) và khối lượng được giải phóng!
2. Cuộn thứ cấp của máy biến áp điện được quấn bằng băng đồng 38x0,5 mm, lõi 2Ш20x28, cuộn sơ cấp 14 vòng, dây PEV-2, đường kính 2,12.
Nó hoạt động rất tốt, điện áp khoảng 66V, nóng lên tới 60 độ.
3. Cuộn cảm đầu ra được quấn trên một sợi dây đồng Ш20x28, 7 vòng, có tiết diện từ 10 đến 20 mm kV, không ảnh hưởng gì đến hoạt động. Khoảng cách 1,5 mm, độ tự cảm 12 μH.
4. Cuộn cảm cộng hưởng - quấn trên một Ш20х28, 2000НМ, 11 vòng, dây PETV2, đường kính 2,24. Khoảng cách là 0,5 mm. Tần số cộng hưởng 37 kHz.
Hoạt động tốt.
5. Thay vì Uc3825, 1156EU2 đã được sử dụng.
Hoạt động tuyệt vời.
6. Điện dung đầu vào thay đổi từ 470 µF đến 2000 µF. Nếu khoảng cách không thay đổi
trong cuộn cảm cộng hưởng, khi điện dung của tụ điện đầu vào tăng lên, công suất cung cấp cho hồ quang sẽ tăng tỷ lệ thuận.
7. Bảo vệ hiện tại đã bị loại bỏ hoàn toàn. Thiết bị đã hoạt động được gần một năm và không bị cháy.
Sự cải tiến này đã đơn giản hóa kế hoạch đến mức hoàn toàn không biết xấu hổ. Nhưng việc sử dụng bảo vệ chống đoản mạch dài hạn và hệ thống “khởi động nóng” + “chống dính” gần như loại bỏ hoàn toàn hiện tượng quá tải dòng điện.
8. Các bóng bán dẫn đầu ra được đặt trên một bộ tản nhiệt thông qua các miếng đệm bằng gốm silicon, loại "NOMAKON".
Họ làm việc rất tốt.
9. Thay vì 150EBU04, hai 85EPF06 được lắp song song. Hoạt động tuyệt vời.
10. Hệ thống điều chỉnh dòng điện đã được thay đổi, bộ chuyển đổi hoạt động ở tần số cộng hưởng và dòng điện đầu ra được điều chỉnh bằng cách thay đổi thời lượng của các xung điều khiển.
Tôi đã kiểm tra nó, nó hoạt động rất tốt! Hiện tại có thể điều chỉnh thực tế từ 0 đến tối đa! Sơ đồ của thiết bị có sự điều chỉnh như vậy được hiển thị trong Hình 21.

Tr.1 - máy biến áp điện 2Ш20х28, sơ cấp - 17 vòng, ХХ=56V D1-D2 - HER208 D3,D5 - 150EBU04
D6-D9 - KD2997A
P - rơle khởi động, 24V, 30A - 250VAC
Dr.3 - đu trên vòng ferit K28x16x9, 13-15 vòng
dây lắp đặt có tiết diện 0,75 mm vuông. Độ tự cảm không kém
200µN.

Mạch hiển thị trong Hình 19 tăng gấp đôi điện áp đầu ra. Tăng gấp đôi điện áp được đặt song song với hồ quang. Sự bao gồm này tạo điều kiện cho việc đánh lửa ở mọi chế độ hoạt động, tăng độ ổn định của hồ quang (hồ quang dễ bị giãn tới 2 cm), cải thiện chất lượng mối hàn, bạn có thể hàn bằng điện cực đường kính lớn ở dòng điện thấp mà không làm quá nhiệt phần được hàn . Cho phép bạn dễ dàng định lượng lượng kim loại lắng đọng, khi rút điện cực, hồ quang không tắt nhưng dòng điện giảm mạnh. Khi điện áp tăng lên, các điện cực của tất cả các nhãn hiệu đều dễ dàng bắt lửa và cháy. Khi hàn bằng điện cực mỏng (1,0 - 2,5 mm) ở dòng điện thấp, chất lượng mối hàn sẽ đạt được lý tưởng, ngay cả đối với “hình nộm”. Tôi có thể sử dụng bốn mảnh để hàn một tấm dày 0,8mm vào một góc dày 5 mm (52x52). Điện áp XX không tăng gấp đôi là 56V, với bộ tăng gấp đôi 110V. Dòng điện nhân đôi được giới hạn bởi tụ điện 0,22x630V loại K78-2, ở mức 4 - 5 Amps ở chế độ hồ quang và lên đến 10A khi đoản mạch. Như bạn có thể thấy, chúng tôi đã phải bổ sung thêm hai điốt nữa cho rơle kích hoạt, với kết nối này, nó cũng bảo vệ chống lại chế độ ngắn mạch dài hạn, như trong mạch ở Hình 5. Cuộn cảm đầu ra Dr.2 hóa ra là không cần thiết, và con số này là 0,5 kg! Vòng cung cháy đều đặn! Điểm độc đáo của mạch này nằm ở chỗ pha điện áp kép được quay 180 độ so với điện áp nguồn nên điện áp cao sau khi phóng điện của tụ điện đầu ra không chặn các điốt nguồn mà lấp đầy khoảng trống giữa các xung bằng điện áp kép. . Chính tác dụng này đã làm tăng độ ổn định của hồ quang và cải thiện chất lượng của đường may!
Người Ý sử dụng các sơ đồ tương tự trong các bộ biến tần di động công nghiệp.

Hình 20 thể hiện sơ đồ của biến tần hàn với cấu hình tiên tiến nhất. Đơn giản và độ tin cậy, tối thiểu các bộ phận; dưới đây là các đặc tính kỹ thuật của nó.

1. Điện áp nguồn 210 -- 240V
2. Dòng điện hồ quang 20 - 200 A
3. Dòng điện tiêu thụ từ mạng 8 - 22 A
4. Điện áp XX 110V
5. Trọng lượng không có vỏ dưới 2,5 kg

Như bạn có thể thấy, mạch ở Hình 20 không khác lắm so với mạch ở Hình 5. Nhưng đây là một mạch đã hoàn thiện, thực tế nó không cần thêm hệ thống đánh lửa và ổn định hồ quang. Việc sử dụng bộ nhân đôi điện áp đầu ra giúp loại bỏ cuộn cảm đầu ra, tăng dòng điện đầu ra lên 200A và cải thiện đáng kể chất lượng mối hàn ở mọi chế độ vận hành, từ 20A đến 200A. Hồ quang bắt lửa rất dễ dàng và dễ chịu, hầu hết các loại điện cực đều cháy đều. Khi hàn thép không gỉ, chất lượng mối hàn làm bằng điện cực không thua kém gì mối hàn làm bằng argon!
Tất cả dữ liệu cuộn dây đều tương tự như các thiết kế trước đó, chỉ ở máy biến áp điện, bạn có thể cuộn cuộn sơ cấp 17-18 vòng bằng dây 2,0-2,12 PETV-2 hoặc PEV-2. Bây giờ việc tăng điện áp đầu ra của máy biến áp chẳng ích gì, 50-55V là đủ để vận hành xuất sắc, bộ nhân đôi sẽ làm phần còn lại. Cuộn cảm cộng hưởng có thiết kế giống hệt như trong các mạch trước, chỉ có điều nó có khe hở không từ tính tăng lên (được chọn theo thực nghiệm, khoảng 0,6 - 0,8 mm).

Các bạn độc giả thân mến, một số phương án được trình bày để các bạn chú ý, nhưng trên thực tế đây là cùng một nhà máy điện với nhiều bổ sung và cải tiến khác nhau. Tất cả các mạch đã được thử nghiệm nhiều lần và cho thấy độ tin cậy cao, tính khiêm tốn và kết quả xuất sắc khi vận hành trong các điều kiện khí hậu khác nhau. Để chế tạo máy hàn, bạn có thể lấy bất kỳ sơ đồ nào ở trên, sử dụng các thay đổi được đề xuất và tạo ra một chiếc máy đáp ứng đầy đủ yêu cầu của bạn. Thực tế không cần thay đổi bất cứ điều gì, chỉ cần tăng hoặc giảm khe hở trong cuộn cảm cộng hưởng, tăng hoặc giảm bộ tản nhiệt trên điốt và bóng bán dẫn đầu ra, tăng hoặc giảm công suất của bộ làm mát, bạn có thể có được cả một loạt máy hàn với dòng điện đầu ra tối đa từ 100A đến 250A và chu kỳ hoạt động = 100 %. PV chỉ phụ thuộc vào hệ thống làm mát, quạt sử dụng càng mạnh và diện tích bộ tản nhiệt càng lớn thì thiết bị của bạn có thể hoạt động ở chế độ liên tục ở dòng điện tối đa càng lâu! Nhưng sự gia tăng bộ tản nhiệt kéo theo sự gia tăng kích thước và trọng lượng của toàn bộ cấu trúc, vì vậy trước khi bắt đầu chế tạo một chiếc máy hàn, bạn luôn cần phải ngồi xuống và suy nghĩ xem mình sẽ cần nó cho mục đích gì! Như thực tế đã chỉ ra, không có gì quá phức tạp trong việc thiết kế một biến tần hàn sử dụng cầu cộng hưởng. Chính việc sử dụng mạch cộng hưởng cho mục đích này giúp tránh được 100% các vấn đề liên quan đến việc lắp đặt mạch điện và khi sản xuất một thiết bị điện tại nhà, những vấn đề này luôn phát sinh! Mạch cộng hưởng tự động giải quyết chúng, bảo toàn và kéo dài tuổi thọ của bóng bán dẫn và điốt điện!

10. Máy hàn có điều khiển pha dòng điện ra

Theo quan điểm của tôi, sơ đồ được trình bày trong Hình 21 là hấp dẫn nhất. Các thử nghiệm đã cho thấy độ tin cậy cao của bộ chuyển đổi như vậy. Mạch này tận dụng tối đa lợi thế của bộ chuyển đổi cộng hưởng, vì tần số không thay đổi, các công tắc nguồn luôn bị tắt ở mức dòng điện bằng 0 và đây là một điểm quan trọng xét theo quan điểm về khả năng điều khiển của các công tắc. Dòng điện được điều chỉnh bằng cách thay đổi độ dài của xung điều khiển. Giải pháp mạch này cho phép bạn thay đổi dòng điện đầu ra trên thực tế từ 0 đến giá trị tối đa (200A). Thang đo điều chỉnh hoàn toàn tuyến tính! Việc thay đổi thời lượng của các xung điều khiển đạt được bằng cách đặt một điện áp khác nhau trong khoảng 3-4V vào chân thứ 8 của vi mạch Uc3825. Việc thay đổi điện áp trên chân này từ 4V thành 3V sẽ mang lại sự thay đổi mượt mà trong thời gian chu kỳ từ 50% xuống 0%! Điều chỉnh dòng điện theo cách này cho phép bạn tránh được hiện tượng khó chịu như sự trùng hợp cộng hưởng với chế độ ngắn mạch, điều này có thể xảy ra khi điều chỉnh tần số. Do đó, một chế độ quá tải khác có thể bị loại bỏ! Do đó, bạn có thể loại bỏ hoàn toàn mạch bảo vệ dòng điện bằng cách điều chỉnh dòng điện đầu ra tối đa một lần theo khe hở trên cuộn cảm cộng hưởng. Thiết bị được cấu hình giống hệt như tất cả các mẫu trước đó. Điều duy nhất cần phải làm là đặt thời lượng chu kỳ tối đa trước khi bắt đầu thiết lập, đặt điện áp thành 4V trên chân 8; nếu điều này không được thực hiện, cộng hưởng sẽ bị dịch chuyển và ở mức công suất tối đa, điểm chuyển mạch của các phím có thể không trùng với dòng điện bằng 0. Với độ lệch lớn, điều này có thể dẫn đến tình trạng quá tải động của bóng bán dẫn điện, quá nhiệt và hỏng hóc. Việc sử dụng bộ nhân đôi điện áp ở đầu ra giúp giảm tải trên lõi bằng cách tăng số vòng dây của cuộn sơ cấp lên 20. Điện áp đầu ra XX lần lượt là 46,5 V, sau bộ nhân đôi 93 V, đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn an toàn cho nguồn hàn biến tần! Việc giảm điện áp đầu ra của bộ nguồn cho phép sử dụng điốt đầu ra có điện áp thấp hơn (rẻ hơn). Bạn có thể đặt 150EBU02 hoặc BYV255V200 một cách an toàn. Dưới đây là dữ liệu nối dây cho biến tần hàn mẫu mới nhất của tôi.
Tr.1 Dây PEV-2, đường kính 1,81 mm, số vòng -20. Cuộn thứ cấp 3+3, 16 mm kV, quấn thành 4 dây có đường kính 2,24. Thiết kế tương tự như những cái trước. Core E65, số 87 từ EPKOS. Tương tự gần đúng của chúng tôi là 20x28, 2200NMS. Một lõi!
Dr.1 10 vòng, PETV-2 có đường kính 2,24 mm. Lõi 20x28 2000NM. Khoảng cách là 0,6-0,8mm. Độ tự cảm 66 µH cho dòng điện tối đa trong vòng cung 180-200A. Dr.3 12 vòng dây lắp đặt, tiết diện 1 mm kV, vòng 28x16x9, không khe hở, 2000NM1
Với các thông số này thì tần số cộng hưởng vào khoảng 35 kHz. Như có thể thấy từ sơ đồ, không có bảo vệ dòng điện, không có cuộn cảm đầu ra, không có tụ điện đầu ra. Máy biến áp nguồn và cuộn cảm cộng hưởng được quấn trên các lõi đơn loại Ш20х28. Tất cả điều này giúp giảm trọng lượng và giải phóng thể tích bên trong vỏ, đồng thời giảm bớt chế độ nhiệt độ của toàn bộ thiết bị và tăng dòng điện trong hồ quang lên 200A một cách bình tĩnh!

Danh sách các tài liệu hữu ích.

1. Đài phát thanh số 9, 1990
2. "Vi mạch để chuyển đổi nguồn điện và ứng dụng của chúng", 2001. Nhà xuất bản "DODEKA".
3. "Điện tử công suất", B.Yu. Semenov, Mátxcơva 2001
4. “Công tắc bán dẫn điện”, P.A. Voronin, "DODEKA" 2001
5. Danh mục thiết bị bán tự động của NTE.
5. Tài liệu tham khảo từ IR.
6. TOE, L.R. Neumann và P.L. Kalantarov, Phần 2.
7. Hàn và cắt kim loại. D. L. Glizmanenko.
8. "Vi mạch cho nguồn điện tuyến tính và ứng dụng của chúng", 2001. Nhà xuất bản "DODEKA".
9. “Lý thuyết và tính toán máy biến áp IVE.” Khnykov A.V. Mátxcơva 2004

Biến tần hàn tự chế bên cạnh nguồn điện máy tính:

Trang này được biên soạn dựa trên cuốn sách “Welding inverter - it’s simple” của V.Yu. Negulyaev

Biến tần hàn được lắp ráp bởi hàng trăm thợ thủ công bằng chính đôi tay của họ. Như thực tế cho thấy, không có gì quá phức tạp trong quá trình này. Nếu bạn có kinh nghiệm và mong muốn, bạn có thể có được những bộ phận cần thiết và dành chút thời gian cho công việc.

Để sản xuất thiết bị, bạn phải dự trữ tất cả các bộ phận và linh kiện cần thiết.

Máy hàn kiểu biến áp quá cồng kềnh và khó vận hành nên các bộ biến tần dựa trên thyristor thay thế nó nhanh chóng trở nên phổ biến.

Sự phát triển hơn nữa của công nghệ sản xuất linh kiện bán dẫn giúp tạo ra các bóng bán dẫn hiệu ứng trường công suất cao. Với sự ra đời của chúng, bộ biến tần thậm chí còn trở nên nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn. Các điều kiện được cải thiện để điều chỉnh và ổn định dòng hàn cho phép ngay cả người mới bắt đầu cũng có thể làm việc dễ dàng.

Lựa chọn thiết kế biến tần

Bạn có thể sử dụng một chiếc máy tính cũ làm hộp đựng.

Cách bố trí của biến tần hàn tự chế không nguyên bản và giống với hầu hết các thiết kế khác. Hầu hết các bộ phận có thể được thay thế bằng các bộ phận tương tự. Cần xác định kích thước của thiết bị và bắt đầu sản xuất vỏ nếu có tất cả các bộ phận chính.

Bạn có thể sử dụng bộ tản nhiệt làm sẵn (từ bộ nguồn máy tính cũ hoặc các thiết bị khác). Nếu bạn có một chiếc xe buýt bằng nhôm dày 2-4 mm và rộng hơn 30 mm, bạn có thể tự làm chúng. Bạn có thể sử dụng bất kỳ quạt nào từ các thiết bị cũ.

Tất cả các bộ phận kích thước phải được đặt trên một bề mặt phẳng và khả năng kết nối phải được kiểm tra theo sơ đồ.

Sau đó xác định vị trí lắp quạt sao cho không khí nóng từ bộ phận này không làm nóng bộ phận khác. Trong trường hợp khó khăn, bạn có thể sử dụng hai quạt để xả khí. Giá thành của bộ làm mát thấp, trọng lượng cũng không đáng kể, độ tin cậy của toàn bộ thiết bị sẽ tăng lên đáng kể.

Bộ phận lớn nhất và nặng nhất là máy biến áp và cuộn cảm để làm phẳng các gợn sóng. Nên đặt chúng ở trung tâm hoặc đối xứng dọc theo các cạnh để trọng lượng của chúng không kéo thiết bị sang một bên. Sẽ vô cùng bất tiện khi làm việc với một thiết bị đeo trên vai và liên tục trượt sang một bên trong quá trình hàn.

Nếu tất cả các bộ phận đều được bố trí hợp lý, bạn cần xác định kích thước của đáy thiết bị và cắt nó từ vật liệu có sẵn. Vật liệu phải không dẫn điện; getinax và sợi thủy tinh thường được sử dụng. Nếu không có những vật liệu này, bạn có thể sử dụng gỗ được xử lý bằng chất chống cháy và chống ẩm. Tùy chọn thứ hai theo một số cách có lợi thế của nó. Để buộc chặt các bộ phận, bạn có thể sử dụng vít thay vì kết nối ren. Điều này sẽ phần nào đơn giản hóa và giảm chi phí của quá trình sản xuất.

Mạch điện của biến tần

Tất cả các bộ biến tần đều có sơ đồ khối giống nhau:

• cầu diode đầu vào, chuyển đổi điện áp nguồn AC thành DC;
• bộ chuyển đổi DC/AC tần số cao;
• thiết bị giảm điện áp tần số cao xuống điện áp hoạt động;
• chuyển đổi sang điện áp DC với bộ lọc để làm phẳng các gợn sóng.

Mạch được chọn để sản xuất tự chế được bố trí theo phương pháp cổ điển. Cơ sở của mạch là một cầu xiên, cung cấp các đặc tính hiệu suất tốt nhất với sự đơn giản và chi phí tối đa. Mạch điện được điều khiển bởi bộ điều khiển TL494. Các chức năng điều khiển và điều chỉnh dòng hàn được thực hiện bởi vi điều khiển PIC16F628. Việc bảo vệ thiết bị khỏi quá nóng cũng được thực hiện thông qua nó. Tùy thuộc vào dòng điện tối đa và các bộ phận được sử dụng, có thể có một số phiên bản phần sụn của thiết bị với dòng hàn tối đa cho phép khác nhau.

Việc cung cấp năng lượng cho các phần tử logic của mạch và thiết bị điện áp thấp được thực hiện trên bộ điều khiển TNY264 TNY264.

Sơ đồ nguyên lý, mặc dù có số lượng lớn các phần tử, nhưng lại khá đơn giản để thực hiện. Toàn bộ hệ thống điều khiển được thực hiện trên một số bảng:

• bảng các yếu tố quyền lực, hai lựa chọn;
• chỉnh lưu;
• hai bảng điều khiển.

Bảng mạch chứa các điốt chỉnh lưu với các mạch bảo vệ, bóng bán dẫn điện, máy biến áp và đo điện trở. Phiên bản yêu cầu của bo mạch phải được lựa chọn dựa trên các thành phần có sẵn cho biến tần hàn.

Bộ biến tần yêu cầu bảng điều khiển nguồn.

Bảng chỉnh lưu chứa các phần tử cầu, tụ điện làm mịn, rơle khởi động mềm, điện trở bù cho sự thay đổi các thông số do nhiệt độ (nhiệt điện).

Các mạch sau đây được đặt trên bảng điều khiển nguồn:

• Bộ điều khiển PLC với các phần tử tách dựa trên bộ ghép quang;
• chỉ báo kỹ thuật số với các nút điều khiển;
• các yếu tố cung cấp điện;
• vi điều khiển.

Trước khi lắp ráp các bảng, các rãnh lắp đặt các bộ phận nguồn phải được gia cố bằng dây đồng có tiết diện 2,5-4 mm. Đối với các rãnh đóng thiếc, nên sử dụng chất hàn chịu lửa.

Máy biến áp và cuộn cảm cho biến tần

Khi làm lõi cho máy biến áp hàn biến tần, bạn có thể sử dụng máy biến áp đường dây từ TV cũ. Bạn sẽ cần sáu máy biến áp loại TVS110PTs15.U. Bạn cần tháo giá đỡ căng ra khỏi máy biến áp (tháo hai đai ốc M3 và tháo giá đỡ). Cuộn dây có thể được cắt cả hai mặt bằng cưa sắt hoặc máy mài, thực hiện các biện pháp phòng ngừa cần thiết. Nếu sau khi tháo cuộn dây mà lõi không tách thành hai phần thì bạn cần kẹp nó vào một cái kẹp và tách nó ra bằng một cú đánh nhẹ. Bề mặt của các bộ phận phải được làm sạch bằng nhựa epoxy. Sau khi chuẩn bị lõi từ, bạn cần làm khung. Vật liệu tối ưu cho khung sẽ là tấm laminate sợi thủy tinh có độ dày 1-2 mm, nhưng bạn có thể sử dụng getinaks hoặc bìa cứng. Đặc tính kỹ thuật của mạch từ đã lắp ráp:

Máy biến áp có thể được mượn từ một chiếc TV cũ.

• chiều dài trung bình của đường sức từ kp=182 mm;
• kích thước cửa sổ S 0 =6,2 cm 2;
• tiết diện của mạch từ S m = 11,7 cm 2;
• lực cưỡng bức Hc =12 A/m;
• cảm ứng từ dư B g = 0,1 T;
• cảm ứng từ B s =0,45 T (nếu H=800 A/m), B m =0,33 T (nếu H=100 A/m và t=60° C).

Tiết diện và số vòng dây phải được tính toán dựa trên dòng điện làm việc tối đa cho phép của thiết bị.

Các cuộn dây phải được bố trí trên toàn bộ chiều rộng của cửa sổ để giảm tổn thất lãng phí.

Là vật liệu làm cuộn dây, bạn có thể sử dụng lá đồng hoặc dây Litz có tiết diện cần thiết để loại bỏ hiệu ứng bề mặt. Vật liệu cách điện giữa các lớp và cuộn dây có thể là giấy sáp, vải đánh vecni hoặc băng FUM.

Nếu cần điều khiển dòng hàn thì có thể chế tạo máy biến dòng. Để làm nó, bạn sẽ cần hai vòng loại K30x18x7. Chúng cần được quấn bằng 85 vòng dây đồng cách điện bằng vecni có tiết diện 0,2-0,5 mm. Vòng được đặt trên bất kỳ dây đầu ra nào của thiết bị.

Sử dụng biến tần trong mạng ba pha

Đôi khi mạng quá tải, không đủ điện để biến tần hoạt động bình thường. Nếu có thể kết nối, biến tần một pha có thể được chuyển đổi thành biến tần ba pha.

Khi được kết nối với mạng một pha (phích cắm được cắm vào ổ cắm), bộ khởi động K1 sẽ được bật. Một cặp tiếp điểm của nó kết nối các dây đi từ phích cắm đến công tắc tiêu chuẩn (bật/tắt) của biến tần. Một cặp khác sẽ kết nối các rãnh cắt trên bảng từ công tắc đến bộ chỉnh lưu cố định.

Bộ khởi động K1 phải có các tiếp điểm có dòng điện tối đa cho phép ít nhất là 25 A.

Để kết nối điện áp từ bộ chỉnh lưu ba pha, bộ khởi động K2 được sử dụng. Dòng điện tối đa cho phép của các tiếp điểm của nó phải ít nhất là 10A. Để kết nối với mạng ba pha, nên sử dụng ổ cắm 3p + N + E (dây ba pha, trung tính và nối đất). Thiết bị có thể được tích hợp vào biến tần hoặc được sản xuất dưới dạng một bộ phận riêng biệt. Sản xuất như một khối riêng biệt là tối ưu khi làm việc ở một nơi. Việc mang theo hai thiết bị sẽ không thuận tiện khi bạn di chuyển thường xuyên.

Kết luận về chủ đề

Làm một biến tần hàn bằng tay của chính bạn không quá khó. Nếu bạn thiếu kinh nghiệm, bạn luôn có thể tham khảo ý kiến ​​​​của các chuyên gia.

Kết quả là bạn có thể có được một thiết bị tuyệt vời với các chức năng bổ sung không có trong các bộ biến tần công nghiệp.

Việc sửa chữa một thiết bị do chính bạn tạo ra sẽ không tạo ra bất kỳ vấn đề đặc biệt nào và việc sử dụng công cụ này sẽ rất vui.

Đang là mùa đông và tôi không muốn ra ngoài. Tuy nhiên lên tới -25 độ. Nhưng ngày nào trời cũng nắng. Mát mẻ. Ngôi nhà ấm áp và ánh nắng đang chiếu qua cửa sổ. Tôi dần dần bắt đầu thu thập hàn biến tần. Sưu tầm Biến tần hàn DIY Mình đã lên kế hoạch từ lâu nhưng chưa có thời gian. Vào mùa đông, có nhiều thời gian rảnh hơn và do đó có nhiều tự do hơn để sáng tạo... Giá máy hàn biến tần ở các cửa hàng trong thành phố rất tốt. Tôi cần một thiết bị đơn giản để thỉnh thoảng làm việc ở nông thôn. Có một lựa chọn để mua thiết bị Trung Quốc rẻ nhất, nhưng nó sẽ tệ hơn nhiều so với một bộ biến tần tự chế với cùng số tiền. Vâng, và tôi thích sưu tầm mọi thứ bằng chính đôi tay của mình. Lúc đầu, tôi muốn làm một máy hàn máy biến áp, nhưng tôi không thể tìm thấy mạch từ tính miễn phí để chế tạo máy biến áp và tôi không muốn mua nó chút nào vì nó đắt tiền và thực sự nó đáng giá bao nhiêu để lắp ráp một thợ hàn rác? Không, điều đó sẽ không hiệu quả.

Tôi đã xem xét kỹ hơn các bộ biến tần hàn hiện đại và thực sự nó không quá phức tạp. Trọng lượng tổng thể của cấu trúc nhẹ hơn. Và tải của các bộ biến tần trên mạng điện quốc gia vốn đã “chảy xệ” sẽ thấp hơn. Tôi lấy mạch biến tần hàn loại cầu cộng hưởng của ông Negulyaev làm cơ sở, loại mạch thường được dân gian gọi là cẩu thả.

Hai cuốn sách của ông “Hàn biến tần thật dễ dàng” Và “Biến tần hàn chỉ là Phần 2”ở định dạng PDF có thể dễ dàng tải xuống Internet. Nhập truy vấn vào công cụ tìm kiếm: “Biến tần hàn chỉ là Negulyaev” hoặc đại loại như thế.

Bấm vào sơ đồ để xem nó ở kích thước đầy đủ.

Tôi sẽ không viết ở đây điều tương tự mà bạn có thể đọc trong những cuốn sách nêu trên. Vì vậy, hãy tìm trong cuốn sách để biết chi tiết. Trên Internet, nhiều chuyên gia chỉ trích Negulyaev và phát minh của ông. Về cơ bản, tất cả đều phụ thuộc vào những gì có thể làm mát hơn. Tôi không cần thứ gì mát mẻ hơn. Ví dụ như, tốt hơn là sử dụng trình điều khiển hiện đại đặc biệt cho IGBT. Và tôi không muốn trả thêm tiền cho họ. Vậy bản thân biến tần này không phải là cộng hưởng mà là bán cộng hưởng, hoặc có thể vẫn cộng hưởng? Trong mọi trường hợp, chương trình hoạt động. Đủ đáng tin cậy. Cho phép bạn loại bỏ 200 - 250 ampe.

Tôi bắt đầu sưu tầm. Tôi lập danh sách các bộ phận và đi mua sắm. Hóa ra không phải mọi thứ đều đơn giản như vậy và ngay cả các cửa hàng linh kiện vô tuyến ở St. Petersburg cũng không có hầu hết các bộ phận cần thiết. IGBT IRG4PC50UD Không có bóng bán dẫn cho cây cầu ở Mikronik. Simitron có nó, nhưng nó chỉ được bán cho các pháp nhân. Ở Megaelectronics, điều đó cũng tệ và tốt nhất là chỉ theo đơn đặt hàng. Chip and Dip có nó, nhưng như mọi khi, theo truyền thống tốt nhất của cửa hàng với giá gấp ba lần. Đó là câu chuyện tương tự với điốt công suất đầu ra. 150EBU04 và đặc biệt là với ferit.

Tôi đã mất một thời gian dài để tìm kiếm linh kiện ở các cửa hàng. Từ Trung Quốc (đặt hàng trực tuyến và giao hàng miễn phí) Ngoài việc có mọi thứ bạn cần, tôi cũng hài lòng với giá cả. Ngay cả khi đặt hàng từ người bán với dịch vụ giao hàng trả phí, nó vẫn hoạt động rẻ hơn nhiều hơn những gì chúng tôi có trên Internet hoặc trong một cửa hàng thực sự. Tôi nghĩ tại sao tôi lại tìm nguồn linh kiện để đặt hàng. Đợi hai tuần cho những đơn đặt hàng này. Sau đó đi và nhặt chúng ở những nơi khác nhau. Trả quá nhiều. Ở Trung Quốc, tôi sẽ nhận được mọi thứ rẻ hơn nhiều (ít nhất là những gì tôi muốn) và gói hàng gần như sẽ đến tay tôi (bưu điện cách nhà tôi ba phút đi bộ).

Các bưu kiện đến khá nhanh chóng. Mọi thứ đều được đóng gói rất tốt và đến nơi an toàn. Trong khi chờ đợi gói hàng này, tôi đã hàn một máy phát điện từ nguồn cung cấp cũ của mình. Phần này của sơ đồ.

Việc còn lại chỉ là cắm chip UC3825N vào nôi. Đây là những gì đã xảy ra.

Sau đó tôi vặn ga Dr.3. đối với hệ số điện áp, 15 vòng dây lắp tốt nhất là 1 mét vuông. mm. trên vòng ferit 28x16x9 2000HM1. Tôi quấn một chiếc vít tự chế làm bằng hai vít bi 0,5 mét vuông. mm. Lớp cách nhiệt của nhà máy đã bị tháo ra và chúng bị xoắn lại với nhau. Sau đó lớp cách điện PVC được phục hồi bằng băng keo điện. Sau khi cuộn dây, cuộn dây được đánh vecni.

Việc chế tạo máy biến áp Tr.3 mất nhiều thời gian hơn do cuộn dây không chịu lắp. Có vẻ như sợi dây đã được sử dụng với đường kính nhỏ hơn so với tác giả của cuốn sách đã được nhắc đến nhiều lần.

Chúng tôi đã xoay được 26 vòng trên vòng ferrite 28x16x9 2000HM1, về cơ bản là đủ (cần 25-30 vòng). Tôi đã sử dụng những gì có sẵn, cụ thể là CQR 6 dây, loại bỏ lớp cách điện chung.

Thuận tiện là mỗi cuộn dây đều có màu sắc riêng. Tôi vẫn khuyên bạn nên sử dụng MGTF vì khả năng cách nhiệt của nó đáng tin cậy hơn.

Tụ cộng hưởng được lắp ráp từ sáu tụ điện dân dụng K78-2 0,15 μF/1000V. tổng công suất 0,225 µF/2000 V.

Đây là một đơn vị quan trọng và không thể được điêu khắc từ bất cứ thứ gì. Hình ảnh của tụ điện tổng hợp cho thấy một điện trở 150 KiloOhm; sau đó một điện trở khác cùng loại đã được thêm vào. (Mỗi tụ song song với dòng tụ riêng của nó.)

Một tụ điện đầu vào 5 µF 450V chuyên dùng cho dòng điện xoay chiều sẽ có kích thước không hề nhỏ.
Nó có một chốt gắn thuận tiện.

Nên đặt các vòng ferrite (mặc dù sách không nói gì về điều này) trên các cực nối với điốt đầu ra D3 và D5 150EBU04 của máy biến áp đầu ra Tr.1 để loại bỏ khí thải có thể làm chết các phích cắm đắt tiền (D3 và D5 150EBU04).

Ngoài ra, song song với chúng (D3 và D5 150EBU04), việc lắp đặt các transil (diode bảo vệ) loại 1.5KE350CA sẽ không có hại gì.

Nếu bất ngờ đồ lót của bạn bị cháy, đừng vội vứt chúng đi. Thực tế là 150ebu04 là một diode tổng hợp và bao gồm hai tinh thể song song, mỗi tinh thể có cường độ 75 ampe.

Nó thường xảy ra rằng chỉ một trong số họ bị cháy. Cần phải cưa qua giữa thiết bị đầu cuối có răng để hàn. Cần phải cưa cho đến khi bạn đi sâu hơn một milimet vào thân bộ phận. Kết quả là, nếu may mắn, bạn sẽ nhận được một diode 75 ampe khá mạnh.

Bản thân cầu nối của biến tần hàn trên bốn bóng bán dẫn IGBT IRG4PC50UD hóa ra như thế này.

Các bóng bán dẫn được đặt ở phía bên kia của bo mạch, một bộ tản nhiệt có bộ làm mát (quạt) làm mát sẽ được gắn vào chúng. Các đường ray được gia cố thêm bằng dây dẫn đồng có tiết diện milimet.

Để sản xuất máy biến áp điện Tr.1 và cuộn cảm cộng hưởng Dr.1, tôi sử dụng lõi ferrite Epcos E65 số 87 (tương tự trong nước gần đúng 20x28 2200HMC). Một lõi cho mỗi máy biến áp và mỗi cuộn cảm. Đầu ra của biến tần hàn sẽ tạo ra 160 Amps.

Nó đến với tôi trong một gói có cùng bao bì như trong ảnh.

Tôi tình cờ tìm thấy chiếc máy điều nhiệt khi đi đến một cửa hàng bán thiết bị gas. Trong đó họ bán tất cả các loại nồi hơi gas và máy nước nóng đơn giản. Họ cũng bán phụ tùng thay thế cho thiết bị rất gas này. Tôi thấy có một bộ điều nhiệt trên tủ trưng bày KSD301, đúng 90 độ như tôi muốn. Nguồn dự trữ hiện tại nhiều hơn mức tôi cần. Nếu tôi không nhầm thì nó có giá 30 rúp một chiếc, nhưng chắc chắn là không hơn.

Tôi đã mua hai miếng. Tôi sẽ đặt một cái trên bộ tản nhiệt với bóng bán dẫn IGBT IRG4PC50UD, và cái còn lại trên bộ tản nhiệt có điốt công suất đầu ra 150EBU04. Bản thân các rơ-le nhiệt có thể được kết nối với điểm đứt dây mà qua đó tín hiệu điều khiển sẽ truyền đến rơ-le đầu vào 12V 30A.

Tôi đã có sẵn rơle đầu vào 30A 12V. Đối với những người không có, để tiết kiệm tiền, tôi khuyên bạn nên mua nó ở các cửa hàng ô tô nội địa. Ở đó, một rơle với những đặc điểm như vậy sẽ có giá rẻ hơn rất nhiều so với mua ở cửa hàng linh kiện vô tuyến. Ví dụ, gần đây tôi đang đến một cửa hàng bán ô tô GAZ và nhìn thấy một rơle phù hợp do Nga sản xuất với giá chỉ 50 rúp.

Máy hàn biến tần được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng do hiệu suất cao và trọng lượng nhẹ. Tuy nhiên, không mọi người đều có thể đủ khả năng một công cụ như vậy. Lối thoát duy nhất là chế tạo một biến tần hàn bằng tay của chính bạn. Có rất nhiều sơ đồ của các thiết bị như vậy trên Internet. Nhiều trong số đó phức tạp và chi phí cao, nhưng cũng có những mô hình giá rẻ.

Thông tin chung về máy hàn biến tần

Máy hàn truyền thống có giá khá thấp và dễ sửa chữa, tuy nhiên, một nhược điểm rất đáng kể không chỉ là trọng lượng mà còn phụ thuộc vào điện áp. Đầu vào của đồng hồ điện tử được giới hạn ở công suất từ ​​4 đến 5 kW. Để hàn kim loại dày, máy tiêu tốn điện năng đáng kể và thường thì công việc trở nên bất khả thi. Chúng đã được thay thế bằng máy hàn biến tần.

Mục đích và tính năng hoạt động

Nó được sử dụng cho công việc hàn tại nhà cũng như trong các doanh nghiệp, đảm bảo quá trình cháy ổn định và duy trì hồ quang hàn bằng dòng điện có tần số cao (khác 50 Hz).

Biến tần hàn là nguồn điện chuyển mạch thông thường, hoạt động dựa trên các nguyên tắc sau:

1. Điện áp đầu vào (nguồn điện chính cấp cho máy hàn biến tần là 220 V AC) được chuyển đổi thành DC.
2. Dòng điện một chiều được biến đổi thành dòng điện xoay chiều tần số cao.
3. Quá trình chuyển đổi điện áp xảy ra bằng cách giảm nó.
4. Chỉnh lưu và chuyển đổi dòng điện cho hoạt động hàn trong khi vẫn duy trì tần số.

Nhờ những điểm này mà trọng lượng và kích thước của thiết bị giảm xuống. Để tự tay lắp ráp máy hàn biến tần, bạn cần biết nguyên lý hoạt động của thiết bị này.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị

Trong các mô hình trước đây, bộ phận chính là một máy biến áp công suất lớn, giúp tạo ra dòng điện mạnh trong cuộn thứ cấp cần thiết cho công việc hàn. Để có được dòng điện như vậy phải sử dụng dây có đường kính lớn, điều này ảnh hưởng đến trọng lượng của máy hàn.

Với việc phát minh ra nguồn điện chuyển mạch, việc giải quyết vấn đề về trọng lượng và kích thước trở nên dễ dàng hơn vì bản thân kích thước và trọng lượng của máy biến áp đã giảm đi vài chục hoặc hàng trăm lần. Ví dụ: bằng cách tăng tần số lên 6 lần, bạn có thể giảm kích thước máy biến áp và 3 lần. Điều này dẫn đến tiết kiệm vật liệu đáng kể.

Nhờ các bóng bán dẫn chính mạnh mẽ được sử dụng trong mạch biến tần, việc chuyển mạch xảy ra ở tần số từ 50 đến 80 kHz. Những bóng bán dẫn này chỉ hoạt động ở điện áp không đổi.

Như bạn đã biết từ một khóa học vật lý, để có được điện áp không đổi, người ta sử dụng thiết bị bán dẫn đơn giản nhất - một diode. Diode truyền dòng điện theo một hướng, cắt các giá trị âm của điện áp hình sin. Nhưng việc sử dụng một diode dẫn đến tổn thất lớn, do đó một nhóm bao gồm các điốt mạnh mẽ được sử dụng, được gọi là cầu diode.

Đầu ra của cầu diode tạo ra điện áp dao động không đổi. Để có được điện áp DC bình thường, người ta sử dụng bộ lọc tụ điện. Sau những biến đổi này, điện áp DC trên 220 V sẽ xuất hiện ở đầu ra bộ lọc.

Một khối bao gồm cầu chỉnh lưu và các phần tử lọc được gọi là bộ cấp nguồn (PSU).

Nguồn điện đóng vai trò là nguồn điện cho mạch biến tần. Các bóng bán dẫn được kết nối với một máy biến áp giảm áp, được tạo xung và hoạt động ở tần số trong khoảng từ 50 đến 90 kHz. Công suất của một máy biến áp như vậy xấp xỉ công suất của người anh em khổng lồ của nó - máy biến áp hàn.

Hiện đại hóa một thiết bị như vậy trở nên nhẹ hơn do kích thước và trọng lượng của nó nên có thêm cơ hội để tăng độ ổn định của máy hàn.

Có một số lượng lớn các bộ biến tần hàn tự chế, các mạch của chúng khác nhau về chức năng và phương pháp lắp đặt. Hãy phân tích chi tiết từng mô hình tự chế.

Chế tạo biến tần cộng hưởng

Về cơ bản, bạn cần sử dụng bộ nguồn máy tính kiểu AT, bộ nguồn này sẽ yêu cầu bộ làm mát và bộ tản nhiệt. Các bộ phận được lấy từ phần đế cơ bản của màn hình và tivi, nếu không, nếu không có sẽ được mua trên thị trường. Tất cả các thành phần đều có chi phí thấp.

Sau đó, bạn cần phải tự mình quyết định các thông số của hàn biến tần. Cũng có thể sử dụng các đặc điểm sau:

Sơ đồ thiết bị

Bộ phận chính - bộ tạo dao động chính - được lắp ráp trên vi mạch SG3524, được sử dụng trong tất cả các nguồn cung cấp điện liên tục. Biến tần có mức tiêu thụ điện năng thấp khoảng 2,5 kW nên có thể sử dụng trong căn hộ.

Máy biến áp phải được lắp ráp và lõi loại E42, được sử dụng trong màn hình đèn cũ. Để sản xuất, bạn cần khoảng 5 chiếc máy biến áp như vậy.

Nên sử dụng một máy biến áp khác để làm cuộn cảm. Các phần tử điện cảm còn lại được lắp ráp từ lõi loại 2000NM. Điốt và bóng bán dẫn phải được lắp đặt trên bộ tản nhiệt bằng KTP-8 hoặc loại keo tản nhiệt khác. Điện áp mạch hở xấp xỉ 36 V với hồ quang dài từ 4 đến 5 mm, cho phép những người mới xây dựng làm việc với nó. Cáp đầu ra phải được đặt trong ống ferit hoặc vòng ferit của nguồn điện.

Đặc điểm thiết kế của mạch điện là sự xuất hiện dòng điện cực đại trong cuộn dây I trong quá trình cộng hưởng.

Sơ đồ 1 - Sơ đồ biến tần cộng hưởng hàn

Nhờ trọng lượng và kích thước thấp, có thể hiện đại hóa thiết bị.

Ngăn chặn điện cực dính

Trong trường hợp này, bóng bán dẫn IRF510, một bóng bán dẫn hiệu ứng trường, được sử dụng. Ngoài ra, nó còn cung cấp khả năng khởi động mềm và ngắt đầu vào trên chip SG3524:

1. Khi nhiệt độ cao, cảm biến nhiệt độ sẽ được kích hoạt.
2. Tắt bằng công tắc bật tắt.
3. Chặn trong trường hợp ngắn mạch (ngắn mạch).

Thiết bị hàn đơn giản

Model này được thiết kế cho điện áp 220 V và dòng điện 32A, sau khi chuyển đổi, giá trị của nó sẽ đạt 280A. Giá trị này là khá đủ cho một đường may chắc chắn ở khoảng cách lên tới 1,5 cm.

Sơ đồ và thành phần

Bộ phận chính là một máy biến áp, khá khó chế tạo nhưng khá khả thi.

Dữ liệu cơ bản:

1. Bao gồm lõi ferit (7x7 hoặc 8x8).
2. Cuộn sơ cấp có khoảng 100 vòng và đường kính 0,3 mm.
3. Cuộn dây thứ cấp - 3 đoạn: 15 vòng và đường kính dây 1 mm; 15 lượt - 0,2 mm; 20 lượt - 0,35 mm.
4. Vật liệu chế tạo máy biến áp: dây đồng có đường kính phù hợp, sợi thủy tinh, textolite, thép điện (đối với quặng sắt), chất liệu cotton.

Để hiểu rõ nguyên lý hoạt động, cần nghiên cứu kỹ sơ đồ các bộ phận chính.

Hình 1 - Sơ đồ khối của máy hàn biến tần

Giải thích sơ đồ:

Phần cung cấp điện và năng lượng

Khối gồm máy biến áp, bộ chỉnh lưu và bộ lọc (hoặc hệ thống lọc) được làm riêng biệt với phần nguồn.

Sơ đồ 2 - Sơ đồ nguồn điện

Các dây dẫn (dài không quá 15 cm) để điều khiển các cổng của bóng bán dẫn phải được hàn gần với cổng sau hơn và các dây dẫn được nối theo cặp với nhau, tiết diện của chúng không quan trọng.

Cơ sở của bộ nguồn là một máy biến áp giảm áp có lõi Ш20×208 2000nm và cuộn dây II được quấn thành nhiều lớp dây, lớp cách điện của chúng không bị hư hỏng. Lớp thứ cấp phải được quấn theo cách sau, cách ly các lớp: 3 lớp, sau đó là miếng đệm nhựa dẻo, sau đó lại là 3 lớp và lại là miếng đệm nhựa dẻo. Điều này được thực hiện để tăng kháng quá tải. Sau đó đặt một tụ điện có điện áp ít nhất 1000 V vào cuộn dây II.

Để đảm bảo sự lưu thông không khí giữa các lớp cuộn dây, cần lắp một máy biến dòng được nối cực dương trên lõi ferit và lõi của nó phải được bọc bằng giấy nhiệt (băng dính). Gắn các điốt chỉnh lưu vào bộ tản nhiệt.

Sơ đồ 3 - Phần nguồn của biến tần

Bộ biến tần và làm mát

Mục đích chính của bộ biến tần là quá trình chuyển đổi dòng điện tần số cao một chiều sang xoay chiều. Các bóng bán dẫn mạnh mẽ được sử dụng cho việc này, mặc dù trong một số trường hợp, có thể thay thế một bóng bán dẫn mạnh hơn bằng 2 bóng bán dẫn công suất trung bình trở lên.

Một yếu tố quan trọng của toàn bộ thiết bị là khả năng làm mát khá tốt. Để làm được điều này, bạn nên sử dụng bộ làm mát từ thiết bị máy tính, nhưng không nên hạn chế sử dụng một bộ làm mát, vì cần phải cung cấp đủ khả năng làm mát cho mạch điện, các bộ tản nhiệt có tác dụng loại bỏ nhiệt, nhưng lượng nhiệt này phải được tiêu tán . Để bảo vệ hoàn toàn, cần lắp đặt cảm biến nhiệt độ (được lắp trên bộ phận làm nóng), nhờ đó nguồn điện sẽ bị ngắt.

Hàn, cấu hình và kiểm tra hiệu suất

Hàn là một yếu tố quan trọng, vì việc đặt các bộ phận thích hợp sẽ quyết định kích thước của toàn bộ sản phẩm và khả năng làm mát tối ưu. Điốt và bóng bán dẫn được lắp đặt ngược chiều nhau. Mạch đầu vào được thiết kế với biên độ khoảng 300 V.

Để cấu hình hoạt động bạn cần kết nối bộ điều biến độ rộng xung với 15 V để cấp nguồn cho bộ làm mát. Rơle được bật cùng với điện trở R11 và sẽ tạo ra 150mA.

Sau những thao tác này, bạn cần tiến hành kiểm tra trực tiếp chức năng của thiết bị:

Nếu mạch này có vẻ rất phức tạp thì hãy xem xét mạch của một thiết bị rất đơn giản.

Thiết bị biến tần đơn giản nhất để hàn

Mô hình của đơn vị này rất đơn giản và thân thiện với ngân sách. Dễ dàng lắp ráp nhờ sơ đồ mạch đơn giản.

Toàn bộ quá trình lắp ráp có thể được chia thành các giai đoạn, ngoài ra cần phải thu thập tất cả các bộ phận và vật liệu:

Sơ đồ 4 - Sơ đồ biến tần hàn DIY đơn giản nhất

Sau khi lắp ráp, thiết bị phải được cấu hình và thực hiện chẩn đoán khi khởi động lần đầu để xác định các lỗi vận hành.

Cài đặt biến tần:

Vì vậy, bạn có thể lắp ráp một biến tần để hàn bằng tay của chính mình. Không cần thiết phải sử dụng các mạch phức tạp, vì những người vô tuyến nghiệp dư đã tìm ra giải pháp tối ưu trong phạm vi ngân sách. Và mức độ phức tạp của các sơ đồ thay đổi từ khá phức tạp đến đơn giản. Để lắp ráp một biến tần hàn bằng tay của chính bạn, không cần thiết phải mua các bộ phận đắt tiền mà bạn có thể sử dụng các phương tiện ngẫu hứng.

• Hoàn thiện phần nhô ra của mái nhà - cách và cách hoàn thiện mái hiên bằng tay của chính bạn
• Cách làm moonshine tại nhà - hướng dẫn và bản vẽ
• Hoa, cây và bụi trắng để trang trí sân vườn
• Chăm sóc và trồng hoa sò điệp Hoa tổ ong
• Hoa tổ ong Tên một loại hoa có chùm hoa lược dài là gì
• Tre thuộc lớp nào?
• Chụp ảnh nghệ thuật tại studio
• Áo tắm châu Âu: mô tả bông hoa kèm ảnh
• Cà tím: hình ảnh và mô tả giống, cách chăm sóc và trồng trọt
• Tỏi được trồng khi nào và bằng cách nào?

• Cách làm đồ thủ công từ rau và trái cây
• Cách làm bàn cho cưa tròn bằng tay của chính bạn
• Biến tần hàn Barmaley
• Võng cho khu vườn: chúng là gì?
• Vũ khí tự chế để tự vệ
• Máy cưa đĩa DIY: bản vẽ, video, mô tả Máy cưa đĩa DIY làm từ cưa điện
• Những điều hữu ích từ đĩa cũ Cách sử dụng Giá đựng đĩa
• Cách buộc cà chua trong nhà kính và trên bãi đất trống: phương pháp
• Bộ sạc khởi động tự làm
• Tự làm giàn mộc phổ thông Cách làm giàn xây dựng từ gỗ